| dc.description.abstract | Denne oppgaven tar for seg prosjektering av en bru på 27 meter og ett spenn. Forfatterne har valgt å dimensjonere i betong med spennarmering. Brua prosjekteres med hensyn til krav i EC og håndbøker fra Vegvesenet. Brua dimensjoneres for både bruks- og bruddgrensetilstand. Omfanget av dimensjoneringen er satt etter en bachelors arbeidsmengde og hva studentene prioriterte å fordype seg i. Oppgaven går i dybden på dimensjoneringer og beregninger om det studentene ville fokusere mest på og lære mest om. Dermed er problemstillingen: dimensjonering av spennarmert bru ved hjelp av manuelle beregninger og FEM-Design. Rapporten er bygd opp kronologisk etter fasene i prosjekteringen, hvor vi først presenterer valgte materialer, forutsetninger og antagelser, analyse, kapasitetskontroller og til slutt tverrsnittsdimensjonering. Teoretiske beskrivelser av beregninger og valg basert på standarder er oppgitt først, og under vedlegg i slutten av rapporten kommer alle utregninger gjort manuelt.
Den nye bruas utforming er basert på den eksisterende bruas spenn, men valg av dimensjoner for brukomponenter er i henhold til standardiserte krav. Valg av material og bestemmelser for karakteristiske verdier er hentet fra standardiserte tabeller og tilpasset egnet bruk.
For å begrense omfanget av oppgaven til en håndterbar arbeidsmengde, ble det gjort tilpassede antagelser og forenklinger. Dette inkluderte utelatelse av detaljert armeringsdimensjonering for kantdragere, underbygging og armering over opplagere. Dessuten ble ikke fullstendige geotekniske beregninger utført; kun jordtrykklaster i landkaret ble vurdert. Veiens kurvatur ble forenklet til en rett betongplate i begge retninger. Ved hjelp av FEM-analyser ble lastkombinasjoner identifisert for å bestemme den største belastningen på bruplata. Disse verdiene ble deretter benyttet for videre dimensjonering
Resultatene av beregningene indikerer behovet for slakkarmering både over og under brua, i tillegg til tverrarmering og 10 spennkabler for å møte den beregnede armeringsmengden. Når det gjelder spennkablene alene, viser beregningene akseptabelt trykk i overkant av tverrsnittet, men overstigende strekkspenning i underkant. Imidlertid forventes slakkarmeringen å motvirke denne kritiske verdien og holde den innenfor grensene. På lengre sikt vil brua vise nedbøyning ifølge beregningene, men den negative bøyningen forblir langt innenfor de maksimalt anbefalte verdiene. Prosessens resultater er basert på tilpassede begrensninger, noe som gjør det klart at denne oppgaven ikke utgjør et gyldig dimensjoneringsgrunnlag for faktisk prosjektering av brua.
Resultatet for den totale armeringen i tverrsnittet er vist i figuren under. Armeringen består av spennkabler i ϕ100 med senteravstand 200 mm skissert i lysegrønt, tverrarmering med ϕ25 skissert i rødt, lengdearmering med 45 stenger i overkant og 25 stenger i underkant med ϕ25 skissert i blått og skjærarmering i grønt med ϕ25 senteravstand 367 mm.
I den avsluttende delen av oppgaven fokuseres det på å drøfte resultatene og prosessen som ble fulgt. Gjennom å diskutere resultatene fra beregningene og analysen blir det tydelig hvordan ulike faktorer påvirker broen under spesifikke lasttilfeller eller belastninger over tid. Videre vil refleksjonen over læringsprosessen, samarbeidet og veiledningen gjennom prosjektperioden belyse hva som er oppnådd, utviklet og erfart gjennom arbeidet frem til den endelige avslutningen av prosessen | |
| dc.description.abstract | This project involves the design of a 27-meter bridge with a single span. The authors have chosen to design it in concrete with prestressing. The bridge is designed according to the requirements in the EC and the administration manuals of Vegvesenet. The bridge is dimensioned for both serviceability and ultimate limit states. The scope of the design is set according to a bachelor's level workload and the students' priorities for in-depth study. The project delves into the design and calculations on aspects the students wanted to focus on and learn the most about. Therefore, the research question is design of a prestressed bridge using manual calculations and FEM-Design. The report is structured chronologically following the phases of the design process, first presenting the selected materials, assumptions, and hypotheses, followed by analysis, capacity checks, and finally cross-sectional design. Theoretical descriptions of calculations and choices based on standards are provided first, and in the appendices at the end of the report, all manually performed calculations are included.
The new bridge's design is based on the span of the existing bridge, but the dimensions of the bridge components are chosen according to standardized requirements. The choice of materials and determination of characteristic values are sourced from standardized tables and adapted for appropriate use. To keep the scope of the project manageable, customized assumptions and simplifications were made. This included omitting detailed reinforcement design for edge beams, substructures, and reinforcement over supports. Moreover, full geotechnical calculations were not performed, only earth pressure loads on the abutment were considered. The road curvature was simplified to a straight concrete slab in both directions. Using FEM analysis, load combinations were identified to determine the maximum load on the bridge slab. These values were then used for further design.
The calculation results indicate the need for conventional reinforcement both above and below the bridge, as well as transverse reinforcement and 10 prestressing cables to meet the calculated reinforcement requirements. Regarding the prestressing cables alone, the calculations show acceptable compression at the top of the cross-section, but excessive tensile stress at the bottom. However, the conventional reinforcement is expected to counteract this critical value and keep it within limits. In the long term, the bridge will show deflection according to the calculations, but the negative deflection remains well within the maximum recommended values. The process's results are based on tailored constraints, making it clear that this project does not constitute a valid design basis for the actual construction of the bridge.
The result for the total reinforcement in the cross-section is shown in the figure below. The reinforcement consists of prestressing cables with a diameter of ϕ100 mm at 200 mm center-to-center spacing, depicted in light green, transverse reinforcement with a diameter of ϕ25 mm depicted in red, longitudinal reinforcement with 45 bars at the top and 25 bars at the bottom with a diameter of ϕ25 mm depicted in blue, and shear reinforcement in green with a diameter of ϕ25 mm at 367 mm center-to-center spacing.
In the concluding part of the project, the focus is on discussing the results and the process followed. By discussing the results of the calculations and analysis, it becomes clear how different factors affect the bridge under specific load cases or over time. Furthermore, the reflection on the learning process, collaboration, and guidance throughout the project period will highlight what has been achieved, developed, and experienced through the work up to the final conclusion of the process | |
