Till innehåll på sidan

Optimal design solutions of road bridges considering embedded environmental impact and cost

Tid: Fr 2022-09-09 kl 13.00

Plats: Kollegiesalen; Brinellvägen 8, Campus

Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/68151081232

Språk: Engelska

Ämnesområde: Byggvetenskap, Bro- och stålbyggnad

Respondent: Elisa Khouri Chalouhi , Bro- och stålbyggnad

Opponent: Professor Mario Plos, Chalmers

Handledare: Professor Raid Karoumi, Bro- och stålbyggnad, Järnvägsgruppen, JVG; Adjungerad Professor Costin Pacoste, Bro- och stålbyggnad

QC 220817

Abstract

Kontinuerlig urbanisering och befolkningstillväxt ökar efterfrågan påtransportinfrastruktur som broar. Dessa konstruktioner utgör en betydandeekonomisk börda för Trafikverket. Dessutom står byggsektorn för en stor del avCO2 -utsläppen. För att länder över hela världen ska kunna uppfylla sina löften omatt begränsa den globala uppvärmningen krävs en förändring i designfilosofin.

Inom det brotekniska området kan en vanlig dimensioneringsansats identifierassom punktbaserad design. Även om detta tillvägagångssätt ger funktionellalösningar, resulterar det ofta i en dyr och inte klimatvänlig lösning. Design baseradpå strukturell optimering är ett bra alternativ som många forskare visat under desenaste decennierna. Den har dock inte ersatt den traditionella designprocedurenännu. Bland orsakerna finns bristen i litteraturen på komplett design av realistiskakonstruktioner och komplexiteten i lösningarna. Dessutom saknasrekommendationer för konstruktörer som hjälper dem i designprocessen.

Syftet med detta arbete är att täcka gapet mellan teoretiska studier och faktisktillämpning genom att föreslå optimala designlösningar av vägbroar som ärgenomförbara och enkla att bygga. En automatiserad design- ochoptimeringsprocedur presenteras som ett alternativ till den traditionellapunktbaserade designen med syftet att minska inbyggd miljöpåverkan ochkostnad. Inom vägbroar tillämpas förfarandet på tre vanliga konstruktiontyper:balkbroar av armerad betong, konsolande brobaneplattor av armerad betong ochsamverkansbroar i stål och betong.

De potentiella besparingarna som erhålls genom att ersätta traditionell design medden föreslagna lösningen visas genom fallstudier. Användningen av kommersiellprogramvara som vanligtvis används på designkontor och jämförelsen medbefintliga broar visar genomförbarheten av de optimala lösningarna som erhållsmed detta tillvägagångssätt. Parametriska studier utförs för att hjälpa denpotentiella användaren att fatta lämpliga beslut när de utför brooptimering. Som ett stöd i de tidiga designskedena ges istället rekommendationer på bästa lösningari form av grafer och tabeller. Slutligen studeras sambandet mellan optimalalösningar gällande kostnad och inbyggd miljöpåverkan för flera material.Materialförbättringar eller nya material för att ytterligare minska utsläppen föreslås.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-316315