Utvikling av mer presise metoder for estimering av bevegelsesinduserte vindkrefter på brukonstruksjoner

Bridges with ultra-long span is limited by the aerodynamic performance. This is why the aerodynamics community focuses heavily on improving the performance of the bridge decks, by employing innovative bridge decks as twin and triple decks. These decks perform differently compared to the traditional single-deck cross-sections, and additional knowledge, testing methods and mathematical models is necessary to be able to accurately model the change in performance. In this thesis a state-of-the-art testing rig is used to identify and model nonlinear self-excited forces and its phenomena. So far, the work has been published in numerous conference papers and two journal papers.

-

Det er ikke mulig å modellere vinden med deterministiske metoder siden vindkastene er uregelmessige. Dette betyr at en må karakterisere vindfeltets egenskaper ved hjelp av statistiske metoder. Det første trinnet i en responsanalyse er derfor å bestemme de statistiske egenskapene til vindfeltet. Det neste trinnet er å benytte en aerodynamisk overføringsfunksjon for å bestemme de statistiske egenskapene til vindlastene. Vindlasten kan deles inn i en tidsinvariant del som skyldes middelvinden og en tidsvarierende del som skyldes turbulens i vindfeltet, virvelavløsninger og bevegelsen til konstruksjonen. Det eksisterer veletablert teori som beskriver alle lastene som er nevnt ovenfor, men disse modellene er ingeniørtilnærminger som representerer en sterk idealisering av den kompliserte interaksjonen mellom luftstrømmen og konstruksjonen. Dette prosjektet tar sikte på å utvikle nye modeller for beregning av vindindusert dynamisk respons av slanke brokonstruksjoner. Det vil bli rettet et spesielt fokus på laster forårsaket av turbulens i vindfeltet og de bevegelsesinduserte kreftene. Det vil bli utviklet nye mer nøyaktige modeller for vindlastene og det tas sikte på å utvikle metodikk der en kjører vindtunneltester og utfører beregninger av den vindinduserte dynamiske responsen slik at en karakteriserer de aerodynamiske egenskapene til tverrsnittet ved å bruke en bevegelse som er så nært opp til den virkelige bevegelsen til brua som mulig. Vi mener at dette prosjektet vil bidra sterkt til at en får et bedre dokumentert sikkerhetsnivå for den aktuelle konstruksjonen og at en klarer å få til et mer konkurransedyktig design.