Show simple item record

dc.contributor.advisorKanstad, Terje
dc.contributor.advisorBruer, Arne
dc.contributor.advisorBekkelien, Børre
dc.contributor.authorGrenne, Ola Sæther
dc.contributor.authorØsthus, Karianne Goa
dc.date.accessioned2021-09-21T16:19:30Z
dc.date.available2021-09-21T16:19:30Z
dc.date.issued2020
dc.identifierno.ntnu:inspera:56731605:15631043
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2780052
dc.description.abstractVåren 2019 gav Statens vegvesen ut ny håndbok for standardisering av betongelementbruer med ett spenn på opptil 40 meters lengde. Håndboken gir ingen standardisering av flerfeltsbruer utover muligheten for å utvide den fritt opplagte brukonstruksjonen over flere spenn. Ved å utføre brukonstruksjonen kontinuerlig over støtter, vil det over tid skje en omlagring av moment fra felt til støtte. Denne omlagringen i kombinasjon med fordeling av nyttelast over et helt kontinuerlig system kan gi en gunstigere lastfordeling og bedre utnyttelse av tverrsnittskapasiteten. I denne studien undersøkes et tenkt scenario hvor Bergelva bru i Troms utvides til en trefeltsbru som utføres kontinuerlig over støttene. Ved hjelp av formler presentert i Publikasjon 10 utføres håndberegninger for det tenkte tilfellet. Formlene utledes fra en statisk modell med uendelig mange spenn med fast innspenning, og har fem ledd som tar for seg ulike effekter som påvirker omlagringen. Videre baseres krypberegninger på Effektiv E-modul metoden. Ved 1 og 100 år er omlagring av egenlaster (sum av ledd 1 og 2) beregnet til 30.7 % og 39.1 % av feltmomentet forårsaket av alle egenlaster i et fritt opplagt system. For bedre sammenligningsgrunnlag er det valgt å modellere Bergelva bru i bruberegningsprogrammet RM Bridge. Det modelleres to versjoner, hvor den ene er satt opp med tre spenn på 24 meters lengde, mens for den andre versjonen justeres sidespennene ned til 20 meter. Resultatene hentes ut leddvis ved å skru av og på ulike laster og langtidseffekter, for direkte sammenligning med håndberegningene. Det observeres god overensstemmelse i konstruksjonens respons sammenlignet med håndberegningene. Et avvik er imidlertid forventet da RM Bridge benytter krypberegningsmetoden LSM, som kjent gir mer nøyaktige resultater. Modellen kjøres videre med alle lastvirkninger og langtidseffekter for å finne totalt omlagringsmoment. Den totale betraktningen gir en mer realistisk spenningstilstand, og det er derfor grunn til å anta at resultatene ligger nærmere eksakte verdier. Generelt gir RM Bridge ved sammenligning større omlagringsmoment enn håndberegningene. Dette gjelder spesielt ved betraktning etter 1 år. Dette er forventet ettersom Effektiv E-modul metoden som kjent underestimerer effekten av kryp etter kort tid. For tilfellet med like spenn og uthenting av totalt omlagringsmoment er avviket etter 100 år 15.7 %, mens for tilfellet med kortere sidespenn er avviket 1.2 %. Bedre overensstemmelse for håndberegning og modell med kortere sidespenn er også forventet ettersom kortere sidespenn betyr økt stivhet til systemet. Dette medfører at denne modellen vil ligge nærmere tilfellet med uendelig mange spenn med fast innspenning. Forspenningens bidrag til omlagringsmomentet blir i dette tilfellet så stort at den totale omlagringen gir strekk i underkant ved støttene. Dette gir et dårligere utgangspunkt enn en fritt opplagt brukonstruksjon. For utnyttelse av omlagringseffekter er det derfor nødvendig å balansere forholdet forspenning og betongvekt slik at man får strekk i overkant som videre kan tas opp av slakkarmering i påstøpen.
dc.description.abstractIn 2019, a new manual for concrete element bridges was published. The manual, called V426, only considers single-span bridges with spans up to 40 meters. Using the manual, multiple span bridges can only be built by placing several simply supported beams together. By designing the bridge continuously over the middle supports, a redistribution of bending moment will occur. This redistribution, along with the distribution of service load over a completely continuous system, can provide a more favorable load distribution and better utilization of the cross-sectional capacity. This thesis considers an extension of a single span concrete element bridge located in Troms, into a three-span continuous bridge. By using a formula given in Publication 10, calculations of the redistribution moment are performed for the given bridge construction. The formula is derived based on a static system consisting of an infinite number of spans with fixed supports and uses Effective E-modulus method for calculating creep. It consists of five terms which each includes different effects. After 1 and 100 years, the redistribution moment caused by self-weight (the sum of term 1 and 2) is calculated to 30.7 % and 39.1 % of the field moment caused by the total self-weight for a simply supported system. To compare the results calculated by hand, the bridge construction is analyzed using the bridge RM Bridge. This is done by making two different models. One with three equal spans of 24 meter, and one where the side spans are reduced to 20 meters. To directly compare the results, they are extracted from RM Bridge in the same terms as for the hand calculations by turning loads and long time effects on and off. Since RM Bridge calculates creep effects by using a different method, LSM, a little deviation is expected. The model is also calculated by turning on all loads and long time effects at the same time to be able to withdraw a total redistribution moment. By doing this, a more realistic stress situation occurs, and there is reason to assume these results are the most correct compared to the exact solution. In general, the results produced by RM Bridge gives higher redistribution moment than the hand calculations. The deviation is highest after 1 year. Due to the creep calculation method used by the hand calculations tendency to underestimate creep for a short time perspective, this effect is expected. For the 100 years consideration, the deviation between hand calculations and the two RM Bridge models are found as respectively 15.7 % and 1.2 % for the equal span length- and reduced side span model. Since the reduced side span model gives increased stiffness to the system and therefore coincides better with the assumptions made in the hand calculation, less deviation for this system compared to the equal length system is expected. In this case, the contribution to moment redistribution from the prestress force is significant. This leads to tensile stresses at the bottom of the cross-section over the middle supports, and therefore a moment distribution worse than a non-continuous system. To be able to benefit from the advantages of redistribution, an optimization process balancing the ratio between prestressing force and self-weight must be done.
dc.language
dc.publisherNTNU
dc.titleTidsavhengig momentomlagring i kontinuerlige betongelementbruer
dc.typeMaster thesis


Files in this item

Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record