Utmattningsprovning av detaljer från järnvägsbron över Söderström: Kompletterande provning av spricktillväxt

Utmattning av stålkonstruktioner är ett skadeförlopp som kan delas i sprickinitiering, stabil tillväxt och brott. För broar hanteras detta vanligtvis med så kallade livslängdsmetoder som täcker alla tre faser. Ett typexempel är nyttjandet av förbandsklasser som beskriver livslängden i antal cykler för givna spänningsvidder. En sådan metod ger dock inget direkt samband mellan den fysiska skadans status (sprickan) och livslängden. I tillämpningar av metoder för skadetålighet eller sannolikhetsbaserad inspektionsplanering måste skadans (sprickans) storlek uppskattas och bedömmas. Den klassiska teorin för spricktillväxt baseras på Paris lag, som beskriver ett linjärt samband mot spänningsintensitetsvidden om båda egenskaperna är logaritmerade. Data för beskrivning tillväxtfasen är dock begränsade för stål från verkliga broar. Den publikation som används regelmässigt, den brittiska BS 7910, baseras på sammanfattade tester utförda på stål från offshore-tillämpningar. Dessa visar på stor spridning och tillämpbarheten på broar är osäker. Vid rivningen av järnvägsbron över Söderström sommaren 2019 plockades 20 provkroppar ut för utmattningsprovning. Dessa resultat har redovisats i tidigare publicerade rapporter. Föreliggande rapport visar kompletterande provningar för att uppskatta spricktillväxtparametrarna i Paris lag och tröskelvärdet för spricktillväxt. Totalt 13 provningar för det förra och 8 för det senare har genomförts. Rapporten redovisar provningens genomförande och de statistiska utvärderingarna av resultaten. För lutningen m = 3 erhölls ett karakteristiskt intercept C k =4,2×10 -13 vilket kan jämföras med värdet i BS 7910 om 5,2×10 -13 . Data från provstavarna visar således på en långsammare spricktillväxt. Gällande tröskelvärdet för spricktillväxt erhölls en fördelning efter en Bayesiansk uppdatering till Δ K th ~ LN(220; 93,2) N/mm 3/2 . Det karakteristiska värdet beräknades till Δ K th,k =104 N/mm 3/2 . Det senare kan jämföras mot värdet i BS 7910 om 63 N/mm 3/2 . The fatigue of steel structures is a damaging process divided between crack initiation, propagation and fracture. This is typically considered for bridges with so-called total life methods covering all three phases. An example is using detail categories describing the service life in the number of cycles for given stress ranges. Such methods do not, however, give any direct relation between the physical damage (the crack) and the service length. To implement methods for damage