| dc.description.abstract | Verdens lengste hengebro er per dags dato Akashi Kaikyo med hovedspenn på 1991 meter. Dersom det blir valgt hengebro som krysningsmåte over Sognefjorden vil den, med sitt hovedspenn på 3700 meter, bli verdens lengste med god margin. Ved konstruksjonen av lange hengebroer vil den aerodynamiske adferden, og da særlig flutter, spille en stor rolle og det vil bli nødvendig å tenke nytt i forhold til dagens hengebroer. De siste årene er det gjort en del studier på dette, og for lange spenn er det vist at det er et brotverrsnitt bestående av to separate brokasser som er den beste løsningen. For å undersøke et brotverrsnitts oppførsel under vindlast foretas det som regel vindtunnelforsøk. I slike forsøk er det viktig å inkludere så mange detaljer ved brotverrsnittet som mulig, da selv de minste detaljer vil ha en innvirkning på de målte parametere. Fra slike vindtunnelforsøk finner man blant annet de dimensjonsløse formfaktorer for statiske vindkrefter, og kan da beregne de såkalte aerodynamiske deriverte ved ulike vindhastigheter.
I denne oppgaven er det tatt utgangspunkt i en grov Abaqusmodell og en rapport som heter Brusymfonien utarbeidet for Statens Vegvesen. Abaqusmodellen av en tenkt hengebro over Sognefjorden, med to separate brokasser, er gitt som en input-fil levert av Kristian Berntsen ved Statens Vegvesen. Det er også gitt en tegning av det foreslåtte brotverrsnittet. Brusymfonien inneholder omfattende data om brotverrsnitt bestående av to separate brokasser.
Fra Statens Vegvesen ble det informert om at det ble brukt data fra Brusymfonien for et brotverrsnitt der det er 20 meter senteravstand mellom de to brokassene. Denne senteravstanden finner man igjen på tegningen fra Statens Vegvesen. Mens Statens Vegvesen har 12.9 meter som bredde på en brokasse, er en brokasse i Brusymfonien 7.5 meter bred. Dette gjør at luftgapet mellom de to brokassene blir 7.1 meter for tverrsnittet fra Statens Vegvesen, kalt SV1, og 12.96 meter for tverrsnittet gitt i Brusymfonien, kalt D13. Brusymfonien har også målinger gjort for et tverrsnitt som har 15 meter senteravstand. Dette gir et luftgap på 7.96 meter, kalt D8.
Ved endringer av luftgapet vil det skje store endringer ved formfaktorer og for flutterhastighet. Det er derfor i denne oppgaven undersøkt hvilke forskjeller som oppstår ved påføring av statiske laster ved bruk av formfaktorer for D8 og for D13. D8 har negativ løft og positivt moment, mens D13 har positivt løft og positivt moment, begge ved 0 graders rotasjon. Dette gjør at ved økende vindhastigheter vil de vertikale forskyvningene av brokassene og spenningene i hovedkablene bli forskjellige. Utnyttelsen av kapasiteten til hovedkablene vil variere lite og vil ved begge tilfellene ved middelvind være rundt 40 %.
Det er i tillegg gjort endringer i input-filen for å modellere to nye broer med 7.96 og 12.96 meter luftgap for å finne nye egenfrekvenser for estimering av kritisk flutterhastighet. Estimering av kritisk flutterhastighet ble foretatt ved bruk av forenklet metode og ved bruk av data fra vindtunnelforsøk og 2DOF flutter. Den forenklete metoden viste å stemme godt overens med 2DOF flutter for tverrsnitt uten ledskovler, hvor det ble svært lav kritisk flutterhastighet, 27.8m/s og 37.1m/s for henholdsvis D8 og D13, med frekvenser fra de nye bromodellene. Ved innføring av ledskovler økte den kritiske flutterhastigheten til 62m/s for D8, som er over det dobbelte, og til 114.2m/s for D13, som nesten er en tredobling, med egenfrekvenser fra de to nye bromodellene. | no_NO |
