FORSPÆNDTE ANLÆGSKONSTRUKTIONER HANS HENRIK CHRISTENSEN, CHEFRÅDGIVER, RAMBØLL A/S 1
EFTERSPÆNDTE BROER/KONSTRUKTIONER - UDFORDRINGER 1. Stillads og form (+ evt. nedsænkning) Tidskrævende + trafikgener/trafikantomkostninger Forbundet med risici 2. Spaltearmering i forankringszoner Spaltning af tværsnit vandret/lodret Kantafskalninger 3. Holdbarhed Korrosion af kabler erfaringer DK hhv. UK og DE Forebyggende tiltag 4. Særlige beregningsmæssige aspekter Neutralisering og systemforspænding 2
FORDELE EFTERSPÆNDTE BROER/ KONSTRUKTIONER Tilpasning til aktuel geometri større geometrisk frihed Æstetik - større frihed Slankere konstruktioner mindre konstruktionshøjde Ingen elementfuger 3
STILLADS OVER VEJ I DRIFT Eks. Helsingørmotorvejen 4
STILLADS OVER VEJ I DRIFT Eks. TSA Nordhavnsvej 5
FORANKRINGSZONEN Eksempel på spaltet ankerblok 6
LEONHARDT: VORLESUNGEN ÜBER MASSIVBAU Hovedspændingstrajektorier 7
LEONHARDT: VORLESUNGEN ÜBER MASSIVBAU 8
FIGURER FRA KAJ MADSEN S NOTER TIL KL65 INSPIRERET AF LEONHARDT Spænding i armering maks. 250 MPa. 9
SPALTEARMERING I FORANKRINGSZONE 10
SKÆV BROENDE MED FORANKRINGSKNASTER Korrekt placering er påkrævet: Spiral symmetrisk placeret Vandrette bøjler Armering til sikring af kanter/hjørner 11
SKÆV BROENDE MED FORANKRINGSKNASTER Hvis armeringen ikke er placeret korrekt 12
FORANKRINGSZONEN Det kan gå helt galt 13
HOLDBARHED 14
HOLDBARHED Concrete Society, Tech. Report 72 ( tidl. TR 47) Durable post-tensioned concrete structures 15
INDDÆKNINGER VED BROENDER BESKYTTELSE AF PÅSTØBNINGER Figur fra dansk broende 16
HOLDBARHED - DOBBELTBESKYTTELSE MED KORRUGEREDE PLASTRØR Kabelrør af plastik, som giver total elektrisk isolering Evt. problem: Plastrøret ødelægges pga. krumningskræfter => Lokal blikrørsunderlag Plastrør bruges ikke i DK pga. gode erfaringer med blikrør og mistillid til plastrør Udland: Blikrør må ikke anvendes ifm. aggressivt miljø pga. korrosionsrisiko (?!) 17
EKSTERN FORSPÆNDING Inspektion mulig Udskiftning mulig Vejbroer i Tyskland Segmental bridges USA 18
SÆRLIGE BEREGNINGSMÆSSIGE ASPEKTER - TVÆRSNITSANALYSE Anvendelsesgrænsetilstanden (SLS): Forspændingen (kontaktkræfter) betragtes som ydre last Kontrol af spændinger Kontrol af revnevidder Ved analyse af revnet tværsnit introduceres neutraliseret tilstand Brudgrænsetilstanden (ULS): Forspændingen er en indre kraft som udløses i det kritiske snit kun snitkræfter fra systemforspændingen medtages Ved analyse af tværsnittet tages udgangspunkt i, at forspændingen har en initialtøjning svarende til den neutraliserede tilstand (P N ) Kun statisk ubestemte systemer giver snitkræfter fra systemforspændingen. Disse snitkræfter kan let identificeres, fordi de er forbundet med ydre reaktioner, hvor summen af disse ydre reaktioner er nul. 19
SYSTEMFORSPÆNDING Figur med systemforspænding Figurer fra Kaj Madsen s Noter til KL65 20
ANVENDELSESGRÆNSETILSTANDEN (SLS) REVNET TVÆRSNIT - NEUTRALISERING Figurer fra Kaj Madsen s Noter til KL65 21
SPORBÆRENDE ELEMENT-BRO, FØRSPÆNDTE OT 118 -ELEMENTER Ny bane Kbh. - Ringsted P. Aarsleff A/S Ambercon 22
TVÆRSNIT 23
SPORBÆRENDE ELEMENTBRO ARMERING I BRODÆK Udmattelse Reduktion af udmattelsesstyrken pga. bukning: Bøjler og bukkede jern i rammehjørne Forskydning Trykdiagonalmetoden for komposittværsnit Forskydning i støbeskel Ru støbeskel: En udfordring 24
SPOREBÆRENDE ELEMENTBRO - RAMMEHJØRNE 3D-model af armeringsarrangement Præcision i armeringsarbejdet Både på fabrik og på pladsen 25
HOLLANDSKE ELEMENTBROER MED STORE SPÆND Spændvidder op til 50-60m Særlige kantelementer Krumme elementer Højere betonstyrke Fugtisolering og belægning direkte på overside af elementer Udfordring: Fugerne 26
HOLLANDSKE BROELEMENTER TIL LANGE SPÆND 27
HOLLANDSK EKSEMPEL PÅ SMÅ OT-BJÆLKER 28
FØR OG EFTERSPÆNDING I VINDMØLLER 29
Vekslende påvirkninger: Udmattelse Konceptstudie Højstyrkebeton Forspænding (aktiverer hele betontværsnittet) Opdeling i halve skaller 30
Præfabrikerede betonelementer 31
Støbt på stedet og efterspændt 32
FORSPÆNDTE CYLINDRISKE TANKE Også forspændte tanke med præfabrikerede elementer 33
FORSPÆNDTE CYLINDRISKE TANKE Forskudte stød Antallet af kabler afspejler væsketrykket 34
FORSPÆNDTE CYLINDRE TANKE Forankringszone 35
EFTERSPÆNDTE ETAGEDÆK FRA JENS FUSSINGS PRÆSENTATION PÅ DKBI-KURSUS Større geometrisk frihed 36
FRA JENS FUSSINGS PRÆSENTATION PÅ DKBI-KURSUS Advantages: Shallow thickness Two-way spanning Less weight Less reinforcement Less columns, longer spans Less floor to floor height Less weight on verticals (foundations) No beams MEP services Durability, Un-cracked sections Disadvantages: Punching Shear capacity Difficult to implement opening later on (sleeve zones Renovation later on Scaffolding Scaffolding extension for stressing equipment Back propping Pre-planning and lead time Coordination with facade and openings Deflection Crack widths Vibrations, 2-way, I,gross, gravity Large pours without joints Hybrid structures Simple formwork 37
KONKLUSION Forspænding er genial optimal udnyttelse af materialer Udfordre traditionerne se på hvad de gør i udlandet Udvikle produktiviteten industrielle metoder både for præfab. og in-situ løsninger Life cycle cost trafikantgener/-omkostninger og vedligehold inkl. Tænke mulige elementløsninger ind fra start Tænke mulige in-situ løsninger ind fra start af Udvikle elementer, som tilgodeser større frihed mht. geometri og æstetik højere styrke Udvikle standardiserede løsninger for stillads og form for in-situ løsninger 38
TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN 39