Hvordan man designer en bro – Trin for brokonstruktion
Videovejledninger i brokonstruktion
Hvordan man designer små dæmninger
Designeren skal først have set og studeret mange broer i løbet af en lang læringsproces for at kunne designe en bro. Han bør vide, hvilken type bjælke der kan være egnet under de foreliggende forhold, enten en bjælkebro en buebro en buebro eller en hængebro. Han bør også vide, hvilken indflydelse fundamentforholdene har på valget af spændvidder og konstruktionssystemer osv. På gunstige tidspunkter kan et intuitivt glimt give en ny løsning, som opfylder opgaven bedre end de kendte konventionelle løsninger (intuition, kreativitet, der fører til innovationer).
Download og se videoer om megastrukturer
Data, der er nødvendige for at designe en bro:
- En plan over stedet, der viser alle de forhindringer, der skal bygges bro over, såsom floder, gader, veje eller jernbaner, konturlinjerne af dale og den ønskede linjeføring af den nye trafikvej.
- Længdesnit af terrænet langs den planlagte bros akse med betingelserne for frihøjder eller de nødvendige oversvømmelsesbredder. Ønsket lodret linjeføring af den nye vejstrækning.
- Brugens ønskede bredde, bredde af kørebaner, midterrabat, gangbroer, sikkerhedsskinner osv.
- Jordbundsforhold for fundamenter, resultater af boringer med en rapport om de geologiske forhold og jordbundsmekaniske data. Sværhedsgraden af funderingsarbejdet har en betydelig indflydelse på valget af det strukturelle system og på den økonomiske spændvidde.
- Lokale forhold som f.eks. tilgængelighed for transport af udstyr, materialer og konstruktionselementer. Hvilke materialer er tilgængelige og økonomiske i den pågældende del af landet? Er der adgang til vand eller elektrisk strøm? Kan der anvendes en høj teknologisk standard, eller skal broen bygges med primitive metoder og et lille antal faglærte arbejdere?
- Vejr og miljøforhold, oversvømmelser, høj- og lavvande, tørkeperioder, temperaturintervaller og frostperiodernes længde.
- Miljøets topografi – åbent land, fladt eller bjergrigt land, naturskønt landskab. By med små gamle huse eller by med højhuse. Omgivelsernes skala har indflydelse på udformningen.
- Miljøkrav med hensyn til æstetisk kvalitet. Broer i byer, der påvirker bymiljøet, og som ofte ses på tæt hold – især fodgængerbroer – kræver en mere delikat udformning og behandling end broer i det åbne land. Er der behov for beskyttelse af fodgængere mod sprøjt og støj? Er det nødvendigt med støjbeskyttelse for huse tæt på broen?
Designeren bør besøge brostedet og dets omgivelser.
Grovskitse af brodesign:
Når ingeniøren er sikker på, at en designidé er opstået i hans hoved, bør han tage en blyant og en skala og ved hjælp af skitsering, som han har lært i skolen, bør han starte med at skitsere den sandsynlige vejretning, bjælkedybden(For bjælkebroer), pillerne, støttepillerne og underkanten af bjælken tegnes.
For et stærkt finansieret projekt er et højt slenderness-forhold at foretrække, ellers kan slenderness-forholdet reduceres, hvis den afgørende faktor er omkostningerne. Analyser skitsen kritisk med hensyn til forholdet mellem spændvidderne, frihøjden under bjælken, jordbundsforholdene omkring møllerne og støttepunkterne, møllernes tilpasning til omgivelserne, antallet af møller og for krumningen af den lodrette linjeføring. Der kan følge flere skitser efter den kritiske analyse med ændringer i konstruktionen og støtteforholdene. Udarbejd alternativerne, diskuter med kolleger, arkitektrådgivere og bygherren for at udarbejde en endelig skitse.
Først nu bør beregningerne begynde, og i første omgang med enkle og grove tilnærmelser for at kontrollere, om de antagne dimensioner vil være tilstrækkelige, og om de nødvendige tværsnitsarealer for armeringsstål eller forspændingsbånd vil give tilstrækkelig plads til, at betonen kan placeres og komprimeres uden problemer. Derefter kan der foretages nogle kørsler med computerprogrammer ved hjælp af forskellige dybder eller andre variabler for at finde de mest økonomiske dimensioner; disse bør dog kun vælges, hvis der ikke påvirkes andre væsentlige krav, såsom æstetik, længde af tilkørselsveje, graderne osv.
Når designeren eller designteamet har truffet sit valg, kan de principielle designtegninger med alle dimensioner og forklaringer udarbejdes til godkendelse hos myndighederne. Da kortet alene ikke er tilstrækkeligt til klart at vise lokaliteten og indvirkningen på miljøet og udseendet, kan en model eller nogle veloptagne fotos hjælpe borgerne, bygherren og kritikerne til at indse broens eksistens.
Færdiggørelse af brodesignet:
Efter godkendelsen af designet kan det endelige designarbejde begynde med strenge beregninger af kræfter, spændinger osv. for alle former for belastninger eller angreb, og derefter skal den strukturelle detaljering udføres. Der skal også udarbejdes stilladser og udstyr, som vil være nødvendigt for opførelsen af den pågældende brotype. Der skal udarbejdes talrige tegninger og tabeller med tusindvis af tal og figurer for alle dimensioner, størrelser og niveauer med specifikationer for den nødvendige type og kvalitet af byggematerialer. Denne fase indebærer den største arbejdsbyrde for broingeniøren og kræver stor viden og dygtighed.
Fasen med den konceptuelle og æstetiske udformning kræver forholdsvis lidt tid, men er afgørende for værkets udtryksmæssige kvalitet.
Læringskursus i brodesign Indholdsfortegnelse
Indledning
- Broens historie
- Definition
Typer af broer
- Bjælke/bue
- Spærer
- Affjedring
- Kabelføring
Statiske systemer for broer
- Hvordan broen fungerer
- Lastoverførsel i bjælkebroer
- Lastoverførsel i bue- og bindingsværksbroer
- Lastoverførsel for hængebroer og kabelstøttede broer
- Lastoverførsel for kantliverbroer
Broelementer
- Hovedelementer i broen
- Typer af spændinger
- Superstruktur vs. understruktur
- Substruktur del 1: Pier
- Underkonstruktion del 2 – Vederlag
- Brooverbygning
Designmetodologi for broer
- Hovedsætningsmetoder
- Belastningsmodstandsdygtighed
- ASD , LFD , LRFD-metoder
Design af broers belastninger
- Differentierede belastninger, der påvirker broen
- DETALJEREDE BELASTNINGER
- LIVENDE BELASTNINGER
- LIVENDE BELASTNINGSKALKULERING , INFLUENCE LINE
- Livsbelastninger fra fodgængere og dynamisk tolerancefaktor
- Faktor for flere tilstedeværelsesfaktorer
- Fordeling af LL gennem bjælkerne
- Vind- og jordskælvsbelastninger
- LRFD Forklaring af lastkombination