Dimensjonering av en etteroppspent betongbru

Abstract

Hensikten med oppgaven er å få innsikt i prosessen bak dimensjoneringen av en spennarmert bru. Arbeidet skal gi et innblikk i lastberegningen, analysen og dimensjoneringen som ligger til grunn. Oppgaven vil omfatte en studie av håndbøker, standarder og beregningsmetodikk for spennarmerte bruer. Dette innebærer bruk av Eurokoder, vegnormaler og rapporter fra Statens vegvesen for å dimensjonere bruen.

Det skal analyseres, modelleres og dimensjoneres en fiktiv bru plassert på Moholt i Trondheim. Bruen er ett-spenns spennarmert, med en lengde på 30 meter og en føringsbredde på 8.5 meter. Dimensjoneringen er avgrenset til å kun ta hensyn til overbygningen, dermed skal ikke landkar eller endetverrbjelker tas hensyn til. Når det skal prosjekteres en spennarmert bru er det nødvendig med et FEM-analyseprogram. Det er også benyttet i denne oppgaven ved NovaFrame 5, som da har gitt en god innføring i FEM-analyser.

I de første kapitlene gjennomgås litteraturen, FEM-analyseprogrammet og de generelle forutsetningene som brukes i oppgaven. Ved å bruke litteraturen og de gitte forutsetningene bestemmes armeringen i bruen. Lastberegningene for bruen er bestemt etter relevante Eurokoder og N400. Etter lastberegningene og spennarmeringen er bestemt, starter modelleringen av brukonstruksjonen. Verifikasjonen av modellen er nødvendig for å sikre at programmet tolker lastene og den statiske modellen korrekt. Når modellen er korrekt, er det mulig å hente ut de opptredende lastene i tverrsnittet. De opptredende lastene blir kontrollert opp mot de dimensjonerende kapasitene. Dette er gjort både i brudd- og bruksgrensetilstand. Kapasitetskontrollen viste at kapasiteten i tverrsnittet var tilstrekkelig i både brudd- og bruksgrensetilstand.

This projects purpose is to examine the process behind the design of a prestressed concrete bridge. The work aims to provide insight into the load calculation, analysis and design that is relevant to the construction of the bridge. Furthermore the assignment will involve a study of handbooks, standards and calculation methods for prestressed bridges. This includes Eurocodes, road standards and designreports from the Norwegian Public Roads Administration.

This bachelor's thesis will analyze, model and design a fictional bridge located in Moholt, Trondheim. The bridge is a single-span prestressed structure with a length of 30 meters and a width of 8.5 meters. During the design of the bridge, the group will only focus on the superstructure of the bridge. This does not include foundations or crossbeams. To perform the design of a prestressed bridge, a FEM-analysis software is required. Through the work with this assignment there has been acquired a thorough understanding of the finite element method and the FEM-analysis software.

The initial chapters of the assignment will review the literature, FEM analysis program and the general assumptions used. Based on the literature and general assumptions, the reinforcement in the bridge will be determined. The load calculations for the bridge will follow relevant Eurocodes and N400. After the load calculations and prestressing is determined, the modeling of the bridge structure begins. Verification of the model is necessary to ensure that the FEM-software interprets the loads and the static model correctly. Once the model is verified, the acting loads on the cross-section can be determined. These loads will be evaluated against the design loads in both ultimate and serviceability limit state. In the capacity check the acting loads are compared with the calculated capacity. The capacity check demonstrates sufficient capacity in the cross-section both in ultimate and serviceability limit state.