Dimensjonering av spennarmert betongbru

Abstract

Oppgaven tar for seg en 26 meter lang betongbru og er i regi av det rådgivende firmaet Afry. Brua dimensjoneres for brudd- og bruksgrensetilstand innenfor krav fra Eurokoder og vegvesenets håndbøker. Omfanget måtte begrenses slik at arbeidsmengden tilsvarer en bacheloroppgave, og dette vil derfor ikke være en fullstendig prosjektering. Hovedfokuset i denne oppgaven er at dimensjoneringen og beregningen gjenspeiler det studentene ville fordype seg i. Problemstillingen vil dermed være å dimensjonere en betongbru med bruk av spennarmering. Tidlig i rapporten presenteres forenklinger og antagelser som er gjort for å begrense oppgavens arbeidsomfang. En stor begrensning er utelatelsen av dimensjonering som omhandler armeringen over opplagrene. Geoteknikk blir også utelatt fra denne oppgaven, og det forenkles videre ved lineær kurvatur og begrensning av lastkombinasjoner. Lastmodell 1 (LM1) er benyttet for opptredende trafikklaster, og blir benyttet i håndberegningene og FEM-design modellen. Resultatene fra dimensjoneringen viser at 16 spennkabler er tilstrekkelig for å oppta alle bruas lastvirkninger. Videre viser resultater fra håndberegning at denne armeringsmengden vil gi trykk i både under- og overkant av brua, slik at det ikke vil oppstå riss. Nedbøyningskravet blir også opprettholdt slik at brua er godt innenfor bruksgrensekravene. Derimot er begrensningene som ligger til grunn såpass innsnevrende, at resultatet fra denne oppgaven ikke kan betraktes som et gyldig beregningsgrunnlag for faktisk prosjektering av brua. Avsluttende prosess i denne rapporten innebærer en sammenligning mellom Afry sine resultater og resultatene fra denne oppgaven. På denne måten vil studentene få et innblikk i hvordan prosjekteringen ville blitt utført av en rådgivende bedrift. Siden det finns flere måter å dimensjonere på, finns det ingen eksakt fasit. Men en sammenligning vil bidra til økt forståelse, ved at studentene får innspill på alternative fremgangsmåter og beregninger.

This bachelor thesis concerns a 26 meters long concrete bridge with guidance from the advisory engineering company Afry. The bridge will be designed for both serviceability- and ultimate limit state, by regulations of Eurocodes and handbooks from the Norwegian Vegvesenet. The scope had to be limited to correspond to the workload and level of knowledge of a bachelor’s thesis, therefore will this thesis not reflect a complete design. The students wanted a more in-depth understanding of the design process, and it is therefore the focus of this thesis. The essence Design of prestressed concrete bridge will be presented as the main essence of the thesis, where subjects as stresses and deflection is included. The calculations will include both analysis by the software FEM-design and calculations by hand. Any simplifications and assumptions will be presented in the beginning of the report, and the reason is to narrow the extent of the thesis. A major simplification is the avoidance of calculations above the supports. Calculations of the foundation is also avoided, as well as any curvature of the bridge. Load model 1 (LM1) is used to determine the traffic loads on the bridge and will be included in both the FEM-design model and in the calculations by hand. The results of the calculations show that 16 prestressing cables are sufficient to counteract all the forces on the bridge. Because of the amount of prestress, there will be a strain in the bridge causing it to avoid cracks. The deflection requirement is also upheld, making the bridge well-constructed according to serviceability limit state. On the contrary, the limitations of this thesis make the results deceptive, and the results presented is therefore not valid for actual construction. The final process of the thesis will include a comparison between the results from Afry´s design and the results presented in this thesis. This will extend the students´ knowledge of both bridge design and the process of it. It will also create an extensive reflection on how the results could be in a complete design.