• ANNONSERA
    • ANNONSERA
    • ANNONSPRISER
    • TEKNISKA DATA
    • UTGIVNINGSPLAN
  • NÄSTA NUMMER
  • PRENUMERERA
    • PRENUMERERA
    • ÖVRIGA BESTÄLLNINGAR
  • TIDNINGSARKIV
    • TIDNINGSARKIVET
    • ÄLDRE ÅRGÅNGAR
    • ARTIKELREFERENSER
    • HISTORISKA ARKIVET
  • KONTAKT
    • KONTAKT
    • OM OSS
    • HANTERING AV PERSONUPPGIFTER
  • IN ENGLISH
    • ABOUT US
    • HISTORY
    • ADVERTISING
    • AD FORMATS AND PRICES
    • TECHNICAL DATA
    • PUBLICATION SCHEDULE
    • CONTACT
  • LOGGA IN
    • Hur skapar man konto?

Bygg & teknik

Sveriges äldsta byggtidning – grundad 1909

  Annons
  • HEM
  • ARTIKELSÖK
  • AKUSTIK OCH LJUDISOLERING
  • BETONG
  • BRANDSKYDD
  • BYGGFRÅGAN
  • FASADER
  • GEOTEKNIK OCH GRUNDLÄGGNING
  • GOLV OCH GRUND
  • INFRASTRUKTUR
  • JURIDIK
  • SUNDA HUS/ENERGI
  • TAK
  • TRÄ
  • LEVERANTÖRER
Du är här: Hem / GEOTEKNIK OCH GRUNDLÄGGNING / BIG – forskning och utveckling med fokus

BIG – forskning och utveckling med fokus

24 januari, 2019

BIG, Branschsamverkan i Grunden, etablerades i slutet av 2013, genom att Trafikverket, Statens geotekniska institut, Kungliga tekniska högskolan, Chalmers tekniska högskola samt Luleå tekniska universitet, signerade ett samverkansavtal. Arbetet har nu, efter drygt 4 år, kommit in i en fas där resultaten av ett gemensamt systematiskt utvecklingsarbete blir allt tydligare. Denna artikel visar hur BIG inom de tre prioriterade forskningsinsatserna; Höghastighetsjärnväg, Hållbarhet och beständighet, samt Ökad produktivitet, kan visa på resultat som leder till bättre tekniska lösningar, sänkta kostnader och som bidrar till att uppfylla FN:s globala mål.

Ånglok

Figur 2: Höghastighetsjärnväg för hundra år sedan, vad krävs mer idag?

Höghastighetsjärnväg
Den prioriterade forskningsinsatsens mål är att hantera geotekniska frågeställningar för järnväg vid krav på mycket små deformationer under lång tid (upp till 100 år).
Det planeras för att bygga höghastighetsjärnväg i Sverige och för när-varande pågår arbetet med att hitta tekniska lösningar för att uppfylla de krav på hållbarhet och säkerhet som ställs på en ny anläggning. En av de kritiska frågorna är att säkerställa att deformationerna (totala och differenser) längs spårsträckningen är begränsad. Detta krav måste uppfyllas för att kunna garantera säkerhet och komfort för tågtrafiken. Ur geoteknisk synvinkel är detta en utmaning, då spårsträckningen dras över områden där de geotekniska förutsättningarna skiftar. Olika tekniska lösningar för grundläggningen kommer att krävas för att uppfylla kraven. En annan utmaning är att få en jämn övergång mellan olika tekniska lösningar.
Inom BIG har det genomförts/pågår totalt 9 projekt som bidrar till att öka kunskapen inom området. Två huvudområden har studerats; egenskaperna hos banken/bankmaterialet samt effekten av dynamiska laster. Samtliga projekt finns beskrivna på BIG’s hemsida (www.big-geo.se) med länkar till publicerade rapporter. Nedan ges ett axplock av resultat som kommit fram så här långt

• Antalet belastningscykler (från passerande järnvägstrafik) en lera kan motstå beror på lerans odränerade skjuvhållfasthet och förkonsolidering. Detta beaktas vid bedömning av behov av förstärkning.
• För att modellera själva bankens egenskaper har både DEM (Discret Element Model) och storskalig skjuvprovning utförts. Utifrån detta erhålls kunskap om hur grovkorniga material beter sig och vilka materialkrav som bör ställas på bankmaterial.
• Uppbyggnaden av banken är en kritisk faktor för att begränsa deformationer. Förutom krav på materialet så krävs packning som är anpassad till såväl bankmaterial som undergrund. Inom ramen för ett av BIG-projekten studeras olika packningsmetoder och hur de påverkar packningsresultat vid olika grundläggningsförutsättningar.
• Ur ett underhållsperspektiv behövs verktyg för att kunna identifiera områden där nedbrytning av bank/undergrund sker till följd av tid/klimatlast. I ett av BIG-projekten studeras möjligheten att använda data från mätning av hur egenfrekvensen förändras med tid längs bansträckning, för att identifiera kritiska områden där nedbrytning pågår.
• Hur stora variationer i styvhet hos undergrunden kan accepteras? I ett av BIG projekten studeras med numeriska modeller hur stora skillnader som kan accepteras med bibehållen operativ förmåga hos spåret.

Bilden av hur kraven för höghastighetjärnväg ska uppnås börjar klarna, men för att skapa ytterligare kunskap så planeras preliminärt ytterligare 5 projekt inom ämnesområdet. Redan nu noteras hur projekten gemensamt skapar en tydligare bild av frågeställningen.

Ångvält

Figur 3: Hållbarhet och beständighet – väl(t) byggt håller längre.

Hållbarhet och beständighet
Den prioriterade forskningsinsatsens mål är att studera effekten på den tekniska lösningen av tid, förändringar i klimat och miljö samt ändrade lastförutsättningar. Målet är även att skapa en effektiv resursanvändning, med miljövänliga tekniker.
Klimatförändringarnas omfattning och utbredning kan diskuteras, men oavsett behöver vi en ökad kunskap om hur befintliga anläggningar och geokonstruktioner påverkas när temperaturen förändras, frost-töcyklerna blir fler och nederbördens intensitet och omfattning förändras.
Förutom klimatförändringarna så diskuteras även möjligheten att för vissa vägar tillåta tyngre trafik än idag. Den fråga som då måste besvaras är hur detta påverkar befintliga geokonstruktioner.
Inom ramen för BIG är det totalt 18 projekt som genomförts eller pågår som relaterar till dessa frågeställningar. Projekten har olika infallsvinklar och bidrar gemensamt till en ökad kunskap för att säkerställa hållbara och beständiga geokonstruktioner även i framtiden. Nedan ges ett axplock av resultat som kommit fram så här långt;

• Befintliga anläggningar är i flera fall projekterade utifrån äldre regelverk där andra krav och förutsättningar gällde. En metodik behövs för att kunna identifiera delområden längs våra vägar/järnvägar som ur ett riskperspektiv är i störst behov av åtgärder för att uppfylla kraven på säkerhet, hållbarhet och beständighet. Här pågår BIG projekt med målsättning att implementera en metodik.
• Sulfidjordar hanteras i flera olika BIG projekt, med fokus på att öka kunskapen om hur sättningar utbildas, hållfastheten ökar med tiden samt om klassiska förstärkningsmetoder är tillämpbara. Ett av BIG projekten har visat att KC-pelare är ett möjligt förstärkningsalternativ även i sulfidjordar.
• Byggnation inom torvområden utgår i stor utsträckning från erfarenhet och dessa erfarenheter har summerats i en vägledande rapport publicerad inom ramen för ett BIG-projekt. I ett annat BIG-projekt pågår arbete för att öka kunskapen om brottmekanismer och deformationer i torv. Målsättningen är att få ett bättre underlag för projektering av infrastruktur inom torvområden.
• För att kunna bedöma behovet av åtgärder och när dessa ska sättas in, så behövs bättre prognoser för hur geokonstruktionens beteende förändras med tiden. Här genomförs dels BIG-projekt med syfte att skapa bättre kunskap och modeller för att kunna prognostisera beteendet vid förändrade förutsättningar, dels BIG-projekt som studerar enskilda egenskapers förändringar. Här kan även BIG-projekt som fokuserar på att hitta effektiva uppföljningsmetoder omnämnas. Ett exempel är att idag används satellitmätningar som ett komplement till traditionell sättnings uppföljning.
• Vid nyinvestering och uppgradering av befintliga anläggningar så behövs ett verktyg för att kunna bedöma inte bara investeringskostnaden utan valda åtgärders totala kostnad sett över anläggningens livslängd. Här finns BIG-projekt som fokuserar på hur LCC-analyser ska kunna an-vändas i större utsträckning även för geokonstruktioner.

Många projekt har genomförts inom denna forskningsinsats och bidrar till att tydligare definiera vilka ytterligare frågor som bör belysas. För närvarande finns det 7 projektförslag som sannolikt kommer att genomföras, för att skapa en än mer komplett bild av frågeställningen.

Figur 4: Ökad produktivitet – traditionella metoder med förbättrad teknik.

Ökad produktivitet
Den prioriterade forskningsinsatsens mål är att utveckla nya tekniska lösningar (eller vidareutveckla befintliga), för såväl nyinvestering som underhåll. Målet är även att utveckla hållbara produktionsmetoder ur ett miljöperspektiv, med bibehållen produktivitet.
En stor del av nyinvesteringen i infrastrukturanläggningar sker inom tätbebyggt område vilket ställer krav på så väl produktionsmetoder som tekniska lösningar. Att bygga en robust anläggning på en yta där flera olika transportslag och verksamheter ska integrera är  en utmaning. Omgivningspåverkan under utförandet blir dessutom en allt viktigare aspekt, som ställer krav på en miljöanpassad produktion. Denna forskningsinsats har därför som målsättning att lyfta fram nya idéer som bidrar till lösningar för dessa utmaningar. Inom ramen för BIG är det totalt 15 projekt som genomförts eller pågår som relaterar till dessa frågeställningar. Nedan ges ett axplock av resultat som kommit fram så här långt;

• KC-pelare används traditionellt i Sverige för att begränsa sättningar och förbättra stabiliteten för väg- och järnvägsbankar. De projekt som nu genomförts visar att metoden har potential att vara ett komplement i samband stora schakter i lera. Metoden kan användas för att begränsa deformationerna och därmed ge en robustare lösning. En viktig aspekt för KC-pelare är kvaliteten hos den installerade pelaren. Inom ramen för olika BIG-projekt studeras möjligheten att använda såväl geofysiska metoder som traditionell jordbergsondering som kontrollmetoder. Vid dimensionering så betraktas det stabiliserade området som en volym med förbättrade egenskaper. I ett BIG-projekt studeras om detta synsätt ska kompletteras med studie av andra brottmekanismer, åtminstone för vissa tillämpningar.
• Om det ska vara möjligt att optimera de tekniska lösningarna så krävs god kunskap om de geotekniska förutsättningarna i området. BIG-projekt har visat vikten av att i områden bestående av lera med låg hållfasthet så är provtagningskvaliteten och tiden från upptagning av prov till att laboratorieanalysen genomförs avgörande. En annan aspekt är att i sina analyser ta hänsyn till de osäker-heter som finns i den tillgänglig data. Detta har hanterats av ett BIG-projekt där man utgår från statistiska metoder och även ser på möjligheten att tillämpa partialkoefficientmetoden på ett relevant sätt.
• I komplexa situationer så krävs ofta att problemställningen modelleras för att få en förståelse för hur olika delar av konstruktionen beter sig. Detta sker ofta med numeriska metoder.
För att få relevanta prognoser av beteendet så krävs att rätt jordmodell tillämpas för olika dimensioneringssituationer. Detta har varit bakgrunden till ett BIG-projekt med syfte att öka kunskapen om när Mohr-Coulomb, Hardening-soil, Soft-soil med flera bör tillämpas.
• Det finns en lång erfarenheten av att använda pålar, men trots detta så finns det många delfrågor där ökad kunskap kan ge bättre tekniska lösningar. Några av de frågor som studeras inom BIG-projekt är; hur man bedömer kapaciteten hos dragbelastade pålar, hur man prognosticerar beteendet hos tryckbelastade pålar med tiden, hur pålar beter sig i bruksgräns samt hur krypningen påverkas av cykliska belastningar och hur pålar samverkar om de installeras som bankpålar.

Projekten har satt fingret på många viktiga frågor och gett svar, men samtidigt så finns här flertalet frågeställningar kvar. Därför planeras ytterligare 11 projekt inom detta området.

Figur 5: BIG bidrar till Agenda 2030.

BIG bidrar till Agenda 2030
BIG’s huvudmål har omformulerats, så att det även inkluderar bidrag till att FNs globala mål uppnås.
”Målet är att sänka kostnader för byggande och underhåll av transportsystemets infrastruktur samt bidra till att FN:s globala mål uppnås, genom ett långsiktigt och systematiskt utvecklingsarbete inom geoteknikområdet”.
Bakgrunden är att FN har formulerat 17 globala mål som världens ledare har förbundit sig till. Målen syftar till att avskaffa extrem fattigdom, minska ojämlikheter och orättvisor samt säkerställa en hållbar hantering av naturresurserna. Det är mål som är integrerade och hanterar de tre dimensionerna av hållbar utveckling: ekonomisk, social och miljömässig. Agenda 2030 är i korthet den gemensam handlingsplan som tagits fram för att genomföra de 17 målen ur ett globalt perspektiv.
Trafikverket konstaterar i sitt inledande svar avseende underlag för genomförande av Agenda 2030, att för första gången finns nu på ett tydligt sätt, transportsystemen med i FN-målen. En analys av den 17 målen visar att BIG har störst potential att bidra till genom-förandet inom följande målområden;

• Mål 9. Hållbar industri, innovationer och infrastruktur
• Mål 11. Hållbara städer och samhällen
• Mål 12. Hållbar konsumtion och produktion
• Mål 13. Bekämpa klimatförändring

I BIG’s inriktningsdokument inkluderas även mål 3, Hälsa och välbefinnande, då BIG indirekt genom hållbara produktionsmetoder och åtgärder kan bidra även till detta mål. Mål 4, god utbildning för alla, har inkluderats eftersom detta mål har bedömts som en av de indirekta nyttorna av BIG.
I samband med höstens VIP-möte, för BIG’s projektledare och kontaktpersoner, där samtliga avslutade, pågående och kommande projekt lyftes fram, så kunde det konstateras att BIG inte bara har målsättningen att bidra, utan att enskilda projekt visar på resultat som bidrar till att målen uppfylls.

Slutsats
BIG’s systematiska utvecklingsarbete där arbete från flera forskningsutförare kompletterar varandra, bidrar till att öka kunskapen i branschen vilket leder till bättre tekniska lösningar.

Artikelförfattare:

Jan Ekström, Trafikverket
Lovisa Moritz, Trafikverket, vice ordförande BIG
Gunilla Franzén, GeoVerkstan, Koordinator BIG

Artikeln är publicerad i Bygg & teknik nr 1/19

Dela på:Facebooktwitterredditpinterestlinkedintumblrmail

Läs mer:

  • BIG – forskning med fokus på utveckling
    BIG – forskning med fokus på utveckling
  • Hur deformeras torv under järnvägar och vägar?
    Hur deformeras torv under järnvägar och vägar?
  • Information från SGF 6-2021
    Information från SGF 6-2021
  • Rekommendationer för bärighetsutvärdering av betongplattor
    Rekommendationer för bärighetsutvärdering av betongplattor
  • Anders Prästings är  ny doktor i geoteknik
    Anders Prästings är ny doktor i geoteknik
  • Bestämning av hållfasthetsegenskaper i silt – erfarenheter från utredning längs Ångermanälven
    Bestämning av hållfasthetsegenskaper i silt – erfarenheter…
  • Anders Freyschuss  blir SBUF:s nya vd
    Anders Freyschuss blir SBUF:s nya vd
  • Digital Betong
    Digital Betong

Inlagd i: GEOTEKNIK OCH GRUNDLÄGGNING, Ur senaste numret

Annonsörer

Hisab-giha_golvsystem

Sök på Bygg & teknik

Ledare

Omvärld i snabb förändring

Inför den här ledaren så tittade jag på motsvarande ledare – den sista innan sommaren – de senaste tre åren. I ledaren 2019 var det bara full fart framåt, precis som det var i större delen av världen. Ledaren handlade om klimatfrågan och hur vi ska klimatanpassa byggandet, samhället och omvärlden. Det måste till rätt stora förändringar för att nå klimatmålen, och hur ska vi kunna … [Läs hela ledaren...]

Event

Grundläggningsdagen på Stockholmsmässan

Grundläggningsdagen 2023

Grundläggningsdagen är framflyttad till 16 mars, 2023. Besök Grundläggningsdagens hemsida

Byggnytt

Batteridriven byggakustikförstärkare

Tröttnat på strul med kablage vid byggakustikmätningar? Den nya Nor282 byggakustikförstärkare kan vara lösningen på problemet. – Batteridrift upp till 90 minuter vid full effekt. – WiFi trådlös … [Läs mer...]

Digitala Heta Arbeten®

Smidigt, effektivt och – framför allt – säkert. Det är några av fördelarna som papperstillverkaren Arctic Paper Grycksbo upplever med att använda den digitala tillståndslistan för Heta Arbeten®. Nu … [Läs mer...]

Vinnaren av Nordbyggs guldmedalj

Recoma byggskivor vann Nordbyggs Guldmedalj, priset för årets mest innovativa produktnyhet 2022. Skivorna är helt tillverkade av återvunna kompositförpackningar där enbart värme och tryck används vid … [Läs mer...]

Nytt dokumentationspaket gör det enklare att bygga hållbart

Kraven på hållbart byggandet ökar. Därmed ökar även behovet att dokumentera byggmaterialens CO2-avtryck för att uppnå en Miljöbyggnads­certifiering – en uppgift som börjar hos leverantören. Nu har … [Läs mer...]

Filborna vattentorn i Helsingborg vinner Kasper Salin-priset

Under Arkitekturgalan den 7 april mottog Filborna vattentorn i Helsingborg 2021 års Kasper Salin-pris för bästa byggnad. Arkitekt är Wingårdhs med Nordvästra Skånes Vatten och Avlopp (NSVA) som … [Läs mer...]

Återbruk när tillfälliga Östermalmshallen blir padelhall

Nu har ett av Sveriges största återbruksprojekt öppnat. Den tillfälliga saluhallen på Östermalmstorg, som användes när den gamla Östermalmshalleni Stockholm renoverades, blir padelhall i Mölnlycke … [Läs mer...]

Ny plattform för upphandling av energiåtgärder åt fastighetsägare

Bostadsrättsföreningar och privata fastighetsägare har stor potential när det gäller ökad hållbarhet och energieffektivisering i sina byggnader. Många byggnader läcker energi, och därför också pengar; … [Läs mer...]

Nytt golvregelsystem speciellt anpassat för CLT/KL-trä

För att möta det stora fokus som finns för miljon och minska CO2-avtrycket än mer så har Granab Golvregelsystem tagit fram ett nytt system speciellt anpassat för CLT/KL-trä, system 8000 W. Företaget … [Läs mer...]

Svetsning av membran på platta tak

Uniroof 700 är en kompakt taksvetsmaskin utvecklad av Leister i Schweiz. Maskinen lämpar sig till svetsning av termoplastiska vattentätande membran på platta tak upp till 500m2 såväl som lutande tak … [Läs mer...]

Ny skonsam justerskruv minskar materialspillet

FAFS liknar ingen annan jus­terskruv. Lika exakt som den biter och kan skruvas i, lika enkelt och exakt kan den demonteras. Den nya justerskruven från fischer lämnar träkonstruktioner så in­takta att … [Läs mer...]

Den nya generationens takskiva

Nu presenterar Forestia ett nytt byggmaterial – den nya generationens takskiva. Ett slätt premiumtak av högsta kvalité. Slipp spackla och slipa – det är bara att limma och klicka så är det nya taket … [Läs mer...]

Förlags AB Bygg & teknik, Box 2053, 135 02 Tyresö • Telefon 08-408 861 00 © Copyright 1909 - 2019 • Alla rättigheter reserverade.