Lineær og ikke-lineær analyse av fritt-frembygg-bru utsatt for jordskjelveksitasjon

Abstract

Rapporten har undersøkt seismiske effekter på fritt-frembygg-bruer, både i ferdig tilstand og under byggefasen, der bruoverbygningen støpes ut som utkragere. Disse balanseres rundt hovedsøylene som vil kunne undergå større torsjonsmomenter. Resultatene fra analysene viser at selv om større forskyvninger kan genereres av et jordskjelv når konstruksjonen er i denne tilstanden, vil ikke krefter eller spenninger overgå de som genereres for den ferdige brukonstruksjonen. Elastisk oppførsel kan forventes for utkragerkonstruksjonen selv under ekstreme hendelser. Samtidig vil brukonstruksjonen være i denne tilstanden i et kort tidsintervall, og sannsynligheten for at et større jordskjelv skal inntreffe under tilstanden anses som liten. For referansereturperioden på 475 år forventes en tilnærmet elastisk oppførsel i brukonstruksjonen. Samsvarende responser ble generert fra responsspekter og tidsserier. Tidsseriene ble skalert og frekvens-justert etter det elastiske responsspekteret i Eurokode 8. Justeringen i frekvensinnhold førte til en betydelig økning i konstruksjonens respons, og bedre samsvar med responsspekteranalysene. Responsspekteranalysen gir tilfredsstillende resultater, og er betydelig enklere og mindre tidkrevende å implementere i analyser. Denne metoden anbefales derfor for bruk i dimensjoneringssituasjoner. Ved ekstreme jordskjelvsituasjoner forventes ikke-lineær respons i brukonstruksjonen. Ikke-lineære tidsserieanalyser representerer konstruksjonens oppførsel under en slik hendelse mer nøyaktig, og responsen reduseres ved tillatelse av ikke-lineær oppførsel. For jordskjelveksitasjon med returperiode på 10 000 år vil flytning kunne forekomme i konstruksjonen. Oppsprekking av betongen kan forventes, men konstruksjonen vil ikke gå til brudd. Rapporten konkluderer med tilfredsstillende seismisk oppførsel, da brukonstruksjonen unngår kollaps for ekstreme jordskjelvhendelser.