Predictieberekeningen ruytenschildtbrug

Challenge the future

DelftUniversity ofTechnology

Predictieberekeningen

Ruytenschildtbrug

Eva Lantsoght, Cor van der Veen

2

Overzicht

• Toelichting Quick Scan• QS resultaten Ruytenschildtbrug• Voorspellen capaciteit doorsnede• Bepaling kans op dwarskracht- of momentbezwijken• Conclusie

Proeven op platen in dwarskracht, TU Delft

3

Inleiding

Quick Scan aanpak

• Quick Scan Platen in Dwarskracht• Vergelijkbaar met handberekening

• Uitgevoerd met spreadsheet

• Ontwikkeling sinds +- 2005

• Conservatief

• Eerste aanpak voor uitgebreidere

berekening

• Inclusief: aanbevelingen uit plaatproeven

TU Delft

• Resultaat = unity check = vEd/vRd,c

4

Aanbevelingen

Effectieve breedte

• Gebaseerd op proeven op proefstukken met verschillende breedte• Statistische analyse vanVexp/VEC met beff1 en beff2

• Niet-lineaire sommen: spanningsverdeling aan de oplegging• Ondergrens: 4dl

5

Aanbevelingen

Plaatfactor 1,25

• Vergelijking tussen proefresultaten en

EN 1992-1-1:2005• Normaalverdeling

• Karakteristieke ondergrens ten minste

1,25

• Combinatie van β = av /2dl en

plaatfactor 1,25

βnew = av /2,5dl

voor 0,5dl ≤ av ≤ 2,5dl

6

Aanbevelingen

Superpositie van spanningen

• Proeven op plaat belast met lijnlast + puntlast

• Superpositie is een veilige aanname• Puntlast over effectieve breedte

• Lijnlast over volledige breedte

7

Aanbevelingen

Ondergrens vmin

• Voor 1962: QR24 staal• fyk = 240 MPa

• Eurocode 2 vmin gaat uit van fyk = 500 MPa

3/2 1/2 1/2

min 0,772 ck ykv k f f

8

Quick Scan

Positie belastingen Load Model 1

Lastspreiding

Spreiding UDL eerste

baanvak

9

Quick Scan

Te toetsen doorsnedes

• Te controleren doorsneden voor 5 overspanningen• In eindveld en middenveld

10

Quick Scan ontwikkeling

QS-Excel-RWS

QS-MathCad-TUDelft

11

Quick Scan Ruytenschildtbrug

• Karakteristieke materiaalwaarden• Kruisingshoek 72º

• Scheefheidsfactoren

• Betondrukste niet gekend a priori

TS Randafstand Scheefheidsfactor Voor 0,7m

TS1 0,5m 1,081,084

0,95m 1,09

TS2 0,5m 1,231,239

0,95m 1,25

12


Steunpunt 1-2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

un

ity c

he

ck

fck,cube

13


Steunpunt 2-3

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

un

ity c

he

ck

fck,cube

14

Capaciteit doorsnede

Inleiding

• Gemiddelde waarden• Twee scenarios:

• Baddingen + big bags

• 4 wiellasten

• Scheefheidsfactoren als in Quick Scan• Zaagsnede op 7,365m• Gemiddelde vRd,c

• Gemiddelde vmin : overgang naar uitdrukking gemiddeldecapaciteit ipv karakteristieke capaciteit

3/2 1/2

1/2

1,08 0,163

0,12

ckmin

yk

k fv

f

15


Selectie belastingscenario (1)

• Scenario 1: big bags zand + baddingen belasting

=> Bezwijken op moment voor dwarskracht

Effectieve breedte voor baddingen

16



• Scenario 2: enkel baddingen belasting + eigengewicht alsverdeelde belasting

=> Bezwijken op moment voor dwarskracht

17



• Scenario 3: Wielprinten + eigengewicht

Bezwijken op moment voor dwarskracht voor veld 1

Mogelijk dwarskrachtbezwijken voor veld 2

18


Effectieve breedte bij scheefstand

19


Berekeningen

• Momentcapaciteit

• Myield + Mu : fy = 282 MPa

• Mu,meas : fy = 383 MPa

Doorsne

de

Mcr

(kNm)

Myield

(kNm)

Mu

(kNm)

Mu,meas

(kNm)

Pcr

(kN)

Pyield

(kN)

Pu

(kN)

Pu,meas

(kN)

Stpt 1-2 1402 3201 3458 4728 300 950 1050 1490

Stpt 2-3,

veld

1377 2592 2854 3800 635 1230 1365 1850

Stpt 2-3,

steunpu

nt

1413 3485 3800 5143 652 1670 1835 3480

20


Berekeningen (2)

• Dwarskrachtcapaciteit

• Pdwars : berekende dwarskrachtcapaciteit• Pdwars,scheef : rekening houdend met scheefheidsfactoren• Pdwars,proef : verhoging capaciteit zoals in plaatproeven• Pdwars,scheef,proef : scheefheidsfactoren + plaatproeven• Meest waarschijnlijk: Pdwars,proef + enige invloed scheefheid

• Pons niet maatgevend

Doorsnede Pdwars

(kN)

Pdwars,scheef

(kN)

Pdwars,proef

(kN)

Pdwars,scheef,proef

(kN)

Stpt 1-2 1340 2140 2711 4390

Stpt 2-3 975 1626 1972 3289

21

Kans op dwarskrachtbreuk

• Monte Carlo simulatie

dwarskracht momentfp P

( )f dwarskracht momentp P uc uc

1/3,

1/3,

, , ,

100

100

Rd c

l ck

Ed cdwarskracht

Rd cRd c test l c mean

Ck f

vuc

TestvC k f

Predicted

2

2

s y

Edmoment

Rds u

M

aA f d

Muc

Test aMA f d

Predicted

22


Test/Predicted dwarskracht

Op basis van proefresultaten platen in afschuiving TU Delft

23


Limietfunctie

24


Resultaten

• Veld 1: 85,2% kans op bezwijken op moment voordwarskracht

• Veld 2: 45,9% kans op bezwijken op moment voordwarskracht

• Veld 2: 98,2% kans op bezwijken op moment voordwarskracht indien uit plaatproevenmeegenomen wordt

V

Test

Predicted

25

Onzekerheden in berekeningen

• Effect scheefstand op effectieve breedte• Betondruksterkte (B45

aangenomen)• Staalsterkte (fy = 282 MPa

aangenomen)

26

Conclusie

• Quick Scan 2013: verbeterd op basis van proefresultaten• Quick Scan Ruytenschildtbrug: doorsnede voldoet op

dwarskracht• Doorsnedeberekeningen gemiddelde resultaten:

• Veld 1 bezwijkt op moment

• Veld 2 momentbezwijken of dwarskrachtbezwijken

• Berekening kans bezwijkmechanisme• Veld 1 bezwijkt op moment

• Veld 2 bezwijkt op moment indien verhoging capaciteit als in

plaatproeven meegenomen wordt

27

Contact:

Eva Lantsoght

[email protected] // [email protected]

+31(0)152787449

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]