National Transport Library Research Database

Dynamiska tester under och efter byggandet för att främja användningen av trä för GC broar (Dynamic tests during and after construction to promote the use of wood for GC bridges)

  • Battini, Jean-Marc
  • Kungliga tekniska högskolan, Universitet eller högskola, 202100-3054
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2021-01-02 -- 2023-12-30 Registration number:
  • Trafikverket 2020/107704
Subject(s): Abstract: Kombinationen av klimatmålen och behovet av att främja gång och cykeltrafik gör att intresse för GC-broar i trä ökar. Dessutom har träet andra fördelar för GC-broar. Delar av strukturen kan tillverkas i fabriken vilket gör att broarna går snabbt att bygga. Den låga egenvikten gör att slanka och estetiska broar kan designas. Dock kan kombinationen av relativt låg styvhet och låg vikt för träbroar ge upphov till obekväma vibrationer för fotgängare. I själva verket är kravet på tillåtna svängningar ofta det som styr dimensionering för GC-broar med relativt långa spännvidder. Av denna anledning krävs ofta noggranna dynamiska finita element (FE)-analyser i designfasen av nya GC-broar i trä. Vår erfarenhet och litteraturen visar att det är svårt att utveckla sådana FE-modeller i designfasen och att det krävs mer forskning för att förstå hur de olika brodelarna samverkar med varandra. Med bättre kunskap om deras dynamiska beteende blir det möjligt att designa estetiska och slanka-GC broar i trä. För att undersöka detta har vi använt i del 1 av projektet en metodik som, till vår kunskap, har aldrig använts i detta sammanhang. Vi har genomfört kontrollerade dynamiska tester i olika stadier under byggandet av två broar. Genom att reproducera dessa tester med FE-analyser har vi kunnat studera den dynamiska påverkan av de olika brodelarna och asfalten. Vi har också för en bro genomfört tester både i vinter och sommar och kunnat kvantifiera hur de naturliga frekvenserna och dämpningen varierar med temperaturen och fuktigheten. I del 2 av projektet kommer vi att använda samma metodik för att studera ytterligare tre broar som kommer att byggas de närmaste 2 åren. Vi kommer också att studera i detalj den horisontella styvheten vid brolagerna som har visat sig vara avgörande för de två broarna som testades i del 1 av projektet.Abstract: Climate goals and the need to promote walking and bicycle traffic makes an increasing interest for pedestrian traffic on wooden bridges. Wood has other benefits for pedestrian bridges. Parts of the structure can be manufactured in a factory, meaning that the bridges can be built quickly on the production site. The low dead weight allows for slim and aesthetic bridges. However, the combination of relative low stiffness and low weight for wooden bridges give rise to uncomfortable vibrations for pedestrians. The requirement for permissible oscillations is often what governs dimensioning for pedestrian bridges with relative long spans. Accurate dynamic finite elements (FE) analyses are often required in the design phase of new pedestrian wooden bridges. Our experience and the literature review show that it is difficult to develop such FE models in the design phase (i.e. without the possibility of in situ calibration experiments). To investigate this, in part 1 we used a methodology that to our knowledge has never been used in this context. We have carried out controlled dynamic tests at various stages during the construction of two bridges. By reproducing these tests with FE analyses, we have studied the dynamic influence of the different bridge parts and the asphalt. We have also carried out tests for one bridge in both winter and summer and were able to quantify how the natural frequencies and damping vary with temperature and humidity. In part 2 of the project we will use the same methodology to study three more bridges being built in the next 2 years. We will also study the horizontal stiffness at the bridge bearings which has been shown to be critical for the two bridges tested in Part 1. With better knowledge of their dynamic behavior, it will be possible to design aesthetic, slender pedestrian wooden bridges.
Item type: