- Information
- AI-Chat
Kontroll av fagverksbruer i tre
Høgskolen i Østfold
Forhåndsvis tekst
Kontroll av fagverksbruer i
tre
Diskusjoner, funn og anbefalinger fra arbeidet
Region øst Ressursavdelingen Bru September 2016
Innholdsfortegnelse
- 1 Bakgrunn Sammendrag .......................................................................................................................
- 2 Mandat
- 3 Fokusområde...................................................................................................................
- 4 Metodikk
- 5 Status for hver bru per rapportdato
- 6 Inspeksjon av trebruene
- 7 Regelverk til bygging av trebruer
- 8 Materialkvalitet og densitet
- 9 Materialfaktorer forbindelser
- 10 Kantavstander
- 11 Effektivt antall dybler
- 12 Beregning av flersnittede forbindelser
- 13 Blokkutriving
- 14 Dyblers materialfasthet
- 15 Rotasjonsstivhet av forbindelser
- 16 Størrelse på slisseplater...............................................................................................
- 17 Tegningsgrunnlag
- 18 Beregningsrapporter og kontroll
- 19 Forslag til videre arbeid
- Referanser:
- Forkortelser
- Vedlegg 1 – Flersnittede forbindelser
- Vedlegg 2 – Beregning av blokkutrivning ved flersnittede forbindelser............................
- Vedlegg 3 - Dybelens plastiske moment
1 Bakgrunn
Den 17.2 kollapset Perkolo bru som følge av brudd i en skjøt i undergurten. Årsaken til kollapsen var en prosjekteringsfeil. Den 22.2 informerte prosjekterende av Sundbyveien bru at de i en egen intern gjennomgang hadde funnet en alvorlig feil på brua. Brua ble stengt for trafikk i påvente av nye beregninger. Samtidig med stengingen av Sundbyveien ble det besluttet å stenge Fjell-Leet og Blakkisrud bru da også disse hadde en tilsvarende konstruksjonsløsning med skjøt i undergurten, uten at det var noen konkret mistanke om feil på disse («føre-var» prinsippet).
Som følge av og i etterkant av ulykken med Perkolo bru, og prosjekteringsfeilen som ble oppdaget på Sundbyveien bru, ble det opprettet en faggruppe for å kvalitetssikre øvrige fagverksbruer i tre. Dette omfattet 10 bruer som er bygd, samt ei bru med byggestart høsten 2016. Alle bruene ligger i Region øst. Første prioritet var å gjennomgå prosjekteringsmaterialet for Sundbyveien, Fjell-Leet og Blakkisrud bru slik at disse så snart som mulig kunne gjenåpnes.
Ny klassifisering av Sundbyveien ble gjennomført av prosjekterende. Prosjekteringsforutsetningene og beregningene ble kontrollert og brua ble gjenåpnet med redusert trafikkbelastning helgen 27-28.2. Fjell-Leet og Blakkisrud bru ble kontrollert av faggruppen og gjenåpnet 11.3.
2 Mandat
I mandatet var det angitt at samtlige fagverksbruer i tre med trafikklast skulle gjennomregnes. I tillegg til de oppgitte bruene valgte gruppen å ta med Bliksland og Norsenga bru da disse var blitt kontrollert av 3. part før Perkolo-ulykken. De kontrollerte bruene er gitt i tabell til venstre.
Faggruppen har bestått av følgende personer:
- Structor v/ Erling Langbråten
- Dr. Techn. Olav Olsen v/ Øystein Løset
- NTNU v/ Kjell Arne Malo
- Statens Vegvesen Vegdirektoratet v/ Tormod Dyken
- Statens Vegvesen Region øst v/ Jon Henning Prestegarden og Hauke Burkart
Flere personer enn nevnt over har deltatt i det endelige produktet, blant annethar Norconsult v/ Per Kristian Ekeberg bidratt.
Fylke Brunr. Brunavn Byggeår Østfold 1069 Moumbekken bru 2014
Østfold 1078 Bliksland
Bygges 2017 Akershus 1786 Fjell-Leet bru 2011 Akershus 1783 Sundbyveien 2011 Akershus 1790 Blakkisrud 2011 Akershus 1782 Statsrådveien 2011 Akershus 1794 Sletta 2011 Hedmark 1516 Evenstad bru 1996 Hedmark 1629 Ny Flisa 2003 Hedmark 1567 Skubbergsenga bru 1997
Hedmark 1724 Norsenga bru
Bygges 2016 Oppland 1838 Tretten 2012
Blakkisrud bru
Det er funnet flere uforsiktige tilnærminger både i den statiske modellen og i valg av dybelavstander. Hver for seg utgjør disse ikke mye og også i sum er det godt innenfor sikkerhetsfaktorene, men brua anbefales klassifisert til Bk10/60 med bakgrunn i kontrollberegningene. Dette er ca % lavere kapasitet enn forskriftslasten den står med, men er det samme som tillatt trafikk i dag. Enkelte knutepunkt anbefales også forsterket for å etterleve nytt regelverk.
Bliksland bru
Brua er per dags dato ikke bygd, men oppstart planlegges høsten 2016. Kontroll av hvert knutepunkt var ikke vist i beregningsgrunnlaget, kun et sammendrag med funnene. Kontroll av blokkutriving var ikke dokumentert og gjennomgangen viste noe for lav kapasitet i en forbindelse. Ny oversendt dokumentasjon med endring er gjennomgått og funnet i orden.
Evenstad bru
Gjennomgang av siste hovedinspeksjon viser ikke skader av bæremessig betydning. Det er ikke funnet beregningsmessige overskridelser i noen knutepunkt.
Fjell-leet bru
Det er ikke oppdaget spesielle feil ved eksisterende tegninger eller beregninger utført etter datidens regelverk. Minimumsavstander for dybler er generelt oppfylt. Blokkutriving er dimensjonerende for et par strekkdiagonaler, men uten at nødvendig kapasitet er overskredet.
Flisa bru
Gjennomgang av siste hovedinspeksjon viser ikke skader av bæremessig betydning. Det er ikke funnet beregningsmessige overskridelser i noen knutepunkt.
Moumbekken bru
Brua er prosjektert etter gjeldende regelverk. Det er ikke oppdaget vesentlige feil hverken på inspeksjon eller i kontrollberegningene. Ved kontroll for blokkutriving ble det benyttet materialfaktor for limtre og ikke for forbindelser. I tillegg er ikke slissene blitt trukket fra i tverrsnittsarealet. Blokkutriving blir likevel ikke dimensjonerende.
Norsenga bru
Dokumentasjonen til forbindelsene til brua er oversiktlig og enkel å følge. En gjennomgang av dokumentasjonen med stikkontroller har ikke avdekket noen feil eller mangler.
Sletta
Det er ikke oppdaget feil hverken under inspeksjon eller i kontrollberegningene. Enkelte knutepunkt anbefales forsterket for å etterleve nytt regelverk.
Skubbergsenga
Tegningsgrunnlaget til Skubbersenga er ikke av god kvalitet og er noe vanskelig å kontrollere. Gjennomgang av siste hovedinspeksjon viser ikke skader av bæremessig betydning. Brua er nærmest som en sprengverksbue å regne som opplever lite strekk og vil derfor være lite utsatt for feil i forbindelser. Da brua heller ikke har kritiske skjøter er det vurdert at videre kontroll ikke er nødvendig.
Statsrådveien
Det er ikke oppdaget feil hverken under inspeksjon eller i kontrollberegningene. Enkelte knutepunkt anbefales forsterket for å etterleve nytt regelverk.
Sundbyveien
Det er ikke funnet andre avvik enn det prosjekterende selv har rapportert om i skjøten i undergurten. Det er ikke funnet skader på noen av knutepunktene. Det var ikke mulig å benytte tegningsgrunnlaget for å gjenskape fagverksmodellen eksakt.
Tretten
Det er ikke oppdaget feil av betydning i kontrollberegningene. Det er funnet noen få større overskridelser i utnyttelse i forhold til nytt regelverk. Dette er ingen prosjekteringsfeil, men da vi ikke har tilstrekkelig kunnskap om bakgrunnen for regelendringene anbefales det å forsterke de knutepunktene dette gjelder.
Inspeksjonen oppdaget noen for korte dybler i diagonal 5. Diagonalen står i trykk og overfører kreftene ved direkte opplegg. De forkorte dyblene har liten betydning for kapasiteten, men er bestilt utskiftet.
materialkvaliteten er benyttet er det her valgt å benytte en densitet på 390 kg/m 3 som tilsvarer Gl30c, noe L40c sist ble klassifisert til.
Bakgrunnen for tvetydigheten er at NS 3470 ikke tok utgangspunkt i densitet ved kapasitetsberegning av dybelforbindelser, men hadde en noe forenklet tilnærming sammenlignet med dagens regelverk.
8 Materialkvalitet og densitet
Gjeldende standard for materialkvalitet av limtre er NS-EN 14080 /7/. For dybelforbindelser er det i hovedsak den karakteristiske densiteten som er styrende for kapasiteten.
Kombinert limtre er limtre som bygges opp med forskjellige lamellkvaliteter i inner- og ytterdel av tverrsnittet for optimalisering i forhold til momentkapasitet. Vanlig kvalitet i Norge er per i dag Gl30c. For fagverk er egentlig denne optimaliseringen mot moment ikke veldig hensiktsmessig da fagverk utsettes for lite momentkrefter. Likevel velges dette ofte av den prosjekterende. Produksjonsmessig tilordner det seg det mest produserte produktet, men da dybelgrupper og skrudde forbindelser ofte befinner seg sentrert i midtre delen av et tverrsnitt ønsker man seg egentlig størst densitet her. På mange måter vil det derfor heller være ønskelig med homogent limtre som har lik lamellkvalitet over hele tverrsnittet. Vanlig norsk lamellkvalitet er T14 og T22, noe som ville tilsvare hhv. Gl24h og Gl30h.
En annen begrunnelse for å kanskje heller benytte homogent limtre, er at kombinert limtre kan bygges opp av langt mer forskjellig kvalitet i indre tverrsnitt enn kravene til homogent limtre tillater. Koblingen mellom materialstandarden og prosjekteringsstandarden er kanskje noe mangelfullt behandlet med hensyn til densitet. Mens kravet til Gl30h som nevnt er T22- lameller kan Gl30c være bygget opp i indre tverrsnitt av alt mellom T11 og T15. Kravene til densitet i T11-lameller er 320kg/m 3 , mens T15 har krav til 360kg/m 3. Dersom man har en dybelforbindelse som er konsentrert mot midten av tverrsnittet vil kravene til lamellene forbindelsen sitter i være en del lavere enn den karakteristiske verdien til Gl30c (390kg/m 3 ). Dersom man benytter kombinert limtre og man har konsentrerte forbindelser i midten av tverrsnittet kan det derfor være hensiktsmessig enten å angi minste lamellkvalitet for kombinert limtre eller å benytte homogent limtre. Angis en minste lamellkvalitet vil det trolig være naturlig å legge seg på T14 da denne er den mest brukte handelsvaren i Norge.
Limtrekvaliteten L40c er blitt brukt på flere trebruer. Denne hadde sitt utspring i en egen teknisk godkjenning gitt av SINTEF og var ikke definert i en standard. Produktet var optimalisert mot nordisk trevirke som hadde en noe høyere strekkfasthet, og dermed også bøyefasthet i forhold til densitet, enn trevirke fra andre deler av Europa. Bøyekapasiteten tilsvarte Gl36c i NS1194, men er senere blitt nedklassifisert først til Gl32c og deretter til Gl30c på grunn av kravet til densitet. Hvilken kvalitet L40c ble likestilt med for den enkelte bru er ikke så enkelt å vite i ettertid, og dette er ikke godt dokumentert ettersom NS ikke benyttet densitet i sine formler for kapasitet.
Formlene i N3470 tar utgangspunkt i en fast hullkantfasthet på 25 N/mm 2 uavhengig av trevirkets densitet og dyblenes diameter /3/, noe som ifølge Ek5 tilsvarer en densitet på 346 kg/m 2 for 12 mm dybler. De opprinnelige kontrollene ble på grunn av forenklingene i
regelverket utført med en lavere densitet enn hva man reelt sett hadde. Generelt kunne det vært fordelaktig om det fantes materialsertifikater for limtre eller om flere av disse verdiene ble dokumentert på annen måte.
9 Materialfaktorer forbindelser
Ek5 angir to materialfaktorer avhengig om det gjelder forbindelse eller limtre. For limtre er verdien justert i nasjonalt tillegg fra 1,25 til 1,15 i Ek5-1-1. For stålet i forbindelsen er verdien justert fra 1,3 til 1,1 i nasjonalt tillegg til Ek5-2. Dette har trolig skapt noe forvirring.
At korrigeringen kun gjelder for kontroll av limtretverrsnitt og ikke forbindelser kommer ikke godt frem i standarden. Det kan også være et tolkningsspørsmål om blokkutriving er en kontroll av forbindelsen eller av limtreet. Vår forståelse og anbefaling er at den bør behandles som en del av forbindelsen da den bør stå med samme sikkerhet som øvrige beregninger på forbindelseskapasitet. Materialfaktoren for stål i forbindelse gitt i nasjonalt tillegg kan leses som erstatning for materialfaktoren for forbindelser generelt da den erstatter «linjen» til kontroll av forbindelser. Det anbefales at bruken av disse verdiene tydeliggjøres.
I NS3470 besto materialfaktoren av to delfaktorer, γ 1 og γ 2 , som skulle multipliseres med hverandre. Den første skulle ta hensyn til usikkerhet i materialer, produkter og fabrikkframstilte komponenter, mens den andre skulle ta hensyn til kontrollklasse for utførelse. Det var vanlig å sette γ 1 = 1,1 for limtre og γ 2 =1,0 for trebruer (som forutsatte god kontroll). Da forbindelser med slisseplater og dybler ikke kan sies å være "underlagt sertifiserings- eller godkjenningsordning med systematisk intern og ekstern kvalitetsovervåkning" skulle γ 1 settes lik 1,2 for forbindelser. Det ble imidlertid noen ganger ikke skilt mellom limtre generelt og forbindelser, hvilket ga for lav materialfaktor i forbindelsene. Angående γ 2 kan det diskuteres om knutepunkter i bruer kan sies å være underlagt utvidet utførelseskontroll, dvs. om Vegvesenets egen kontroll på anlegget kan sies å være en uavhengig tredjepartskontroll, eller om knutepunktene kan sies å være enkle, fabrikkframstilte bæresystemer. Vi anser likevel 1,2 som riktig materialfaktoren i hht NS 3470, og har benyttet denne i kontrollarbeidet der NS3470 var del av prosjekteringsgrunnlaget selv om verdien er lavere enn Ek5.
11 Effektivt antall dybler
Flere dybler i rekke gir en reduksjon i kapasitet. Det er ikke funnet feil i dette i beregningene, men Ek5-1 er ganske mye mer konservativ enn NS3470 var. Hvorpå sistnevnte ga en reduksjon for antall dybler mer enn 6, gir Ek5-1 en reduksjon allerede ved 2 dybler. Arbeid utført av Siem på NTNU /4/ viser at det trolig ikke er noen reell reduksjon i kapasitet før 4-5 dybler i rekke. Da prosjektering som er riktig utført etter NS3470 ikke kan sies å være feil er det valgt å legge antall effektive dybler basert på NS3470 til grunn der dette er benyttet som prosjekteringsgrunnlag.
12 Beregning av flersnittede forbindelser
Flersnittede forbindelser omtales i Ek5-1- pkt 8.1 der det kreves kompatibilitet i bruddformene. Dette kravet kommer av at treet ikke kan ha forskjellig tøyning i inner- og yttersnitt ved bruddkapasiteten. Hvordan å etterleve kravet er ikke helt innlysende da kapasiteten av en flerslisset forbindelse styres av flere bruddformer, hvorav den med lavest kapasitet er dimensjonerende. Skal bruddformer kombineres vil det være mulig at det ikke lenger er den laveste som er gjeldende. Dette problemet oppstår gjerne når yttersnittet t 1 er større enn omtrent halve innersnittet (t 2 /2), noe som er ganske vanlig på trebruer, spesielt i forbindelsen av diagonaler inn på under- eller overgurt. Gruppen har ikke gått i detalj på hvordan dette er
Figur 4 Definisjon av kantavstander i NS3470 (venstre) og Ek5 (høyre). Innkutt er ikke behandlet i standarden. /1/ /2/
Figur 5 Ved flyteledd er kapasiteten bestemt av dybelen. Ved brudd i treet må det regnes en effektiv lengde på ytterste del.
etterlevd, men prosjekteringsstandarden fremstår som mangelfull på dette området. En mulig forenklet analysemetode er å redusere t 1 til t 2 /2 når dimensjonerende bruddform i innersnittet gir brudd i trevirket, se Figur 5. Dette er også gjort i kontrollberegningene på bruene bortsett fra Blakkisrud og Fjell-leet. For Blakkisrud og Fjell-leet er kontrollen forenklet ved å kombinere laveste bruddkapasitet uavhengig av kinematisk kompatibilitet.
Det reelle svaret er trolig relativt komplisert. En mer detaljert forklaring og framgangsmåte er gitt i vedlegg 1.
13 Blokkutriving
Blokkutriving er en bruddform der treet rundt forbindelsen ryker som vist i Figur 6 og med eksempel fra en stav på Perkolo i vedlegg 2. NS3470 foreskrev ingen retningslinjer for kontroll av denne bruddformen. Ek5-1 stiller krav til at « det skal tas hensyn til at kapasiteten til stål-mot-tre-forbindelser som har en belastet ende, kan bli redusert på grunn av svikt langs omkretsen av forbindere». I informativt tillegg gis det en mulig måte å regne dette på, men det stilles ikke krav til at denne metoden skal benyttes.
Gjennomgangen av bruene har vist at enkelte knutepunkter har overskridelser ved kontroll av blokkutriving i henhold til beregningsmetoden i informativt tillegg i Ek5, da spesielt bruer beregnet etter NS3470. For nyere bruer etter Ek5 er det avdekket noe uforsiktig bruk av dette regelverket.
Bakgrunnen for reglene rundt blokkutriving må fremdeles gjennomgås, men gruppa anbefaler at man ser på forsterkningstiltak mot blokkutriving på bruer der det finnes overskridelser. Dette arbeidet er allerede påbegynt.
Figur 6 Blokkutriving av forbindelser
Blokkutrivingskapasiteten bestemmes av tykkelsen tef og t 1 vist i Figur 6. Vanligvis er det strekkapasiteten for treet i arealet Anet,t vist i Figur 6 og i Figur 7 som gir størst kapasitet. Bredden som skal benyttes er den totale bredden til tverrsnittet med fratrekk av slissen til slisseplaten. Enkelte beregninger er gjort uten dette fratrekket og figuren i
det konkludert med at en ideell fagverksmodell var mer representativt enn en rammemodell, og at momentbidraget i knutepunkt trolig kun er nødvendig å kontrollere i spesielle tilfeller. Spesielle tilfeller kan være eksentrisk belastning, svært lange forbindelser eller annet som øker enten stivheten eller belastningen. Dette samsvarer også med tidligere funn i studentoppgave utført på trebruer /5/.
Kontrollregningene utført på bruene omtalt i denne rapporten er kontrollert som ideelle fagverk. Benyttes en forenklet modell i prosjekteringen er det egne regler for dette i Ek5, blant annet at kapasiteten ikke skal utnyttes mer enn 70%.
16 Størrelse på slisseplater...............................................................................................
Standardene angir ingen restriksjoner på lengde og høyde av slisse- og laskeplater. Store plater vil naturlig føre til tvangsspenninger mellom stål og tre. Spesielt kan dette være kritisk på tvers av fiberretningen da strekkfastheten i den retningen er spesielt lav. Det vil derfor kunne oppstå sprekker på langs av fibrene som kan føre til en reduksjon av kapasiteten til forbindelsene.
Selv om det ikke er angitt noen maksimumsstørrelse for slike plater, kan man regne med at de dimensjonene som til nå er brukt er i orden ettersom det hittil ikke er registrert denne typen riss. I det følgende sammenlignes en dybelgruppe på 1000x300 mm med hensyn på fukt og temperatur.
Fuktnivået på trebruene ligger på mellom 10 og 16%, med årlig variasjon på rundt 2-3% i indre tverrsnitt. For en dybelgruppe på 1000x300 mm med nøytralakse i senter vil dette resultere i bevegelser i lengde- og bredderetning på mindre enn 0,1 mm. Tatt kryp i betraktning vil disse verdiene kunne neglisjeres.
Antar man en maksimal temperaturdifferanse mellom tre og stål på 15°C vil det for overnevnt dybelgruppe kunne oppstå lengdedifferanser på mindre enn 0,1 mm i lengderetning og omtrent 0,8 mm i bredden.
Det konkluderes med at dette trolig ikke er et problem med de forbindelsene som var blitt prosjektert på disse bruene, men prosjekteringsstandarden kan virke noe mangelfull når den ikke angir begrensninger for størrelsen på forbindelsene.
Figur 8 Knutepunkt på Blakkisrud som er undersøkt for bidraget fra rotasjonsstivheten
17 Tegningsgrunnlag
For ingen av de kontrollerte bruene fantes det et enkelt tegningsgrunnlag som muliggjorde det å sette opp en enkel fagverksmodell. To av bruene anga vinkler på fagverk som gjorde det mulig å gjenskape en eksakt modell basert på målene, men på øvrige manglet den vertikale avstanden mellom knutepunktenes systemakser. I arbeidet her er informasjonen hentet fra DWG-modeller, dels fra arkivert materiale og dels levert av prosjekterende.
Vi er av den oppfatning at det bør være mulig å sette opp en enkel beregningsmodell basert på fastsatte mål på tegningene og at det ikke bør være nødvendig å benytte DWG-modellen eller måle for hånd på tegning. Nodeplassering vil også være oppgitt i beregningene, men en reell uavhengig kontroll vil være mere tjent med å ta utgangspunkt i tegningsgrunnlaget og ikke beregningsrapporten.
Det anbefales at det i fremtiden stilles krav til at tegningsgrunnlaget viser nodenes plassering på en slik måte at det er mulig å sette opp en enkel beregningsmodell både av hensyn til kontroll av bruene og av hensyn til senere kontrollregning, både av engangstransporter og klassifiseringer.
18 Beregningsrapporter og kontroll
Omfanget av og kvaliteten av beregningrapportene varierer veldig. Mens en var på 140 sider er en annen på litt over 1000 sider uten at bruene var svært forskjellige. Enkelte har også manglet underskrift for sidemannskontroll og interngodkjenning. Generelt synes gruppa at det har vært utfordrende å gå gjennom dokumentasjonen på flere av bruene. Årsaken til det kan være oppbygningen, forklaringer på hva som er gjort, eller at tråden er vanskelig å følge. Enkelte bruer har også manglet dokumentasjon på enten utførte deler, eller på deler av beregningene der det eksempelvis står at gjenstående kontroller må utføres. Det enkleste har derfor vært å kontrollere opp mot egen modell der selv svært forenklede modeller ofte har vist svært god overensstemmelse med belastningene i beregningsrapporten. Ulempen er at denne framgangsmåten egner seg mest for relativt enkle kontroller som knutepunkt og rene tverrsnitt, men gir ikke nok informasjon om for eksempel instabilitet.
19 Forslag til videre arbeid
I dette arbeidet med kontrollene har det kommet opp flere forhold som det bør ses nærmere på. Denne rapporten gir ikke svar eller anbefaling på flere av disse forholdene, men i det følgende gis det innspill og anbefaling for videre arbeid. Dette vil bli tatt opp i de respektive fora.
Forhold knyttet til material- og materialstandarden for limtre:
- Krav til kombinert limtre bør angis nærmere av prosjekterende og i håndbøkene da det gis tillatelse til flere varianter. Dette kan være uheldig da gjennomsnittsverdiene som benyttes i de videre beregninger ikke nødvendigvis er helt representative for konsentrerte forbindelser.
Referanser:
/1/ NS3470-1:1999. Prosjektering av trekonstruksjoner. Beregnings- og konstruksjonsregler. Del 1: Allmenne regler. Utgått.
/2/ NS-EN 1995 Prosjekterings av trekonstruksjoner, her med henvisning til NS-EN 1995-1- 1:2004 NA:2010 A2:2015 «Del 1: Allmenne regler og regler for bygninger» og NS-EN 1995- 2:2004 NA2010 «Del 2: Bruer».
/3/ Bell, Kolbein, Forbindelser, NTNU, 2007
/4/ Siem, Jan, Kapasitet og duktilitet av dybelforbindelser i trekonstruksjoner, Doktor ingeniøravhandling 1999:46, NTNU Institutt for konstruksjonsteknikk, Trondheim 1999
/5/ Bøhn, Ianto og Daniel, Undersøkelse av rotasjonsstivheten til en dybelforbindelse, masteroppgave Universitet for miljø- og biovitenskap, 2011.
/6/ Kollapsen av Perkolo bru – hva gikk galt?, Bruseksjonen i Vegdirektoratet, 2016.
/7/ NS-EN 14080:2013, Trekonstruksjoner, limtre og limt laminert heltre. Krav.
/8/ NS-EN 1194: 1999, Trekonstruksjoner, limtre. Fasthetsklasser og bestemmelse av karakteristiske verdier. Utgått.
Forkortelser
Ek5: NS-EN 1995
N 4 00: Håndbok N400 Bruprosjektering. Prosjektering av bruer, ferjekaier og andre bærende konstruksjoner. Statens Vegvesen. Gjeldende versjon 2015.
GlXXc: Limtrekvalitet, Gl = Glued Laminated, c = combined. Limtreet er bygget opp av forskjellig lamellekvalitet
GlXXh: Limtrekvalitet, Gl = Glued Laminated, h = homogeneous. Limtreet er bygget opp lameller med lik kvalitet
L 4 0c: Limtrekvalitet i henhold til egen teknisk spesifikasjon.
T 1 1/ 14. 5 /T22: Lamellekvalitet, T angir lamellens karakteristiske strekkfasthet.
Vedlegg 1 – Flersnittede forbindelser
I det følgende er noen problemer som har vist seg ved beregning av store, flersnittede forbindelser diskutert. Problemene oppstår fordi trekonstruksjonsstandarden NS-EN 1995- 1-1 (Ek5) kun behandler én- og to-snittede forbindelser, dvs. kun utenpåliggende laskeplater av stål og én-slissede forbindelser. For trebroer er det som regel behov for store forbindelser med to og flere innslissede stålplater. Det er derfor behov for å klarlegge hvordan reglene i Ek5 kan utvides til også å gjelde flersnittede forbindelser. Dessuten er geometrien i forbindelsene ofte styrt av andre forhold enn å oppnå en optimal forbindelse.
Ek5 gir noen retningslinjer for flersnittede forbindelser i pkt. 8.1:
(1) I flersnittede forbindelser kan motstanden i hvert snitt bestemmes ved å anta at hvert snitt er del av en serie dobbeltsnittede forbindelser. (2) For å kunne kombinere motstanden fra hvert enkelt snitt i en flersnittet forbindelse må de bestemmende bruddformene for forbinderne i hvert enkelt snitt være forenlig med hverandre, og de kan ikke bestå av en kombinasjon av bruddformene (a), (b), (g) og (h) fra figur 8 eller formene (c), (f) og (j/l) fra figur 8 med de andre bruddformene.
Effektiv lengde av dybelen i ytterste trelag
Ved trebroer vil ofte det ytterste trelaget, dvs. den delen av tverrsnittet som ligger utenfor ytterste slisseplate, være betydelig tykkere enn det som er nødvendig for å få full effekt av dyblene. Det vil si at tykkelsen t 1 er så stor at bruddformene (c) og (f) ikke uten videre vil være mulige.
På grunn av kravet om kontinuitet gjennom slisseplaten må rotasjonen der være null enten platen er tykk eller tynn. Ser man da på dybelen i den ytre tredelen som en innspent, utkraget bjelke med belastning fra hullkanttrykket fh,k ∙ d kan man regne ut innspenningsmomentet. Ved å sette innspenningsmomentet lik med det plastiske momentet My,Rk kan man beregne en effektiv utkragerlengde tef. Belastningen vil ikke være jevn fordelt, men være avhengig av dybelens deformasjon tilsvarende en bjelke på elastisk underlag. Det vil si at lasten, basert på en lineær, elastisk betraktning, avtar utover utkrageren.
Ser man forenklet på det kan man beregne innspenningsmomentet og dermed den effektive utkragerlengden basert på jevnt fordelt last. Innspenningsmomentet blir da:
끫뢀끫료,끫뢊끫뢊 = 끫뢼 ∙ 끫뢲끫뢤 2 ,1 /2 og skjærkraften 끫롲끫룆,끫뢊끫뢊 = 끫뢼 ∙ 끫뢲끫뢤,
Sammenligner man med en trekantlast blir momentet:
끫뢀끫료,끫뢊끫뢊 = 끫뢼 ∙ 끫뢲끫뢤끫뢤 2 ,2/6 og skjærkraften 끫롲끫룆,끫뢊끫뢊 = 끫뢼 ∙ 끫뢲끫뢤,2/2.
Man ser at den effektive lengden lef,2 ved trekantlast blir √ 3 ≈ 1,7 ganger større enn ved jevnt fordelt last, men at den tilhørende skjærkraften blir � 3 ⁄ 2 ≈ 0,87 av den ved jevnt fordelt last.
Da det er skjærkraften ved opplegget, Fv,Rk , som teller i denne sammenheng og forskjellen ikke er veldig stor, virker det forsvarlig å anta jevnt fordelt last.
I tillegg kommer det aspektet at trevirket ikke vil oppføre rent elastisk i en bruddsituasjon. Man kan sikkert anta at hullkanttrykket oppfører seg plastisk i området nær innspenningen og således ytterligere underbygger antagelsen om jevnt fordelt belastning.
Kontroll av fagverksbruer i tre
Fag: Innovasjonsteknikk
Universitet: Høgskolen i Østfold
