Ny metode kan føre til markant længere hængebroer

Plus3. juni 2020 kl. 10:408
Ny metode kan føre til markant længere hængebroer
Brodæk af stål kan udføres med mindst 28 procent mindre materiale, hvis man bruger topologioptimering til beregningerne. Det kan gøre broerne lettere - og dermed mindre CO2-udledende eller længere. Phd. Mads Jacob Baandrup har brugt brodæk fra Osman Gazi broen i Tyrkiet som eksempel i sit projekt. Fotoet viser brodækkets indre og illustrationens blå del tværskottenes udformning i dag, mens den røde del viser den optimerede udformning. Illustration: Mads Jacob Baandrup / DTU / Cowi.
Brodækkets vægt er en af de største udfordringer for lange hængebroer. Ny designmetode viser, at man potentielt kan undvære over 25 procent af stålet i et brodæk. Det muliggør store CO2-besparelser og længere spænd.
Artiklen er ældre end 30 dage

Vægten af brodækket er afgørende for, hvor lang en hængebro kan blive. Verdens længste hængebro, Akashi Kaikyō Bridge i Japan, har et hovedspænd på knap to kilometer, og hvis man vil bygge endnu længere, som der er overvejelser om blandt andet i Norge, giver det god mening at finde ud af, om man kan reducere vægten af dækket. Det er netop hvad en nyudnævnt erhvervs-phd., Mads Jacob Baandrup, har gjort.

Gratis adgang i 30 dage

Tegn et gratis prøveabonnement og få adgang til alt PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, helt uden binding eller betalingsoplysninger.

Alternativt kan du købe et abonnement
remove_circle
Har du allerede et PLUS-abonnement eller klip?
close

Velkommen til PLUS

Da du er ved at tilmelde dig en gratis prøve beder vi dig hjælpe os med at gøre vores indhold mere relevant for dig, ved at vælge et eller flere emner der interesserer dig.

Vælg mindst et emne *
Du skal vælge en adgangskode til når du fremover skal logge ind på din brugerkonto.
visibility
Dit medlemskab giver adgang
Som medlem af IDA har du gratis adgang til PLUS-indhold, som en del af dit medlemskab. Fortsæt med MitIDA for at aktivere din adgang til indholdet.
Oplever du problemer med login, så skriv til os på websupport@ing.dk
Abonnementsfordele
vpn_key
Fuld adgang til Ing.dk, Version2 og Radar
Fuld digital adgang til PLUS-indhold på Ing.dk, Version2 og Radar, tilgængeligt på din computer, tablet og mobil.
drafts
Kuraterede nyhedsbreve
Det seneste nye fra branchen, leveret til din indbakke.
Adgang til andre medier
Hver måned får du 6 klip, som kan bruges til permanent at låse op for indhold på vores andre medier.
thumb_up
Adgang til debatten
Deltag i debatten med andre kloge læsere.
8 kommentarer.  Hop til debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger
7
4. juni 2020 kl. 18:20

Det er korrekt, at det økonomisk ikke kan svare sig at bygge det meget komplekse design med nuværende produktionsfaciliteter.

Med nye materiale, såsom carbon, vil grænserne helt sikkert rykke sig for hvor stort og langt man kan bygge. Vi har dog i dette studiet fokuseret på tilgængelige og anvendte materialer. En kombineret studie med nye materialer ville være interesant.

Uden at vide det præcist, så lyder det ikke urealistisk med 8km spænd med et kulfiberbaseret design, eftersom grænsen nu er ved 5km med højstyrkestål. Se evt. Lewis, W. J. A mathematical model for assessment of material requirements for cable supported bridges: Implications for conceptual design. Eng. Struct. 42, 266–277 (2012).

6
4. juni 2020 kl. 18:13

Vægt- og CO2-besparelsen på 20-25% er isoleret set betydelig. Dog er det begrænset hvor mange store kabelbroer der bygges i verden, så dette studie bør i høj grad også ses som et case studie i anvendelse af strukturel optimering indenfor byggesektoren. Potentialet i vægt- og CO2-reduktion er således belyst og de anvendte metoder kan på lignende vis overføres til mange andre typer konstruktion, fx stadions, højhuse og kontorbyggeri.

5
4. juni 2020 kl. 18:08

Det er helt korrekt forstået. Fortolkningen kan ses som relativt grov, så der er uden tvivl endnu større vægtbesparelser at hente, dog på bekostning af bygbarheden.

Der var desværre ikke tid i studiet til en kvantitativ sammenligning med den komplicerede geometri. Dette er dog af stor interesse at undersøge, for at identificere det fulde potentiale.

4
4. juni 2020 kl. 10:10

»Det nye design af brodragere kan omsættes til en vægt og CO₂-reduktion på op til 20-25 procent for hele broen, hvilket naturligvis er en gevinst for klimaet,«

Der bliver nævnt en gevist for klimaet men er det noget der virkelig batter noget eller er det bare en promille på vej til vores mål?

3
4. juni 2020 kl. 09:16

Det har længe undret mig at der stort set ikke er lavet brodæk i GAP sandwichkonstruktion.

2
4. juni 2020 kl. 08:46

Mener de vel økonomisk urealistisk?

Hvis man byggede hele brofaget (og kablerne) i komposit (carbon) ville man vel kunne trække grænserne en hel del længere?

Jeg mener - ja ja, det er uden kilde ;o) at have læst, at det teoretisk maks spænd for en kulfiberbaseret hængebro er over otte km?

1
4. juni 2020 kl. 08:15

Som jeg forstår artiklen er der en konstruktion, der er tættere på det optimale, end den løsning, de er endt med, men den er bare for kompliceret at lave. Det vil jeg sige, er godt nyt, for det betyder jo, at efterhånden som 3D-print teknologien bliver udviklet, så er der potentiale for endnu bedre konstruktioner.

Jeg kunne godt tænke mig at vide, hvor meget bedre den komplicerede struktur teoretisk set ville være.