Styrkeberegning av hengebrutårn av armert betong: Stivhetsberegning og kontroll av Hardangerbrua i brudd- og bruksgrensetilstand

Oppgaven handler om kontroll av Hardangerbrua i brudd- og bruksgrensetilstand. Hardangerbrua er en hengebru i Vestland fylke. Total lengde på brua er 1380 meter og med et hovedspenn på 1310 meter har Hardangerbrua det lengste bruspennet i Norge. Det ene brutårnet er 201.5 meter høyt, og er den høyeste betongkonstruksjonen på Fastlands-Norge. Brua har blitt kontrollert for flere lastkombinasjoner, der vind, trafikk, egenlast, og forspenning er kreftene som blir betraktet. Beregningsprogrammet ABAQUS blir brukt for analyser i både brudd- og bruksgrensetilstand. Det er gjort stivhetsberegning av tårnbenene ved bruk av Excel-program. Excel-programmet tar inn tverrsnittsdata, aksialkrefter og moment for hver støpeetappe, og gir tilbake bruddmoment, spenningstilstand, krumning og E-modul ved gitt lasttilfelle. Programmet ble verifisert og resultatene har maksimalt avvik på 6.4% sammenlignet med analytiske metoder. I bruddgrensetilstand blir stivhet og momentkapasitet beregnet for ferdig konstruert bru, og for brutårn under byggefasen. Utnyttelsesgraden med hensyn på moment for mest kritiske snitt er 97.2%. Beregnet E-modul i bruddgrensetilstand ligger hovedsakelig i området 30-60% av Ecm, men enkelte støpeetapper får beregnet E-modul på kun 21-25% av Ecm. Momentkapasitete1n til riglene er beregnet med en forenklet metode og utnyttelsesgraden er 59%, 93.5% og 101.7% for planums-, midt- og topprigel. Stivhet og spenningstilstand for tårnbenene blir beregnet for ferdig konstruert bru i bruksgrensetilstand. Rissvidder, deformasjoner og spenninger er kontrollert opp mot Eurokode 2. Beregnet spenningstilstand viser at hele tårnet er i trykk. Største trykkspenning i betongen er 16.6 MPa, som er lavere enn grenseverdiene for spenningsbegrensning. Siden hele tårnet er i trykk vil det ikke dannes riss på grunn av strekk, og rissviddebegrensning er dermed godkjent. Deformasjoner av brutårnet er små i forhold til størrelsen. Utbøyning i topp av brutårnene er kun 25 cm, og lokale deformasjoner vil ikke forhindre trafikken