Prosjektering av en etteroppspent betongbru: Analyse og dimensjonering med fordypning i lokale effekter ved kabelforankring

Abstract

Oppgaven omhandler analyse og dimensjonering av en fiktiv, etteroppspent betongbru. Som fordypning ble det sett nærmere på lokale effekter ved konsentrerte laster i form av kabelforankring. Brua som ble dimensjonert er en 3-felts platebru med massivt T-tverrsnitt. Global analyse av brua er gjort i rammeprogrammet NovaFrame, og lokal analyse ved forankringen er gjort i elementmetodeprogrammene Abaqus og DIANA. Formålet med oppgaven var å få en generell innsikt i beregningsmetoder og problemstillinger som er relevant for denne type bruer. Prosjekteringen gjøres i samsvar med relevante Eurokoder og Håndbok N400. Kapasiteten til brua ble i utgangspunktet beregnet med minimums slakkarmering. Brua ble kontrollert i brudd- og bruksgrensetilstand, hvor det ble utført kontroller i lengde- og tverretningen. I bruddgrensetilstanden viste det seg at mengde slakkarmering måtte økes grunnet stort torsjonsmoment, og at gitt tverrsnitt ikke var tilstrekkelig for å ta skjær mellom steg og flens. I bruksgrensetilstand var imidlertid alle krav i Eurokoden tilfredsstilt. For å kunne evaluere de lokale effektene ved kabelforankring ble det laget ulike modeller i Abaqus og DIANA. I Abaqus ble forankringslasten modellert i form av en konsentrert flatelast, mens lasten i Diana ble modellert ved å legge inn spennkabler med ulik kurvatur og plassering. Sammenligning mellom Abaqus og DIANA viste at det var tilnærmet ingen forskjell mellom modellering av selve kabelen og representering av forankring ved bruk av en ytre last. Som forventet viste det seg at spennarmeringens helning og plassering hadde innvirkning på spenningsfordelingen i tverrsnittet. Hvorvidt dette påvirker det som er normal praksis for utforming og plassering av spaltestrekkarmeringen er imidlertid ikke undersøkt i denne oppgaven.