Numerisk vurdering av dynamiske egenskaper og modal tuning av Brandval bru

Abstract

Brandval bru er en spesielt myk hengebru bygd i 1950 og går over Glomma 17 km nord for Kongsvinger i Hedmark. Brubjelken er fastholdt mot forskyvning oppover i vertikalretningen ved opplager med et såkalt negativlager. Dette har tidligere blitt ødelagt. Hovedformålet med denne oppgaven har vært å lage en realistisk modell av brua i Abaqus og deretter undersøke brua sin oppførsel ved bevegelig last i ulike hastigheter og da spesielt ved negativlageret.Basert på måleresultater fra en undersøkelse gjort av NGI og Statens Vegvesen høsten 2009,er de dynamiske egenskapene til Brandval bru forsøkt avdekket. I vertikalretningen fås det gode resultater, mens resultatene i de øvrige retningene ikke er fullt så konsise. Målingene er også brukt til å vurdere dempingen i brua og statisk nedbøying.

I Abaqus er det lagd en 3D modell av brua og denne er så kalibrert mot målingene. Den bevegelige lasten modelleres ved å introdusere et stivt legeme som gis en randbetingelse som tilsier at den skal ytte seg over en viss tid. Stivlegemet får også en last og en denererkontakt mellom legemet og brudekket. Den dynamiske forsterkningsfaktoren i nedbøyning avdekket indikerer at denne øker med økende hastighet, men er minimal ved stedets fartsgrense.Resultatene fra analysen samsvarer med observasjoner gjort i felt om at brudekket slår inni negativlageret. Det er også funnet at brudekket har stor bevegelse i kjøreretningen. For å unngå at negativelageret blir ødelagt i framtiden, er det foreslått å erstatte dette medet gummilager. Formålet med dette er at gummien vil forlenge retardasjonen av dekket ivertikalretningen og at impulslasten da vil virke over et lengre tidsrom. Forslaget er kun ment som en skisse. En videre undersøkelse vil kunne være å detalj modellere randbetingelsene og hente nødvendig parametre fra modellen som er presentert i denne rapporten.