95 Fietsersbrug te Lille (Gierle) over de E34 Inleiding Deze opdracht heeft als bedoeling de vervormingen te berekenen van een stalen fietsersbrug onder zijn eigengewicht. Met deze gegevens past de constructeur bij de fabricage van de brug de vorm zo aan dat wanneer de brug geplaatst wordt en onderhevig is aan zijn eigengewicht, het de vorm heeft zoals getekend volgens plan. Vermits vervormingen vrij nauwkeurig dienen te worden bepaald en de geometrie van de brug complex is, dient er een 3D-schaalmode gemaakt te worden van de gehele brug in ESA-Prima Win. Beschrijving van de geometrie van de brug De stalen fietsersbrug te Lille is een brug op 4 steunpunten en is volledig uit platen samengesteld. Naast de twee eindsteunpunten zijn ook 2 pijlers voorzien die de brug inklemmen. De staalkwaliteit is S355. Het dek is uitgevoerd in uitkraging en wordt gesteund door 3 verticale verstijvers die gelast zijn aan consoles. In totaal zijn er 38 consoles. De consoles bestaan uit een lijfplaat en een in breedte variërende onderflens die eindigt op de onderflens van de koker. De lijfplaat kromt naar het einde toe naar boven en dient als steun voor de leuning (koker 200/100/6). De bovenflens wordt gevormd door het dek. Deze consoles zijn gelast aan de koker die het hoofdprofiel van de brug vormt. Het bestaat uit 2 gekromde lijven en 2 vlakke flenzen en is verstijfd door 6 verstijvers, 3 voor elk lijf van de koker die evenwijdig lopen aan de aslijn van de koker. Ter plaatse van de pijlers en de consoles is er telkens een dwarsschot voorzien. Ter plaatse van de consoles is er ook nog een verstijver op het niveau van het dek, zodat de “bovenflens” van de console als het ware wordt doorgetrokken tot in de koker, zodat via het dwarsschot, de krachten naar de koker worden overgedragen. Opbouw van het model in ESA-Prima Win fase 1: opbouw van het referentieprofiel Het referentieprofiel wordt in grondplan uitgezet via de snijpunten van cirkels en rechten (1D macro’s). Het cirkelsegment wordt ingedeeld in 37 stukken, vermits er 38 consoles zijn (eindconsoles inbegrepen). Daarna worden deze 38 punten verplaatst in de hoogte en vormen zo de referentielijn voor de brug. fase 2: opbouw van de standaardmoot De brug kan ingedeeld worden in 38 standaardmoten. Het is dus voldoende om 1 standaardmoot te maken en deze dan langs het referentieprofiel te verplaatsen en te roteren om zo de brug te creëren. Een staafmodel wordt opgebouwd met behulp van de constructie van hulpcirkels en hulprechten. Doordat het assenstelsel kan verplaatst en geroteerd worden, is het mogelijk om telkens in een vlak (2D) te werken, wat de zaak iets eenvoudiger maakt. De gekromde stukken worden gesegmenteerd getekend, zodat deze met recht- of driehoeken kan worden ingevuld. Vervolgens worden de verschillende onderdelen van de moot met 2D-elementen (platen) ingevuld. Elk onderdeel van de moot (bv. console, dek, ...) wordt in een afzonderlijk materiaal gedefinieerd, zodat het mogelijk is om via selectie van 2D-macro’s naar materiaalkwaliteit de verschillende elementen op een éénvoudige manier aan te passen door enkel deze actief te zetten. fase 3: Berekening van de langs- en dwarshelling van elke standaardmoot Vanwege de kromtestraal in planzicht en de kromming in het lengteprofiel, heeft elke standaardmoot een verschillende stand in planzicht en in vooraanzicht. De helling van de standaardmoot is het gemiddelde van de 2 lijnstukken die de naastgelegen referentiepunten verbinden. In een excel-tabel zijn de cartesiaanse coördinaten van het referentieprofiel gegeven. Dit is de output van het model van het referentieprofiel, dat in excel ingelezen is. Hiermee kunnen de benodigde hoeken worden berekend. fase 4: Invoegen van standaardmoten + verbinden van moten De standaardmoot wordt in de oorsprong van het globaal assenstelsel geroteerd in de 2 richtingen (rotatie in planzicht en rotatie in opstand). Vervolgens wordt deze moot met het referentiepunt op de referentielijn geplaatst. Zo ontstaan 38 moten die in hun referentiepunt de gemiddelde dwars- en langskromming aangeven. Vervolgens worden de moten aan mekaar verbonden door de moten aan te vullen. De verschillende onderdelen worden één voor één actief gezet en aan mekaar verbonden door 2D-macro’s te tekenen in 3D. fase 5: Opbouw van de pijlers en randconsoles De moten op het einde van de brug verschillen van de andere door de positie van het dwarsschot in de koker: bij de middenmoten staat dit loodrecht op de lijven en de flenzen van de koker, terwijl bij de eindmoten het dwarsschot in het verlengde van de console ligt. Voor deze twee moten is de standaardmoot aangepast door het dwarsschot te projecteren op het vlak van de console. Deze moot is dan aangevuld met de randconsoles. De pijlers worden ook getekend met behulp van een staafmodel geconstrueerd met hulplijnen, waar achteraf de verschillende platen worden ingetekend. Ter plaatste van de pijlers dienden ook dwarsschoten worden ingevoegd in de koker. fase 6: Berekening Na de generatie van de geometrie worden de steunpunten en de belastingen ingegeven. Vervolgens worden de vervormingen van de structuur berekend en geanalyseerd. Het tegenpijl wordt bepaald en doorgegeven aan de constructeur. Besluit De opbouw van het model is een stuk sneller en éénvoudiger door het gebruik van een standaard-moot die meerdere keren gebruikt wordt in de structuur. Via éénvoudige en krachtige opties zoals het verplaatsen en roteren van het gebruikersassenstelsel kan men in 2D tekenen, wat de zaak toch een stuk vereenvoudigd. Hierdoor is het mogelijk om in een aanvaardbare tijdsperiode een platenmodel op te bouwen van deze brug.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTgyMDE=