Calatravabrug Jeruzalem René Dorleijn, Movares
Agenda 1.
Ontwikkeling Movares
2.
Situering Calatravabrug
3.
Santiago Calatrava, architect
4.
Brugontwerp
5.
Berekeningsaanpak
6.
Rekenmodel
7.
Berekeningsresultaten
8.
Conclusies
2
1
1.1 Ontwikkeling Movares
< 1990
Ingenieursbureau NS
- 1995
Holland Railconsult
- 2006
Movares
Movares is het advies- en ingenieursbureau dat oplossingen genereert voor capaciteits-, veiligheids- en inpassingsvraagstukken op het gebied van mobiliteit, infrastructuur en vervoerssystemen. 3
1.2 Facts & figures •
Omzet 2005
: ca. 140 miljoen euro
•
Personeel
: ca. 1300 fte
•
In Nederland : hoofdkantoor in Utrecht, regiokantoren in Eindhoven, Weesp, Zoetermeer en Zwolle
•
In Europa : vestigingen in Duitsland, Polen en Portugal. Verder projecten o.a. in Frankrijk, Slowakije, Slovenië en Spanje
4
2
1.3 Top tien van ingenieursbureaus Naam 1. Fugro 2. Arcadis 3 Grontmij 4. DHV 5. Royal Haskoning 6. Oranjewoud 7. Kema 8. Movares 9. GW Rotterdam 10. Tauw
Vestigingsplaats
Omzet 2004
Leidschendam Arnhem De Bilt Amersfoort Nijmegen Heerenveen Arnhem Utrecht Rotterdam Deventer
1022 901 474 290 191 182 176 134 90 87
5
1.4 Expertise & Services Process management Consultancy
Project management
INTEGRAAL Design & Engineering
Studie/ planfase
Tendering Ontwerp
Engineering
Tendering
Supervisie
Onderhoud
Van vroege planfases en studies naar ontwerp, realisatie en onderhoud van infrastructuur en vervoerssystemen 6
3
1.5
Omzet naar Expertise 2005
40 %
43 %
7%
10 %
Civiele Techniek,
Projectmanagement Services
Spoortechniek en Conditionering Stedelijke Knooppunten Elektrotechniek & IT
en Verkeer en Vervoer 7
1.6
Projecten
•
HSL-Zuid,
Betuweroute,
•
Amsterdam-Utrecht,
•
Amsterdam: CS NZ-lijn en OV-Terminal,
•
Utrecht OV-Terminal,
•
WINTRACK: hoogspanningsmast Tennet
8
4
2. Situering Calatravabrug
9
3.1 Santiago Calatrava (1)
10
5
3.2 Santiago Calatrava (2)
11
4.1 Brugontwerp (1)
12
6
4.2 Brugontwerp (2)
13
4.3 Kentallen •
Afmetingen :
Lengte brug Lengte overspanning Hoogte
•
Tuien:
68 staalkabels
•
Massa:
4300 ton
•
Bouwkosten:
$ 30 mio
•
Oplevering:
2008
: 360 m : 148 m : 118 m
14
7
5. Berekeningsaanpak
•
Doel: onderzoek dynamisch gedrag van de brug en uitwerking daarvan op comfort van de passagiers
•
Norm: ISO 2631 Mechanische trillingen en schokken Beoordeling van de invloed van trillingen op het menselijk lichaam
•
Analysetypes: Modal analysis, Transient Dynamic Analysis
15
5.1 Analyses •
Modale analyse: eerste inzicht in dynamisch gedrag van de constructie
•
Transiënte dynamische analyse dynamische respons van de brug onder invloed van tijdsafhankelijke belasting (passerende tram)
•
Interactie tram-brug 1. analyse gedrag rollend materieel (los van de brug) 2. dynamische respons brug m.b.v. Ansys 3. analyse dynamische respons tram op brugbeweging
16
8
5.2 Criteria
•
ISO 2631
Mechanische trillingen en schokken
•
Reduced comfort boundary
•
Verticale versnelling
•
Horizontale versnelling Max 0.6 m/s2
Max 1.9 m/s2
17
6.1 Rekenmodel ANSYS ELEMENTEN - BEAM44
: 3D Elastic Unsymmetric Beam Element
t.b.v. constructieve elementen - COMBIN14
: Spring-damper element
t.b.v. rubberen deklaag - LINK10
: Tension-only spar
t.b.v. staalkabels - MASS21
: Structural Mass Element
t.b.v. onderdelen met massa / zonder stijfheid 18
9
6.2 ANSYS Model 1 ELEMENTS JAN 30 2006 14:53:42 PLOT NO. 1
TYPE NUM Z
U X
Y
Light Rail Bridge Jerusalem
19
7.1 Resultaten: modale analyse (1/2)
Laagste buigfrequentie: 0.65 Hz 20
10
7.2 Resultaten: modale analyse (2/2)
Tweede buigfrequentie: 1.60 Hz 21
7.3 Resultaten: transiënte analyse 1/4
Eerste deel van de tram op de brug 22
11
7.4 Resultaten: transiënte analyse 2/4
Volledige tram op de brug 23
7.5 Resultaten: transiënte analyse 3/4 vertical displacements under each bogie 0,01 0 -0,01 Tram 1, Subunit 1, Lead bogie Tram 1, Subunit 1, trail bogie
vertical displacement [m]
-0,02
Tram 1, Subunit 2, Lead bogie Tram 1, Subunit 2, trail bogie
-0,03
Tram 1, Subunit 3, Lead bogie Tram 1, Subunit 3, trail bogie
-0,04
Tram 2, Subunit 1, Lead bogie Tram 2, Subunit 1, trail bogie
-0,05
Tram 2, Subunit 2, Lead bogie Tram 2, Subunit 2, trail bogie
-0,06
Tram 2, Subunit 3, Lead bogie Tram 2, Subunit 3, trail bogie
-0,07 -0,08 -0,09 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
time [s]
Verticale verplaatsingen t.p.v. draaistellen 24
12
7.6 Resultaten: transiënte analyse 4/4 radial displacement under each bogie 4,50E-03 4,00E-03 3,50E-03
Tram 1, Subunit 1, Lead bogie
radial displacement [m]
3,00E-03
Tram 1, Subunit 1, trail bogie Tram 1, Subunit 2, Lead bogie
2,50E-03
Tram 1, Subunit 2, trail bogie Tram 1, Subunit 3, Lead bogie
2,00E-03
Tram 1, Subunit 3, trail bogie Tram 2, Subunit 1, Lead bogie
1,50E-03
Tram 2, Subunit 1, trail bogie Tram 2, Subunit 2, Lead bogie
1,00E-03
Tram 2, Subunit 2, trail bogie Tram 2, Subunit 3, Lead bogie
5,00E-04
Tram 2, Subunit 3, trail bogie
0,00E+00 -5,00E-04 -1,00E-03 0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
time [s]
Radiale verplaatsingen t.p.v. draaistellen 25
7.7 Comfortniveau
•
Brugverplaatsingen als opgelegde verplaatsingen t.p.v. wielbases in trammodel
•
Verticale versnelling
: 0.11 < 1.9 m/s2
•
Radiale versnelling
: 0.88 > 0.6 m/s2 !!
26
13
8. Conclusies •
Dynamische effecten zijn gering
•
Versnellingsniveau als gevolg van dynamische brugen trambewegingen blijft beneden grensniveau
•
Opmerking: Grootste deel van de radiale versnelling is een gevolg van de scherpe bocht (R=82m) en niet van het dynamisch gedrag van brug of tram. Overigens is dit versnellingsniveau niet exceptioneel voor stedelijke gebieden.
27
Begin van brugontwerp… Brug als symbool voor verbinding tussen hemel en aarde
28
14
Vragen?
29
15
