Analyse av Dolmsundbrua: En sammenligning av RM bridge og Sofistik

Abstract

Betongstandarden (NS-EN 1992-1-1) angir hvordan kryptallet skal beregnes, men ikke hvilken metode som skal benyttes for å beregne kryptøyninger for varierende spenninger over tid. Ved globale analyser av en fritt frambygg bru er det viktig å forutse hvordan krypet utvikler seg for å estimere korrekte krefter og nedbøyninger når brua skal dimensjoneres. Underestimering av krefter pga. kryp og spennarmeringstap pga. kryp kan gi store deformasjoner og riss som kan påvirke bruas bestandighet og levetid. I denne oppgaven undersøkes det hvordan beregningsprogrammene RM bridge og Sofistik håndterer de tidsavhengige deformasjonslastene kryp- og svinn pga. egenvekt og spennarmering. For å finne ut hvordan beregningsprogrammene løser kryp- og svinneffektene er det valgt å ta utgangspunkt i en eksisterende fritt frambygg bru, Dolmsundbrua. Denne brua ble prosjektert i RM bridge. Det er laget en global analyse av Dolmsundbrua i Sofistik. Resultatene fra globalanalysen i Sofistik er sammenlignet med RM bridge. For å undersøke hvordan krypet behandles i de to beregningsprogrammene er krypets virkning på konstruksjon pga. de permanente lastene, egenvekt og spennarmering, studert hver for seg. I oppgaven er det også valgt å beskrive hvordan krypmetoder som er aktuelle for denne typen konstruksjon og hvilken metode RM bridge og Sofistik bruker. Det er blitt utført to forskjellige analyser i Sofistik med de to mest velkjente krypmetodene delkrypmetoden og lineær superposisjon metoden. Analysene som ble gjort i Sofistik med de forskjellige krypmetodene viser at valg av krypmetode har betydelig innvirkning på kreftene fra kryp. Dette gjør seg spesielt gjeldende ved mer komplekse konstruksjoner med mange byggefaser. Det viser seg at krypmetoden med lineær superposisjon tar bedre hensyn til belastningstidspunktet enn det delkrypmetoden gjør. Det er valgt å bruke lineær superposisjon metoden i Sofistik ved sammenligning av resultatene mellom RM bridge og Sofistik. RM bridge benytter lineær superposisjon metoden for å simulere krypeffektene. Resultatene samsvarer godt både for krypeffektene pga. spennarmering og pga. egenvekt mellom RM bridge og Sofistik. Det viser seg at både Sofistik og RM bridge håndterer kryputviklingen i en fritt fram bygg bru på en tilfredsstillende måte.

The concrete standard (NS-EN 1992-1-1) specifies how to calculate the creep coefficient, but not which method to be used to calculate the creep strain for varying stresses over time. In global analyses of a cantilevered bridge, it is important to predict how the creep will develop to estimate the correct forces and deflections in the design process of the bridge. Underestimation of forces and prestressing loss due to creep can cause large deformations and cracks that can affect the sustainability of the construction.

In this thesis it is re-searched how the RM bridge and Sofistik analysis programs handle the behaviour of the time-dependent deformation loads creep and shrinkage on the self-weight and prestressing loads.

In order to find out how the analysis programs solve these challenges, it has been decided to use an existing cantilevered bridge, Dolmsundbrua. This bridge was designed in RM bridge. A global analysis of Dolmsundbrua in Sofistik has been made. The results from the global analysis in Sofistik are compared with RM bridge. In order to analyse how the creep behaves in the two analysis programs it is determined to look at the effect of the creep on construction due to the permanent loads, self-weight and prestressing, separately.

In this thesis it is also chosen to describe how creep methods that are relevant for this type of construction and which method RM bridge and Sofistik uses. Two different analyses have been performed in Sofistik with the two most well-known creep methods, the partial creep method and the linear superposition method. The analyses that were processed in Sofistik with the different creep methods, show that choice of creep method has a significant impact on the forces due to creep. This is particularly the case for more complex constructions with many construction stages.

It turns out that the creep method with linear superposition takes better account of the time of the loading, than the part creep method. When comparing the results between RM bridge and Sofistik, it is chosen to use the linear superposition method in Sofistik. It is this method RM bridge uses to simulate the creep effects. The results correspond well to both the creep effects due to prestressing and due to self-weight. It turns out that both Sofistik and RM bridge handle the creep development in a cantilevered bridge satisfactorily.