DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

FORSPÆNDTE ANLÆGSKONSTRUKTIONER

HANS HENRIK CHRISTENSEN, CHEFRÅDGIVER, RAMBØLL A/S

Alternative title slide

1

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

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

EFTERSPÆNDTE BROER/KONSTRUKTIONER - UDFORDRINGER

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

• Tilpasning til aktuel geometri – større geometrisk frihed

• Æstetik - større frihed

• Slankere konstruktioner – mindre konstruktionshøjde

• Ingen elementfuger

3

FORDELE EFTERSPÆNDTE BROER/ KONSTRUKTIONER

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

4

STILLADS OVER VEJ I DRIFT

Eks.

Helsingørmotor-

vejen

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

5

STILLADS OVER VEJ I DRIFT

Eks. TSA

Nordhavnsvej

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

6

FORANKRINGSZONEN

Eksempel på

spaltet

ankerblok

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

7

LEONHARDT: VORLESUNGEN ÜBER MASSIVBAU

Hovedspændings-

trajektorier

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

8

LEONHARDT: VORLESUNGEN ÜBER MASSIVBAU

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

9

FIGURER FRA KAJ MADSEN’S NOTER TIL KL65 INSPIRERET AF LEONHARDT

Spænding i armering maks. 250 MPa.

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

10

SPALTEARMERING I FORANKRINGSZONE

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

11

SKÆV BROENDE MED FORANKRINGSKNASTER

Korrekt placering

er påkrævet:

• Spiral

symmetrisk

placeret

• Vandrette bøjler

Armering til sikring

af kanter/hjørner

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

12

SKÆV BROENDE MED FORANKRINGSKNASTER

Hvis armeringen ikke

er placeret korrekt

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

13

FORANKRINGSZONEN

Det kan gå

helt galt

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

14

HOLDBARHED

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

• Concrete Society, Tech. Report 72 ( tidl. TR 47)

”Durable post-tensioned concrete structures”

15

HOLDBARHED

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

• Figur fra dansk broende

16

INDDÆKNINGER VED BROENDER – BESKYTTELSE AF PÅSTØBNINGER

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

17

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 (?!)

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

• Inspektion mulig

• Udskiftning mulig

• Vejbroer i Tyskland

• Segmental bridges

USA

18

EKSTERN FORSPÆNDING

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

• 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 (PN)

• 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

SÆRLIGE BEREGNINGSMÆSSIGE ASPEKTER - TVÆRSNITSANALYSE

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

• Figur med systemforspænding

20

SYSTEMFORSPÆNDING

Figurer fra Kaj Madsen’s Noter til KL65

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

21

ANVENDELSESGRÆNSETILSTANDEN (SLS) REVNET TVÆRSNIT - NEUTRALISERING

Figurer fra Kaj Madsen’s Noter til KL65

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

22

SPORBÆRENDE ELEMENT-BRO, FØRSPÆNDTE OT 118 -ELEMENTER

Ny bane Kbh. - Ringsted

P. Aarsleff A/S

Ambercon

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

23

TVÆRSNIT

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

24

SPORBÆRENDE ELEMENTBRO – ARMERING I BRODÆK

• Udmattelse

• Reduktion af udmattelsesstyrken pga. bukning: Bøjler og bukkede jern i rammehjørne

• Forskydning

• Trykdiagonal- metoden for ‘komposittværsnit’

• Forskydning i støbeskel

• Ru støbeskel: En

udfordring

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

SPOREBÆRENDE ELEMENTBRO - RAMMEHJØRNE

Content slide, two columns with image

25

3D-model af

armeringsarrangement

Præcision i armeringsarbejdet

• Både på fabrik og på pladsen

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

26

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

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

27

HOLLANDSKE BROELEMENTER TIL LANGE SPÆND

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

28

HOLLANDSK EKSEMPEL PÅ SMÅ OT-BJÆLKER

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

29

FØR OG EFTERSPÆNDING I VINDMØLLER

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

30

Konceptstudie

• Højstyrkebeton

• Forspænding

(aktiverer hele

betontværsnittet)

• Opdeling i halve

skaller

Vekslende

påvirkninger:

• Udmattelse

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

31

Præfabrikerede

betonelementer

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

Content slide, with one image

32

Støbt på stedet

og efterspændt

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

33

FORSPÆNDTE CYLINDRISKE TANKE

Også forspændte

tanke med

præfabrikerede

elementer

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

FORSPÆNDTE CYLINDRISKE TANKE

34

Forskudte stød

Antallet af

kabler afspejler

væsketrykket

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

35

FORSPÆNDTE CYLINDRE TANKE

Forankringszone

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

36

EFTERSPÆNDTE ETAGEDÆK – FRA JENS FUSSINGS PRÆSENTATION PÅ DKBI-KURSUS

Større geometrisk frihed

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

37

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

Deflection

Crack widths

Vibrations, 2-way, I,gross, gravity

Large pours without joints

Hybrid structures

Simple formwork

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

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

• 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

KONKLUSION

DBF-MØDE 2015-12-01

FOR- OG EFTERSPÆNDTE KONSTRUKTIONER

TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN

End slide

39