Mulighetsstudie av aluminium i Nysethvegen bru – en materialteknisk og økonomisk sammenligning av aluminium og stål

Abstract

Denne bacheloroppgaven er en mulighetsstudie om bruken av aluminium i ei kort fagverksbru. Aluminium er svært lite brukt i bruer i Norge, og det gjenstår mye forskning for å kunne likestille det med mer tradisjonelle byggematerialer som stål og betong. Formålet med bacheloroppgaven er å prosjektere ei ny bru til Nysethvegen i Raufoss. For vurdering og sammenlikning, vil det både prosjekteres en utførelse i aluminium og en i stål. Dette for å kunne si noe om hvorvidt ei bru i aluminium vil kunne konkurrere mot ei mer tradisjonell stålbru.

Oppgaven utføres ved å gjøre materialtekniske og økonomiske sammenligninger av aluminium og stål. Det vil belyses de problemstillinger som foreligger rundt dimensjonering av aluminiumsbruer. For begge bruene utarbeides det et fagverksdesign som kan erstatte gamle Nysethvegen bru. Videre dimensjoneres bruene ved bruk av FEM-analyseprogram, med håndberegninger som kontroll.

Resultatene i denne oppgaven viser at et aluminiumsalternativ kan være en god konkurrent til en mer tradisjonell stålutførelse for nye Nysethvegen bru. Dette forutsetter de avgrensinger som er gjort. For en mer realistisk gjennomføring vil det måtte foretas flere beregninger, da spesielt med tanke på utmatting og HAZ-reduksjon for aluminiumsbrua. Ei bru i aluminium med dimensjonerende levetid på 100 år vil være kostnadseffektiv og bærekraftig.

This bachelor thesis is a feasibility study about the use of Aluminium in a short truss bridge. Aluminium is barely used in Norwegian bridges. Therefore, it remains a lot of research to equate the material with more traditional building materials like steel and concrete. The purpose with this thesis is to project a new bridge for Nysethvegen bridge in Raufoss. Both an aluminium- and a steel bridge will be projected. Comparison and assessment will tell whether an aluminium truss bridge could compete with a more traditional steel truss bridge.

To answer this question, a mechanical and an economical comparison between the two materials will be the foundation. For both materials, a truss design to replace the old Nysethvegen bridge are going to be presented. The challenges of using aluminium in bridges is discussed, along with dimensioning through a FEM-analysis program. Hand calculations will also be included.

The results show that an aluminium alternative can be a good competitor to a more traditional steel alternative for the new Nysethvegen bridge. This presupposes the simplifications that have been made. For a more realistic solution, several calculations need to be made, especially with regards to fatigue and HAZ-reduction for the aluminium bridge. An aluminium bridge with design life of 100 years will be cost-effective and sustainable.