Diss. Luleå : Luleå University of Technology, 2015

Under 1999 startades ett forskningsprojekt vid Luleå tekniska universitet med syfte att samla in erfarenheter, vad gäller broar med integrerade landfästen, från USA och Storbritannien och överföra dessa till svenska förhållanden. Sedan dess har minst 20 broar med integrerade landfästen (med en rad av pålar under varje landfäste) byggts i Sverige och det europeiska forskningsprojektet INTAB har slutförts. De flesta av broarna är korta och det verkar vara svårt att utforma broar med integrerade landfästen som är längre än 40 meter. Anledningen till detta är att pålar i broar med integrerade landfästen kan utsättas för höga töjningar under drift på grund av omgivande jords styvhet och temperaturvariationer, vilket förskjuter och roterar påltoppen som är fastspänd i överbyggnaden. De flesta normer tillåter inte att töjningar i stål överskrider sträckgränsen i bruksgränstillstånd (t.ex. EN 1993-2). Detta begränsar möjligheten att bygga längre broar med integrerade landfästen på stålpålar. Syftet med denna avhandling är att förbättra metoden för att dimensionera stålpålar i broar med integrerade landfästen. Det innebär att konstruktören med mindre ansträngning ska kunna göra en säkrare eller lika säker konstruktion som tidigare med hjälp av de metoder som beskrivs i denna avhandling. Avhandlingen beskriver hur analysen av pålar i broar med integrerade landfästen kan göras. För att studera hur stålpålar i integrerade landfästen fungerar gjordes en litteraturstudie, långtids- och korttids-mätningar på en bro med integrerade landfästen och laboratorietester har utförts. Med resultaten från forskningen som utgångspunkt föreslås en dimensioneringsmetod.

This thesis deals with integral abutment bridges, with focus on the design of steel piles carrying such bridges. As outlined in Chapter 1, integral abutment bridges have large advantages over bridges with expansion joints and bearings. However, there are some questions to be answered and some of these questions are formulated as research questions in this thesis. Cross shaped steel piles were axially loaded to failure, simulating the effect of the bridge length varying with the annual temperature variations. The tests showed that 25 mm imposed deformations of the pile tops do not significantly influence ultimate capacity of the piles (Chapter 2 and Paper I). In order to study how steel piles in integral abutments are used in different countries an international workshop was arranged in Stockholm and a literature study was conducted (Chapter 3). Furthermore the bridge over Leduån was designed, built and monitored. The monitored values with respect to deflections and pile stresses gave a fairly good agreement with FEA carried out with soil parameters from the Swedish Bridge Code Bro 94 (Chapter 4, Paper III and Paper IV). In order to investigate the behavior of steel piles in fatigue with strains exceeding yield strains, bending tests of piles encased in concrete were carried out (Paper V). The tests demonstrated that a pile can accommodate strains many times the yield strain and still last for hundreds of cycles. Finally the results above are discussed and a design method is suggested in Chapter 5. In Chapter 6 answers to the research questions from Chapter 1 are formulated and discussed.