Heiti verkefnis : 

Líftími brúa á Íslandi með tilliti til þreytuálags

Verkefnastjóri : 

Arnar Björn Björnsson

Stutt lýsing á verkefninu:

Gríðarleg umferðaraukning hefur átt sér stað á Íslandi á síðastliðnum áratug. Einnig hefur þungum ökutækjum fjölgað talsvert vegna kröfu um hraða vöruflutninga og tilfærslu flugingsleiða frá sjó á land. Þá má búast við að ökutæki koma til með að þyngjast frekar á næstu árum samhliða rafvæðingu bílaflotans og aukinni uppbyggingu á landsbyggðinni.

Fjöldi brúa gegna lykilhlutverki í vegakerfi Íslands og þessi vaxandi umferð þungra ökutækja kann að hafa áhrif á endingu þeirra. Margar hverjar voru hannaðar fyrir nokkrum áratugum og gera því ráð fyrir talsvert minna og léttara umferðarálagi en er í dag og þreytuþol brúa hefur almennt ekki verið sérstaklega metið við hönnun hér á landi. Því er mikilvægt að skilja vel raunverulegt og væntanlegt þreytuálag á íslenskar brýr og bera saman við reikningslegt þreytuþol til þess að tryggja megi öryggi þessara mannvirkja til framtíðar. Í rannsókn sem var unnin út frá umferðargögnum Vegagerðarinnar við Esjumela frá árinu 2005 komust rannsakendur að þeirri niðurstöðu að þreytuálag kunni að vera ráðandi fyrir hönnun á brúarmannvirkjum á fyrirhugaðri Sundabraut. Í ljósi umferðarþróunnar síðustu tvo áratugi er því tímabært að skoða aftur þreytuálagsprófíl út frá raunmælingum á Íslandi. Þetta er bæði aðkallandi fyrir hönnun á nýjum brúarmannvirkjum en einnig til þess að geta metið ástand þegar byggðra brúa á Íslandi með tilliti til þreytuþols.

Í verkefninu er lagt upp með að greina raunverulegan þreytuálagsprófíl fyrir brýr á Hringvegi 1 og leggja mat á hvernig þreytuálag gæti breyst á komandi áratugum. Endurskoðaður þreytuálagsprófill verður borinn saman við niðurstöður frá fyrri rannsókn. Einnig verður tekin fyrir byggð brú sem þykir mikið útsett og jafnframt einkennandi fyrir stóran hluta brúa í gatnakerfinu þar sem umferðarálag er hvað hæst og líftími brúarinnar metinn m.t.t. þreytuþols. Gefi niðurstöður tilefni til verður hægt að nýta aðferðafræði rannsóknarinnar til þess að kanna ástand fleiri brúargerða.

Tilgangur og markmið:

Tilgangur og markmið þessa rannsóknarverkefnis er að skilja betur raunverulegt þreytuálag á brýr á Íslandi í dag, kanna hvort uppfæra þurfi hönnunarskilyrði fyrir ný brúarmannvirki og einnig meta ástand byggðra brúarmannvirkja á Íslandi með tilliti til þreytuþols.

Í verkefninu verður notast við raunmælingar Vegagerðarinnar á umferðarþunga og aðferðafræði Evrópustaðla notuð til þess að búa til einkennandi þreytuálagsrófíl út frá mælingum. Einnig verða umferðaspár notaðar til þess að áætla hvernig umferðarálagsprófíll gæti breyst á komandi áratugum. Fengnir þreytuálagsprófílar verða bornir saman við niðurstöður frá fyrri rannsókn. Einnig verður tilgreind byggð brú sem þykir mikið útsett fyrir þreytuálagi og á sama tíma einkennandi fyrir fjölda annarra brúa í vegakerfi landsins. Þá verður aðferðafræði Evrópustaðla notuð til þess að meta áætlaðan líftíma ofangreindra brúa.

Leitast verður eftir því að svara eftirfarandi rannsóknarspurningum:

1.      Gefa nýlegar mælingar á umferðarþunga á Íslandi vísbendingar um aukið þreytuálag á umferðarmannvirki á Íslandi?

2.      Hefur þreytuálagsprófíll fenginn út frá nýlegum mælingum ráðandi áhrif á hönnun nýrra umferðarmannvirkja á Íslandi í dag?

3.      Hefur þreytuálagsprófíll fenginn út frá nýlegum mælingum að teknu tillit til spá um þróun umferðarálags ráðandi áhrif á hönnun nýrra umferðarmannvirkja á Íslandi?

4.      Hver er reikningslegur líftími byggðra brúa á Íslandi með tilliti til þreytuþols?