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 Vestigingsplaats Omzet 2004 1. Fugro Leidschendam 1022 2. Arcadis Arnhem 901 3 Grontmij De Bilt 474 4. DHV Amersfoort 290 5. Royal Haskoning Nijmegen 191 6. Oranjewoud Heerenveen 182 7. Kema Arnhem 176 8. Movares Utrecht 134 9. GW Rotterdam Rotterdam 90 10. Tauw Deventer 87 5 1.4 Expertise & Services Consultancy INTEGRAAL Process management Project management 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 43 % 40 % Civiele Techniek, Spoortechniek en Conditionering Stedelijke Knooppunten en Verkeer en Vervoer 10 % 7 % Projectmanagement Services Elektrotechniek & IT 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 : 360 m Lengte overspanning : 148 m Hoogte : 118 m Tuien: 68 staalkabels Massa: 4300 ton Bouwkosten: $ 30 mio Oplevering: 2008 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 Max 1.9 m/s 2 Horizontale versnelling Max 0.6 m/s 2 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 TYPE NUM U Z JAN 30 2006 14:53:42 PLOT NO. 1 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 vertical displacement [m] -0,01-0,02-0,03-0,04-0,05-0,06-0,07 Tram 1, Subunit 1, Lead bogie Tram 1, Subunit 1, trail bogie Tram 1, Subunit 2, Lead bogie Tram 1, Subunit 2, trail bogie Tram 1, Subunit 3, Lead bogie Tram 1, Subunit 3, trail bogie Tram 2, Subunit 1, Lead bogie Tram 2, Subunit 1, trail bogie Tram 2, Subunit 2, Lead bogie Tram 2, Subunit 2, trail bogie Tram 2, Subunit 3, Lead bogie Tram 2, Subunit 3, trail bogie -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 radial displacement [m] 3,00E-03 2,50E-03 2,00E-03 1,50E-03 1,00E-03 5,00E-04 Tram 1, Subunit 1, Lead bogie Tram 1, Subunit 1, trail bogie Tram 1, Subunit 2, Lead bogie Tram 1, Subunit 2, trail bogie Tram 1, Subunit 3, Lead bogie Tram 1, Subunit 3, trail bogie Tram 2, Subunit 1, Lead bogie Tram 2, Subunit 1, trail bogie Tram 2, Subunit 2, Lead bogie Tram 2, Subunit 2, trail bogie Tram 2, Subunit 3, Lead bogie 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/s 2 Radiale versnelling : 0.88 > 0.6 m/s 2!! 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