Modelling Time-Dependent Effects for Segmentally Constructed Prestressed Concrete Bridges

Abstract: Tidsberoende effekter, såsom krypning, krympning och stålrelaxation, är ofta svåra att prediktera när det kommer till förspända betongkonstruktioner. Krypning som ett fenomen är komplicerat och förenklas därför i gällande byggnormer (Eurocode), för att underlätta konstruktörens arbete. När det gäller etappvis spännarmerade betongbroar har dessa förenklingar visat sig ge felaktiga prognoser av de tidsberoende effekterna. Syftet med denna uppsats är att modellera dessa effekter i ett kommersiellt Finita Element program och därmed skapa en pålitlig rutin för framtida arbete inom området. En djupgående undersökning gjordes kring olika krypmodeller och hur de kan implementeras. De tillgängliga metoderna i det valda programmet utvärderades med ett enkelt lastfall. En fallstudie av Jiang Jin Bridge, en etappvis spännarmerad betongbro i Chongqing, Kina, genomfördes sedan. Genom att implementera krypmodellen och analysera den valda bron över en tidsperiod på 10 år kunde modellens tillförlitlighet ökas. Tre krypmodeller, tidshärdande, töjningshärdande och en viskoelastisk modell, jämfördes med hur krypning beaktas i den nuvarande byggnormen (Eurocode). Den viskoelastiska modellen valdes som den mest lämpliga, den gav de mest exakta resultaten samtidigt som den var lättare att implementera. Genom att analysera Jiang Jin Bridge med denna modell visades det att den kunde användas för större och mer komplexa konstruktioner. Resultatet av fallstudien stärker tillförlitligheten hos den viskoelastiska krypmodellen. Modellering av bron med skalelement gav en mer exakt beskrivning av nedböjningshistoriken jämfört med när balkelement användes. Beteendet kan dock inte förklaras fullständigt med hjälp av krypmodellen och andra tidsberoende effekter såsom förluster i spännkablar behöver undersökas vidare. En förenklad kalibrering visade att nedböjningshistoriken kunde beskrivas mer exakt genom att ändra de tidsberoende förlusterna för de förspända spännkablarna.