En av de saker som är säkert här i värden är att saker och ting förändras,
inte minst konstruktioner och kraven på konstruktioner. Dessa
konstruktioner går mot sitt slut hur man än gör, men tiden det tar dit kan
påverkas. För att denna tid, den så kallade livslängden, ska bli så lång
som möjligt måste underhåll ske för att konstruktionen inte ska försämras.
Ibland så ändas dock kraven, oftast är det att belastningarna kommer att
öka. Då finns det två olika alternativ att lösa detta problem: den första
är att byta ut den befintliga konstruktionen mot en ny, men detta är ofta
en väldigt kostsam lösning. Detta leder till den finansiellt mer ekonomiska
varianten, förstärkning av befintlig konstruktion.
Förstärkning med kolfiberkomposit som detta examensarbete handlar om, har
gjort på konstruktionsavdelningen vid institutionen för Samhällsbyggnad på
Luleå Tekniska Universitet i samverkan med Banverket kan vara ett
alternativ när förstärkning skall ske. Kolfiberförstärkning har använts en
hel del inom byggbranschen och då framförallt som förstärkning av betong.
Förstärkning har däremot varit sparsam på stål dels på grund av okunskap
och dels så att ståldetaljer kan bytas ut mot nya eller att nya
ståldetaljer svetsas utanpå de befintliga. Det kan dock finnas problem vid
förstärkningar av gamla utmattade konstruktioner där det inte är helt
ovanlig att stålet är av sådan kvalitet att svetsning är omöjlig dessutom
kan det vara problem med att byta ut befintliga delar. Vid sådana
situationer skulle kolfiberförstärkning kunna vara en bra metod.
Detta arbete är inriktat mot att undersöka om kolfiberförstärkning av
utmattade nitförband kan vara ett alternativ till att byta ut förbandet
alternativt konstruktionen. Eftersom liten eller ingen forskning alls har
gjorts inom området är arbetet inom det första stadiet av utvecklandet av
en metod att förstärka nitförband med kolfiber. Därför har enklast möjliga
lastfall antagit vid laborationerna. Det är sex olika provkroppar av fyra
olika slag som testat i drag där mätningarna har gjort dels med
speckelmätning och dels med data från provriggen. Provkropparna som
användes var två referenser för bultförbanden och två för kolfiber dessutom
testades en provkropp med kolfiber utanpå bultförbandet och en annan med
kolfiber utanpå ett bultförband där bultarna var kapade så att de inte tog
någon kraft. Bultar användes istället för nitar pga. att nytillverkning av
nitförband är väldigt svår samt att vid bultförband blir de ingående
faktorerna kända vilket inte fallet skulle vara om användning av befintliga
nitförband användes.
Det har även utförts ett fältförsök där de verkliga töjningarna i ett
nitförband på Kärisjokibron efter Haparandabanan försökts mätas. Förbandet
som var utdömt ur utmatningssynpunkt enligt Banverkets rapport mättades med
speckelmätning vid belastning av ett lok (T66).
För att kunna få en uppfattning av materialegenskaperna av de använda och
tilltänkta förstärkningsmaterialen samt få en inblick i fenomenet
utmattning gjordes en litteraturundersökning. Denna undersökning tar bara
upp de material som anses vara intressant för förstärkningarna som gjordes
i labbet samt de material som anses komma att behövas vid permanenta
förstärkningar. Bland stålets brottsfenomen tas bara utmattningsbrott upp.
Litteraturundersökningen ...
