Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorLeira, Bernt Johan
dc.contributor.advisorViuff, Thomas
dc.contributor.authorBerven, Fredrik
dc.date.accessioned2021-09-25T16:41:47Z
dc.date.available2021-09-25T16:41:47Z
dc.date.issued2021
dc.identifierno.ntnu:inspera:78668897:51463562
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2783352
dc.descriptionFull text available on 2024-01-01
dc.description.abstractStatens vegvesen jobber med et veiprosjekt kalt Ferjefri E39. Målet er å utvikle en kontinuerlig motorvei som forbinder byer langs vestkysten av Norge fra Kristiansand til Trondheim. Ruten er omtrent 1100 km lang med syv fergestrekninger og en reisetid på 21 timer, hvor det endelige målet er å halvere reisetiden. Den største fjordkryssingen er over Bjørnafjorden, hvor det er planlagt en flytebro. Hensikten med denne oppgaven er å gjennomføre en studie på en numerisk modell av en avkortet flytende bromodell testet i havbassenget på Tyholt av SINTEF Ocean som en del av LFCS-prosjektet (Design and Verification of Large Coastal Structure) finansiert av Norges Forskningsråd. Hovedfokuset vil være å sammenligne de eksperimentelle og numeriske modellene ved å undersøke forskjellige statiske og dynamiske analyser. I tillegg vil relevant teori og modelleringsprosedyren av broen og pontongene bli gitt. En litteraturstudie ble gjort på eksisterende flytebroer, forskjellige brokonsepter og modelltesting. Videre ble relevant teori rundt dynamisk belastning på flytende broer og teorien bak de forskjellige analysene sett på. Den numeriske modellen ble gitt av SINTEF Ocean, der endringer ble gjort på massen av pontongene og stivheten av fortøyningslinjene for å lage en "symmetrisk" bromodell. Bromodellen ble modellert som en koblet SIMO/RIFLEX-modell i SIMA, hvor statiske, dynamiske og egenverdianalyser ble utført i SIMA. Panelmodeller av pongtongene ble modellert i Genie der ytterligere hydrodynamiske analyser ble gjort med WADAM i HydroD. Pontongene ble modellert for å samle hydrodynamiske data som skulle brukes i videre beregninger. Fra konvergensstudiet, hvor det ble sett på tilleggsmasse, demping og eksitasjonskrefter, ble elementstørrelsen på panelmodellene til pontongene bestemt. Statiske analyser i rolig sjø og statiske uttrekkstester med og uten fortøyningslinjer ble gjort for å sammenligne de to modellene. Testene uten fortøyning fokuserte på vertikal forskyvning, svak akse moment og torsjon av bjelken. Med fortøyningslinjer på var fokuset på sterk akse moment, torsjon og horisontal forskyvning. Horisontale decay tester ble utført for å justere den lineære og kvadratiske dempingen av den numeriske modellen. En egenverdianalyse ble gjennomført, der de 25 første svingeformene ble undersøkt. Dette ble gjort for å få en bedre forståelse av de dominerende bevegelsene til svingeformene og for hvilken bølge perioder de kan være aktive. Dynamiske analyser ble gjort med forskjellige bølge tilstander. Først ble det gjort en direkte sammenligning med seks forskjellige regulære bølger. Senere ble en pink noise bølge fra modellforsøkene i havbassenget introdusert og implementert i SIMO, hvor fokuset var på å sammenligne RAO( respons-amplitudeoperatør) av ulike parameter. En regulær bølge med tilsvarende bølgehøyde til energien av pink noise bølgespekteret ble inkludert i sammenligningen. Fra disse resultatene ble det bestemt å gjøre en sensitivitetsanalyse av stivheten til forankringslinene for å se på påvirkningen det har på pink noise bølge resultatene. Den forenklede analytiske beregningen med modal tilnærming ble jobbet med når tiden tillot det. Dette ble imidlertid ikke ferdig da det ikke var nok tid og fokuset var på sammenligning av den numeriske modellen.
dc.description.abstractThe Norwegian Public Road Administration is working on a coastal highway project called Ferry Free E39. The aim is to develop a continuous highway connecting cities along the west coast of Norway from Kristiansand to Trondheim. The route is approximately 1100km long with seven ferry crossings and a travel time of 21 hours, where the goal is to cut the travel time in half. The largest crossing is over Bjørnafjorden, where a floating bridge is planned. The purpose of this thesis is to conduct a study on a numerical model of a truncated floating bridge model tested in the Ocean Basin at Tyholt by SINTEF Ocean as part of the LFCS (Design and Verification of Large Coastal Structure) project funded by the Research Council of Norway. The main focus will be on comparing the experimental and numerical models by investigating different static and dynamic analyses. In addition, relevant theory and the modeling procedure of the bridge will be given. A literature study was done on existing floating bridges, different bridge concepts, and model testing. Further, the relevant theory of dynamic loading on floating bridges and the theory behind the different analyses was investigated. The numerical model was given by SINTEF Ocean, where changes were done to the pontoons mass and mooring line stiffness to make a "symmetric" bridge model. The bridge model was modeled as a coupled SIMO/RIFLEX model in SIMA, where static, dynamic, and eigenvalue analyses were conducted within SIMA. Panel models of the pontoons were modeled in Genie with further hydrodynamic analyses done with WADAM in HydroD. Pontoons were modeled in order to gather hydrodynamic data to be used in further calculations. From the convergence study, where added mass, damping, and excitation forces were looked at, the element size of the panel models of the pontoons was chosen. Static analyses in calm water and static pull-out tests with and without mooring lines were done to compare the two models. The tests without mooring focused on vertical displacement, weak axis moment, and torsion of the girder. With mooring lines, the focus was on strong axis moment, torsion, and horizontal displacement. Horizontal free decay tests were done for tuning of linear and quadratic damping of the numerical model. An eigenvalue analysis was also conducted, where the first 25 eigenmodes were investigated. It was done to better understand the dominant motions of the eigenmodes and at what periods they can be active. Dynamic analyses were done with different wave conditions. First, a direct comparison with six different regular wave conditions was done. Later, a pink noise wave from the ocean basin test was introduced and implemented into SIMO, where the focus was on comparing transfer functions. A regular wave with equivalent wave height to the pink noise wave spectrum energy was included in the comparison. From these results, it was decided to do a sensitivity analysis of the mooring line stiffness to look at its effect on the pink noise wave results. The simplified analytical calculation with the modal approach was worked on when time allowed it. However, this was not finished when the time ran out, and the focus was fully on the comparison of the numerical model.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleResponse analysis and comparison with laboratory test results for floating bridge section model
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

FilerStørrelseFormatVis

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel