Tilbake til søkeresultatene

OFFPHD-Offentlig sektor-ph.d.

Utmattingskapasiteten til lange hengebruer med brukasse enten i stål eller aluminium

Alternativ tittel: Fatigue capacity of suspensions bridges with an orthotropic deck in steel or aluminium

Tildelt: kr 1,8 mill.

Prosjektnummer:

311895

Prosjektperiode:

2020 - 2024

Midlene er mottatt fra:

Utmatting er definert som prosessen for initiering og vekst av sprekker gjennom en konstruksjonsdel som følge av gjentatte belastninger. Forekomsten av lokale utmattingsskader i stålbruer er en kjent problemstilling som i visse tilfeller har ført til konstruksjonssvikt. Derfor er det et stort behov for å sørge for at beregningsmetodene angitt i standardene er tilpasset de lange slanke metallbrudekkene som kommer til å prosjekteres i Norge i fremtiden. Eurokodene anbefaler påvisningsmetoder som baseres på antagelsen om at skadene, i løpet av konstruksjonens levetid, fra hvert bånd i spenningsviddespektret kan summeres lineært ifølge Miner-regelen. Studier utført med bruddmekanikkmetoder og prøvestykker ved Danmarks Tekniske universitet (DTU) tyder på at forenklingen av spenningshistorier, som forutsatt i Miner-regelen, kan føre til ikke-konservative resultater for stål- og aluminium-dekker. Derfor identifiserer kandidaten et behov for å vurdere gyldigheten av eksisterende beregningsprosedyrer for utmattingslevetiden og bidra til å kartlegge metodene som er best egnet for å garantere konstruksjonens levetid. Dermed vil potensielt kostbare ikke-planlagte reparasjonsprogrammer kunne unngås. Prosjektet vil være tredelt: ? Utrede utmattingslevetiden av eksisterende hengebruer ved hjelp av numeriske simuleringer. Dette delprosjekt vil gjøre det mulig å vurdere gyldigheten til eksisterende beregningsmetoder og, etter behov, legge frem alternative prosedyrer for å evaluere utmattingslevetiden av lange brudekker. ? I samarbeid med FoU-prosjektet som skal vurdere muligheten å bygge en hengebru med en aluminiumskasse over Langenuen skal utmattingskurver for de mest kritiske detaljer av brukassen beregnes. Det kan gjøres gjennom en kombinasjon av bruddmekanikkmetoder og enkle eksperimenter. ? I lys av resultatene samlet gjennom de to første milepælene av prosjektet vil det være mulig å beregne utmattingslevetiden til hengebrua med en aluminiumskasse over Langenuen.

-

Forekomsten av lokale utmattingsskader i stålbruer er en kjent problemstilling som har ført i visse tilfeller til konstruksjonssvikt. Derfor er det et stort behov å sørge for at eksisterende beregningsmetoder er tilpasset de lange slanke metall brukasser som kommer til å prosjekteres i Norge i fremtiden. Metodene for påvisning av kapasitet mot utmatting, som beskrevet i Eurokodene, baseres på antagelsen om at skadene, i den dimensjonerende levetid kan summeres lineært ifølge Miner regelen. Flere studier tyder på at Miner-regelen kan, i visse tilfeller, føre til ikke-konservative konklusjoner. Prosjektet vil være tredelt: • Utrede utmattingslevetiden av eksisterende hengebruer ved hjep av numeriske simuleringer som vil opptre som et Structural Health Monitoring System. Modellen skal være i stand å beregne effekten av dynamiske spenningshistorier forårsaket av den kombinert belastningen fra vind og trafikk. Vind og trafikk laster vil behandles som stokastiske variabler. Dette delprosjekt vil gjøre det mulig å vurdere gyldigheten til eksisterende beregningsmetoder og, etter behov, legge frem alternative prosedyrer. • I samarbeid med FoU-prosjektet som skal vurdere muligheten å bygge verdens første hengebru med en aluminiumskasse over Langenuen skal utmattingskapasiteten av kritiske detaljer av brukassen beregnes. Det kan gjøres gjennom en kombinasjon av bruddmekanikkmetoder og enkle eksperimenter. Hensikten vil være å vurdere om den lineære kumulative skadeberegning basert på Miner-regelen er i samsvar med resultatene fra eksperimentene. samt å utvikle utmattingskurver for de mest kritiske detaljene. • I lys av resultatene samlet gjennom de to første milepælene av prosjektet vil det være mulig å beregne utmattingslevetiden til hengebrua over Langenuen med en aluminiumskasse. Det vil hjelpe å oppdage mulige beregningsfeil, unøyaktigheter or dermed redusere kostnader og risiko knyttet til prosjeteringen av en banebrytende konstruksjon.

Budsjettformål:

OFFPHD-Offentlig sektor-ph.d.

Finansieringskilder