Undersøkelse av rotasjonsstivheten til en dybelforbindelse

Abstract

Buer blir ofte benyttet som bæresystem i blant annet brukonstruksjoner. Buede limtrebjelker som er trykkpåkjent må avstives sideveis for å unngå knekning vinkelrett på buens plan. I forbindelse med bruer kan dette gjøres ved hjelp av U-formede rammer dannet av kraftige hengesøyler og tverrbærere. Disse hengesøylene forårsaker bevegelse av buen sideveis når tunge kjøretøy passerer bruen, og tverrbæreren bøyer seg. Dette anses som uheldig, samtidig som at de kraftige hengesøylene gir et klumpete visuelt inntrykk. Det er derfor ønskelig å unngå systemet med U-formede rammer som avstivning, og heller utnytte den elastiske avstivningen som dybelforbindelsen med innslissede stålplater i buefoten vil kunne gi. I buefoten, som kalles kemper, blir det brukt et kemperledd. Det er behov for å kjenne graden av innspenning for å kunne beregne buens knekklengde. Innspenningsgraden kan representeres ved en fjærkonstant som må bestemmes ved forsøk. Målet til Vegdirektoratet er å få testet dette grundig nok til at man kan stole på en slik dybelforbindelse, slik at det ikke er behov for kraftige hengesøyler. For å dokumentere innspenningsgraden tilstrekkelig til at den kan brukes i prosjektering av virkelige bruer må det gjennomføres en større testserie som går utover omfanget av en masteroppgave. Dette studiet må derfor anses som et pilotforsøk. I samarbeid med Vegdirektoratet har det blitt utarbeidet en forbindelse som består av en limtrebjelke som er festet til en HUP-profil ved hjelp av innslissede stålplater og dybler. Hele elementet er 6060 mm. HUP-profilen ble brukt for å få en mest mulig elastisk innspenning. Forbindelsen har blitt testet for punkt- og topunktslast, og ble kjørt til brudd. Verdiene ble deretter analysert ved hjelp av statistikkprogrammene Jump og Excel. Det har blitt gjennomført tester av 6 elementer der limtrebjelkene har dimensjoner på henholdsvis 190 x 200 og 140 x 200 mm. Stivheten til forbindelsen ble undersøkt og sjekket opp i mot Eurocode 5-1. Det ble forventet at stivhetene fra undersøkelsene skulle få høyere verdier enn Eurocode 5-1. Dette stemte også med resultatene. Det lave prøveantallet gjør det vanskelig å komme frem til noen eksakte verdier i forhold til en slik dybelforbindelse med innslissede stålplater.