Stenger 14 trebruer etter brukollapsen

[Hanhijnn]

J-Å skrev (8 timer siden):

48 tonn uttalte lsstebilfirmaet i går. Og broen var visstnok dimensjonert for den generelle maksvekten på norske veier, 50 tonn. Men jeg antar at det var tatt høyde for at flere lastebiler kunne være på broen samtidig. 

Broen var godkjent for 50 tonn pr. kjøretøy. Ingen begrensning på antall kjøretøy på broen. Det begrenser seg selv.

[J-Å]

10 minutes ago, Hanhijnn said:

Broen var godkjent for 50 tonn pr. kjøretøy. Ingen begrensning på antall kjøretøy på broen. Det begrenser seg selv.

Ingen skiltede begrensninger nei, men det gjøres noen forutsetninger. Det de ikke ser ut til å ta med er horisontale krefter som følge av kraftige oppbremsinger:

Quote

https://www.tu.no/artikler/vegvesenet-ingenting-som-tyder-pa-at-brua-kollapset-pa-grunn-av-lastebilen/521470?key=sTDSB2hx

...

Slik klassifiseres brua

– I bruklassifiseringen bruker vi et kjøretøy på 60 tonn over 18 meter og så en mindre jevnt fordelt last på 600 kg/m foran/bak det tunge kjøretøyet, forteller Hansen.

Vegvesenet går ut ifra at lastebilene aldri vil kjøre støtfanger mot støtfanger fullt lastede i begge retninger samtidig med trafikklasten sideforskjøvet helt inn til rekkverket på en side. De går ut ifra at omtrent hvert 10. vogntog er fullastet og at det er luft mellom bilene, ifølge Vegdirektoratet.

For å ta høyde for at det likevel kan forekomme at disse forutsetningene brytes har Vegvesenet for sikkerhets skyld lastfaktor i tillegg som skal ta høyde for økte kjøretøyvekt de neste hundre år.

– Forskriftslasten som brua er prosjektert for er basert på samme prinsipp men med større vekter på den jevnt fordelte lasten (900 kg/m) og større totalvekt fordelt på kortere lengde: Omtrent 70 tonn fordelt over en lengde på 8,5 meter for mens Bk 10/60 har 60 tonn fordelt på 18 meter, forteller Hansen.

...

 

[esfets]

33 minutes ago, Hanhijnn said:

Broen var godkjent for 50 tonn pr. kjøretøy. Ingen begrensning på antall kjøretøy på broen. Det begrenser seg selv.

Hva om kjøretøyene fordeler seg ujevnt, dvs at ingen kjøretøyer står på den delen som går over E6 av en eller annen grunn, og at det står 50t. tunge lastebiler midt på broa?

[J-Å]

50 minutes ago, esfets said:

Hva om kjøretøyene fordeler seg ujevnt, dvs at ingen kjøretøyer står på den delen som går over E6 av en eller annen grunn, og at det står 50t. tunge lastebiler midt på broa?

Ja, en kunne kanskje tenkt seg at broen burde vært "leddet" ved hvert fundament, slik vi ser bl.a. på Evenstad bro. Da blir hver del belastet som en separat "bjelke".  Fagverk er vel likevel ikke så veldig følsomme for ujevnt fordelt last. Det er de nærmeste knutepunktene som tar mesteparten av bøyekreftene. Men, som Simen1 også er  inne på, en bør kanskje innføre prøvelasting. Det gjøres allerede for kraner og heiser. 

Endret 17. august 2022 av J-Å

[Simen1]

Ekspertkommentator skrev (1 time siden):

c. All sjøter bør dimensjoneres slik at de har samme eller høyere kapasitet som gurt / diagonal. Dette har sammenheng med redundans nevnt ovenfor. 

Jeg er hverken mekanikkingeniør eller konstruktør, men andre her har påpekt at det kan være lurt å la stålkomponenter være svakeste punkt siden de vil gi forvarsel i form av deformasjoner lenge før brudd.

Inspector skrev (1 time siden):

Statiske og dynamiske krefter burde være barnelærdom for brokonstruktører. Dessuten skal sikkerhetsmarginene ligge i størrelsesorden det dobbelte av maksimum normallast.

Jeg mistenker at dynamiske krefter er en stor del av forklaringa. Tung lastebil passerte en av fundamentene nesten uten annen masse på brua som kunne dempe svingningene. Så begynte trolig kollapsen ved det fundamentet som ble passert. Lignende situasjon som ved Perkolo bru.

[J-Å]

29 minutes ago, Simen1 said:

Jeg mistenker at dynamiske krefter er en stor del av forklaringa. Tung lastebil passerte en av fundamentene nesten uten annen masse på brua som kunne dempe svingningene. Så begynte trolig kollapsen ved det fundamentet som ble passert. Lignende situasjon som ved Perkolo bru.

Det kan godt ha vært dynamiske krefter ja, men jeg tror kollapsen ved fundamentet som var passert var sekundær, og at den primære feilen var rett ved siden av der lastebilen står. Men det som er ganske klart er at hvis broen hadde vært utført som tre deler, med fagverkene  avsluttet for hvert fundament (som på nevnte Evenstad bro) , så hadde antagelig brodelen over E-6 og den andre endedelen blitt stående. Når fagverket kollapset på midtdelen har det trukket fagverkene på endedelene med seg, slik at de også har kollapset. 

Evenstad Bro (Google street view), Fagverkene er ikke koblet sammen over fundamentene (bare støttet sideveis i en glidekobling). En brodel kan kollapse uten at de andre påvirkes.

Tretten bro, sammenhengede fagverk over fundament (Google street view).

Flisa bro (også Plan arkitekter). Leddet er forskjøvet i forhold til fundamentet, kollaps av en brodel vil påvirke de andre (Google street view)

 

[Verm]

Ja du veit at trebruer er så levende at stressfølelsene deres overføres telepatisk mellom dem over ekstreme avstander. Det er i grunn rart at ikke alle trebruer allerede har kollapset. Fornuftig å stenge alle på dagen, ja.

[Ekspertkommentator]

Som nevnt andre steder så er det mulig at kollaps startet i knutepunkt nummer 2 vest for nytt fundament (stålpæler).
Dette i form av strekkbrudd (utriving) av undergurt i skjøt. Samtidig som skjøt for overgurt fortsatt er delvis inntakt.
Ved kollaps vil diagonal øst for knutepunktet rives ut som vist på skadebilder.
 

 

Det er dermed ganske klart at svake punkter er dybel-forbindelser (gurt skjøter og diagonaler festet til stålnoder).

Hvis disse dybel forbindelse har vært dobbelsjekket og funnet i orden, hvorfor svikter de nå?

Det spesielle med Tretten bru synes å være at alle vertikaler er i stål med detaljer for innfesting av diagonaler og over- og undergurter. (Detaljer som jeg ikke har sett tegninger av, bare fra skadebilder). Ved bruk av spesielle detaljer er det veldig viktig at knutepunkter har blitt modelert korrekt i beregningsprogrammer for å finne korrekte krefter (og momenter) på forbindelsene. 

Jeg spør meg selv, 
1. Har det blitt introdusert svakheter i over- og undergurter i.f.m. detaljer for innfesting til stålsøyler som ikke har blitt tatt høyde for?
2. Har det blitt introdusert skjærkrefter og momenter i over- og undergurter i.f.m. innfesting til stålsøyler som ikke har blitt inkludert?

Som jeg nevnte i tidligere post så bør forbindelser ha helst den samme eller bedre kapasitet enn gurter og diagonaler som forbindelse kobler sammen.

[Snowleopard]

Ekspertkommentator skrev (3 timer siden):

Noen merknader og forslag.

1. Fra Norconsult sin portal

“Prosessen fram mot ferdig [Tretten] bru har vært et fruktbart samarbeid mellom kunden, arkitekt og Norconsult gjennom alle prosjektets faser hvor stedstilpasning, estetikk, materialbruk og kort byggetid har vært sentrale temaer. Fagverket har form som en flyvinge med buet overgurt og med spisse ender ved landkarene.”

Det med “form som flyvinge” avslører at geometri har vært styrt av estetikk. Resultatet er veldig uheldig geometri (lav høyde og veldig liten vinkel på diagonaler) som resulterer i økte krefter i gurter og diagonaler inn mot land begge sider. Stålbrua som sto der i 100 år var basert på klassisk fagverk og ikke “flyvinge”. Primær fokus må alltid være sikkerhet, funksjon og langvarig nytteverdi for samfunnet.

2. Erfaringer fra oljebransjen

SNIP

Sammenligning med oljebransjen har vel lite for seg, for det er to helt forskjellige krav. Der er estetikk totalt underordnet, det er funksjonalitet og sikkerhet overordnet alle andre perspektiv. Det er vel kun for selve plattformen under planlegging, at en tar noen valg som også har elementer av estetikk i seg, men aldri slik at funksjonalitet og estetikk får forrang over sikkerhet.

En bru som skal stå på tvers av et dalføre eller elveleie, vil bli betraktet av mange. Og det har i lang tid vært et krav om å inkorporere estetikk, fordi det vil bli betraktet av mange. Hvorfor da designe noe som er stygt, om det kan gjøres vakkert? Da blir det alltids en balansegang mellom flere hensyn, der arkitekten gjerne vil sette sine spor. Tenk bare på Da-Vinci-broen, som var funksjonell estetikk.

De viktige tingene å ta hensyn til er altså estetikk, økonomi, sikkerhet, funksjonalitet og selvsagt hva som teknologisk er mulig. Å bygge bru i tre er vel først og fremst estetikk og tildels økonomi, så vel som å skulle vise at dette er fullt ut fungerende materiale. På relativt korte bruer burde det selvsagt fungere, ikke sant?

Men er enig med resten her, at her er det nok en kombinasjon av slitasje/degradering, materialtretning og evnen til å tåle miljøet den skal operere under, med stor variasjon av fuktighet, temperatur, salting av veier og kanskje og påvirkning pga forskjeller i vannmassen, som utøver påvirkninger på konstruksjonen som man sannsynligvis ikke har gitt nok oppmerksomhet.

Det kan, pga blanding av materialer og uheldige valg av løsninger, ha ført til skader som kanskje ikke var like synlig utenfra, f.eks. ved vanninntrengning der metall og treverk kobles sammen. Om skadene først og fremst var på innsiden, og utsiden så tilsynelatende frisk og fin ut, har det kanskje ikke vært like lett å se problemet i forkant.

 Det er ihvertfall ikke første gang man opplever bru-fundamenter eller andre elementer som ser pen ut på utsiden, men så viste det seg og være pill råttent på innsiden, også i betongkonstruksjoner. Fremfor å for evig forbanne trebruer, så er det viktig å finne ut hva som svekket konstruksjonen, for å se om vi kal lære av dette, og dermed unngå slike feil i fremtiden.

Det må ikke nødvendigvis bety at vi skal slutte å bygge trebroer/limtrebroer. Men det kan hende det betyr at de noen steder må vike (over elver med mye vannføring), og heller forbeholdes steder der en eventuell elv er langt mindre, og heller ikke alt for nært vannflaten. Kanskje er det best om de krysser daler, heller enn elver.

[J-Å]

2 hours ago, Ekspertkommentator said:

...

Jeg spør meg selv, 
1. Har det blitt introdusert svakheter i over- og undergurter i.f.m. detaljer for innfesting til stålsøyler som ikke har blitt tatt høyde for?
2. Har det blitt introdusert skjærkrefter og momenter i over- og undergurter i.f.m. innfesting til stålsøyler som ikke har blitt inkludert?

Jeg tror du er inne på noe veldig sentralt. Festeplatene for å skjøte gurtene ser ut til å være sveist fast i de vertikale stålsøylene. Dermed blir de jo veldig lett utsatt for moment hvis det skjer en liten parallellforskyving på langs eller tvers. Bjelkene under kjørebanen er også sveist fast til disse vertikale søylene. Dermed blir det et veldig komplisert kraftmønster, og direkte overføring av vibrasjoner.

Det at  skråstagene går kun en vei gjør det enda verre. Når undergurt har skjøt bør skråstagene møtes i en V over der for å avlaste skjøten.  

I tillegg er det vel fare for at dyblene kan få for høy eller lav forspenning, når varmen fra hele søylene forplanter seg inn i skjøtene. 

 

Endret 17. august 2022 av J-Å

[Ekspertkommentator]

Her er noen enkle figurer som viser mulig bruddmodus for sørsiden, start i skjøt undergirt i knutepunkt midt under lastebil.
Jeg har og vist primærbrudd i girt og diagonaler samt at vestre brudel er forskyvet i østlig retning.
 

 

Jeg antar alt er klart nå, så jeg kan gå å ta meg en kaffe.

 

[J-Å]

40 minutes ago, Ekspertkommentator said:

Jeg antar alt er klart nå, så jeg kan gå å ta meg en kaffe.

Ypperlig. Mangler bare litt om nordsiden, som ikke har helt samme brudd på E6 siden  Og så forklaring på dette  :

https://www.nrk.no/innlandet/anita-bakken-reagerte-pa-unormale-bevegelser-i-tretten-bru-for-kollapsen-1.16069635

Endret 17. august 2022 av J-Å

[Ekspertkommentator]

20 minutes ago, J-Å said:

Ypperlig. Mangler bare litt om nordsiden, som ikke har helt samme brudd på E6 siden  Og så forklaring på dette  :

https://www.nrk.no/innlandet/anita-bakken-reagerte-pa-unormale-bevegelser-i-tretten-bru-for-kollapsen-1.16069635

Det blir litt spekulasjon da jeg ikke har oversikt over skader under vann.
 
Det er gangvei på nordsiden noe som medfører at kansje 75% of vekt fra lastebil belaster sørsiden.

Kollaps på nordsiden virker mye likt sørsiden med unntak av området på høyde med lastebilen. Hvis brudd startet via skjøt i undergurt på sørsiden og fagverk bøyde seg ned, så antar jeg at endel skjærkraft da ble overført til fagverk på nordsiden. Dette medførte overbelastning via skjær (ekstra kraft i diagonal som rett og slett knekte både over og undergurt på nordsiden.
 
Det ser ulikt ut da en bit av fagverket på sørsiden (i motsetning til nordsiden) ble hengende igjen på toppen av stålsøylene. Just my 2 cents...

Bilde fra tv2.

[Erik Solhjell]

Erik:

Jeg er ikke brospesialist, men jeg blir forundret når jeg leser uttalelser fra de som skal kunne noe om broer  at disse trebroene i motsetning til stål- og betongbroer mangler en ekstra sikkerhetsbeskyttelse hvis noe ryker: Går et koblingspunkt i stykker faller hele broen fordi det mangler et ekstra sikkerhetsopplegg som kan redde disse stakkars trebroene i slike situasjoner. Med andre ord fra mitt eget datafagfelt: Disse broene mangler backup. At man i det hele tatt bygger slike broer uten noen form for ekstra sikkerhetsnett er totalt uforståelig.

[J-Å]

Dette bildet viser vel at begge de innerste skjøtene i gurtene på nordsiden har røket. De er ved stålsøyle 4.  Stålsøyle 5 skulle være fast i tverrbjelken som står på fundamentrørene. Denne søylen er revet helt av og er falt ned. Søyle 5 på sørsiden er også revet helt løs fra bjelken, men henger delvis oppe. Som Google bildet viser var dette en boltet forbindelse stål mot stål. Det ser ut til å ha vært korrosjon i koblingsflensene på begge sider. Tydelige mørke felt. Kan det ha vært noe feil i dette området som gjorde at broen gynget? Kan denne forbindelsen har vært røket for en stund siden, slik at rørfundamentene bare holdt kjørebanen, mens fagverket hang kun på landfestet innenfor E6? 

(Google street view)

 

Endret 17. august 2022 av J-Å

[Simen1]

Erik Solhjell skrev (30 minutter siden):

Med andre ord fra mitt eget datafagfelt: Disse broene mangler backup. At man i det hele tatt bygger slike broer uten noen form for ekstra sikkerhetsnett er totalt uforståelig.

Det er en del viktige, store og dyre ting som bygges uten backup eller redundans, men der det er upraktisk, dyrt eller umulig så prøver man å bøte på risikoen med uavhengig kontroll, beregning og testing, samt andre tiltak for å sikre at de tingene som må holde virkelig holder. Jeg kan se for meg at spesielt lange brospenn ikke har noen redundans.

[Ekspertkommentator]

10 hours ago, Simen1 said:

Det er en del viktige, store og dyre ting som bygges uten backup eller redundans, men der det er upraktisk, dyrt eller umulig så prøver man å bøte på risikoen med uavhengig kontroll, beregning og testing, samt andre tiltak for å sikre at de tingene som må holde virkelig holder. Jeg kan se for meg at spesielt lange brospenn ikke har noen redundans.

Krav til redundans for ei bru kan bety at brua ikke kollapser ved "single point failure" f.eks. brudd i tilfeldig knutepunkt, gurt eller diagonal.
 
Redundans tilfredstilles vanligvis via beregninger hvor f.eks. det er akseptert at tap av et knutepunkt resulterer i store permanente deformasjoner men ikke kollaps av brua. Dette gir mulighet for evakuering.
 
Hvis redundans beregninger derimot viser kollaps kan det legges inn forsterkninger, endre konfigurasjon, endre materialer, endre detailjer etc for å unngå kollaps. Dette trenger ikke å være veldig kostbart.
 
Jeg kjenner ikke til regelverk for broer. Men det vil overraske meg veldig hvis det ikke er krav for å sjekke bruer for redundans ("single point failure") når en vet det er potensielt veldig alvorlige konsekvenser hvis bruer kollapser.

[esfets]

12 hours ago, J-Å said:

Kan det ha vært noe feil i dette området som gjorde at broen gynget? Kan denne forbindelsen har vært røket for en stund siden, slik at rørfundamentene bare holdt kjørebanen, mens fagverket hang kun på landfestet innenfor E6? 

 

At broen gynget før hendelsen inntraff er en sentral del av etterforskningen vil jeg tro. Dette er forresten noe som relativt enkel sensorikk kunne fanget opp. Mulig dette må bli påbudt når det bygges broer vi ikke har lang erfaring med.

[Simen1]

Ekspertkommentator skrev (2 timer siden):

Krav til redundans for ei bru kan bety at brua ikke kollapser ved "single point failure" f.eks. brudd i tilfeldig knutepunkt, gurt eller diagonal.
 
Redundans tilfredstilles vanligvis via beregninger hvor f.eks. det er akseptert at tap av et knutepunkt resulterer i store permanente deformasjoner men ikke kollaps av brua. Dette gir mulighet for evakuering.
 
Hvis redundans beregninger derimot viser kollaps kan det legges inn forsterkninger, endre konfigurasjon, endre materialer, endre detailjer etc for å unngå kollaps. Dette trenger ikke å være veldig kostbart.
 
Jeg kjenner ikke til regelverk for broer. Men det vil overraske meg veldig hvis det ikke er krav for å sjekke bruer for redundans ("single point failure") når en vet det er potensielt veldig alvorlige konsekvenser hvis bruer kollapser.

Jeg kom på et eksempel. James webb space telescope. En hel rekke med single point of failure. Konsekvensene av feil er ganske store selv om det ikke er menneskeliv. Ekstrem fokus på å minimere risikoen i hvert punkt veier opp for redundans i risikoberegningene. Poenget er bare at redundans ikke nødvendigvis er eneste vei til rom.

[J-Å]

6 hours ago, Ekspertkommentator said:

Jeg kjenner ikke til regelverk for broer. Men det vil overraske meg veldig hvis det ikke er krav for å sjekke bruer for redundans ("single point failure") når en vet det er potensielt veldig alvorlige konsekvenser hvis bruer kollapser.

Planlagt eller ikke, redundansen her var jo elvebunnen, og det at broen falt rett ned uten å velte. Med dypere vann hadde risikoen vært mye høyere.  Men for trafikk på  E6 var det bare flaks som avgjorde.

Det spørs vel litt hvor langt ned på komponentnivå man går med "single point", og hvor ofte man sjekker. En enkelt bolt kan nok ryke uten at broen faller ned. Her var det for eksempel 10 bolter på hver side som holdt broen oppe ved fundamentene. Det blir interessant å se hvor mange av disse som allerede var røket før kollapsen. https://goo.gl/maps/H4PFLoodXi1pfUGFA

Jeg ser fra live sendingen at de fisker etter bolter med magneter nå.

 

Endret 18. august 2022 av J-Å