Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Hanke- ja verkkotason mallit Tiehallinnon selvityksiä 27/2006

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Hanke- ja verkkotason mallit Tiehallinnon selvityksiä 27/2006 Tiehallinto Helsinki 2006

ISSN 1457-9871 ISBN 951-803-731-0 TIEH 3201003 Verkkojulkaisu pdf (www.tiehallinto.fi/julkaisut) ISSN 1459-1553 ISBN 951-803-732-9 TIEH 3201003-v Edita Prima Oy Helsinki 2006 Julkaisua myy/saatavana: asiakaspalvelu.prima@edita.fi Faksi 020 450 2470 Puhelin 020 450 011 Tiehallinto Opastinsilta 12 A PL 33 00521 HELSINKI Puhelinvaihde 0204 2211

Markku Äijälä, Jukka Lahdensivu: Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen. Helsinki 2006. Tiehallinto. Tiehallinnon selvityksiä 27/2006. 43 s. + liitt. 57 s. ISSN 1457-9871, ISBN 951-803-731-0, TIEH 3201003. Asiasanat: sillat, ylläpito, elinkaari, mallintaminen, malli Aiheluokka: 35 TIIVISTELMÄ Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan ohjelmistoja ovat verkkotason Hibiris sekä ohjelmointi- ja hanketason Hanke-Siha. Tässä työssä kehitettiin silloille mallit niiden kunnon kehittymisen, tarvittavien toimenpiteiden ja tarvittavien kustannusten analysointiin sekä verkko- että hanketasolla. Hanketason järjestelmässä ohjelmisto hakee Siltarekisteristä rakenneosan kuntoarvioluokan ja olosuhteet. Rakenteen kunto lähtee heikkenemään rappeutumismallin mukaisesti. Rakenteen saavuttaessa seuraavan kuntoarvioluokan sille tehdään toimenpide päätöspuun mukaisesti. Samalla määräytyvät toimenpiteen kustannukset. Toimenpiteen jälkeen rakenteen kunto paranee tai pysyy ennallaan. Tämän jälkeen rappeutuminen jatkuu tai alkaa uudelleen. Kantavien rakenteiden saavuttaessa huonoimman kuntoarvioluokan on toimenpiteenä päällysrakenteen tai koko sillan uusiminen. Hanketason järjestelmää varten tehtiin rakenneosajako, toimenpiteen valintaan johtavat päätöspuut rakenneosittain, rakenneosien rappeutumismallit, korjaustoimenpiteiden vaikutusmallit sekä arvioitiin korjaustoimenpiteiden kustannukset. Järjestelmää kehitettiin siten, että se kattaa mahdollisimman hyvin yleisimmät siltojen korjaustoimet ja kustannukset. Mallit on luotu erikseen betoni-, teräs-, puu- ja kivirakenteille. Rappeutumismallit muodostettiin Tiehallinnon Siltarekisteristä haettujen yleistarkastustietojen perusteella. Koska tiedot perustuvat silmämääräisiin havaintoihin, ei näkymättömissä olevia rakenneosia tai vauriomekanismeja ole malleissa mukana. Työssä muodostetut rappeutumismallit perustuvat siltakannan vaurioitumisesta kerättyyn tietoon ja poikkeavat selvästi aiemmin kehitetyistä delphi-kyselyihin tai teoreettisiin laskentamalleihin perustuneista rappeutumismalleista. Hanketason mallit ovat käytännössä todetun ylläpitotarpeen kannalta kattavat ja antavat hyvän kuvan siltojen ylläpitoon tarvittavasta rahoituksesta. Malleja kehitettäessä kiinnitettiin huomiota niiden selkeyteen, jotta ne voidaan ohjelmoida ohjelmistoihin ja ottaa käyttöön mahdollisimman pian. Verkkotason mallit kehitettiin Hibris-ohjelmistoa varten. Verkkotason järjestelmässä sillat jaetaan osaverkkoihin. Kutakin osaverkkoa tarkastellaan rappeutumis-, toimenpide- ja kustannusmallien avulla. Työssä laadittiin Hibris-ohjelmistoon silloille uusi osaverkkojako aiempien selvitysten pohjalta. Sillat jaettiin 14 osaverkkoon siltojen tyypin ja päärakennusmateriaalin sekä ympäristöolosuhteiden perusteella. Rappeutumismallit tehtiin siltojen kuntoluokkajakaumaa avuksi käyttäen. Toimenpide- ja kustannusmalleissa käytettiin pohjana hanketasolle luotuja rakenneosakohtaisia malleja. Toimenpidejakoa supistettiin siten, että malleissa käsitellään ainoastaan siltojen peruskorjausta ja uusimista. Verkkotason siltamallien avulla voidaan tarkastella siltojen ylläpidon jälkeenjääneisyyttä, siltojen kunnon kehitystä, toimenpiteiden tehokkuutta sekä ylläpidon tulevaa rahoitustarvetta.

Markku Äijälä, Jukka Lahdensivu: Utvecklingen av nät- och projeknivåmodeller för broar. Helsingfors 2006. Vägförvaltningen. Vägförvaltningens utredningar 27/2006. 43 s. + bilagor. 57 s. ISSN 1457-9871, ISBN 951-803-731-0, TIEH 3201003. Nyckelord: broar, underhåll, livslängd, modellering, modell SAMMANDRAG Förvaltningsprogramvaran för broar på nät- och programmeringsnivå består av Hibris på nätnivå samt Hanke-Siha på programmerings- och projektnivå. I detta forskningsarbete utvecklades olika modeller för analys av hur broarnas skick utvecklas samt analys av nödvändiga åtgärder och kostnader på såväl nät- som projektnivå. I projektnivåsystemet hämtar programmet bedömningsklassen för konstruktionsdelens skick samt förhållandena i Broregistret. Konstruktionens skick försvagas småningom enligt nedbrytningsmodellen. När konstruktionen nått följande bedömningsklass för skicket åtgärdas nedbrytningen enligt beslutsträdet. Samtidigt fastställs kostnaderna för åtgärden. Efter åtgärden förbättras konstruktionens skick eller bevaras oförändrat. Därefter fortsätter nedbrytningen eller börjar på nytt. När de bärande konstruktionerna nått den lägsta skickbedömningsklassen består åtgärden av en helt ny överbyggnadskonstruktion eller en helt ny bro. Med tanke på projektnivåsystemet utarbetades en uppdelning av konstruktionsdelarna, beslutsträd som leder till valet av åtgärd för varje konstruktionsdel, nedbrytningsmodeller för konstruktionsdelarna och påverkningsmodeller för reparationsåtgärderna samtidigt som kostnaderna för reparationsåtgärderna beräknades. Systemet utvecklades så att det så väl som möjligt täcker broarnas vanligaste reparationsåtgärder och kostnader. Modellerna har skapats separat för betong-, stål-, trä- och stenkonstruktioner. Nedbrytningsmodellerna bildades utgående från de allmänna inspektionsuppgifterna i Vägförvaltningens Broregister. Eftersom uppgifterna bygger på okulära iakttagelser ingår inte osynliga konstruktionsdelar eller skademekanismer i modellerna. De aktuella nedbrytningsmodellerna bygger på insamlad information om skador på brobeståndet och de avviker klart från de tidigare delphi-enkäterna eller de nedbrytningsmodeller som byggde på teoretiska beräkningsmodeller. Med tanke på det underhållsbehov som noterats i praktiken är projektnivåmodellerna heltäckande och ger en god bild av behovet av finansiering för brounderhållet. När modellerna utvecklades koncentrerade man sig på att göra dem så tydliga som möjligt så att de kan inprogrammeras i programvaran och tas i bruk så fort som möjligt. Nätnivåmodellerna utvecklades för programvaran Hibris. I nätnivåsystemet indelas broarna i delnät. Varje delnät inspekteras med hjälp av nedbrytnings-, åtgärds- och kostnadsmodeller. För programvaran Hibris utarbetades för broarna en ny delnätindelning utgående från tidigare utredningar. Broarna indelades i 14 delnät på basis av brotyp och huvudbyggmaterial samt miljöförhållanden. Nedbrytningsmodellerna utarbetades med hjälp av broarnas klassificering enligt bedömningen av skicket. För åtgärds- och kostnadsmodellerna användes som bas separata modeller för varje konstruktionsdel utarbetade för projektnivån. Åtgärdsindelningen inskränktes till att behandla endast broarnas grundreparation och förnyelse i modellerna.

Med hjälp av bromodellerna på nätnivå kan man granska hur mycket brounderhållet släpar efter, utvecklingen av broarnas skick, hur effektiva åtgärderna har varit samt det framtida finansieringsbehovet för underhållet.

Markku Äijälä, Jukka Lahdensivu: Developing models for bridges for network level and project level systems. Helsinki 2006. Finnish Road Administration. Finnra Reports 27/2006. 43 p. + app. 57 p. ISSN 1459-9871, ISBN 951-803-731-0, TIEH 3201003 Keywords: bridges, maintenance, life-cycle, model, modelling ABSTRACT Hibris (network level) and Hanke-Siha (programming and project level) are management softwares for bridges. This study developed models for determining bridges' condition development, required measures and the costs involved at the network and project levels. In the project level system the software collects the assessed condition category of a structural member and its exposure conditions from the Bridge Register. The condition of a structure starts to deteriorate according to the deterioration model. When the structure deteriorates to the next lower category, it will be subjected to a repair measure according to a decision tree. The costs of the measure are determined at the same time. After the repair or protective measure the condition of the structure either improves or remains the same. Thereafter, deterioration of the structure continues or starts again. The superstructure or the whole bridge needs to be rebuilt when loadbearing structures fall into the lowest condition category. With a view to the project level system structural members were divided into groups, decision trees for the selection of repair measures were constructed by structural members, deterioration models were built for structural members, models to determine impacts of repair measures were made, and costs of repairs were estimated. The system was developed to cover the most common repair measures on bridges and related costs. Separate models were created for concrete, steel, wood and stone structures. The deterioration models were created on the basis of general inspection data from the Finnish Road Administration's Bridge Register. Since the data are based on visual inspection, invisible structural members or deterioration mechanisms are not included in the models. The created deterioration models are based on actual data on the deterioration of the Finnish bridge stock. These new models deviate substantially from older ones based on Delphi enquiries or theoretical calculation models. Project level models have been found to be comprehensive enough to determine the actual maintenance need of bridges while they also clearly establish the financing needed for bridge maintenance. In developing the models, attention was paid to their clarity to make them programmable and allow their use as soon as possible. Network level models were developed for the Hibris software. In the network level system bridges are divided into subnetworks. Each subnetwork is then studied with the help of deterioration models, measure models and cost models. Based on earlier investigations, a new subnetwork was developed for the Hibris software in this study. The bridges were divided into 14 subnetworks on the basis of bridge type, main construction material and exposure conditions. The deterioration models of bridges were made based on the condition categories of bridges in the Bridge Register. Repair measure and cost models were developed on the basis of the structural member models created for

the project level. The repair measure division was narrowed so that only renovation and rebuilding of entire bridges is included. Network level bridge models allow studying the lag in bridge maintenance, development of the condition of bridges, the effectiveness of repair measures and future financing needs of maintenance.

ESIPUHE Siltojen ikäkäyttäytymisen mallintaminen on vaativa tehtävä. Mallit muodostavat siltojen hallintajärjestelmän keskeisen osan ja elinkaarianalyysien perustan. Siltojen rappeutumis- ja toimenpidemalleja on kehitetty Tiehallinnossa vaiheittain vastaamaan siltojen hallintajärjestelmän tarpeita. Ne ovat eläneet hallintajärjestelmien kehitysvaiheiden myötä. Ensimmäiset rappeutumis- ja toimenpidemallit verkkotason analysointiin (Verkko-Siha) laadittiin vuonna 1992. Ne perustuivat asiantuntijoiden haastatteluihin, koska tarkastuksista saatua kunto- ja vauriotietoa löytyi vain perinteisistä tarkastusraporteista. Niiden tutkiminen olisi ollut varsin mittava ja kallis työ. Mallinnustyötä tukemaan perustettiin nk. tarkkailusiltaverkosto, joka käsittää noin 125 siltaa, vastaten tilastollisesti koko maan sillastoa ja sen ominaisuuksia. Verkkotason järjestelmän uusiminen Hibris-järjestelmäksi vaati mallien uudelleen muokkauksen. Samalla laadittiin hanketason siltojenhallintajärjestelmän (Hanke-Siha) käyttöön kuntoennustemallit, jotka saatiin käyttämällä siltojen yleistarkastuksista saatua dataa. Varsinaiset elinkaarianalyysin rappeutumismallit laadittiin parantamalla verkkotason malleja tarkkailusilloista ja niiden tutkimuksista saadulla informaatiolla sekä laatimalla betonirakenteiden nk. toimenpiteiden päätöspuut. Nyt käsillä olevassa raportissa esitetyt uudet siltamallit perustuvat tarkastajien antamiin siltojen rakenneosien kuntoarvioihin ja sillan yleiskuntoarvioon, näistä saatuun nk. laskettuun yleiskuntoon (painotettu keskiarvo rakenneosien kuntoarvioista) sekä uuteen kuntoluokkaan. Kuntoluokka edustaa päällysteille ja silloille laadittua, Tiehallinnossa käyttöön otettua yhtenäistä kuntoluokitusta ja eroaa muista kunnon mittareista siinä, että se on määritelty numeroarvoilla 5 1 (erittäin hyvä erittäin huono), kun siltojen tarkastuksissa käytetty arvoasteikko kuntoarvioille on 0 4 (erittäin hyvä erittäin huono). Mallien kehitystyö on ollut pitkä. Se on keskittynyt pääasiassa betonisiltoihin. Tässä raportissa on ensimmäisen kerran esitetty rappeutumis- ja toimenpidemallit sekä elinkaarianalyysien päätöspuut niin betoni-, teräs-, puu- kuin kivisilloillekin. Uudet mallit on rakennettu tarkastuksista saadun kunto- ja vauriotiedon perusteella. Aiempia malleja on tarkistettu ja parannettu. Uudet mallit on tarkoitus ottaa käyttöön sovittamalla ne Hibris - ja Hanke-Siha - järjestelmiin. Työtä ovat ohjanneet Marja-Kaarina Söderqvist, Mikko Inkala ja Timo Tirkkonen Tiehallinnosta sekä Vesa Männistö Pöyry Infra Oy:stä. Markku Äijälä A-Insinöörit Oy:stä sekä Jukka Lahdensivu ja Jussi Mattila Tampereen teknillisestä yliopistosta ovat kehittäneet uudet mallit ja laatineet tämän julkaisun. Helsingissä syyskuussa 2006 Tiehallinto Asiantuntijapalvelut, Tiedonhallinta ja tiestötiedot

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 11 Sisältö 1 JOHDANTO 13 1.1 Taustaa 13 1.2 Tavoitteet 14 1.3 Aineisto 14 1.4 Rajaukset 15 2 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 16 2.1 Lähtökohdat 16 2.2 Rakenneosajako 16 2.3 Päätöspuut 18 2.4 Rappeutumismallit 19 2.4.1 Mallien muodostamisperiaate 19 2.4.2 Betonirakenteet 22 2.4.3 Teräsrakenteet 24 2.4.4 Puurakenteet 26 2.4.5 Kivirakenteet 27 2.5 Toimenpiteiden vaikutusmallit 28 2.6 Kustannusmallit 28 2.7 Mallien arviointi 29 3 VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 31 3.1 Lähtökohdat 31 3.2 Osaverkkojako 34 3.3 Rappeutumismallit 35 3.4 Toimenpide- ja kustannusmallit 37 3.5 Mallien arviointi 38 3.6 Tienkäyttäjän kustannukset ja vaurioiden vaikutus sillan kantavuuteen 39 4 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 40 4.1 Hanketason järjestelmä 40 4.2 Verkkotason järjestelmä 41 4.3 Jatkokehitys 42 5 VIITELUETTELO 43 6 LIITTEET 44

12 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT LIITE 3: KORJATTUJEN RAKENTEIDEN RAPPEUTUMISMALLIT LIITE 4: VERKKOTASON MALLIT

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 13 JOHDANTO 1 JOHDANTO 1.1 Taustaa Tiehallinnon siltojen hallintajärjestelmä muodostuu verkkotason järjestelmästä (HIBRIS) sekä hanke- eli ohjelmointitason järjestelmästä (Hanke-Siha). Näitä järjestelmiä on kehitetty jo pitkään Tiehallinnon eri projekteissa 1980- luvulta lähtien. Nykyisin käytössä olevat hanke- ja verkkotason järjestelmien mallit ovat perustuneet Markovin ketjulaskentaan. Tässä työssä luodut mallit muokattiin tähän teoriaan sopiviksi, jotta ne voidaan sovittaa mahdollisimman helposti nykyiseen järjestelmään. Käytettävässä menetelmässä rakenne pysyy vuosittain tietyllä todennäköisyydellä samassa kuntoluokassa. Koska silloilla siirtyminen kuntoluokasta toiseen on yleensä hidasta, oletetaan rakenteen voivan siirtyä vain yhtä kuntoluokkaa huonompaan luokkaan kerrallaan. Esimerkki tästä on kuvassa 1. Hanketason järjestelmässä on ollut käytössä kolme eri päätöspuuta: yleinen betonirakenteiden päätöspuu (pystysuorat rakenteet), kansilaatan päätöspuu ja laakeritason päätöspuu. Päätöspuita on aiemmin ollut käytettävissä liian vähän tarpeeseen nähden, mm. teräs- ja puurakenteet puuttuvat kokonaan. Lisäksi päätöspuiden solmukohtien kriteerit perustuvat yleensä rakenteen sisäisiin, tarkastajalle vielä näkymättömissä oleviin turmeltumismekanismeihin ja niiden vauriomuotoihin, joita silloista ei yleisesti ole käytettävissä. Toinen merkittävä ongelma on ollut rappeutumismallien jyrkkyys, eli mallien mukaan sillat rappeutuvat todellisuutta nopeammin. Tämä johtaa järjestelmien toimenpide-ehdotuksissa siltojen liian aikaiseen peruskorjaamiseen.

14 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen JOHDANTO Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,81 0,19 0 0 0 1 0 0,95 0,05 0 0 2 0 0 0,97 0,03 0 3 0 0 0 0,98 0,02 4 0 0 0 0 1 Kuntoluokka Vuosi 0 1 2 3 4 0 1,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1 0,810 0,190 0,000 0,000 0,000 2 0,656 0,334 0,010 0,000 0,000 3 0,531 0,442 0,026 0,000 0,000 4 0,430 0,521 0,047 0,001 0,000 5 0,349 0,577 0,072 0,002 0,000 6 0,282 0,614 0,099 0,005 0,000 7 0,229 0,637 0,126 0,007 0,000 8 0,185 0,649 0,154 0,011 0,000 9 0,150 0,652 0,182 0,015 0,001 10 0,122 0,648 0,209 0,021 0,001 11 0,098 0,638 0,235 0,027 0,001 12 0,080 0,625 0,260 0,033 0,002 13 0,065 0,609 0,284 0,040 0,002 14 0,052 0,591 0,306 0,048 0,003 15 0,042 0,571 0,326 0,056 0,004 16 0,034 0,551 0,345 0,065 0,005 Kuva 1. Markovin ketjulaskennan periaate. Kaikki rakenteet ovat aluksi luokassa 0, jonka jälkeen vuosittain rakenteet siirtyvät ilman toimenpiteitä huonompiin kuntoluokkiin siirtymätodennäköisyysmatriisin mukaisesti. 1.2 Tavoitteet Tämän työn tarkoituksena on ollut kehittää HIBRIS - ja Hanke-Siha -järjestelmiin sellaiset mallit, joiden avulla voidaan kehittää siltojen eri rakenneosien elinkaarimalleja hanketasolla sekä siltojen analysointia siltatyypeittäin verkkotason järjestelmässä. Hanketason järjestelmä koostuu sillan eri rakenneosien rappeutumismalleista, päätöspuista, toimenpiteiden vaikutusmalleista ja toimenpiteiden kustannuksista. Verkkotason analyysin rakennetta varten työssä on parannettu siltojen osaverkkojakoa ja kehitetty rappeutumismallit, toimenpiteiden vaikutusmallit sekä kustannusmallit. 1.3 Aineisto Työn pohjana oli pääasiassa Tiehallinnon Siltarekisterissä oleva tieto, jota on kerätty siltojen yleistarkastusten yhteydessä. Siltarekisteriin koottu tieto perustuu vain silmämääräisiin havaintoihin, joten vaurioitumista kuvaavia

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 15 JOHDANTO malleja kehitettäessä ei ole ollut mahdollista ottaa huomioon näkymättömissä olevia rakenneosia kuten perustuksia ja paalutuksia. Poikkeuksen tästä muodostaa kannen vedeneristys, joka on sillan pitkäaikaiskestävyyden kannalta erittäin merkittävä rakenneosa. Vedeneristykselle on luotu hanketason järjestelmään oma päätöspuu sekä toimenpide- ja kustannusmallit. Vedeneristys on otettu huomioon myös verkkotason järjestelmän toimenpide- ja kustannusmalleja laadittaessa. Koska tarkastustieto on kerätty silmämääräisen arvioinnin perusteella, ei näkymättömiä vaurioita tai turmeltumismekanismeja voida tunnistaa (esim. suuri kloridipitoisuus, alkava pakkasrapautuminen). Koska rakenneosien rappeutumisen välillä samoissa olosuhteissakin on suuria eroja, on kiinnitetty huomiota jakaumiin. Malleja käytettäessä tulee ottaa huomioon, että yksittäisissä silloissa tai pienissä siltamäärissä jakauma voi erota huomattavasti tässä työssä tehtyjen mallien mukaan generoiduista jakaumista. Siltojen kuntoennustemallit on tehty pääasiassa alle 45 vuotta vanhojen siltojen kuntokehityksen perusteella. Siten mallien käyttöön tätä vanhemmilla silloilla tulee suhtautua kriittisesti. Toimenpiteiden määrittelyssä, toimenpiteiden vaikutusmalleissa ja kustannusmalleissa on pitäydytty yleisissä ja tavanomaisissa korjaustoimenpiteissä kustannusten suuruusluokan määrittelemiseksi. Sillan varsinainen korjaustarve ja oikean korjaustavan valinta edellyttää aina siltakohtaista erikoistarkastusta. Erikoistarkastuksessa voidaan tunnistaa myös näkymättömissä olevat korjaustavan valintaan vaikuttavat vauriot ja turmeltumismekanismit. 1.4 Rajaukset Tässä työssä kehitettiin mallit olemassa olevia tai kehitettäviä ohjelmistoja varten. Varsinainen ohjelmointityö ja mallien testaaminen ohjelmistoissa toteutetaan myöhemmin. Työssä ei ole otettu huomioon siltojen toiminnallisten puutteiden parantamista (leventämistarve, puutteellinen alikulkukorkeus jne.), jotka usein johtavat myös sillan korjaamiseen tai uusimiseen. Kaikki kehitetyt mallit perustuvat Siltarekisteristä saataviin eri rakenneosien vaurioitumista kuvaaviin tietoihin, joten perustusrakenteisiin eikä vaurioiden vaikutuksesta sillan kantavuuteen ollut mahdollista tehdä malleja tai arvioita. Kehitettyjä malleja voi käyttää yksittäisen sillan korjaustarpeen alustavassa arvioinnissa, mutta varsinainen korjaustarve määräytyy vasta jokaisen sillan kohdalla erikseen tehtävän erikoistarkastuksen perusteella.

16 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 2 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 2.1 Lähtökohdat Hanketasolla on luotu sillan eri rakenneosille rappeutumismallit, päätöspuut, toimenpiteen vaikutusmallit sekä kustannusmallit. Pohjana työlle olivat Siltarekisteriin tallennetut kuntotiedot sekä Sillantarkastuskäsikirja /1/. Lisäksi käytettiin hyväksi aiemmin Verkko- ja Hanke-Sihan kehitystyössä luotuja malleja /2/. Näitä käytettiin lähinnä tulosten vertailuun. Kokemusperäisen tiedon perusteella aiemmin kehitetyt mallit johtavat liian nopeaan rappeutumiseen. Mallien luonti eteni seuraavassa järjestyksessä: - rakenneosajako - päätöspuut - rappeutumismallit - toimenpiteiden vaikutusmallit - kustannukset Hanke-Sihan elinkaarimodulin (Elinkaari-Siha) toimintalogiikka on seuraava: - ohjelma hakee Siltarekisteristä rakenneosien olosuhdetekijät - rakenneosa rappeutuu rappeutumismallin mukaisesti - päätöspuun perusteella ohjelma valitsee kunnosta ja olosuhteista riippuvan toimenpiteen, samalla määräytyvät toimenpiteen kustannukset - toimenpiteen vaikutuksesta rakenneosan kuntoarvio paranee tai pysyy samana toimenpiteen vaikutusmallin mukaisesti - rakenneosan rappeutuminen jatkuu tai alkaa uudelleen joko alkuperäisen rappeutumismallin mukaisesti (esim. uusittu kaide) tai toimenpiteen mukaisen rappeutumismallin mukaisesti (esim. pinnoitettu alusrakenne) - rakenneosan ikääntymisen seurauksena sen kuntoarvio huononee ja seuraa uusi toimenpide päätöspuun mukaisesti - kantavien rakenteiden saavuttaessa kuntoarvioluokan 3 tai 4 (siltatyyppikohtaisesti eri raja-arvot) seuraa toimenpiteenä koko sillan tai päällysrakenteen uusiminen 2.2 Rakenneosajako Siltojen yleistarkastuksissa annetaan kuntoarvio seuraaville sillan rakenneosille: - Alusrakenne - Reunapalkki - Muu päällysrakenne - Päällyste - Muu pintarakenne - Kaiteet - Liikuntasaumalaitteet

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 17 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN - Muut varusteet - Siltapaikka Koska rappeutuminen ja toimenpiteiden valinta riippuu mm. siltatyypistä ja olosuhteista, tulee rakenneosajakoa tarkentaa. Rakenneosajako tehtiin siten, että kullekin rakenneosalle voidaan tehdä mallit Siltarekisteritietojen tai tutkimustietojen perusteella. Lopullinen päätöspuiden rakenneosajako on seuraava: - Betonirakenteet (5 rakenneosaa): o Kansilaatan alapinta ja holvi o Kansilaatan yläpinta (= vedeneristys) o Teräsbetonipalkki tai jännitetty palkki o Reunapalkki o Alusrakenne - Teräsrakenteet (4 rakenneosaa): o Pääkannattaja o Liikuntasaumalaite o Kaide o Teräksinen putkisilta - Puurakenteet (3 rakenneosaa): o Kansilankutus o Puinen pääkannattaja o Puinen alusrakenne - Kivirakenteet (2 rakenneosaa): o Holvi o Alusrakenne - Yhteensä 14 rakenneosaa Rakenneosien määrä on tiivistetty mahdollisimman pieneen, koska järjestelmä pyritään pitämään mahdollisimman yksinkertaisena. Tämän vuoksi työn aikana yhdisteltiin rakenneosia, joissa yleisimmät korjaustavat ja niihin johtavat syyt ovat hyvin samantyyppiset (mm. teräsbetonipalkki ja jännitetty betonipalkki). Toisaalta esimerkiksi maatukia ja välitukia ei eroteltu toisistaan, koska niiden kuntotietoa ei ole yleistarkastusten kuntoarvioissa eroteltu ja erottelun tekeminen vauriotietojen perusteella on hankalaa. Esimerkiksi tyypillisen moottoritien ylittävään risteyssiltaan kuuluvat yllä esitetyistä rakenneosista: kansilaatan yläpinta, kansilaatan alapinta, jännitetty palkki, reunapalkki, alusrakenne, liikuntasaumalaite ja kaide. Tyypillisessä teräksisessä puukantisessa palkkisillassa ovat rakenneosista teräsbetoninen tai kivinen alusrakenne, teräksinen pääkannattaja, kansilankutus ja kaide. Näkymättömissä olevia rakenneosia muuta pintarakennetta lukuun ottamatta ei ole mukana, koska niistä ei ole kuntotietoa saatavilla, korjaukset ovat suhteellisen harvinaisia ja toimenpiteiden vaikutuksen arviointi on hankalaa. Päärakenneosa muu pintarakenne käsitellään kansilaatan yläpinnan yhteydessä. Päärakenneosia päällysteet, muut varusteet ja laitteet sekä siltapaikka ei otettu mukaan tarkasteluun. Päällysteille on luotu omat mallit muissa hankkeissa ja erillisten mallien luominen siltojen päällysteille nähtiin tarpeettomaksi. Päärakenneosat muut varusteet sekä siltapaikka sisältävät monia hyvin erityyppisiä rakenneosia. Kuntoarvion muuttumiseen voivat näissä

18 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN päärakenneosissa vaikuttaa monet tekijät ja päätöspuista tulisi hyvin monimutkaisia. Toisaalta näiden päärakenneosien korjauskustannusten osuus siltojen kokonaiskorjauskustannuksista on varsin pieni. Malleja ei luotu suurten siltojen vinoköysi- tai riippuköysistöille, koska niiden lukumäärä on vähäinen ja ne voidaan ottaa huomioon hankkeiden ohjelmoinnissa siltakohtaisesti. Hankkeiden ohjelmoinnissa tulee ottaa huomioon, että köysistöjen ylläpito ja korjaaminen edustaa huomattavaa kustannuserää. 2.3 Päätöspuut Päätöspuun avulla järjestelmä hakee korjaustavan eri rakenneosille rakenneosan kuntoarvion, olosuhteiden sekä aiempien korjausten perusteella. Päätöspuut pyrittiin tekemään mahdollisimman yksinkertaisiksi järjestelmän ohjelmoinnin ja hallinnan helpottamiseksi. Päätöspuiden tarvitsemien tietojen tulee lisäksi olla sellaisia, että niihin löytyvät tarvittavat lähtötiedot Siltarekisteristä. Toisaalta nähtiin tarpeellisemmaksi muodostaa tässä vaiheessa karkeat mallit useammalle rakenneosalle kuin hienosyiset mallit muutamille rakenneosille. Elinkaari-Sihan kehitystyön yhteydessä vuonna 2004 tehtyjä päätöspuita olivat betonirakenteiden yleinen päätöspuu, kansilaatan päätöspuu ja laakeritason päätöspuu /3/. Niiden käytössä todettiin kuitenkin ongelmia, koska esim. kaikkia lähtötietoja ei löydy Siltarekisteristä ja korjaustoimenpiteet eivät vastaa Siltarekisterin parametrien mukaisia toimenpiteitä. Uudet päätöspuut on muodostettu neljässä vaiheessa edellä kohdassa 2.2 esitettyyn rakenneosajakoon perustuen. Ensimmäisessä vaiheessa haettiin yleisimmät ja todennäköisimmät korjaustoimenpiteet kullekin rakenneosalle. Tämän jälkeen haettiin ne kunto- ja olosuhdetekijät, jotka johtavat kuhunkin toimenpiteeseen. Toisessa vaiheessa vietiin ensimmäisen vaiheen tiedot vuokaaviomuotoon. Kolmannessa vaiheessa haettiin sellaiset raja-arvot, joihin saadaan tieto Siltarekisteristä hakemalla. Samassa yhteydessä jouduttiin päätöspuihin tekemään yksinkertaistuksia. Neljännessä vaiheessa raja-arvot muutettiin kuntoarvioihin perustuviksi ja muokattiin päätöspuut lopulliseen muotoon. Raja-arvojen muuttaminen kuntoarvioihin perustuviksi vaatii lisää yksinkertaistuksia malleihin. Tämä on tehtävä, jotta päätöspuut ja rappeutumismallit saadaan toimimaan yhdessä. Malleilla saadaan kuitenkin kustannuksiltaan ja vaikutuksiltaan oikeansuuntaiset toimenpiteet eri kuntoarvioluokissa oleville rakenneosille. Kuvassa 2 on esitetty reunapalkin päätöspuu.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 19 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Reunapalkki Kuntoarvio 3 tai 4 Kuntoarvio 1 tai 2 Kuntoarvio 0 Reunapalkin uusiminen Ei suolattu tie Suolattu tie Ei toimenpiteitä KVL < 6000 KVL 6000 Reunapalkin ikä 5 v Reunapalkin ikä < 5 v Reunap. ikä 10 v Reunap. ikä < 10 v Impregnointi tehty Ei impregnoitu Impregnointi tehty Ei impregnoitu Säännöllinen impregnointi Kuva 2: Reunapalkin päätöspuu. Kaksi toimenpidettä, joista säännöllinen impregnointi tehdään uusille kuntoarvion 0 reunapalkeille tien suolauksen ja liikennemäärän perusteella. Muuten annetaan reunapalkin rappeutua kuntoarvioon 3, jonka jälkeen se uusitaan. Paikallisia ylläpitoluonteisia korjaustoimenpiteitä (esim. saumojen kohtien korjaus) ei otettu huomioon. 2.4 Rappeutumismallit 2.4.1 Mallien muodostamisperiaate Rappeutumismallit tehtiin rakenneosajaon mukaisesti eri rakenneosille. Rappeutumismalleja varten haettiin rakenneosien kuntotietoja Siltarekisteristä vuoden 2005 lopussa ja 2006 alussa olleiden tietojen mukaisesti. Tietojen keräämisessä ja tulkinnassa edettiin pääasiassa seuraavasti: - haettiin päärakenneosien kuntoarviojakaumat 1960-, 1970-, 1980-, ja 1990-luvulla rakennetuista silloista

20 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN - koska havainnot sijoittuivat pääasiassa vuosille 2001 2005 (yleistarkastusten kierto 5 vuotta), oletettiin tietojen vastaavan keskimäärin vuoden 2003 tilannetta - oletettiin 1960-luvun siltojen valmistuneen keskimäärin vuonna 1965, 1970- luvun siltojen 1975, jne. - näin oletettiin tietojen vastaavan 38 vuotta, 28 vuotta, 18 vuotta ja 8 vuotta vanhoja rakenteita - puu- ja kivirakenteiden osalta tietojen haussa käytettiin erilaista ikäjakaumaa (puurakenteet 45, 38 ja 31 vuotta vanhat rakenteet, kivirakenteet 120, 95, 75 ja 50 vuotta vanhat rakenteet) - haettiin Siltarekisteristä tiedot tehdyistä korjauksista tai käytöstä poistetuista silloista ja siirrettiin korjattujen rakenteiden osuus huonompiin kuntoarvioluokkiin - tehtiin rappeutumismallit hakemalla Markovin ketjulaskentateorian mukaiset kertoimet Rappeutumismallit kehitettiin kaikille aiemmin kuvatuille rakenneosille lukuun ottamatta teräsbetonisen kansilaatan yläpintaa, jonka kunto riippuu vedeneristeestä. Vedeneristeen kuntoa ei voida kattavasti yleistarkastuksessa tarkastaa, ellei näkyviä vesivuotoja ole. Vedeneristeen toimenpidetarpeet on tästä syystä rakennettu päätöspuihin siten, että toimenpide riippuu eristeen tyypistä ja iästä. Tietoja haettaessa etsittiin olosuhteista johtuvia mahdollisia eroavaisuuksia. Merkittävin tällainen olosuhdetekijä oli tien suolaus. Kaikille rakenneosille ei kuitenkaan ollut tarpeen tehdä erikseen suolatun tien ja suolaamattoman tien rappeutumismallia. Tässä on esitetty, miten tiedot haettiin ja millaiset asiat otettiin huomioon mallien laadinnassa rakenneosittain. Rappeutumismallit muodostettiin Siltarekisteristä haettujen tietojen perusteella. Mallit sovitettiin Markovin todennäköisyyksiin siten, että niiden mukainen rappeutuminen on hieman nopeampaa kuin haettujen tietojen perusteella muodostetulla apukäyrällä. Näin pyrittiin eliminoimaan Siltarekisterissä näkymättömien korjausten vaikutus ja malleihin jätettiin varmuutta. Uusissa silloissa on kiinnitetty huomiota säilyvyystekijöihin enemmän kuin esim. 1960-luvun silloissa. Tätä ei kuitenkaan otettu huomioon rappeutumismalleja tehtäessä, koska tietoa uusien siltojen rappeutumisnopeudesta on vain vähän. Samoin mm. kasvava liikenne ja tiukentuvat hoitovaatimukset lisäävät silloille tulevaa ympäristörasitusta. Esimerkki rappeutumismallista on kuvassa 3. Ongelmana rappeutumismalleissa on niiden tekeminen Markovin teorian mukaiseksi. Usein rappeutuminen on alussa hidasta ja kiihtyy rappeutumisen alettua. Tämän ajatuksen saaminen ketjulaskentateoriaan todettiin hankalaksi. Toisaalta haetut tiedot asettuivat monesti varsin hyvin Markovin teorian mukaiseen jakaumaan. Rappeutumismallit perustuvat Siltarekisterin eri rakenneosien kuntoarvioihin, joiden luokitusperusteet vaihtelevat eri rakenneosien välillä. Kuntoarvio kuvaa ko. rakenneosan yleistä kuntoa numeroasteikolla 0 4. Sillan yksittäisen rakenneosan kuntoarvio voi olla esim. 2 (välttävä), vaikka rakenneosassa on paikallinen vaurioluokan 4 (erittäin vakava) vaurio ja korjaustarvetta ei näin välttämättä ohjelman mukaan synny.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 21 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Kuntoarvion perustuessa vain näkyvien vaurioiden tunnistamiseen ja havaitsemiseen, todellisessa kunnossa ja korjaustarpeissa on mm. tästä syystä eroa matemaattisiin malleihin. Rakenteiden silmämääräinen tarkastelu ei mahdollista ennakoivaa korjaamista ja suojaamista. Reunapalkki, ei suolattu tie, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % 80 % Osuus kuntoluokassa 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 0 Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 Rakenteen ikä vuosina Reunapalkki, ei suolattu tie Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,900 0,1 0 0 0 1 0 0,986 0,014 0 0 2 0 0 0,987 0,013 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 Reunapalkki, ei suolattu tie, rappeutumismalli 100 % 90 % 80 % Osuus kuntoluokassa 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 0 Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 Rakenteen ikä vuosina Kuva 3. Ei suolatulla tiellä olevien siltojen reunapalkkien kuntoarviojakaumat (Siltarekisteristä haettu tieto), jakaumiin sovitettu siirtymätodennäköisyysmatriisi ja rappeutumismallin mukainen kuntoarviojakauma.

22 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 2.4.2 Betonirakenteet Teräsbetonisen kansilaatan alapinta Kansilaatan alapinnan rappeutumismallia varten haettiin teräsbetonisten laattasiltojen rakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Jakaumissa ei havaittu merkittäviä olosuhteista riippuvia vaihteluita. Haetuissa tiedoissa oli mukana myös sellaisia siltoja, joissa huonon kuntoarvion syynä ovat olleet kansilaatan vesivuodot. Koska vesivuodot käsitellään kansilaatan yläpinnan yhteydessä, siirrettiin kuntoarvioista 2 ja 3 kuntoarvioon 1 sellaiset sillat, joissa ei ollut vesivuotovaurioiden lisäksi muita vaurioluokkien 2-4 vaurioita. Kansilaattojen alapintojen korjaaminen on ollut vuoden 1960 jälkeen valmistuneissa silloissa siltojen lukumäärään verrattuna vähäistä, joten tehtyjä korjauksia ei otettu huomioon. Teräsbetonisen kansilaatan yläpinta Kansilaatan yläpinnalle ei tehty Markovin teoriaan perustuvaa rappeutumismallia. Syynä on se, että vedeneristeen vaurioitumisen havaitseminen silmämääräisesti on hankalaa. Vedeneriste on kuitenkin sillan pitkäaikaiskestävyyden kannalta erittäin merkittävä rakenneosa. Vedeneristeenä käytetyissä materiaaleissa on ollut suuriakin eroja, joita on voitu todeta korjaustöiden yhteydessä. Koska vedeneriste suojaa koko kansilaattaa kosteudelta ja klorideilta, ei mallia lähdetty tekemään yleistarkastustietojen perusteella, vaan malliin haluttiin tietty varmuustaso. Markovin teorialla ei pystytty luomaan sellaista mallia, jossa suuri osa rakenteista siirtyy tietyssä vaiheessa huonompaan kuntoluokkaan. Esim. kun yritettiin tehdä malli, jossa 75 % rakenteista oli 50 vuoden iässä kuntoarviossa 3, on tehdyissä kokeiluissa 15 vuoden iässä jo 20 % rakenteista kuntoarviossa 3 eli malli olisi alkuvaiheessa liian jyrkkä. Em. syistä päätettiin määrittää vedeneristeelle tietty uusimisväli tien suolattavuuden, eristeen tyypin ja eristeen iän mukaisesti. Myöhästynyt korjaus, jolloin vauriot vaativat esim. kansilaatan jyrsintää ja muotoiluvaluja, otettiin huomioon korjauskustannuksissa. Eristeiden tyypin ja uusimisiän määrittelyssä käytettiin apuna tutkimuksen Sillan korjauksen optimiajankohdasta poikkeamisesta aiheutuvat lisäkustannukset /4/ tuloksia ja tutkimuksessa esitettyjä arvioita kumibitumikermien käyttöiästä. Teräsbetoniset ja jännitetyt betoniset pääkannattajat Teräsbetonipalkkien ja jännitettyjen pääkannattajien rappeutumismallia varten haettiin betonisten palkki- ja kotelosiltojen rakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Jakaumissa ei havaittu merkittäviä olosuhteista riippuvia vaihteluita. Jakaumissa ei havaittu merkit-

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 23 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN täviä vaihteluita paikalla valettujen ja elementtirakenteisten pääkannattajien välillä. Haetuista tiedoista siirrettiin kuntoarvioista 2 ja 3 kuntoarvioon 1 sellaiset sillat, joissa ei ollut pääkannattajassa vaurioluokkien 2-4 vaurioita. Tehtyjä korjauksia ei otettu huomioon, koska niiden vaikutus on erittäin vähäinen siltojen lukumäärään suhteutettuna. Reunapalkit Reunapalkkien rappeutumismallia varten haettiin kaikkien siltojen rakenneosan reunapalkki kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Haetuista tiedoista siirrettiin 1960- ja 1970- luvun siltojen reunapalkeista kuntoarvioista 0 ja 1 kuntoarvioihin 3 ja 4 sellaiset sillat, joissa reunapalkit on uusittu. Jakaumissa havaittiin odotetusti selvä ero suolatuilla väylillä ja muilla väylillä sijaitsevilla silloilla. Lisäksi havaittiin, että Turun tiepiirin alueella suolatuilla teillä reunapalkkien kunto on selvästi huonompi kuin muualla maassa. Syynä tähän on todennäköisesti, että Lounais-Suomessa lämpötilan vaihtelu 0 C molemmin puolin on runsaampaa kuin muualla Suomessa. Lämpötilan vaihtelu lisää teiden suolaustarvetta. Samoin jäätymis-sulamisvaihtelu rakenteessa on suurempaa. Yhdessä nämä tekijät johtavat nopeampaan pakkasrapautumiseen. Pakkasrapautuma yhdessä runsaan suolan käytön kanssa puolestaan nopeuttaa kloridien tunkeutumista raudoituksen tasoon. Reunapalkeille muodostettiin kolme selvästi toisistaan poikkeavaa rappeutumismallia: - Lounaisrannikolla suolatulla tiellä olevien siltojen reunapalkit - Muualla maassa suolatulla tiellä olevien siltojen reunapalkit - Ei suolatuilla teillä olevien siltojen reunapalkit Teräsbetoniset alusrakenteet Teräsbetonisten alusrakenteiden rappeutumismallia varten haettiin päärakenneosan alusrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Korjaustoimien aiheuttamia muutoksia ei otettu huomioon 1960-luvulla rakennetuissa ja uudemmissa silloissa, koska alusrakenteiden korjaukset ovat olleet vähäisiä. Alusrakenteet jaettiin kolmeen eri olosuhderyhmään: - Risteyssillan alusrakenne, alittava tie suolattu - Alusrakenne, alittava väylä ei suolattu - Vesistösillan alusrakenne Ensimmäiseen ryhmään tiedot haettiin niistä silloista, joiden ali kulkee superhoitoluokan tie (Isk ja Is). Toisen ryhmän tiedot haettiin alikulkukäytävien perusteella, koska todettiin niissä alusrakenteiden olevan huonommissa kuntoarvioissa kuin risteyssilloissa. Alikulkukäytävistä poistettiin putkisiltojen osuudet. Vesistösiltojen tiedot haettiin niistä silloista, joissa käyttötarkoitus on vesistösilta. Vesistösilloista poistettiin puisten alusrakenteiden ja putkisil-

24 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN tojen vaikutus. Merivedessä olevat alusrakenteet voidaan käsitellä kuten suolattavan tien ylittävien risteyssiltojen alusrakenteet. Haetut jakaumat eroavat varsin vähän toisistaan, mutta mallit päätettiin pitää erillään, koska rappeutumisen syyt, toimenpiteet ja toimenpiteiden vaikutusmallit eroavat olosuhteiden mukaisesti. 2.4.3 Teräsrakenteet Teräksinen pääkannattaja Teräksisten pääkannattajien rappeutumismallia varten haettiin terässiltojen päärakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Jakaumissa ei havaittu merkittävää eroa eri olosuhteiden välillä. Haetuissa tiedoissa oli mukana paljon siltoja, joissa huonon kuntoarvion syynä ovat olleet puisessa tai betonisessa kansilaatassa esiintyvät vauriot. Koska nämä vauriot käsitellään muiden rappeutumismallien yhteydessä, siirrettiin kuntoarvioissa 2 4 olevat sillat vakavimman teräsosissa esiintyvän vaurion mukaisiin kuntoarvioihin. Toisaalta siirrettiin kuntoarvioista 0 2 kuntoarvioihin 2 4 ne sillat, joissa on tehty teräksisten pääkannattajien korjauksia. Rappeutumismallia muodostettaessa havaittiin, että 1970-luvun siltojen teräskannattajien kuntojakaumassa on enemmän kuntoarvioissa 2 4 olevia teräskannattajia kuin 1960-luvun teräskannattajissa. Rappeutumismalli muodostettiin siten, että se vastaa 38 vuoden kohdalla pääsääntöisesti 1960- luvun teräskannattajien kuntoarviojakaumaa. On todennäköistä, että uusien teräskannattajien pinnoitteen käyttöikä on pidempi kuin esim. 1960-luvun teräskannattajien. Syinä tähän ovat mm. kehittyneet maalausjärjestelmät ja tiukentuneet laatuvaatimukset. Kaiteet Kaiteiden rappeutumismallia varten haettiin päärakenneosan kaiteet kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Jakautumissa ei havaittu suurta eroa eri olosuhteiden välillä. Koska puusilloissa on käytetty paljon puisia kaiteita, vähennettiin niiden osuus. Haetut tiedot vastaavat siis teräskaiteiden tietoja. Kaiteita on korjattu ja uusittu varsin paljon. Toisaalta kaiteen uusimisen syynä on usein esim. törmäysvaurio, reunapalkin uusimisen yhteydessä tehtävä uusiminen, kaidetyypin muuttaminen tai sillan leventäminen. Kaiteen uusiminen ei siis yleensä johdu kaiteen rappeutumisesta. Näistä syistä siirrettiin korjattuja kaiteita vastaava lukumäärä kuntoarvioista 0 ja 1 kuntoarvioihin 2 4 painottaen kuitenkin kuntoarviota 2. Uusien kaiteiden todettiin todennäköisesti rappeutuvan hitaammin kuin esim. 1960-luvun kaiteiden. Syynä tähän ovat mm. kehittyneemmät pintakäsittelymenetelmät ja pidemmälle kehitetyt detaljit. Muodostettu rappeutumismalli kuvaa käytännössä kaiteiden ruostumista. Kaiteisiin tulevat törmäysvauriot ja hoidossa syntyvät vauriot ovat luonteel-

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 25 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN taan sellaisia, että niitä ei voida ottaa huomioon tulevaa kehitystä kuvaavassa järjestelmässä, koska esim. törmäysvauriot tulee korjata mahdollisimman pikaisesti. Liikuntasaumalaitteet Liikuntasaumalaitteiden rappeutumismallia varten haettiin päärakenneosan liikuntasaumalaitteet kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Jakaumissa ei havaittu suurta eroa eri olosuhteiden välillä. On kuitenkin muistettava, että liikuntasaumatyyppejä on useita ja niiden kestävyys on riippuvainen mm. liikennemäärästä ja kunnossapidosta. Otannan suuruus on huomattavasti pienempi kuin monissa muissa rakenneosissa, koska liikuntasaumalaitteita on vain pidemmissä silloissa. Tämän vuoksi ei lähdetty muodostamaan esim. laitetyyppiin perustuvia rappeutumismalleja erikseen. Liikuntasaumoihin on tehty paljon korjauksia, joten kuntoarvioista 0 ja 1 siirrettiin kuntoarvioihin 2 4 korjattujen liikuntasaumojen määrä. Varsinkin vanhempiin siltoihin on tehty todennäköisesti sellaisia korjauksia, joita ei ole tallennettu Siltarekisteriin. Tämän vuoksi rappeutumismallista tehtiin hieman jyrkempi kuin mihin haetut tiedot antaisivat aihetta. Teräsputket Teräsputkisiltojen rappeutumismallia varten haettiin osatietokannasta tiehallinnon putkisillat päärakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Putkisiltojen vaurioitumisnopeuteen vaikuttaa sen käyttötarkoitus, minkä vuoksi haettiin erikseen vesistösiltojen ja alikulkukäytävien kuntoarviojakaumat. Teräsputket suojattiin 1980-luvulla ja sitä aiemmin kuumasinkityksellä. 1990-luvulla otettiin käyttöön putkien lisäsuojaus (kuumasinkityksen lisäksi), jonka voidaan todeta hidastavan rappeutumista huomattavasti. Ylittävän tien suolauksella tai putkien maantieteellisellä sijainnilla ei havaittu olevan vaikutusta kuntoarviojakaumaan. Näistä syistä muodostettiin teräsputkista kolme eri rappeutumismallia - teräsputki, käyttötarkoitus vesistösilta, valmistunut ennen vuotta 1992 - teräsputki, käyttötarkoitus vesistösilta, valmistunut 1992 tai myöhemmin - teräsputki, alikulkukäytävä Ennen vuotta 1992 valmistuneiden vesistösiltojen tietoihin lisättiin myös tiedot käytöstä poistetuista teräsputkisilloista. Käytöstä poistetut sillat oletettiin uusituiksi niiden huonon kunnon vuoksi ja ne lisättiin kuntoarvioon 4. Vuonna 1992 valmistuneiden tai uudempien vesistösiltojen rappeutumismalli muodostettiin ottamalla huomioon kuumasinkityksen ja lisäsuojauksen yhteisvaikutus, jolla kansainvälisten tutkimusten mukaan saadaan karkeasti arvioituna yli kolminkertainen käyttöikä verrattuna pelkkään kuumasinkitykseen: pinnoitteen käyttöikä = (maalin käyttöikä + sinkityksen käyttöikä) * 1,7. Tutkimuksissa on kertoimen arvoksi määritelty 1,7 2,6.

26 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 2.4.4 Puurakenteet Puinen kansilaatta Puisen kansilaatan rappeutumismallia varten haettiin puukantisten siltojen päärakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Lisäksi eroteltiin sillat käyttötarkoituksen mukaan kahteen ryhmään: - puinen kansilaatta ajoneuvoliikenteen sillalla - puinen kansilaatta kevyen liikenteen sillalla (raittisillat ja ylikulkukäytävät) Jako tehtiin, koska käyttötarkoituksella on huomattava vaikutus puisen kansilaatan kulumiseen. Koska käytännössä kaikki sillat ovat vähäliikenteisillä teillä, ei ajoneuvosilloille tehty tarkempaa jakoa liikennemäärien mukaisesti. Haettuihin tietoihin lisättiin käytöstä poistettujen siltojen kuntotiedot. Sellaiset sillat, joissa puukansi on uusittu, siirrettiin kuntoarvioista 0 ja 1 kuntoarvioihin 3 ja 4. Lisäksi oletettiin, että puukannen kuntoarvio ei ole parempi kuin päärakenneosan muu päällysrakenne kuntoarvio. Rappeutumismallissa kansilaatta siirtyy huonompaan kuntoluokkaan hieman nopeammin kuin mihin haetut tiedot antaisivat aihetta, koska muun päällysrakenteen kuntoarvioon vaikuttaa myös pääkannattajien kunto. Pääkannattajien kunto on yleensä puukantta parempi. Puinen pääkannattaja Puisen pääkannattajan rappeutumismallia varten haettiin puisten siltojen päärakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Puiset pääkannattajat jaettiin kahteen ryhmään: - puinen pääkannattaja - liimapuinen pääkannattaja Haetuista tiedoista siirrettiin kuntoarvioista 2 4 kuntoarvioihin 1 ne sillat, joissa pääkannattajassa ei ollut vaurioluokkien 2 4 vaurioita (vauriot yleensä puisessa kansilaatassa). Koska puisia palkkisiltoja on tehty pääasiassa vuosien 1955 ja 1975 välillä, haettiin puisen pääkannattajan tiedot seuraavista ikäluokista (suluissa ilmoitettu, minkä ikäistä rakennetta tietojen oletetaan vastaavan): - ennen vuotta 1960 rakennetut sillat (45 vuotta vanhat sillat) - vuosina 1960 1969 rakennetut sillat (38 vuotta vanhat sillat) - vuosina 1970 1975 rakennetut sillat (31 vuotta vanhat sillat) Alkuvaiheen rappeutumismalli on käytännössä merkityksetön, koska puisia pääkannattajia ei uusissa silloissa käytetä käytännössä lainkaan eikä pääkannattajia yleensä uusita. Liimapuisia pääkannattajia ei ole käytetty 1960-luvun silloissa, joten näiden osalta tieto puuttuu, ja rappeutumismalli on tehty uudempien siltojen tiedon perusteella.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 27 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Puinen alusrakenne Puisen alusrakenteen rappeutumismallia varten haettiin niiden siltojen, joissa alusrakenne on puinen paalutuki, päärakenneosan alusrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Koska puisia alusrakenteita on tehty pääasiassa vuosien 1955 ja 1975 välillä, haettiin tiedot puisen pääkannattajan yhteydessä esitettyä ikäjakaumaa käyttäen. Mukaan otettiin myös käytöstä poistetut sillat ja niiden tiedot lisättiin kaikkiin ikäluokkiin. Korjaustoimenpiteitä ei otettu huomioon, koska niitä on kirjattu Siltarekisteriin verrattain vähän. Alkuvaiheen rappeutumismalli on käytännössä merkityksetön, koska puisia alusrakenteita ei uusissa silloissa käytetä. 2.4.5 Kivirakenteet Kivinen päällysrakenne Kivisen päällysrakenteen rappeutumismallia varten haettiin niiden siltojen, joissa pääsiltatyyppi on kivinen holvisilta, päärakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Tiedot haettiin seuraavista ikäluokista (suluissa ilmoitettu, minkä ikäistä rakennetta tietojen oletetaan vastaavan): - ennen vuotta 1900 rakennetut sillat (120 vuotta vanhat sillat) - vuosina 1900 1920 rakennetut sillat (95 vuotta vanhat sillat) - vuosina 1921 1940 rakennetut sillat (70 vuotta vanhat sillat) Tiedot haettiin myös käytöstä poistetuista silloista. Alkuvaiheen rappeutumismalli on käytännössä merkityksetön, koska kivisiä päällysrakenteita ei uusissa silloissa käytetä. Kivinen alusrakenne Kivisen alusrakenteen rappeutumismallia varten haettiin niiden siltojen, joissa alusrakenne on kivinen tuki, päärakenneosan alusrakenne kuntoarviojakaumat eri vuosikymmeniltä. Tiedot haettiin seuraavista ikäluokista (suluissa ilmoitettu minkä ikäistä rakennetta tietojen oletetaan vastaavan): - vuosina 1900 1920 rakennetut kiviset alusrakenteet (95 vuotta vanhat sillat) - vuosina 1921 1940 rakennetut sillat (70 vuotta vanhat sillat) - vuosina 1941 1960 rakennetut sillat (50 vuotta vanhat sillat) Alkuvaiheen rappeutumismalli on käytännössä merkityksetön, koska kivisiä alusrakenteita ei uusissa silloissa käytetä.

28 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 2.5 Toimenpiteiden vaikutusmallit Toimenpiteiden vaikutusmalleilla kuvataan, mihin kuntoarvioon valittu korjaustoimenpide oikein toteutettuna rakenteen siirtää. Pääperiaatteena on, että ainoastaan rakenneosan uusiminen siirtää rakenteen kuntoarvioon 0, muulloin pääasiassa kuntoarvioon 1. Toimenpiteiden vaikutusmallit esitetään päätöspuiden yhteydessä. Järjestelmää käytettäessä tulee muistaa, että korjaustarve riippuu aina rakenteen kunnosta. Korjaustarve tulee valita tapauskohtaisesti erikoistarkastuksen perusteella. Järjestelmän hallittavuutta silmällä pitäen on jokaiseen tapaukseen annettu vain yksi toimenpide, vaikka todellisuudessa toimenpidevaihtoehtoja voi olla useita. Toimenpiteet on valittu siten, että ne ovat yleisesti käytettyjä ja harvinaisemmat, vain erikoistapauksiin soveltuvat toimenpiteet, on sivuutettu. Osa korjaustoimenpiteistä on luonteeltaan sellaisia, että ne muuttavat rakenteen säilyvyysominaisuuksia alkuperäiseen rakenteeseen verrattuna. Tällaisiksi toimenpiteiksi luokiteltiin: - ruiskubetonointi - betonin paikkaus - impregnointi - suojaukset (esim. pinnoitus) Näissä tapauksissa rakenteen rappeutuminen seuraa toimenpiteen jälkeen korjatun rakenteen rappeutumismallia. Mallit muodostettiin työryhmän mietinnössä ja ne perustuvat lähinnä asiantuntija-arvioihin. Korjatun rakenteen rappeutuminen ei kuitenkaan saa olla nopeampaa kuin korjaamattoman rakenteen. Tosin esim. paikkauskorjauksissa vaurioita alkaa todennäköisesti ilmaantua paikatun alueen ulkopuolelta varsin nopeasti korjauksen jälkeen, mikäli paikkauskorjauksessa korjataan vain sillä hetkellä näkyvät vauriot. Vahventaminen ja kantavuuden parantaminen poikkeavat muista toimenpiteistä, koska toimenpiteet eivät varsinaisesti lisää rakenteen säilyvyyttä, mutta parantavat sen kestävyyttä ja käytettävyyttä. Toimenpiteiden vaihtoehtona on usein rakenteen käyttäminen loppuun ja uusiminen. Impregnoinnin osalta käytetään termiä säännöllinen impregnointi. Tähän päädyttiin, koska impregnointi vaatii uusintakäsittelyä tietyin väliajoin. Käsittelyväli riippuu käytettävästä tuotteesta. Myös järjestelmään tehtävä ohjelmointityö yksinkertaistuu, koska toimenpidekertoja tulee vähemmän. Impregnoinnin kustannukset otetaan huomioon kertakustannuksena. Korjausten niputtaminen tulee ottaa huomioon, jos järjestelmää käytetään yksittäiselle sillalle. Tällöin esim. seuraavan 10 vuoden sisällä tulevat korjaustarpeet on tehtävä peruskorjauksen yhteydessä. 2.6 Kustannusmallit Kustannusmallit muodostettiin käyttämällä hyväksi Sillantarkastuskäsikirjan /1/ mukaisia kustannuksia eri toimenpiteille. Sillantarkastuskäsikirjassa esitetyt kustannukset perustuvat toteutuneista kohteista kerättyihin tietoihin.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 29 HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Toimenpiteiden kustannukset vaihtelevat suuresti mm. kohteen sijainnista, korjausajankohdasta, urakoitsijoiden kilpailutilanteesta, olosuhteista ja korjattavasta määrästä johtuen. Tässä esitetyt kustannukset ovat keskimääräisiä ja antavat kustannusten suuruusluokan. Kustannusmalleja tulee päivittää jatkossa indeksikorotuksin ja toteutuneista kohteista saadun palautteen pohjalta. Kustannusmallit muutettiin sellaisiksi, että kussakin päätöspuussa esitetyille toimenpiteille voidaan kustannukset antaa samaa yksikköä käyttäen. Esimerkkejä kustannusmallien muodostamisperiaatteista: - Reunapalkin ja kaiteen kustannuksissa on otettu huomioon, että korjaukset tehdään sillan molemmille reunoille ja yksikkönä on sillan kokonaispituus - Impregnoinnin kustannukset on laskettu siten, että siinä on otettu huomioon keskimäärin 30 vuoden aikana vaaditut uusintakäsittelyt - Impregnoinnin kustannuksissa on otettu huomioon käytettävä yksikkö, esim. reunapalkkien kohdalla yksikkönä on sillan pituus - Paikkauskorjaus maksaa noin 450 /m 2, paikattavaa aluetta kansilaatan alapinnassa n. 5 % kannen pintalasta 0,05 * 450 /m 2 = 22,5 /m 2, koska sillan kokonaispinta-ala on hieman suurempi kuin kannen pinta-ala, käytetään kustannusta 20 /m 2 - Välitukien korjaaminen laskettiin olettamalla välituella olevan 2 kpl pilaritukia, joiden halkaisija on 1,2 m ja korkeus maanpinnasta pilarin yläpäähän 5 m. - Välituen ruiskubetonointi maksaa noin 100 /m 2, jolloin kustannukseksi / välituki muodostuu 2 * π * 1,2 m * 5 m * 100 /m 2 = 3 768, käytetään suuruusluokkahintaa 4 000 / välituki - Maatukien kustannukset on sidottu sillan leveyteen olettaen maatuen näkyvän osan korkeudeksi 3 m, tuen leveydeksi 12 m, sillan leveydeksi 11 m ja yhden siipimuurin pinta-alaksi 10 m 2. - Maatukien ruiskubetonointi maksaa tällöin 2 * (2 * 10 m2 + 3 m * 12 m) * 100 /m2 = 11 200, joka on muutettu muotoon 1 000 / m, jossa m = sillan leveys metreinä. - Liikuntasaumalaitteen hinnassa on otettu huomioon, että liikuntasaumalaitteen pituus on usein sillan vinouden vuoksi suurempi kuin sillan kokonaisleveys. Tämän vuoksi kustannus / yksikkö on suurempi kuin Sillantarkastuskäsikirjassa esitetty kustannus / yksikkö, jossa yksikkönä on liikuntasaumalaitteen pituus metreinä. 2.7 Mallien arviointi Hanketason rappeutumismallien perustana ovat siltojen yleistarkastuksissa annetut rakenneosakohtaiset kuntoarviot. Rappeutumismalleja voidaan pitää varsin luotettavina, koska ne perustuvat suuriin otoksiin. Mahdollisina epävarmuustekijöinä voidaan pitää Siltarekisteriin puutteellisesti kirjattuja korjaustietoja ja tarkastustulosten laatua. Suuri otosmäärä kuitenkin vähentää huomattavasti näiden epävarmuustekijöiden vaikutusta. Kaikki rappeutumismallit on muodostettu siten, että kaikki rakenteet ovat aluksi kuntoarviossa 0. Usein rakenne on kuitenkin jo valmistuessaan kuntoarviossa 1. Syynä tähän ovat mm. rakennusvirheet. Käytännössä kuntoarvi-

30 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen HANKETASON MALLIEN KEHITTÄMINEN oiden 0 ja 1 välinen ero on pieni eikä niissä pääsääntöisesti tehdä rakenteille korjaustoimenpiteitä. Toimenpidemallit perustuvat kokemusperäisiin arviointeihin rakenteen käyttäytymisestä korjauksen jälkeen. Kuntoarvioluokka, johon rakenne palautuu korjauksen jälkeen, voidaan arvioida varsin hyvin. Vaikeammin arvioitavia ovat korjaukset, jotka muuttavat rakenteen säilyvyysominaisuuksia. Näihin korjattujen rakenteiden rappeutumismalleihin ei löydy riittävästi tutkimustietoa tai kattavasti kerättyä kokemusperäistä tietoa. Kustannusmallit perustuvat alun perin toteutuneista kohteista kerättyihin tietoihin. Kustannusten suuruusluokkaa voidaan pitää oikeana. Joitakin yksinkertaistuksia on jouduttu tekemään kustannusten muuttamisessa sopiviin yksiköihin. Aiemmin käytössä olleisiin malleihin verrattuna nyt kehitetyt uudet hanketason mallit ovat paljon kattavampia ja lisäksi ne perustuvat silloista havaittuun todelliseen tietoon niiden näkyvistä vaurioista.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 31 VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 3 VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 3.1 Lähtökohdat Siltojen verkkotason hallinnassa käytetään Hibris-järjestelmää, joka on tarkoitettu tieverkon rakenteiden (päällystetyt tiet, sillat ja soratiet) ylläpidon ja laajennusinvestointien budjetointiin ja niihin liittyvien vaikutusten analysointiin /5/. Myöhemmässä vaiheessa järjestelmään pyritään lisäämään myös tieverkon varusteet ja laitteet. Verkkotason malleja lähdettiin kehittämään hankkeessa "Hibriksen siltaanalyysit" /5/ tehtyjen periaatepäätösten pohjalta. Siltojen verkkotason hallintajärjestelmiä on kehitetty jo Verkko-Sihan kehitystyön yhteydessä. Eräänä Verkko-Sihan ongelmana oli osaverkkojen ja kuntomuuttujien suuren lukumäärän aiheuttama ohjelmiston hallintaongelma. Aiemmissa Hibris-järjestelmän kehitysvaiheissa on päätetty, että siltoja käsitellään siltatyyppi- eikä rakenneosakohtaisesti. Hankkeessa "Hibriksen siltaanalyysit" sillat jaettiin seitsemään homogeeniseen ryhmään: - Teräsbetonisillat - Jännitetyt betonisillat - Terässillat - Puusillat - Kivisillat - Putkisillat, vesistö - Putkisillat, alikulkukäytävät Lisäksi sillat jaettiin vielä kussakin ryhmässä kahteen ryhmään sen mukaan, sijaitseeko silta suolatulla vai ei suolatulla tiellä. Näin sillat jaettiin Hibriksessä 14 osaverkkoon. Siltojen kuntomuuttujana käytettiin Hibriksen silta-analyyseissä sillan laskettua yleiskuntoa, joka muutettiin diskreeteiksi arvoiksi luokkiin 0-4 seuraavasti: - LYK 0,00 0,50 0 - LYK 0,51 1,25 1 - LYK 1,26 2,25 2 - LYK 2,26 3,00 3 - LYK 3,01 4,00 4 LYK on laskettu yleiskunto, jonka määrittely on esitetty taulukossa 1. Sillat jaettiin siis Hibriksessä 14 osaverkkoon, joissa kussakin oli yksi kuntomuuttuja, jolla oli viisi mahdollista kuntotilaa.

32 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Taulukko 1. Siltojen lasketun yleiskunnon (LYK) laskennassa käytettävät painokertoimet /6/. Rakenneosaryhmä Perussilta Putkisilta Jb- sillat ja tbkaaret Vinoköysi- ja riippusillat Avattavat sillat Alusrakenne 70 0 50 50 70 Reunapalkki 20 0 20 20 20 Muu päällysrakenne 100 100 100 100 100 Päällyste 25 5 20 25 25 Muu pintarakenne 50 0 50 40 50 Kaiteet 20 10 20 15 20 Liikuntasaumalaitteet 20 0 20 20 10 Muut 10 5 5 5 50 varusteet Siltapaikka 10 5 10 10 30 Taulukkoa 1 tarkastelemalla voidaan todeta, että laskettua yleiskuntoa määritettäessä suurin painoarvo on rakenneosan muu päällysrakenne kuntoarviolla. Laskettua yleiskuntoa voidaan siis pitää lukuarvona, joka kuvaa sillan kantavuuden kannalta merkittävimpien rakenneosien säilyvyyttä. Käytännössä peruskorjaukseen johtavat syyt ovat kuitenkin vedeneristeen ikääntyminen ja huonokuntoisuus, reunapalkkien huono kunto sekä liikuntasaumalaitteiden ja kaiteiden uusimis- tai korjaamistarve. Näiden rakenneosien painokertoimet ovat varsin pienet verrattuna alusrakenteen ja muun päällysrakenteen painokertoimiin. Laskettu yleiskunto ei siis välttämättä anna hyvää kuvaa sillan peruskorjaustarpeesta, jos sillan alusrakenteet ja kantava päällysrakenne ovat hyvässä kunnossa. Vuonna 2005 Tiehallinto laati siltojen ylläpidon toimintalinjat /7/, jossa määriteltiin silloille viisiportainen kuntoluokitus. Kuntoluokitus tehtiin tien yleisen kuntoluokituksen mukaiseksi. Tämän vuoksi kuntoluokkien numeroarvot muutettiin päinvastaiseksi silloilla yleensä käytettyyn luokitteluun verrattuna. Kuntoluokituksessa luokka 5 on erittäin hyvä ja luokka 1 erittäin huono. Kuntoluokituksen kriteerit on esitetty taulukossa 2.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 33 VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Taulukko 2. Siltojen kuntoluokka /7/. Kuvaus kunnosta 5 ERITTÄIN HYVÄ Uusi tai lähes uuden veroinen silta 4 HYVÄ Hyväkuntoinen silta, jossa on normaalia kulumista ja ikääntymistä. Sillan yleiskunto voi olla hyvä, vaikka jonkin päärakenneosan kuntoarvio on tyydyttävä tai huono. 3 TYYDYTTÄVÄ On jo puutteita ja vaurioita, kuten rapautumista tai ruostumista, mutta korjaamista voidaan vielä siirtää. Yleiskunto voi olla tyydyttävä, vaikka jonkin päärakenneosan kuntoarvio olisikin huono tai erittäin huono. 2 HUONO Useita selvästi havaittavia korjausta vaativia vaurioita tai jokin yksittäinen vakava vaurio. Erikoistarkastuksen ja peruskorjauksen tarve on ilmeinen. Luokittelukriteerit Varsinaiset sillat Putkisillat LYK = 0,00 0,50 ja YKA = 0 LYK = 0,51 1,25 tai YKA = 1 eikä kumpikaan huonompi LYK = 1,26 2,00 tai YKA = 2 eikä kumpikaan huonompi LYK = 2,01 2,75 tai YKA = 3 eikä kumpikaan huonompi tai kansilaatan vesivuotovaurio vaurioluokassa 4 tiellä, jota ei suolata LYK = 0,00 0,50 ja YKA = 0 LYK = 0,51 1,25 tai YKA = 1 eikä kumpikaan huonompi LYK = 1,26 2,50 tai YKA = 2 eikä kumpikaan huonompi LYK = 2,51 3,26 tai YKA = 3 eikä kumpikaan huonompi tai teräsputkessa vaurioluokan 4 korroosiovaurio 1 ERITTÄIN HUONO Silta on täydellisen peruskorjauksen tai jopa uusimisen tarpeessa. Kunto ei ole hyväksyttävissä. Vaurioita on niin paljon, että pelkästään niiden kirjaaminen on työlästä LYK = 2,76 4,00 tai YKA = 4 tai kansilaatan vesivuotovaurio vaurioluokassa 4 suolatulla tiellä (hoitoluokat Isk, Is ja I) LYK = 3,26 4,00 tai YKA = 4 LYK = laskettu yleiskunto YKA = sillantarkastajan antama yleiskuntoarvio Taulukkoa tarkasteltaessa on huomattava, että vaurioluokituksen lukuarvot kasvavat vaurioitumisen edetessä, kun samalla kuntoluokan lukuarvot pienenevät sillan kunnon heikentyessä. Kuntoluokkaa varten on siis tarkennettu lasketun yleiskunnon raja-arvoja sekä on otettu sillan kunnon määrittelemiseksi tarkentavat kriteerit. Näitä kriteereitä ovat vesivuodot varsinaisilla silloilla ja korroosiovauriot teräsputkilla. Lisäksi on otettu huomioon sillantarkastajan antaman yleiskuntoarvion vaikutus.

34 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Aiemmassa kehitystyössä oli toimenpiteet jaettu viiteen eri tasoon /5/: - normaali hoito - suojaus - kunnostus - peruskorjaus - uusiminen. Ongelmaksi muodostui se, että analyysi tarjosi ratkaisuksi aina kevyitä toimenpiteitä eikä peruskorjaus- tai uusimistarve tullut esille. Koska analyysin rakenne haluttiin pitää yksinkertaisena, päätettiin kehittää malleja siltatyyppikohtaisesti (ei rakenneosakohtaisesti). Päätarkoitukseksi otettiin analyysin toiminta peruskorjaustarpeen määrittelyssä. 3.2 Osaverkkojako Aiemmin luotuun osaverkkojakoon päätettiin tehdä muutoksia, koska hanketason rakenneosakohtaisia malleja tarkastelemalla havaittiin tarvetta tarkentaa joitakin osaverkkoja. Toisaalta osa osaverkoista edusti niin pientä siltamäärää, että niiden mukana pitämiseen ei nähty tarvetta (esim. puusillat suolatulla tiellä). Hanketason mallien tarkastelun perusteella myös poistettiin osaverkkoja, koska tien suolauksen ei havaittu aiheuttavan eroja rakenteen ikäkäyttäytymiselle (putkisillat ja kivisillat). Sillat jaettiin 14 osaverkkoon: 1) Ei jatkuvat teräsbetonisillat suolatulla tiellä 2) Jatkuvat teräsbetonisillat suolatulla tiellä 3) Teräsbetonisillat ei suolatulla tiellä 4) Jännitetyt betonisillat suolatulla tiellä 5) Jännitetyt betonisillat ei suolatulla tiellä 6) Terässillat suolatulla tiellä 7) Terässillat ei suolatulla tiellä, puukantiset 8) Terässillat ei suolatulla tiellä, ei puukantiset 9) Puusillat, puiset alusrakenteet 10) Puusillat, muu alusrakenne 11) Kivisillat 12) Putkisillat, kuivat 13) Putkisillat, vesistö, valmistuneet ennen vuotta 1992 14) Putkisillat, vesistö, valmistuneet 1992 tai myöhemmin Teräsbetonisillat päätettiin jakaa jatkuviin ja ei jatkuviin siltoihin, koska jatkuvilla silloilla pitkälle edenneet vauriot kansilaatan yläpinnassa tukialueilla ja niiden läheisyydessä saattavat vaikuttaa sillan kantavuuteen. Korjaustoimenpiteet ja mahdollisesti työnaikaiset liikennejärjestelyt ovat tällöin huomattavasti mittavammat ja kalliimmat kuin ei-jatkuvilla silloilla. Jännitettyjen betonisiltojen osalta tilanne on vastaava kuin teräsbetonisilloillakin, mutta toisaalta pitkälle edenneiden vaurioiden korjaamiset jännitetyissä silloissa ovat aina erikoistapauksia ja niiden korjaaminen on kallista. Tämän vuoksi jännitetyt betonisillat otettiin omaksi ryhmäkseen ja korjauskustannukset otettiin huomioon kustannusmalleissa. Terässilloissa tarkasteltiin erikseen vähäliikenteisillä teillä olevia puukantisia terässiltoja, koska puukansi eroaa selvästi rappeutumisnopeudeltaan, kor-

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 35 VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN jausmenetelmiltään sekä korjauskustannuksiltaan betoni- tai teräskannesta. Puukantisia siltoja on pääasiassa vain vähäliikenteisillä teillä, joten suolattujen teiden osaverkossa jaottelua ei tehty. Vähäliikenteisillä teillä suolauksen vaikutus on merkityksetön, joten ulkoisella suolarasituksella ei ole merkittävää vaikutusta puusillan rappeutumisnopeuteen. Tämän vuoksi jaottelua suolarasituksen perusteella ei tehty. Hanketason malleissa havaittiin merkittävä ero puisten alusrakenteiden ja teräsbetonisten alusrakenteiden välillä. Koska puusilloista suuri osa on perustettu puisilla alusrakenteilla, päätettiin tehdä jaottelu alusrakennetyypin perusteella. Hanketason malleja tehtäessä ei havaittu eroja suolatuilla ja ei suolatuilla teillä sijaitsevien kivisiltojen välillä. Kivisiltojen pinta-alaosuus koko sillastosta on myös niin pieni, että ne päätettiin pitää yhtenä osaverkkona. Putkisiltojen osalta ei havaittu hanketason mallien yhteydessä eroa suolatuilla ja ei suolatuilla teillä sijaitsevien siltojen välillä. Sen sijaan alikulkukäytävien ja vesistösiltojen rappeutumisnopeuden ero on erittäin suuri. Lisäsuojatut putkisillat otettiin omaksi osaverkokseen, koska niille on odotettavissa huomattavasti hitaampi rappeutumiskehitys kuin ei lisäsuojatuilla putkisilloilla. Teräsputkisiltojen lisäsuojaus aloitettiin 1980-luvun lopulla ja 1990-luvun alkupuolella lisäsuojaus otettiin säännöllisesti käyttöön. Näistä syistä jako tehtiin vuoden 1992 kohdalla (vrt. kohta 2.4.3 Teräsrakenteet / Teräsputket). 3.3 Rappeutumismallit Siltakohtaisen rappeutumismallin tekemistä varten tutkittiin erilaisia lähestymistapoja. Seuraavissa kolmessa ensimmäisessä tavassa käytettiin hyväksi hanketasolla luotuja rakenneosakohtaisia malleja. Neljännessä tavassa haettiin siltojen kuntotilajakauma eri vuosikymmeninä valmistuneista silloista, kuten hanketason mallien yhteydessä tehtiin rakenneosille. Tarkastelu eri tapojen käyttökelpoisuuden välillä tehtiin osaverkolle Teräsbetonisillat suolatulla tiellä (ei jakoa jatkuviin ja ei jatkuviin). Tarkastelujen jälkeen päädyttiin käyttämään kuntotilajakaumaan perustuvaa mallia. 3.3.1 Laskettuun yleiskuntoon perustuva malli Tarkasteltiin suolatulla tiellä olevaa teräsbetonisiltaa rakenneosakohtaisten mallien avulla. Tarkastellut rakenneosat olivat kansilaatan alapinta, kansilaatan yläpinta, teräsbetoninen alusrakenne, reunapalkki ja kaide. Haettiin rakenneosille keskimääräinen kuntoarvio 20, 35 ja 50 vuoden iässä. 50 vuoden iässä oletettiin kansilaatan yläpinnan (= vedeneriste) olevan kuntoarvioluokassa 3 (75 % osuus) tai 4 (25 % osuus). Rakenneosien painoarvona käytettiin lasketun yleiskunnon mukaisia kertoimia. Tarkasteltaessa muodostettua mallia todettiin, että sen vieminen luotettavasti Markovin ketjulaskentateoriaan on mahdotonta. Alkuvaiheen rappeutuminen muodostuisi joko liian nopeaksi tai 50 vuoden iässä olevaa tavoitetilaa ei saavutettaisi.

36 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN 3.3.2 Peruskorjaustarpeen aiheuttaviin rakenneosiin perustuva malli Seuraavaksi tarkasteltiin teräsbetonisiltaa suolatulla tiellä, jossa otettiin huomioon ainoastaan reunapalkin ja vedeneristeen kunto. Muodostettiin mallia varten uudet kuntoluokitusperusteet: - hyvä: molempien kuntoarvio korkeintaan 2 - välttävä: toisen kuntoarvio 3 ja toisen parempi kuin 2 - huono: molempien kuntoarvio 3 - erittäin huono: toisen kuntoarvio 4 Tässäkin mallissa lähdettiin siitä, että 50 vuoden iässä kaikki vedeneristeet tulisi uusia eli ne ovat luokassa 3 tai 4. Malli on hyvin karkea eikä sitä saatu Markovin ketjulaskentateoriaan sopivaksi. Ongelmat mallin sovittamisessa olivat samantyyppiset kuin laskettuun yleiskuntoon perustuvassa mallissa. 3.3.3 Sillan ikä kuntomuuttujana Kolmantena vaihtoehtona pyrittiin luomaan ikäriippuvainen malli. Tässä mallissa sillan ikä valmistumisesta tai peruskorjauksesta otettiin toiseksi kuntomuuttujaksi ja toiseksi kuntomuuttujaksi otettiin sillan kuntoluokka. Sillat jaettiin valmistumisesta tai peruskorjauksesta kuluneen iän perusteella kolmeen luokkaan: - luokka 1 0 40 vuotta - luokka 2 40 50 vuotta - luokka 3 yli 50 vuotta Tätäkään mallia ei saatu Markovin laskentateoriaan sopivaksi. Esimerkkinä yritettiin mallia, jossa siltojen valmistuminen on jakautunut tasaisesti 50 vuoden ajalle. Tällöin 2 % silloista siirtyisi vuosittain huonompaan kuntoluokkaan. Koska näinkin yksinkertaisen mallin siirtäminen Markovin teoriaan oli ongelmallista, todettiin tässä tavassa olevan liikaa epävarmuustekijöitä. 3.3.4 Siltojen kuntoluokkajakautumaan perustuva malli Neljännessä vaihtoehdossa haettiin Siltarekisteristä siltojen kuntoluokkajakaumat pinta-aloittain eri-ikäisille silloille. Kuten hankemallienkin yhteydessä tehtiin vertailu 1960-luvulla, 1970-luvulla, 1980-luvulla ja 1990-luvulla valmistuneiden siltojen välillä. Haettuihin tietoihin ei tehty muutoksia tehtyjen korjaustoimenpiteiden mukaisesti. Haettujen tietojen perusteella voitiin havaita jakauman noudattavan erittäin hyvin Markovin ketjulaskentatekniikkaan sopivaa jakaumaa. Ongelmaksi aiemmin tutkittuihin kolmeen malliin todettiin, että malli ei ota huomioon varsinaisesti vedeneristeen uusimistarvetta ennen kuin vauriot ovat silmämääräisesti havaittavissa. Myös kuntoluokituksen pohjana olevaan laskettuun yleiskuntoon ei nopeimmin rappeutuvilla rakenneosilla (reunapalkki, muu pintarakenne, kaiteet, liikuntasaumalaitteet) ole merkittävää vaikutusta, jos alusrakenne ja päällysrakenne ovat hyvässä kunnossa.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 37 VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN Kuntoluokkajakaumaan perustuva malli todettiin esitetyistä ongelmista huolimatta parhaiten käyttökelpoiseksi malliksi. Rappeutumismallista päätettiin tehdä sellainen, että sen mukainen rappeutuminen on hieman nopeampaa kuin Siltarekisteristä haettujen tietojen perusteella voidaan olettaa. Perusteena on, että ainakin 1960-luvulla valmistuneissa silloissa on tehty korjauksia, joiden vaikutusta malliin ei tutkittu. 3.3.5 Lopulliset rappeutumismallit Jokaiselle osaverkolle haettiin esitetyllä tavalla tiedot Siltarekisteristä rappeutumismalleja varten 1960 1990 -luvun siltojen kuntoluokkajakaumista. Puu- ja kivisilloille tiedot haettiin hanketason mallien yhteydessä esitetyistä ikäluokista. Suolatuilta teiltä haettujen tietojen perusteella jatkuvia teräsbetonisiltoja on enemmän huonommissa kuntoluokissa kuin ei jatkuvia teräsbetonisiltoja tai jännitettyjä betonisiltoja. Erot ovat kuitenkin varsin pieniä, joten kaikille kolmelle osaverkolle päätettiin käyttää samaa (nopeimmin etenevää) rappeutumismallia. Teräsputkisilloille käytettiin hanketason mallien yhteydessä kehitettyjä rappeutumismalleja sellaisenaan, koska käytännössä rakenneosan muu päällysrakenne kuntoarvio on sama kuin sillan kuntoluokka. Puu- ja kivisiltojen mallien kehittämisessä käytettiin hanketason mallien yhteydessä esitettyjä ikäjakaumia (puupalkit ja kiviset päällysrakenteet). Samoin puukantisten teräspalkkisiltojen mallien kehittäminen tehtiin puusiltoja vastaavan ikäjakauman perusteella. 3.4 Toimenpide- ja kustannusmallit Aiemmin käytetyssä verkkotason toimenpidejaottelussa oli havaittu ongelmia, koska analyysi suosi kevyitä toimenpiteitä kuten kunnostusta ja suojausta. Käytännössä näillä toimenpiteillä ei kuitenkaan voida parantaa merkittävästi sillan kuntoluokkaa ja silta tulee aina jossain vaiheessa peruskorjattavaksi. Suojaus päätettiin jättää toimenpiteenä pois, koska se ei ole korjaava toimenpide vaan rappeutumista hidastava toimenpide. Suojaaminen yksinään on myös tehotonta, jos vaurioita on jo olemassa. Kunnostuksella käsitetään ylläpitoluonteisia korjauksia. Käytännössä kyseessä ovat kunnostustoimet, jotka voidaan tehdä ilman erikoistarkastusta ja korjaussuunnittelua esim. SILKO-ohjeita noudattaen. Kunnostuksen toimenpide- ja kustannusmalleja muodostettaessa havaittiin, että toimepiteellä voidaan tarkoittaa hyvinkin monentyyppisiä korjauksia, joiden kustannusvaihtelu on suuri. Kunnostus päätettiin jättää pois omana toimenpiteenään. Se yhdistettiin vuosittaisiin hoito- ja kunnostustoimiin, jolloin siltaverkolle tehtävä hoito ja kunnostus otettiin huomioon vuosittaisena kustannuseränä. Mahdollisiksi toimenpiteiksi jäivät: - hoito- ja kunnostus (kunnossapito)

38 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN - peruskorjaus - uusiminen Toimenpidejako todettiin riittäväksi, koska näin pystytään hallitsemaan peruskorjauksen osuutta, joka on noin 80 % siltojen ylläpitoon käytettävästä rahoituksesta. Peruskorjauksen vaikutus- ja kustannusmalleja kokeiltiin erityyppisillä tavanomaisilla tapauksilla kohdistaen toimenpiteitä eri rakenneosille. Kuhunkin kuntoluokkaan haettiin tyypillisiä peruskorjaustarpeessa olevia siltoja. Hanketason mallien perusteella tutkittiin korjaustoimenpiteiden vaikutusta sillan kuntoluokan parantumiseen. Aiemmista selvityksistä poiketen otettiin mukaan myös kuntoluokan "välttävä" (kuntoluokka 3) sillat, koska havaittiin sillan tällöin olevan usein peruskorjaustarpeessa. Lähes aina todettiin siltojen palaavan peruskorjauksen jälkeen luokkaan "hyvä". Luokassa "erittäin huono" tehty peruskorjaus ei kuitenkaan aina onnistu palauttamaan rakennetta kuin luokkaan "välttävä". Toimenpiteiden vaikutusmalleista tehtiin yksinkertaisempia ja selkeämpiä aikaisemmin luotuihin malleihin verrattuna. Aiemmat mallit perustuivat tarkasteluun, jossa oli arvioitu vauriopistesumman vähenemisen vaikutusta lasketun yleiskunnon pienentymiseen. Toimenpiteiden kustannukset määritettiin samanaikaisesti toimenpiteiden vaikutusmallille tehtyjen kokeilujen yhteydessä. Rakenneosittain määritettiin toimenpiteestä rakenneosalle kohdistuvat kustannukset ja nämä laskettiin yhteen. Kustannuksia verrattiin aiemmin luotuihin kustannusmalleihin. Kustannusmalleihin tehtiin tarkastelun perusteella pieniä muutoksia. Kaikille osaverkoille ei mahdollistettu peruskorjausta toimenpiteenä luokassa "erittäin huono". Tällaisia ovat mm. puusillat, joissa on puinen alusrakenne sekä putkisillat. Putkisiltojen korjaustavat todettiin kustannustasoltaan vastaaviksi kuin uusimiskustannukset, joten peruskorjausta ei otettu erikseen verkkotasolla huomioon. Sillan uusimisen todettiin siirtävän sillan aina kuntoluokkaan "uudenveroinen". 3.5 Mallien arviointi Verkkotason rappeutumismallit muodostettiin siltojen kuntoluokituksesta kerätyn tiedon perusteella. Mallit kuvaavat sillan kuntoluokan kehittymistä varsin hyvin. Mallien mahdolliset ongelmat liittyvät lasketun yleiskunnon (LYK) laskentaperiaatteisiin. Lasketulla yleiskunnolla ei välttämättä saada selville sillan todellista peruskorjaustarvetta. Toimenpiteiden vaikutusmallit muodostettiin kokeilemalla tyypillisten korjaustoimenpiteiden vaikutusta sillan kuntoluokkaan. Tulokset olivat hyvin yhteneväisiä. Toimenpiteiden vaikutusmallit perustuvat siihen, että siltaan tehdään oikean tyyppinen korjaus oikealla tavalla. Kustannusmallit muodostettiin toimenpiteiden vaikutusmallien muodostamisen yhteydessä kokeilemalla erityyppisten korjausten kustannuksia neliö-

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 39 VERKKOTASON MALLIEN KEHITTÄMINEN metriä kohden. Tuloksia verrattiin aiemmassa raportissa esitettyihin malleihin. Malleihin tehtiin tässä yhteydessä pieniä päivityksiä. Edellisiin malleihin verrattuna nyt kehitetyillä malleilla mahdolliset toimenpiteet ovat hoito- ja kunnostus, peruskorjaus ja uusiminen, eli vaihtoehtoja on käytössä vähemmän. Verkkotason malleilla optimoidaan siltojen peruskorjauksen tai uusimisen ajankohtaa ja siitä aiheutuvia kustannuksia. Siltojen kunnossapidon kustannukset sisällytetään hoitokustannuksiin. 3.6 Tienkäyttäjän kustannukset ja vaurioiden vaikutus sillan kantavuuteen Sillan kunnon vaikutusta tienkäyttäjän kustannuksiin verkkotason analysointia varten ei pystytty kehittämään. Hibriksen silta-analyysit /5/ -selvityksessä on kehitetty eri toimenpiteiden aikana tienkäyttäjän kustannukset. Siltojen päällysteiden ja liikuntasaumalaitteiden kunnon vaikutusta ajokustannuksiin on tarkasteltu Tiehallinnon julkaisussa Ajokustannusten kuntoriippuvuus päällystetyillä teillä ja sorateillä /8/. Sillasta liikenteelle aiheutuvat haitat keskittyvät lähinnä sillan korjauksen aikaisiin aikakustannuksiin. Samoin sillan painorajoitus aiheuttaa raskaalle liikenteelle kiertotien vuoksi aika- mutta myös polttoainekustannuksia. Ei voitu kuitenkaan luoda mallia, jolla voidaan kuvata sillan kunnon heikkenemisen aiheuttamia kustannuksia tienkäyttäjille. Vaurioiden vaikutuksesta sillan kantavuuteen ei voitu verkkotasolla luoda luotettavaa mallia. Yleisimmin sillassa olevat vauriot ovat muualla kuin sillan pääkannattajissa. Kantavuuteen vaikuttavien vaurioiden vaikutusta sillan kuntoluokan kehittymiseen ei pystytty arvioimaan. Koska mallia ei voitu luotettavalla tavalla kehittää, siitä luovuttiin.

40 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 4 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 4.1 Hanketason järjestelmä Työssä luotiin selkeät mallit, joiden avulla voidaan hallita lähes koko sillaston ylläpitoa. Työn painopisteinä olivat rakenneosajaon, päätöspuiden ja rappeutumismallien kehittäminen. Nämä muodostavat järjestelmän rungon, jonka toimivuus on järjestelmän käyttökelpoisuuden perusta. Järjestelmän kehittämisessä pyrittiin selkeisiin ja yksinkertaisiin ratkaisumalleihin. Näin järjestelmä voidaan ottaa nopeasti käyttöön ja sitä pystytään täydentämään tarvittaessa. Hanketason järjestelmän luotettava käyttö edellyttää riittävän suuren siltajoukon (noin 200 siltaa) analysointia. Tällöin rakenneosissa esiintyvän kuntoarvioiden hajonnan vaikutus tulee riittävästi esille. Järjestelmää voidaan käyttää pitkän tähtäimen toimenpidetarpeiden ja budjetin suunnittelussa sekä korjausten ohjelmoinnissa. Varsinainen korjaussuunnittelu tehdään aina siltakohtaisesti erikseen erikoistarkastuksen perusteella. Rakenneosajako on kattava ja se käsittää kaikki ylläpitokustannusten kannalta merkittävimmät rakenneosat lukuun ottamatta avattavien siltojen erikoisrakenteita sekä riippu- ja vinoköysisiltojen köysistörakenteita. Päätöspuut tehtiin yksinkertaisiksi ottaen huomioon, että järjestelmällä haetaan suuruusluokkakustannuksia eri kuntoarvioluokassa ja olosuhteissa tarvittaville toimenpiteille. Kaikille päätöspuissa käytettäville korjaustoimenpiteille luotiin toimenpiteen vaikutusmallit. Järjestelmän toiminta suunniteltiin loogiseksi. Se noudattaa varsin pitkälti Tiehallinnossa esitettyjä linjauksia korjaustavan valinnassa. Hanketason järjestelmää voidaan tarvittaessa käyttää jopa verkkotason analyyseissä. Tällöin saattaa kuitenkin tulla ongelmaksi suuren tietomäärän hallitseminen. Kehitetyt mallit perustuvat Siltarekisteristä saatavaan tietoon eri rakenneosien todellisesta kunnosta silmämääräisen tarkastelun perusteella. Jatkon ja mallien luotettavuuden kannalta on tärkeää, että Siltarekisterissä olevaa tietoa pidetään luotettavasti ajan tasalla. Rappeutumismallien kehitystyössä on pyritty seuraamaan mahdollisimman hyvin suuren siltakannan rappeutumista. Jos malleja käytetään yksittäisen sillan tulevan korjaustarpeen analysointiin, tulee mallin käytössä valita käytettävä varmuustaso. Varmuustaso on mahdollista valita siten, että esim. 85 % todennäköisyydellä rakenne rappeutuu valittua varmuustasoa hitaammin. Esimerkki tästä on esitetty kuvassa 4.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 41 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET Reunapalkki, ei suolattu tie, rappeutumismalli 100 % 90 % 80 % Osuus kuntoluokassa 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 0 Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 Rakenteen ikä vuosina Kuva 4. Esimerkkinä esitetty ei suolatun tien reunapalkki. Seuraamalla pistekatkoviivaa voidaan olettaa rakenteen siirtyvän 2 vuoden iässä kuntoarvioon 1 ja 21 vuoden iässä kuntoarvioon 2. Tällöin on valittu 85 % varmuustaso eli rappeutuminen on hitaampaa 85 % todennäköisyydellä. 4.2 Verkkotason järjestelmä Verkkotason analyysejä varten muutettiin edeltäviin selvityksiin verrattuna siltojen osaverkkojakoa, luotiin uudet rappeutumismallit, muutettiin toimenpidejakoa sekä tarkastettiin kustannusmalleja. Osaverkkojen määrä pysyi entisellään, mutta jakoa tarkennettiin tarvittavilta osin. Samalla luovuttiin sellaisista jaotteluista, jotka todettiin tarpeettomiksi. Rappeutumismalleja yritettiin kehittää useilla eri tavoilla. Koska Hibrisjärjestelmä pohjautuu Markovin ketjulaskentateoriaan, valittiin parhaiten tähän soveltuva malli. Mallien pohjana on Siltarekisterissä oleva laaja tarkastusaineisto. Toimenpidejaottelussa päädyttiin tarkastelemaan ainoastaan sillan peruskorjausta ja uusimista. Kunnostus ja suojaus siirrettiin vuosittaisten ylläpitokustannusten yhteyteen. Peruskorjaus mahdollistettiin toimenpiteenä sillan ollessa kuntoluokassa välttävä. Verkkotason mallien avulla voidaan muodostaa yleiskäsitys koko sillaston kunnosta, kunnon kehittymisestä, ylläpidon rahantarpeesta sekä toimenpiteiden tehokkuudesta. Verkkotason järjestelmällä analysoidaan koko maan sillastoa. Lisäksi Hibrisjärjestelmä käsittelee päällystettyjä teitä, sorateitä sekä tulevaisuudessa varusteita ja laitteita. Ohjelmiston hallittavuuden vuoksi tehdyt siltamallit ovat karkeampia kuin hanketason järjestelmässä.

42 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 4.3 Jatkokehitys Tässä työssä kehitettyjen mallien käyttökelpoisuutta ohjelmistoissa ei voitu työn yhteydessä tarkastella. Jatkossa tuleekin ohjelmoida mallit järjestelmiin ja tarkastella analyyttisesti niiden antamia tuloksia ennen mallien lopullista käyttöönottoa. Tässä työssä tehtyjen rappeutumismallien pohjana ovat olleet silmämääräiset havainnot rakenteiden kunnosta. Vedeneristeen osalta tiedot perustuvat eri materiaalien käyttöiästä tehtyihin suppeisiin tutkimuksiin sekä Tiehallinnon tekemiin arvioihin. Tiehallinnon siltojen säilyvyysominaisuuksia on tutkittu erikoistarkastusten, perustarkastusten sekä peruskorjaustöiden yhteydessä. Näissä yhteyksissä kerätty tieto on tallennettu raportteihin ja laatukansioihin. Tiedot ovat kuitenkin hajallaan yleensä tiepiirien arkistoissa ja vain osa tiedoista on viety Siltarekisteriin. Olemassa olevaa aineistoa keräämällä ja sen huolellisella analysoinnilla voidaan tutkia mm. seuraavia asioita: - miten hyvin yleistarkastuksella voidaan selvittää siltojen korjaustarpeiden priorisointia - onko erikoistarkastusten laajuus ollut riittävä sillan peruskorjausta varten - vedeneristeen ja kansilaatan todellinen kunto peruskorjaushetkellä ja näiden rakenneosien vaatimat korjaustoimenpiteet Tutkimuksella olisi mahdollista saavuttaa siltojen hallintajärjestelmien kannalta seuraavia hyötyjä: - hanke- ja verkkotason järjestelmien luotettavuuden varmentaminen, myös näkymättömien vaurioiden kehittymistä voitaisiin arvioida - vedeneristeen käyttöikä voitaisiin määritellä tarkemmin Muita tutkimuksella mahdollisesti saavutettavia hyötyjä: - erikoistarkastuksissa tehtävien tutkimusten määrän ja tutkimusmenetelmien määrittely siten, että niillä saadaan entistä paremmin selville sillan säilyvyystekijät ja todellinen korjaustarve - kehittyneillä tarkastuksilla voitaisiin saavuttaa kustannus- ja aikasäästöjä, koska työnaikaisia yllätyksiä voitaisiin vähentää - vedeneristeen käyttöiän selvittäminen on erittäin tärkeä asia siltojen peruskorjaustarpeen ja siihen käytettävän rahasumman määrittelemisessä

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen 43 VIITELUETTELO 5 VIITELUETTELO /1/ Sillantarkastuskäsikirja. Helsinki: Tiehallinto 2004. ISBN 951-803-208-4. TIEH 2000009-04. /2/ Vesikari E: Hanke-Sihan ikäkäyttäytymismallien laskeminen siltarekisteritietojen pohjalta. Espoo 2003, VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Tutkimusselostus RTE3176/03. /3/ Vesikari E: Elinkaari-Siha. Espoo 2004, VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Sisäinen raportti RTE40-IR-2/2004. /4/ Vesikari E & Laukkanen K: Sillan korjauksen optimiajankohdasta poikkeamisesta aiheutuvat lisäkustannukset. Espoo 2004, VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, Sisäinen raportti RTE40-IR-5/2004. /5/ Inframan Oy: Hibriksen silta-analyysit, työraportti 2004. /6/ Siltarekisteri 3.4.5 Inventointiohje ja käyttäjän opas. (Ohjelmiston sisäinen opastetoiminto: ISBN 951-803-210-6. TIEH 2200024-v-05). /7/ Siltojen ylläpidon toimintalinjat, Helsinki: Tiehallinto 2005. ISBN 951-803-461-3. TIEH 1000090-05. /8/ Ajokustannusten kuntoriippuvuus päällystetyillä teillä ja sorateillä. Helsinki: Tiehallinto 2005. ISSN 1457-9871, ISBN 951-803- 600-4. TIEH 3200965.

44 Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITTEET 6 LIITTEET Liite 1 Hanketason rappeutumismallit Liite 2 Hanketason päätöspuut Liite 3 Korjattujen rakenteiden rappeutumismallit Liite 4 Verkkotason mallit

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (1/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Tässä liitteessä on esitetty rakenneosista niiden rappeutumismalli (siirtymätodennäköisyysmatriisi) sekä vertailukuvaajat. Kuvaajissa on esitetty Siltarekisteristä haetut kuntoarviotiedot (kuntoarvio 1 4) sekä rappeutumismallin mukaan generoidut kuntoarviojakaumat (Lka 1 4 malli). TB-laattojen ja holvien alapinnat Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,900 0,100 0 0 0 1 0 0,993 0,007 0 0 2 0 0 0,993 0,007 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 100 % 90 % Tb-laattojen ja holvien alapinnat Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 1. Teräsbetonisten kansilaattojen alapintojen rappeutumismalli. Rappeutumismallin mukaan 50 vuoden iässä noin 75 % rakenteista on kuntoarvioluokassa 1, 21 % kuntoarvioluokassa 2 ja noin 3 % kuntoarvioluokassa 3.

Liite 1 (2/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Tb ja jännitetyt betonipalkit Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,910 0,090 0 0 0 1 0 0,992 0,008 0 0 2 0 0 0,993 0,007 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 Tb- ja jb- palkki, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 2. Teräsbetonipalkkien ja jännitettyjen betonipalkkien rappeutumismalli.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (3/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Reunapalkki rannikko Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,68 0,32 0 0 0 1 0 0,91 0,09 0 0 2 0 0 0,95 0,05 0 3 0 0 0 0,96 0,04 4 0 0 0 0 1,00 Reunapalkki Turun piiri, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Rakenteen ikä vuosina Kuva 3. Lounaisrannikolla suolatulla tiellä sijaitsevan sillan rappeutumismalli. Vertailuna on esitetty superhoitoluokan (Isk ja Is) teillä olevien siltojen kuntoarviotiedot Turun tiepiiristä. Korjatut reunapalkit on siirretty kuntoarvioihin 3 ja 4.

Liite 1 (4/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Reunapalkki muu Suomi, suolatut tiet Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,860 0,140 0 0 0 1 0 0,963 0,037 0 0 2 0 0 0,965 0,035 0 3 0 0 0 0,995 0,005 4 0 0 0 0 1,000 Reunapalkki, suolattu tie, muu Suomi, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 4. Muualla kuin lounaisrannikolla sijaitsevien suolattavien teiden siltojen reunapalkkien rappeutumismalli. Vertailuna on esitetty korjaustiedoilla muutetut kuntoarviojakaumat superhoitoluokkien (Isk ja Is) teiden siltojen reunapalkeista. Turun tiepiirin osuus ei ole mukana vertailukäyrissä.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (5/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Reunapalkki, ei suolattu tie Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,900 0,100 0 0 0 1 0 0,986 0,014 0 0 2 0 0 0,987 0,013 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 Reunapalkki, ei suolattu tie, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka2 malli Lka 3 malli Lka4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Rakenteen ikä vuosina Kuva 5. Ei suolatulla tiellä sijaitsevien siltojen reunapalkkien rappeutumismallit. Vertailuna on esitetty hoitoluokkien II ja III teillä sijaitsevien siltojen reunapalkkien kuntoarviojakaumat.

Liite 1 (6/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Teräsbetoninen alusrakenne, alittava väylä ei suolattu Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,880 0,120 0 0 0 1 0 0,975 0,025 0 0 2 0 0 0,995 0,005 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 100 % Teräsbetoninen alusrakenne, kuiva silta, alla ei suolattu väylä, jakauma kuntoluokkiin 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 6. Teräsbetonisen alusrakenteen rappeutumismalli, kun alla kulkee ei suolattu väylä. Vertailuna on esitetty alikulkukäytävien alusrakenteiden kuntoarviojakauma.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (7/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Teräsbetonisen vesistösillan alusrakenne Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,905 0,095 0 0 0 1 0 0,985 0,015 0 0 2 0 0 0,990 0,010 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 Teräsbetonisen vesistösillan alusrakenne 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 7. Vesistösillan teräsbetonisen alusrakenteen rappeutumismalli. Vertailuna on esitetty vesistösiltojen alusrakenteiden kuntoarviojakaumat.

Liite 1 (8/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Teräsbetonisen risteyssillan alusrakenne, alittava tie suolattu Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,880 0,120 0 0 0 1 0 0,975 0,025 0 0 2 0 0 0,990 0,010 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 Teräsbetonisen risteyssillan alusrakenne, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 8. Teräsbetonisen alusrakenteen rappeutumismalli, kun alittava tie on suolattu. Vertailuna on esitetty superhoitoluokan tien ylittävien siltojen alusrakenteiden kuntoarviojakauma.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (9/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Teräspalkit Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,85 0,15 0 0 0 1 0 0,95 0,05 0 0 2 0 0 0,97 0,03 0 3 0 0 0 0,99 0,01 4 0 0 0 0 1,00 Teräspalkit, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli Kuva 9. Teräksisten pääkannattajien rappeutumismalli.

Liite 1 (10/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Kaide Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,860 0,140 0 0 0 1 0 0,975 0,025 0 0 2 0 0 0,975 0,025 0 3 0 0 0 0,975 0,025 4 0 0 0 0 1,000 Kaide, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % 80 % Osuus kuntoluokassa 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 10. Kaiteiden rappeutumismalli.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (11/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Liikuntasaumalaite Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,850 0,150 0 0 0 1 0 0,960 0,040 0 0 2 0 0 0,960 0,040 0 3 0 0 0 0,960 0,040 4 0 0 0 0 1,000 LS-laite, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % 80 % Osuus kuntoluokassa 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 11. Liikuntasaumalaitteiden rappeutumismalli.

Liite 1 (12/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Vesistö teräsputki, ei lisäsuojattu Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,85 0,15 0 0 0 1 0 0,89 0,11 0 0 2 0 0 0,93 0,07 0 3 0 0 0 0,93 0,07 4 0 0 0 0 1,00 Teräsputki, vesistö, ei lisäsuojatut, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka1 malli Lka2 malli Lka3 malli Lka4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 12. Ei lisäsuojattujen teräsputkisiltojen rappeutumismalli, kun kyseessä on vesistösilta.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (13/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Vesistö teräsputki, lisäsuojattu Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,860 0,140 0 0 0 1 0 0,973 0,027 0 0 2 0 0 0,985 0,015 0 3 0 0 0 0,930 0,070 4 0 0 0 0 1,000 100 % Teräsputki, vesistö, Lisäsuojatut (v. 1992 ja jälkeen valmistuneet), tehdyn rappeutumismallin mukainen jakauma kuntoluokkiin 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % Kuntoarvio 0 malli Kuntoarvio 1 malli Kuntoarvio 2 malli Kuntoarvio 3 malli Kuntoarvio 4 malli 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 Rakenteen ikä vuosina Kuva 13. Lisäsuojattujen teräsputkisiltojen (vesistösillat) rappeutumismalli.

Liite 1 (14/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Kuiva teräsputki Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,910 0,090 0 0 0 1 0 0,994 0,006 0 0 2 0 0 0,996 0,004 0 3 0 0 0 0,900 0,100 4 0 0 0 0 1,000 Teräsputki, alikulkukäytävä, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka1 malli Lka2 malli Lka3 malli Lka4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 14. Kuivien teräsputkisiltojen rappeutumismalli.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (15/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Puukansi, ajoneuvoliikenne Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,80 0,20 0 0 0 1 0 0,87 0,13 0 0 2 0 0 0,93 0,07 0 3 0 0 0 0,95 0,05 4 0 0 0 0 1,00 Puukansi, ajoneuvoliikenne 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Rakenteen ikä vuosina Kuva 15. Ajoneuvoliikenteen sillan puukannen rappeutumismalli.

Liite 1 (16/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Puukansi, kevyt liikenne Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,85 0,15 0 0 0 1 0 0,96 0,04 0 0 2 0 0 0,89 0,11 0 3 0 0 0 0,99 0,01 4 0 0 0 0 1,00 Puukansi, kevyt liikenne 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Rakenteen ikä vuosina Kuva 16. Kevyen liikenteen sillan puukannen rappeutumismalli.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (17/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Liimapuupalkki Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,870 0,130 0 0 0 1 0 0,984 0,016 0 0 2 0 0 0,990 0,010 0 3 0 0 0 0,990 0,010 4 0 0 0 0 1,000 Liimapuupalkki 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 Rakenteen ikä vuosina Kuva 17. Liimapuupalkkien rappeutumismalli.

Liite 1 (18/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Puupalkki Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,860 0,140 0 0 0 1 0 0,977 0,023 0 0 2 0 0 0,960 0,040 0 3 0 0 0 0,970 0,030 4 0 0 0 0 1,000 Puupalkki 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 20 25 30 35 40 45 Rakenteen ikä vuosina Kuva 18. Puupalkin rappeutumismalli. Vertailuna on esitetty puisten palkkisiltojen puupalkkien kuntoarviojakauma.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (19/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Puinen alusrakenne Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,850 0,150 0 0 0 1 0 0,940 0,060 0 0 2 0 0 0,975 0,025 0 3 0 0 0 0,980 0,020 4 0 0 0 0 1,000 Puinen alusrakenne 100 % 90 % Osuus kuntoluokassa 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka 1 malli Lka 2 malli Lka 3 malli Lka 4 malli 20 % 10 % 0 % 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Rakenteen ikä vuosina Kuva 19. Puisen alusrakenteen rappeutumismalli.

Liite 1 (20/21) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Kivinen päällysrakenne Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,97 0,03 0 0 0 1 0 0,99 0,01 0 0 2 0 0 0,99 0,01 0 3 0 0 0 0,99 0,01 4 0 0 0 0 1,00 Kivinen päällysrakenne, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % 80 % Osuus kuntoluokassa 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka1 malli Lka2 malli Lka3 malli Lka4 malli 20 % 10 % 0 % 0 20 40 60 80 100 120 Rakenteen ikä vuosina Kuva 20. Kivisen päällysrakenteen rappeutumismalli.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 1 (21/21) LIITE 1: HANKETASON RAPPEUTUMISMALLIT Kivinen alusrakenne Siirtymätodennäköisyysmatriisi Tila 0 1 2 3 4 0 0,940 0,060 0 0 0 1 0 0,987 0,013 0 0 2 0 0 0,992 0,008 0 3 0 0 0 0,995 0,005 4 0 0 0 0 1,000 Kivinen alusrakenne, jakauma kuntoluokkiin 100 % 90 % 80 % Osuus kuntoluokassa 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % Kuntoarvio 1 Kuntoarvio 2 Kuntoarvio 3 Kuntoarvio 4 Lka1 malli Lka2 malli Lka3 malli Lka4 malli 20 % 10 % 0 % 0 20 40 60 80 100 120 Rakenteen ikä vuosina Kuva 21. Kivisen alusrakenteen rappeutumismalli.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 2 (1/14) LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 1. Teräsbetonisen kansilaatan alapinnan ja holvin alapinnan päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset Esim. rakenteen ollessa kuntoarviossa 2 tehdään paikkauskorjaus, joka maksaa 20 /m 2. Paikkauskorjauksen jälkeen rakenne palautuu kuntoarvioon 1 ja rappeutuminen jatkuu paikatun päällysrakenteen rappeutumismallin mukaisesti.

Liite 2 (2/14) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 2. Teräsbetonipalkin ja jännitetyn betonipalkin päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 2 (3/14) LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 3. Teräsbetonisen kansilaatan yläpinnan päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Liite 2 (4/14) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 4. Reunapalkin päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 2 (5/14) LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 5. Teräsbetonisen alusrakenteen päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Liite 2 (6/14) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 6. Teräksisen pääkannattajan päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 2 (7/14) LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 7. Kaiteen päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Liite 2 (8/14) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 8. Liikuntasaumalaitteen päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 2 (9/14) LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 9. Teräksisen putkisillan päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Liite 2 (10/14) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 10. Puisen kansilankutuksen päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 2 (11/14) LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 11. Liimapuupalkin ja puupalkin päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Liite 2 (12/14) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 12. Puisen alusrakenteen päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen Liite 2 (13/14) LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 13. Kivisen holvin päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.

Liite 2 (14/14) Siltojen verkko- ja ohjelmointitason hallinnan kehittäminen LIITE 2: HANKETASON PÄÄTÖSPUUT Kuva 14. Kivisen alusrakenteen päätöspuu, toimenpiteiden vaikutusmalli ja toimenpiteiden kustannukset.