Brufornying på Fv341 Vardø - Høgskolen i Narvik
Brufornying på Fv341 Vardø - Høgskolen i Narvik
Brufornying på Fv341 Vardø - Høgskolen i Narvik
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
IHP 1500<br />
Bacheloroppgave i teknologi<br />
Vedlikehold – <strong>Brufornying</strong> <strong>på</strong> <strong>Fv341</strong> <strong>Vardø</strong> –<br />
Hamningberg i Øst Finmark<br />
Forfatter(e)<br />
Rony Andre Benjaminsen<br />
Måned, år<br />
Juni, 2012<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Tittel: Vedlikehold – <strong>Brufornying</strong> <strong>på</strong> <strong>Fv341</strong> mellom <strong>Vardø</strong> og<br />
Hamningberg i Øst Finmark<br />
Dato: 10.6.2012<br />
Gradering: Åpen<br />
Forfattere: Rony Andre Benjaminsen Antall sider: 28<br />
Avdeling for teknologi:IBDK<br />
Studieretning: Allmenn bygg<br />
Veileder: Erling Kristiansen<br />
Oppdragsgiver: Statens Vegvesen – Region Nord<br />
Oppdragsgiver kontaktperson: Kurt Solaas<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong><br />
Vedlegg: 30<br />
Sammendrag:<br />
Rapporten inneholder statiske og armeringsberegninger <strong>på</strong> nytt brudekke (Vesterelv I) samt<br />
arbeidstegninger og anbudsbeskrivelse. Det er tenkt benyttet slakkarmering og alle<br />
beregninger tar utgangspunkt i det. Slakkarmering av betongdekket ser ut til å holde med<br />
tanke <strong>på</strong> last<strong>på</strong>kjenninger, nedbøying pga. svinn og kryp, samt at det ikke oppstår for store<br />
rissdannelser. Plasseringen av armeringen, avstand og antall er også gjengitt <strong>på</strong><br />
arbeidstegninger. DAK filer er også vedlagt <strong>på</strong> egen CD. Det er kontrollregnet <strong>på</strong> kapasitet<br />
til eksisterende stålbjelker Dimel 100, samt nytt profil HE900A med ny opplagring (Elasto<br />
blokk NB og NBv). Alle beregninger er gjort i henhold til håndbøkene til Statens Vegvesen<br />
og Eurokoder med nasjonale tilegg.<br />
I utgangspunktet var det vurdert om man kunne beholde DIMEL 100 bjelkene, men i samråd<br />
med oppdragsgiver har studenten tenkt til å bytte stålbjelkene da det er mye mer økonomisk<br />
enn vedlikehold og overflatebehandling av de eksisterende bjelkene. Beregninger i henhold<br />
til Eurokode 3 viser at det er nok kapasitet og nedbøying i bruksgrense er innenfor krav når<br />
det gjelder HE900A profil.<br />
Abstract:<br />
This report contains calculations of a new concrete bridge (Vesterelv I), construction<br />
drawings and a description of the project. For this upgrade the student has chosen to use<br />
reinforced steel and all calculations are based on that. Also the placement and extent of the<br />
reinforced steel is shown on the construction drawings. The capacity of the steel beams that<br />
support the existing bridge for the new deck has been evaluated and the conclusion is to<br />
replace them with a new beam profile HE900A with new joints. (Elastic blocks NB and<br />
NBv). All calculations have been done in accordance with manuals published by Statens<br />
Vegvesen and Euro codes with national annexes.<br />
The conclusion of this report is that the best solution overall is to replace the exciting steel<br />
beams because it will cost less than surface treatment against corrosion damage. So the<br />
student has suggested replacing them with a new HE900A profile which seems like a<br />
reasonable and perhaps more economical solution in the long run. Reinforced steel also<br />
seems like a good choice and will not cause excessive creep and shrinkage.
Bacheloroppgave: Vedlikehold – <strong>Brufornying</strong> Fv431 <strong>Vardø</strong> –<br />
Hamningberg i Øst Finmark.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Forord<br />
Oppgaven omhandler å lage en plan for fornying av en eksisterende bru langs <strong>Fv341</strong> mellom<br />
<strong>Vardø</strong> og fiskeværet Hamningberg i Øst Finmark. Vegen er en turistveg som er stengt <strong>på</strong><br />
vinterstid mellom november og mai. Ansvarlig for prosjektet er Statens vegvesen. Igjennom<br />
arbeidet med oppgaven har studenten fått mange interessante problemstillinger og ta hensyn<br />
til, hele prosessen har vært svært lærerik og interessant. Hovedprosjektet er avslutningen <strong>på</strong><br />
en 3-årig bachelorgrad ved <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong> – HIN. Som en del av utdanningsopplegget<br />
inngår prosjektarbeid med hovedoppgave som et nødvendig krav for å få en godkjent grad.<br />
Det har vært en hektisk prosess og resultatet fra de siste måneders arbeidsinnsats skal<br />
representeres i en hovedrapport og presentasjon.<br />
Jeg vil gjerne gi en takk til:<br />
Faglig veileder ved <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>, Erling Kristiansen<br />
Veileder(e) fra Statens Vegvesen – Region Nord, Kurt Solaas.<br />
Rony A. Benjaminsen<br />
______________________________<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Innholdsfortegnelse<br />
1. Innledning Side<br />
1.1 Bakgrunn 6<br />
1.2 Oppgavens rammer 7<br />
1.3 Avgrensinger 7<br />
1.4 Framgangsmåte 7<br />
1.5 Målgruppe 8<br />
1.6 Arbeidsform 8<br />
2. Definisjoner<br />
2.1 Betong og armeringsjern 8<br />
2.2 Stål 8<br />
2.3 Lastfaktorer 9<br />
3. Laster<br />
3.1 Konstruksjonens egenvekt 9<br />
3.2 Trafikklaster 10<br />
3.3 Naturlaster: Snølast, vindlast 11<br />
3.4 Ulykkeslaster 12<br />
4. Dimensjonering<br />
4.1 Generelt om dimensjoneringen 12<br />
4.2 Nødvendig armering 13<br />
4.2.1 Lengdearmering (Momentarmering) 13<br />
4.2.2 Skjærarmering 16<br />
4.3 Forankring 17<br />
4.3.1 Nedbøying, svinn og kryp 17<br />
4.3.2 Risskontroll 18<br />
5. Stål<br />
5.1 Generelt om vurdering av stålbjelker 19<br />
5.2 Kontroll av stålbjelker, HEA900/1000 profil 20<br />
5.3 Kontroll av eksisterende stålbjelker DIMEL 100 23<br />
5.4 Rekkverk 23<br />
6. Arbeidstegninger og anbudsbeskrivelse<br />
6.1 Arbeidstegninger av ny bru 24<br />
6.2 Kostnadsoverslag og anbudsbeskrivelse 25<br />
6.3 HMS- risikovurdering 25<br />
6.4 Drift og vedlikehold 26<br />
7. Konklusjon – videre arbeid 27<br />
8. Kilder 28<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9. Vedlegg 26s<br />
9.1 Dimensjonering av brudekke 10s<br />
9.2 Nedbøying, svinn, kryp og risskontroll 5s<br />
9.3 Dimensjonering og kontroll av stålbjelker 6s<br />
9.4 Kontroll av eksisterende DIMEL 100 bjelker 2s<br />
9.5 Dimensjonering av rekkverk i stål 1s<br />
9.6 Arbeidstegninger 4s<br />
9.7 Anbudsbeskrivelse 1s<br />
9.8 Avtale om gjennomføring av oppgave 1s<br />
+ CD (DAK filer og Fokus Konstruksjon filer)<br />
1. Innledning<br />
1.1 Bakgrunn<br />
Statens vegvesen – Region Nord ønsker å utarbeide en plan for oppgradering av 3.bruer <strong>på</strong><br />
<strong>Fv341</strong> mellom <strong>Vardø</strong> og Hamningberg som er en viktig turistveg i regionen som er<br />
vinterstengt deler av året. Det er mange turister som bruker denne vegen <strong>på</strong> sommeren i den<br />
perioden den er åpen som ønsker å oppleve norsk natur og historie.<br />
Bru.nr 20-0660 Vesterelv I er den største av 3 bruer som oppgaven tok utgangspunkt i.<br />
Eksisterende tredekke <strong>på</strong> denne brua er i dårlig forfatning og er moden for oppgradering, det<br />
skal byttes ut med et nytt betongdekke. De oppgraderinger som blir gjort <strong>på</strong> Vesterelv I må<br />
kunne sørge for en økonomisk god løsning for fornying av dekke og nye stålbjelker.<br />
Hensikten med oppgaven er at studenten skal vise at han har tilegnet seg visse ferdigheter<br />
igjennom en 3-års utdanning ved å anvende sin kunnskap til bru prosjektering. Oppgaven<br />
begynte med en samtale sammen med oppdragsgiver hvor rammene til oppgaven ble<br />
tydeliggjort, resultatet av denne samtalen om oppgavens omfang og begrensninger er<br />
gjenspeilet i prosjektets planleggingsfase. Prosjektets videre framdrift og timeforbruk ble<br />
planlagt <strong>på</strong> grunnlag av innhold og disponibel tid.<br />
Dimensjoneringsdelen er utført <strong>på</strong> grunnlag av metoder som studenten har lært i fagene<br />
mekanikk 1 og 2, samt konstruksjonslære. Faget stål, tre og betong har også vært sentralt for<br />
prosjekteringen av nytt dekke, bestemmelse av overdekning, bestandighet og beregning av<br />
kapasiteten til stålbjelkene. Alle beregningene er i henhold til eurokodene, relevante<br />
håndbøker til statens vegvesen er også brukt igjennom hele prosessen. En del av disse<br />
standardene har studenten måttet lese seg opp <strong>på</strong> da de tidligere ikke er gjennomgått i<br />
pensum.<br />
Oppgaven er bygget opp <strong>på</strong> en slik måte at målet har blitt nådd <strong>på</strong> en god måte som<br />
viderebringer de kunnskapene som studenten har ervervet seg fra skolepensumet. Studenten<br />
har også fått seg en god fordypning i bru prosjektering og statens vegvesen sine prosesskoder<br />
og håndbøker. Studenten har lært om bru tekniske forhold og utfordringer knyttet til<br />
prosjektering av bruer. Dette er kunnskap som kommer godt med videre i arbeidslivet. Det<br />
kan også legges til at studenten har lært seg å bruke dataverktøy for konstruksjon og<br />
beregning, resultater fra konstruksjonsprogram er tatt med sammen med utregninger som er<br />
gjort for hånd.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
1.2 Oppgavens rammer<br />
Rammene rundt oppgaven går <strong>på</strong> å lage en plan for oppgradering av nytt brudekke i betong.<br />
Studenten har tatt et valg tidlig om å lage statiske beregninger for å så videre dimensjonere<br />
dekket med slakkarmering. Planen var å få beregnet ferdig betongdekket slik at man kunne<br />
kontrollere kapasiteten til eksisterende stålbjelker DIMEL 100.<br />
Gjennom aktiviteten ble følgende operasjoner utført:<br />
- Lastberegninger: Permanente og variable laster. Lastene er vurdert og plassert i mest<br />
ugunstige stilling.<br />
- Statiske beregninger av brudekke.<br />
- Dimensjonering av stålbjelker og valg av rekkverk i stål med innfestning og ende<br />
avslutninger.<br />
- Supplerende kontroll ved hjelp av Fokus konstruksjon.<br />
- Utarbeidelse av arbeidstegninger (K-Tegninger) som dokumenterer studentens<br />
beregninger.<br />
- Prosjekteringen og arbeidstegningene er brukt som grunnlag for en anbudsbeskrivelse<br />
(D-kap). Program som er brukt er Fokus anbud i henhold til prosesskode 026.<br />
1.3 Avgrensinger<br />
Oppgaven er i samråd med oppdragsgiver avgrenset til å gjelde bru nr. 20-0660 Vesterelv-1<br />
som er den største av de tre. Den eksisterende brua har et spenn <strong>på</strong> 19,4 m og total bredde <strong>på</strong><br />
4,58 m. Prosjektet begrenser seg til å lage ny overbygning i betong og en vurdering av<br />
kapasiteten eller muligheten for å beholde eksisterende stålbjelker, samt finne rekkverkstype<br />
med innfestning og avslutninger. Landkar skal beholdes da de ansees til å være i god stand og<br />
kan benyttes videre og er ikke tatt med noen av beregningene i oppgaven. Som grunnlag for<br />
prosjektering er HB185 (2011) lagt til grunn, alle beregninger av betong er gjort etter<br />
Eurokode 2. Videre er det ikke gjort noen beregninger i utmattingstilstand grunnet at<br />
studenten ikke har vært igjennom slike beregninger i tidligere pensum, det samme gjelder<br />
vurdering om å bruke spennbetong eller samvirke da det også er emner som ikke var<br />
gjennomgått <strong>på</strong> tidspunktet dimensjoneringsaktiviteten <strong>på</strong>gikk. Det er likevel gått igjennom<br />
en del løsninger som ikke er en del av pensum. For eksempel bruk av Fokus konstruksjon og<br />
bunting av armeringsjern.<br />
1.4 Framgangsmåte<br />
Når det nærmet seg tid for å velge hovedoppgave virket dette som et veldig interessant<br />
område og fanget raskt studentens oppmerksomhet. Statens Vegvesen hadde vært i bakhodet<br />
<strong>på</strong> mulige bedrifter å skrive oppgave for da mye av deres fagområder virker spennende og<br />
ikke minst utfordrende. Tidlig i oppstarten av oppgaven var Statens Vegvesen behjelpelig<br />
med å forklare mer detaljert hva oppgaven gikk ut <strong>på</strong>. Under introduksjonsmøtet i februar fikk<br />
studenten innsikt i de forskjellige fasene.<br />
Forprosjektet gikk ut <strong>på</strong> å lage rammer rundt oppgaven og klargjøre hvilke mål som skulle<br />
oppnås igjennom prosjektfasen. En prosjektplan ble så utarbeidet der alle disse<br />
problemstillingene ble gjennomgått. En prosjektplan med aktiviteter og lengder ble utarbeidet<br />
med forskjellige milepæler underveis og en kritisk linje. Det var noe vanskelig å kartlegge<br />
oppgavens omfang til å begynne med. Mye av studentens erfaring med tidligere beregninger<br />
er mest relatert til hus og ikke konstruksjon. En god del av utfordringen var å sette seg inn i<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
u prosjektering. Studenten hadde en del erfaring med dimensjonering av betong, men ikke<br />
et brudekke av betong som skal ligge op<strong>på</strong> bærende bjelker av stål. Igjennom hele prosjektet<br />
har fremdriftsplanen blitt fulgt opp og eventuelle forsinkelser og etterslep blitt forsøkt tatt<br />
igjen. Det har vært jevnlig levering av statusrapporter underveis for å sikre at prosjektet<br />
utviklet seg <strong>på</strong> en god måte og at fremdriftsplanen ble forsøkt fulgt opp <strong>på</strong> best mulig måte.<br />
1.5 Målgruppe<br />
Dette prosjektets målgruppe er studenter med liknende bakgrunn, veiledere og oppdragsgiver.<br />
Rapporten beskriver de tekniske forhold rundt bru prosjektering og utarbeidelse av<br />
anbudsbeskrivelser. Rapportens innhold og metoder kan benyttes til liknende oppgaver.<br />
1.6 Arbeidsform<br />
Gjennom prosjektarbeidet har studenten ved slutten av hver arbeidsuke tatt en gjennomgang<br />
av prosjektets status med hensyn <strong>på</strong> fremdrift og timeforbruk. Det har også vært møter med<br />
veileder <strong>på</strong> <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>, spesielt i oppstartsfasen med selve dimensjoneringen og<br />
forskjellige muligheter til løsninger samt vært behjelpelig med anskaffelse av dataverktøy til<br />
konstruksjon og anbudsbeskrivelse.<br />
2. Definisjoner<br />
2.1 Betong og armeringsjern<br />
Valg av bestandighetsklasse: Bruens beliggenhet er i nærheten av kysten, men ikke i direkte<br />
kontakt med sjøvann. På bakgrunn av en helhetlig vurdering er betongens miljø<strong>på</strong>kjenning er<br />
eksponeringsklasse antatt til å være XF4 eller XD3 i henhold til Eurokode 2. For<br />
beregningene er det valgt eksponeringsklasse XF4 med dimensjonerende levetid = 100 år. Det<br />
er rimelig grunn til å anta at betongen vil kunne bli utsatt for fryse- og tine angrep. Betongens<br />
bestandighetsklasse er bestemt til minimum MF45 (SV-30 i henhold til Prosesskode 2).<br />
HB185 stiller krav til overdekning som gjelder fra betongoverflaten til nærmeste konstruktive<br />
armering. Minimum overdekning blir da C min = 50mm og nominell overdekning blir summen<br />
av minimum overdekning pluss et tillatt avvik <strong>på</strong> 15mm og dette skal angis i<br />
beregningsforutsetningene og arbeidstegninger. C nom = 50+15=65mm, denne overdekningen<br />
gjelder både <strong>på</strong> overkant og underkant av dekket. Ved eksponeringsklasse XD3 er kravet til<br />
overdekning det samme som for XF4. Armeringskvalitet er satt til B500C i henhold til<br />
HB185 og det er beregnet for slakkarmering i brudekket.<br />
2.2 Stålbjelker<br />
Eksisterende bru har 2 stk Dimel 100 bjelker med senteravstand lik 2400mm. Det er<br />
kontrollregnet <strong>på</strong> om disse bjelkene har kapasitet til å bære nytt dekke og i forhold til diverse<br />
lastsituasjoner. Det er uvisst hvilken stålkvalitet Dimel 100 bjelkene har, men det er antatt en<br />
kvalitet lik 350N\mm 2 . Det er også uvisst hvilket vedlikeholdsbehov de gamle bjelkene har<br />
angående korrosjon og dårlig stålkvalitet. Prosjekteringen skisserer et forslag som går ut <strong>på</strong> å<br />
bytte til HE900A profil med samme senteravstand, men nye opplagringer. Disse bjelkene er<br />
kontrollert i forhold til kapasitet og diverse lastsituasjoner. Prosjekterende har valgt S355<br />
kvalitet <strong>på</strong> stålet.<br />
Det var i utgangspunktet vurdert å beholde de eksisterende bjelkene, men studenten har i<br />
samråd med oppdragsgiver konkludert med at man skal bytte DIMEL 100 bjelkene med nye<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
HE900A bjelker da kostnader knyttet til overflatebehandling og vedlikehold er større enn å<br />
kjøpe nye bjelker.<br />
2.3 Lastfaktorer<br />
Bruddgrensetilstand: HB185 refererer til NS-EN 1990 som angir hvilke faktorer som skal<br />
benyttes i denne tilstanden. Følgende lastfaktorer er dermed satt:<br />
Egenvekt = 1,2<br />
Nyttelaster (Snø, vind, trafikklast) = 1,5<br />
Det er ikke utført kontroll i utmattingstilstand.<br />
Bruksgrensetilstand: NS-EN 1990<br />
Egenvekt = 1,0<br />
Nyttelaster = 1,05<br />
For øvrig skal lastene som er dimensjonerende være plassert i mest ugunstige stilling.<br />
3. Laster<br />
3.1 Konstruksjonens egenvekt<br />
Med konstruksjonens egenvekt menes de forskjellige permanente lastene som oppstår fra<br />
konstruksjonsdelene. Tyngdetetthet for armert betong er satt til 25kN\m 3 (HB185).<br />
Rekkverket er beregnet som en linjelast med <strong>på</strong>kjenning = 1 kN\m. Stålbjelkenes egenvekt er<br />
satt til 2,4 kN\m, denne vekten er beregnet ved hjelp av Fokus konstruksjon for en HE900A<br />
bjelke. I forhold til brudekket er det i utgangspunktet nødvendig med kantdrager, men så<br />
lenge avrenning er kontrollert og at eventuelle farlige gjenstander som kan falle utenfor bruen<br />
<strong>på</strong> underliggende areal ikke utgjør noen fare er det strengt tatt ikke nødvendig med<br />
kantdrager. Ser man <strong>på</strong> omkringliggende areal rundt bruen i denne oppgaven, virker det som<br />
avrenning kan gå direkte over brukant uten noen store problemer. Det har blitt vurdert å<br />
droppe kantdrager men etter og ha kommet et stykke ut i prosjekteringen så man at avstanden<br />
mellom gjengestang og undersiden <strong>på</strong> betongdekket ble noe liten, derfor ble det valgt å føye<br />
inn kantdrager.<br />
Slitelag og fuktisolering<br />
Brua skal ha asfaltslitelag med membran, typen som er valgt for denne brua er A2 –<br />
Asfaltslitelag med forenklet fuktisolering. Prinsippet er å impregnere betongdekket som tetter<br />
og\eller øker styrken i det øverste laget av betongen, dette gjøres før asfalten legges. Denne<br />
isoleringen vil gi en viss beskyttelse for inntrengning av vann og salt. Vekten av slitelaget er<br />
beregnet til ca 0,85kN\m 2 . Et minus ved dette slitelaget er at det har en noe kort levetid men<br />
er en enklere og billigere løsning enn full fuktisolering. Håndbok 185 angir også kravet om at<br />
det skal være fall, i henhold til tabell 1.1 skal det være et fall <strong>på</strong> 5 % innover mot overkant av<br />
drager.<br />
Rekkverk<br />
Egenvekt er satt lik 1,0kN\m og regnes som en linjelast. Detaljer angående valg av<br />
rekkverkstype og en kapasitetsberegning (noe forenklet) er nærmere beskrevet under punkt<br />
5.4.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
3.2 Trafikklast<br />
Med trafikklast menes laster som oppstår i lastfelt og eventuelt restareal. Den delen som er<br />
satt av til kjørebane deles inn i lastfelt med bredde = 3 m og eventuelt restareal med bredde<br />
mindre enn 3 m. HB 185 (2011) viser generelt til NS-EN 1991-2 Trafikklast <strong>på</strong> bruer for<br />
dimensjoneringsgrunnlag. Dette innebærer laster fra den trafikk som normalt tillates <strong>på</strong><br />
konstruksjonen. Trafikklast er plassert i mest ugunstige stilling <strong>på</strong> brudekket i lengde og tverr<br />
retning innenfor tilgjengelig føringsbredde. Trafikklastene er delt inn i følgende lastmodeller,<br />
LM1, LM2, LM3 og LM4. (NS-EN 1991-2). I denne oppgaven er det mest aktuelt å<br />
undersøke last<strong>på</strong>kjenningen fra LM1 og LM2 i lokale og globale analyser. Det er for så vidt<br />
gjort noen forenklinger angående utbredelsen av lasten over dekkets overflate, kraften er<br />
regnet som en punktlast som oppstår i et matematisk punkt.<br />
Lastmodell 1 (LM1) består av konsentrerte laster med dobbel aksling (boggielast) og jevnt<br />
fordelte laster. Føringsbredden <strong>på</strong> bruen er 4,5meter, som betyr at det kun er et felt. Nasjonalt<br />
tillegg angir hvilke korreksjonsfaktorer som skal benyttes for de forskjellige lastmodellene,<br />
for LM1 kalles denne korreksjonsfaktoren a Qi og settes lik 1 for lastfelt 1,2 og 3. Dette betyr<br />
at belastningen Q 1k =300kN (150kN pr hjul) for lastfelt 1 hvor hjullasten har en utbredelse<br />
over dekket <strong>på</strong> 0,4m*4,0m og en avstand <strong>på</strong> 1,2m mellom de to aksellastene i lengderetning.<br />
Antallet felt bestemmes fra NS-EN 1991-2 tabell 4.1 basert <strong>på</strong> føringsbredden. HB185 angir<br />
at de største boggielastene (TS) i LM1 skal erstattes med en jevnt fordelt last<br />
(boggieekvivalentlast) q Qk = 25kN\m 2 som gjelder for kjørebanebredder over 3m. Denne lasten<br />
skal alltid opptre samtidig med den jevnt fordelte trafikklasten q k =5kN\m 2 og forutsettes<br />
plassert innenfor lastfelt (dvs 3 meter bredde) og 6 meter i lengderetningen.<br />
Figur 3.1: LM1 lasttype q Qk og q k .<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Lastmodell 2 (LM2) består av en enkel aksellast = 400kN som kan plasseres hvor som helst i<br />
kjørebanen, men for dimensjonering bør den plasseres i mest ugunstige stilling.<br />
Korreksjonsfaktoren b Q settes lik 1. Minste avstand fra anleggsflatens sentrum til rekkverk<br />
eller annen sidehindring er 0,5 m. Der hvor det er relevant kan det benyttes last<strong>på</strong>kjenning fra<br />
bare ett hjul = 200kN. Hjullasten er fordelt over et område lik 0,35m i bruas lengderetning,<br />
altså x-retningen og 0,6m i bredden.<br />
Figur 3.2: Lastmodell 2<br />
Fordelingen av hjullasten fra LM1 og LM2 skal i utgangspunktet regnes fra kontaktflaten og<br />
ned til centroiden i et spredningsmønster som danner en vinkel = 45 grader. Det er valgt å<br />
noen forenklinger videre i oppgaven og lasten er beregnet som en punktlast for<br />
dimensjoneringen av brudekket.<br />
LM3 og LM4 er henholdsvis spesialkjøretøyer og en jevnt fordelt last som representerer en<br />
personlast, disse lastmodellene er det ikke gjort noen beregninger <strong>på</strong>.<br />
Bremse og akselerasjonslaster<br />
Laster som oppstår <strong>på</strong> grunnlag av et kjøretøys bremsing og akselerasjon i lastfeltet er i<br />
henhold til N.A.4.4.1 satt til 900kN. En horisontal kraft som kun er belastet av en aksling har<br />
følgende verdi Q lk =0,6*a Q1 *Q lk =0,6*1*900=540kN.<br />
3.3 Naturlaster<br />
Snølast<br />
Snølast er tatt med og særskillt vurdert i prosjekteringen fordi vegen er vinterstengt og derfor<br />
forventes det at brudekket ikke vil bli ryddet for snø vinterstid. Snølast regnes ikke å opptre<br />
samtidig som trafikklast <strong>på</strong> en vegbru.<br />
Karakteristisk snølast for Båtsfjord kommune nær havnivå er hentet fra N.A 4.1 (NS-EN<br />
1991-1-3) og er lik 4,0kN\m 2 . For brudekket som er en høvelig flat konstruksjonsdel er<br />
formfaktoren m satt lik 0,8 som gir en karakteristisk snølast lik 3,2kN\m 2 .<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Vindlast<br />
I henhold til HB185(punkt 2.5.2 s65) skal vindlast <strong>på</strong> brukonstruksjoner bestemmes i<br />
vindlastklasse (1,2 eller 3). For denne bruen er vindlastklasse 1 gjeldende. Typiske<br />
brukonstruksjoner i denne klassen er bjelkebruer i betong eller stål og platebruer. Vindlasten<br />
<strong>på</strong> brua er beregnet etter NS-EN 1991-1-4 med grunnlag i HB185.<br />
I utgangspunktet skal en brukonstruksjon også vurderes for temperaturlast i følge HB185,<br />
dette er nærmere beskrevet i NS-EN 1991-5 men ikke beregnet <strong>på</strong> i denne oppgaven.<br />
3.4 Ulykkeslaster<br />
I henhold til HB185 (punkt 2.7 s91) er en ulykkeslast definert som laster konstruksjonen kan<br />
bli utsatt for under unormale forhold eller ved uriktig bruk eller ulykkestilfelle og har<br />
benevnelsen A. Eksempler <strong>på</strong> dette kan være: Påkjøring, eksplosjoner med mulig <strong>på</strong>følgende<br />
brann, last fra fallende gjennstander og lignende. Dette er beskrevet nærmere i NS-EN 1991-<br />
1-7 + NA.<br />
For denne bruen antas det som lite sannsynlig at en bærende konstruksjon kan bli <strong>på</strong>kjørt, og<br />
er derfor ikke kontrollert for <strong>på</strong>kjøringslast.<br />
Risikoen er derimot størst for at rekkverket <strong>på</strong> brua <strong>på</strong>kjøres. Derfor er det viktig at<br />
rekkverket kontrolleres for <strong>på</strong>kjøringslast fra et kjøretøy. Konstruksjonen er prosjektert langs<br />
en fylkesvei med relativt lav trafikktetthet, men i sommerperioder må det alikevell antas a<br />
være perioder med ganske mye trafikk. Risikoen for <strong>på</strong>kjøring anses allikevel ikke som veldig<br />
høy. Man må selvsagt også ta med forholdene rundt brua i forhold til sikt og geometri når<br />
man skal vurdere sannsynligheten for at ulykker kan finne sted.<br />
I henhold til HB231 Rekkverk skal <strong>på</strong>kjøringslasten som overføres via brurekkverk til<br />
underliggende konstruksjon for stålrekkverk H2 klasse A være lik 100 kN. I tilegg til denne<br />
lasten kommer en vertikallast som virker <strong>på</strong> brudekk sammen med overnevnte som er<br />
nærmere beskrevet i NS-EN 1991-2. Angrepspunktet til lasten regnes å virke 1m over<br />
brudekket.<br />
4. Dimensjonering og arbeidstegninger<br />
4.1 Generelt om dimensjoneringen<br />
Bruplaten av betong er en statisk ubestemt konstruksjon, dette har nok sin årsak i hensyn til<br />
vedlikehold. Bruplaten ligger op<strong>på</strong> to valsede stålbjelker og for denne bruen er det valgt at det<br />
ikke blir benyttet samvirke mellom bjelke og dekke. Bredden <strong>på</strong> det nye brudekket blir 5,5 m<br />
fra kant til kant. Dette regnes som innenfor grensen da man må ta hensyn til bredden <strong>på</strong><br />
landkarene som skal beholdes videre. Den nye brua er tenkt som en bjelke\platebru i stål og<br />
betong med stålrekkverk i stykeklasse H2. Momenter som de ulike konstruksjonsdelen<br />
oppstår er avhengig av stivheten til alle konstruksjonsdelene. Siden man har trafikklaster som<br />
”vandrer” over bruplaten gjør dette beregningene mer komplisert. Det vil ikke være<br />
nødvendig å dimensjonere fuger i enden av brua da den har relativt kort lengde. Det vil i<br />
stedet støpes inn en endetverrbjelke som er tegnet inn <strong>på</strong> arbeidstegningene som skal ta opp<br />
bevegelsen. Generelt kan det nevnes at vedlikehold av fuger er relativt høyt og bør unngås<br />
eller minimaliseres hvor det er mulig.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
I forbindelse med beregningen har studenten gjort en del forenklinger for å kunne foreta de<br />
nødvendige beregningene <strong>på</strong> brua. Mange av beregnene er konservative i sine anslag, for å<br />
være sikker <strong>på</strong> at man holder seg innenfor konstruksjonens kapasitet. Dette vil nok medføre at<br />
konstruksjonen tenderer til å være overdimensjonert <strong>på</strong> enkelte punkter.<br />
Utgangspunktet har vært lastberegninger som er kjent for studenten fra pensum i tidligere<br />
emner, så har man jobbet videre derfra. Betongdekket er i utgangspunktet beregnet som<br />
statisk bestemt når det er håndregnet, mens den er beregnet som statisk ubestemt med Fokus<br />
konstruksjon. Resultatene fra begge beregningene er tatt med, og de er høvelig like i forhold<br />
til momenter og skjærkrefter. Man har også prøvd mer avanserte beregningsmetoder og<br />
vurdert laster med en viss utbredelse og spredning innover i dekket. Studenten har bl.annet<br />
studert bruk av influenslinjer i forbindelse med plassering av laster for å få de<br />
kombinasjonene som gir det mest ugunstige lastplassering og de største momenter i felt og<br />
over støttene. Studenten oppdaget at det var veldig tidkrevene å prøve å plassere lastene i<br />
mest ugunstige posisjon, og bestemte seg derfor for å gjøre en del av arbeidet med hjelp av<br />
Fokus konstruksjon da det var mange punkter som måtte testes for å kunne danne seg et<br />
komplett bilde av kreftene i lengderetning. Det var en god del punkter som måtte testes i<br />
lengderetning og i tverretningen.<br />
4.2 Nødvendig armering<br />
4.2.1 Lengdearmering (Momentarmering)<br />
Egenvekt<br />
Egenvekt av bruplaten i tverretning får etter beregning en fordelt last pr lengdemeter lik 11,85<br />
kN\m 2 , lastfaktorer ikke medregnet. Egenvekt rekkverk (linjelast) og asfaltslitelag er<br />
inkludert.<br />
Trafikklast<br />
Det er brukt Håndbok 185 sammen med NS-EN 1991-2 for å finne de riktige lasttypene som<br />
vil være dimensjonerende. Tidligere i oppgaven er trafikklaster definert, <strong>på</strong> bakgrunn av dette<br />
vil lasttypen LM2 bli dimensjonerende for bruplaten (Vedlegg 9.1.4).<br />
LM2 består av to aksellaster med et bidrag <strong>på</strong> 200kN pr hjul plassert i platens tverretning med<br />
senteravstand <strong>på</strong> 2 m i tverreting. Det er gjort noen forenklinger her og lasten er beregnet som<br />
en punktlast for dimensjoneringen av brudekket. Det testet ved hjelp av Fokus konstruksjon i<br />
tilegg til håndregning etter standarden. Etter litt testing av forskjellige plasseringer langs<br />
brudekket er det funnet at maksimal moment er 355kNm når lastene er plassert i mest<br />
ugunstige stilling (Lastfaktorer for bruddgrensetilstand er tatt med).<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Figur 4.1: LM2 lastsituasjon i tverrsnitt av dekket.<br />
Trykksonekapasitet<br />
Ved beregning av tverrarmering har studenten valgt å betrakte bruplaten som en bjelke med<br />
tykkelse 0,4 m (asfaltslitelag ikke inkludert) med lengde lik 5,5 m fra kant til kant.<br />
Momentkapasiteten til betongens trykksone er gitt ved: M Rd =K*b*d 2 *f cd<br />
Hvor:<br />
M Rd = Trykksonekapasitet<br />
f cd = dimensjonerende trykkfasthet for betong<br />
b = bredde (1 m stripe av betondekket)<br />
d = effektiv høyde<br />
K = 0,275 (For betong i fasthetsklasse B20-B45)<br />
Figur 4.2: Platetverrsnitt (Forenklet)<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Med disse målene blir trykksonens momentkapasitet lik 618,5 kNm, som for så vidt er et<br />
ganske konservativt anslag. Det betyr at man har en delvis utnyttet trykksone i betongen.<br />
Utregninger viser at midtseksjonen klarer seg uten trykkarmering i trykksonen. Studenten<br />
vurderer det slik at det bør legges minimumsarmering her. Det vil også oppstå strekksoner<br />
over opplegg (stålbjelkene) som gjør det nødvendig med lengdearmering i overkant av<br />
brudekket.<br />
Strekkarmering<br />
Nødvendig armering pr. meter bredde av platen er gitt ved: A s = M Ed \(1-0,17*M Ed \M Rd )*d*f yd<br />
Hvor:<br />
M Ed = Dimensjonerende moment<br />
f yd = Dimensjonerende strekkfasthet for armeringsstålet<br />
Armering som er beregnet og innlagt i bruplaten er basert <strong>på</strong> dimensjonerende momenter:<br />
M støtte = kNm<br />
M felt = kNm<br />
Beregnet momentarmering<br />
Med bakgrunn i studentens beregninger (Vedlegg 9.1.5) er konklusjonen at man burde legge<br />
to lag med armeringsjern. Største moment (regnet for hånd), som blir dimensjonerende er lik<br />
332 kNm. For å tilfredsstille kravet om nødvendig armering kan man i det øvre laget legge<br />
inn Ø25 stenger med senteravstand 250 mm, i tverretning vil disse stengene ha en lengde lik<br />
5500-65*2=5370mm når forankringslengden er medregnet. Videre er det tverrbjelker i endene<br />
som til sammen har en bredde <strong>på</strong> 400mm. Lengden det skal legges inn momentarmering i<br />
lengderetningen blir da 19m. Det virker fornuftig å legge inn både oppe og nede da<br />
lastvariasjoner kan få det til å oppstå strekkrefter i midtpartiet ifølge beregninger av<br />
forskjellige situasjoner med trafikklaster.<br />
Strekkarmering øverste del: 76stk Ø25 med senteravstand 250mm.<br />
Strekkarmering nederste del: Samme<br />
Minimumsarmering<br />
Arealet av stekkarmeringen A s bør ikke være mindre enn A s,min som er gitt ved:<br />
Hvor:<br />
f ctm for aktuell betongklasse finnes i EC2 (tabell 3.1)<br />
f yk =<br />
Eurokoden krever minimumsarmering <strong>på</strong> tvers av den beregnete hovedarmeringen som skal<br />
fungere som svinn og- fordelingsarmering.<br />
Med denne formelen blir minimumsarmeringen beregnet til ca 415 mm 2 /m.<br />
Krav til maksimal senteravstand ifølge EC2 er S max,slabs = min [3h, 400mm] = 400mm for<br />
dette tilfellet.<br />
Det er lagt inn minimumsarmering (svinn og fordelingsarmering):<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
4.2.2 Armering for skjærkraft<br />
Generelt kan man si at skjærkreftene vil bli størst ved opplegget, alså over stålbjelkene når<br />
man vurderer tverrsnittet av betongdekket. Skjærkrefter kan initiere riss i betongen. Den<br />
største skjærkraften som blir dimensjonerende i bruas tverretning er funnet til 344 kN ved<br />
beregning i Fokus konstruksjon med lastmodell 2 plassert i mest ugunstige posisjon. Ved<br />
håndregning er største skjærkraft funnet til 334 kN som er høvelig nært. Da har man tatt med<br />
bidraget fra flensen siden det har virket naturlig. Vi har fra tidligere at strekkarmering er 2945<br />
mm 2 /m (8 ø25 i 2-snitt med c-250mm) og d = 306,5mm.<br />
Nærmere regler for bereging av skjærkapasitet er gitt i Eurokode 2, punkt 6.2 og disse reglene<br />
gjelder for både plater og bjelker. Vi betraker en seksjon av platen med bredde lik 1 m.<br />
Formel i følge NS-EN 1992-1 er for betongkonstruksjoner uten beregningsmessig behov for<br />
skjærarmering er gitt ved:<br />
V Rd,c = C Rd,c *k(100rL*f ck )^1/3*b w *d<br />
Hvor:<br />
F ck = Karakteristisk sylinderfasthet (45 N\mm 2 )<br />
b w = minste tverrsnittsbredde i strekksonen [mm]<br />
k=0,15 (Ingen grove korn i tilslaget, NS-EN 12620)<br />
4.3 Forankring (Heft)<br />
Denne bruen har relativt lange spenn (19,4meter) og pga. dette kan man bli nødt til å legge inn<br />
armeringsjern som er sammenskjøtet med relativt høy momentbelastning. I bruas tverretning<br />
er det beregnet en forankringskraft (med behov for skjærarmering) F td = 85.5 kN. Den<br />
nødvendige forankringslengden L bd er funnet til 850 mm > 200 mm.(Vedlegg 9.1.8).<br />
4.3.1 Nedbøying, svinn og kryp<br />
Håndbok 185 stiller krav til maksimal nedbøying for vegdekke med asfaltbelegg L\400 hvor<br />
L=avstand lokale oppleggspunkter, henholdsvis 2400 mm og 1550 mm.<br />
Nedbøyingsberegningen er gjort i tverretning og dimensjonerende momenter er beregnet i<br />
bruksgrensetilstand. Lastfaktorer 1,0 for egenlast og 1,05 for variable laster (trafikklaster,<br />
nyttelaster ect.). Det er beregnet nedbøying pga. egenlast og trafikklast som regnes å virke<br />
over kort tid og maksimal nedbøying etter lang tid pga. svinn og kryp.(Vedlegg<br />
9.2.1)(Vedlegg 9.2.2).<br />
Videre gjør man en del antagelser før selve beregningen, man antar at konstruksjonen<br />
befinner seg i stadium 2 som betyr at man har et opprisset tverrsnitt hvor stål og betong har<br />
lineære egenskaper. For å beregne EI (bøyestivhet) har studenten brukt følgende formel:<br />
Hvor:<br />
E s = E-modul for stål<br />
E cm = E-modul for betong (EC2, tabell 3.1)<br />
=hentes fra tabell (0,69)<br />
Generelle nedbøyingsformler som er brukt:<br />
Midtseksjon:<br />
Basert <strong>på</strong> en jevnt fordelt last (Konstruksjonens egenlast)<br />
Trafikklast<br />
Utkragere:<br />
Egenlast (jevnt fordelt last)<br />
Trafikklast<br />
Nedbøying:<br />
Midtseksjon (korttid): 2,9 < 1550/400 = 6<br />
Utkrager (korttid): 3,73 < 3,87 (Akkurat innenfor akseptabel verdi)<br />
Midtseksjon (langtid): 6,85<br />
Utkrager (langtid): 5,7<br />
Det er også beregnet nedbøying i lengderetning, dette er nærmere beskrevet under punkt 5.2<br />
Kontroll av stålbjelker (HE900A og HE1000A).<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
4.3.2 Risskontroll<br />
For en betongkonstruksjon av denne typen vil rissvidder være svært sentrale og viktig i<br />
dimensjoneringen. Konstruksjonen har en ganske høy egenvekt og lange spenn, dette øker<br />
faren for at det dannes uakseptabelt store riss. Denne bruen er prosjektert til å ha en levetid <strong>på</strong><br />
100 år og for store riss vil være uheldig da det vil kunne gjøre armeringen utsatt for korrosjon.<br />
I prosjekteringen er det viktig å begrense opprissing slik at det ikke går utover<br />
konstruksjonens bestandighet og funksjonalitet. Ved å legge inn en viss minimumsarmering<br />
vil man få en kontrollert opprissing. For å kunne beregne rissvidder må kravet om<br />
minimumsarmering være oppfylt i henhold til Eurocode 2:<br />
A s > A s, min<br />
Begrensningen av tillatte rissvidder er i relasjon til eksponeringsklasser og armeringstype, i<br />
vår konstruksjon er det kun beregnet slakkarmering. Krav til største tillatte rissvidder er gitt i<br />
Eurokode 2 (tabell 5.2) som gir en W max for eksponeringsklasse XF4 (XD3) for<br />
konstruksjonsdeler uten kontinuerlig samvirke lik 0,3K c hvor K c =C nom /C min
5. Stål<br />
5.1 Generelt om vurdering av stålbjelker<br />
Eksisterende bru ble bygget i 1958 og det har i startfasen blitt vurdert om stålbjelker av typen<br />
DIMEL 100 kunne benyttes videre for nytt dekke. Studenten har i samsvar med<br />
oppdragsgiver kommet fram til at det er mest økonomisk og rasjonelt å bytte til nye HEA<br />
profiler med tanke <strong>på</strong> korrosjon og tilstand enn å overflatebehandle de eksisterende bjelkene.<br />
HEA 1000 eller 900 er de mest aktuelle profilene og det har blitt regnet <strong>på</strong> begge. Det er<br />
regnet <strong>på</strong> kapasiteten til de gamle bjelkene også for så vidt da studenten fikk tak i profildata<br />
for eksisterende profil.<br />
De nye bjelkene skal ha et spenn <strong>på</strong> 19,4 meter og bære lastene fra nytt betongdekke med<br />
slitelag og rekkverk. Studenten har valgt å beholde eksisterende senteravstand <strong>på</strong> 2,4 meter til<br />
de nye bjelkene. Det velges 2 stk fast opplagring <strong>på</strong> den ene siden og 2 forskyvelige rullelagre<br />
<strong>på</strong> den andre enden med opplagringslengde 300 mm <strong>på</strong> begge sider. Disse lagrene plasseres<br />
op<strong>på</strong> støpte mørtelputer. For nærmere detaljer om nye opplagringer og dimensjonering av<br />
disse (Vedlegg 9.3.4).<br />
De nye stålbjelkene må tåle <strong>på</strong>kjenninger fra konstruksjonens egenvekt, de må også tåle<br />
oppsamling av snø <strong>på</strong> de tider av året hvor vegen er vinterstengt og ikke i bruk. Trafikklaster<br />
og bremselaster, samt ulykkeslaster må bjelkene også tåle. Det er gjort flere beregninger for å<br />
finne de situasjoner som gir de største <strong>på</strong>kjenningene for å se om bjelkene har kapasitet til å<br />
tåle det.<br />
Forutsetninger<br />
Ved å betrakte den statiske modellen av bruen blir den dimensjonerende lastbredden L =<br />
2,4m/2 + 1,55m (utkrager) = 2,75m. Det første steget blir å finne linjelasten til stålbjelkene i<br />
akse A og B som vist <strong>på</strong> skissen <strong>på</strong> neste side. Ved å regne sammen de karakteristiske lastene<br />
fra de forskjellige konstruksjonsdelene (dekket, slitelag og rekkverk) får man en verdi <strong>på</strong> 33,6<br />
kN/m i linjelast for bjelkene.<br />
Stålbjelkene er kontrollert i henhold til NS-EN 1993-1. For beregninger av momentkapasitet,<br />
skjærkapasitet og spenningskontroll er det beregnet for bruddgrensetilstand med lastfaktorer<br />
1,2 for egenlast og 1,5 for variabel nyttelast. Mens det er regnet for verdier i<br />
bruksgrensetilstand for nedbøyingskontroll i den tilstand som gir maks moment midt en av<br />
bjelkene med lastfaktorer 1,0 for egenlast og 1,05 for variabel nyttelast. Stålkvalitet som er<br />
beregnet for konstruksjonen er S355. Videre er også bjelkene vurdert for knekking, velting og<br />
vipping i bruddgrensetilstand. Man kan beregne stålet enten etter elastisk teori som vanligvis<br />
er mest konservativ, eller plastisk teori som gir bedre utnyttelse av stålet. Studenten har valgt<br />
den økonomiske løsningen for å gi best utnyttelse og bjelkene er beregnet etter plastisk teori.<br />
Det er forøvrig gjort noen begrensninger ved at det ikke er beregnet levetidskontroll av<br />
bjelkene i utmattingstilstand, heller ikke i ulykkesgrensetilstand.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Figur 5.1 Skisse: Linjelast stålbjelker.<br />
5.2 Kontroll av stålbjelker (HE900A og HE1000A)<br />
Moment<br />
Med bakgrunn i linjelasten som er regnet ut vil maksimalt moment opptre når man plasserer<br />
lasten midt <strong>på</strong> i lengderetningen av bjelken, selv om denne lasten vil kunne oppstå i hele<br />
bjelkens lengde. I bruddgrensetilstand for en HE900A bjelke vil den jevnt fordelte lasten bli<br />
lik 40 kN/m. Generelt kan man si at:<br />
For profilet til HE900A og HE1000A er steg i tverrsnittsklasse 1 og flens i tverrsnittsklasse 2<br />
for begge profilene. Tverrsnittsklassene sier noe om profilet til stålet tåler at spenningene<br />
stiger helt til materialstyrken er fullt utnyttet. I følge NS-EN 1993-1 er momentkapasiteten for<br />
stål i klasse 1 & 2 gitt ved:<br />
Hvor:<br />
W pl = plastisk motstandsmoment<br />
=Materialfaktor for stålet (1,05) til å beregne tverrsnittskapasitet for alle klasser.<br />
f y =flytgrense stål<br />
Det dimensjonerende momentet M Ed blir 3337 kNm for HE900A og 3346 kNm for<br />
HE1000A.<br />
Momentkapasiteten for HE900A blir da: 3624 kNm > 3337 kNm<br />
Momentkapasitet HE1000A: 4334 kNm >3346 kNm<br />
For begge profilene er momentkapasiteten tilstrekkelig. Studenten har valgt å bruke HE900A<br />
videre og disse profilene er også utgangspunktet <strong>på</strong> arbeidstegningene. Dimensjonering av<br />
HE-profil (Vedlegg 9.3.1).<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Figur 5.2 Lastsituasjon som gir maksimalt moment i lengderetning.<br />
Skjærkraft<br />
NS-EN 1993-1 bestemmer dimensjoneringskriteriene for skjærkraft av en bøyings<strong>på</strong>kjent<br />
bjelke ved:<br />
Kapasiteten for skjær hvis man bruker plastisk dimensjonering er gitt ved:<br />
Hvor:<br />
A v er skjærarealet av tverrsnittet.<br />
Det er mulig å regne A v = profilhøyde*stegtykkelse da skjærspenning som regel ikke er<br />
kritisk, dette er <strong>på</strong> den sikre siden. Studenten har regnet skjærarealet etter formlene som er gitt<br />
i standarden. For utregning av skjærkapasitet (Vedlegg 3.1). Det er kun beregnet for profil<br />
HE900A.<br />
Skjærkapasiteten V c, Rd er funnet til 3177,8 kN. Ingen lastkombinasjon som studenten har<br />
regnet <strong>på</strong> for hånd, eller kjørt igjennom Fokus konstruksjon gir skjærkrefter som er<br />
faretruende høy eller overgår kapasiteten til stålet. Den største skjærkraften er funnet til 570<br />
kN i bruas lengderetning når man regner en aksellast <strong>på</strong> 400 kN.<br />
Spenningskontroll<br />
Bjelkene er også kontrollert i bruksgrensetilstand for dimensjonerende bøyespenning og<br />
skjærspenning. Disse er definert som:<br />
Hvor:<br />
S y = arealmoment om y-aksen<br />
I y = arealtreghetsmoment for bøying om y-aksen<br />
Konklusjon fra kontroll i bruddgrensetilstand for moment, skjær. Samt spenningskontroll<br />
viser at bjelkeprofil HE900A har god nok kapasitet.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Nedbøying<br />
Håndbok 185 (punkt 5.1.2 s. 130) setter krav for tillatt nedbøying <strong>på</strong> bruen <strong>på</strong> bakgrunn av<br />
trafikklast alene, denne grensen for nedbøying skal generelt ikke overstige L/350 hvor L er<br />
lengden av det betraktede spenn, dvs. avstanden mellom lokale oppleggspunkter.<br />
Deformasjon fra ugunstigste skjevbelastning skal også inkluderes. Nedbøyingskontroll skal<br />
utføres i bruksgrensetilstand med en lastfaktor <strong>på</strong> 0,7 for trafikklasten i henhold til NS-EN<br />
1990, tabell NA. A2.6.<br />
For vårt tilfelle gjelder kravet om at nedbøying ikke skal være større enn L\400 fordi vi skal<br />
bruke asfaltslitelag, dette for å redusere faren for oppsprekking av slitelaget. For vårt tilfelle<br />
tilsvarer dette en nedbøying som ikke kan overstige 48,5mm. Dimensjoneringskriteriet i<br />
henhold til eurokode 3 er gitt ved:<br />
Formel for nedbøying i dette tilfellet er:<br />
Hvor:<br />
E= e-modul for stål (210 000 N/mm 2 )<br />
I= annet arealmoment<br />
Man finner raskt ut at den største nedbøyningen oppstår hvis man plasserer en last midt <strong>på</strong><br />
bjelkespennet. Den dimensjonerende lasten da blir fra LM2 med Q ak = 200 kN (ett hjul) <strong>på</strong><br />
midten. I henhold til håndbok 185 og NS-EN 1990 blir denne lasten 147 kN. Utregning av<br />
nedbøying gir en maksimal nedbøying lik 43,1 mm som er mindre enn den tillatte<br />
nedbøyningen. For detaljer om utregning av nedbøying (Vedlegg 9.3.2).<br />
Knekking og vipping<br />
Stålbjelkene er kontrollert for vipping og knekking i bruddgrensetilstand i henhold til NS-EN<br />
1993-1. Generelt tester man dette for å forsikre seg om at konstruksjonsdelen ikke er utsatt for<br />
sammenbrudd som skyldes at stabiliteten til tverrsnittet svikter selv om spenningene ligger<br />
under flytegrensen, som i vårt tilfelle vil være flytegrensen for stålet <strong>på</strong> 355Mpa.<br />
Sammenbrudd (knekking) kan absolutt finne sted selv om spenningene ligger langt under<br />
flytgrensen. Knekking vil alltid forekomme om den mest utsatte aksen (den svakeste), den<br />
som har den største slankheten. Ved vipping menes en sideveis utknekking av trykkflensen i<br />
bjelken, i bjelker utsatt for moment.<br />
For brua i denne oppgaven vil knekklengden l k være 9700mm, halvparten av totallengden.<br />
Den dimensjonerende kapasiteten N b, Rd er funnet til 1910 kN som er med en god margin<br />
større en dimensjonerende skjærkraft V Ed som ble funnet til 683 kN og knekk-kontroll er<br />
dermed utført.<br />
Formel for vipping er gitt ved:<br />
<br />
M cr<br />
C 1<br />
2 EI z<br />
L cr<br />
2<br />
I w<br />
2 GI T<br />
L cr<br />
I z<br />
2 EI z<br />
Hvor:<br />
C 1 = Verdi basert <strong>på</strong> opplagerbetingelsene og momentdiagram (hentes fra tabell.)<br />
I T = Torsjonsmoment<br />
L cr = Knekklengde (L/2)<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
For denne bruen er M cr beregnet til 6443 kNm og M b, Rd er lik 2083 kNm som betyr at det<br />
ikke er noen fare for knekking. For detaljer av kontrollregning mht. knekking og vipping.<br />
(Vedlegg 9.3.3)<br />
5.3 Kontroll av eksisterende stålbjelker DIMEL 100<br />
Ved begynnelsen av prosjektet ble det kontrollregnet <strong>på</strong> de eksisterende bjelkene for å sjekke<br />
om de tålte <strong>på</strong>kjenningene fra et nytt betongdekke. Som er blitt gjort klart tidligere skal disse<br />
bjelkene byttes med nye og det er ikke vurdert noe alternativ hvor de beholdes. Det er<br />
allikevel tatt med en kort vurdering av dem. Tekniske tabeller for disse profilene var heller<br />
vanskelig å fremskaffe, men en av lærerne <strong>på</strong> instituttet hadde tilfeldigvis kjennskap til dem<br />
og studenten fikk tilgang til en gammel teknisk tabell for profilet. Kort sagt om bjelkene er de<br />
en utdatert profiltype, de har tverrsnittsmål som er høvelig komparabel med et HE1000A<br />
profil. Det manglet en del informasjon om profilet, for eksempel hvilken stålsort det var.<br />
Studenten valgte å sette denne lik 350MPa.<br />
Tverrsnittsklassen til profilet ble 1 for flensene og 2 for steget, slik som HE900A profilet.<br />
Momentkapasiteten i bruddgrense ble funnet til 3170 kNm, noe lavere enn HE900A. Hvilket<br />
betyr at det dimensjonerende moment er større enn kapasiteten i følge beregningen hvis<br />
bjelkene skulle blitt brukt til det nye dekket. Skjærkraftkapasiteten er ok. Spenningskontroll i<br />
bruksgrense er også grei med en spenning lik 270MPa. Det mangler data fra tabell til å<br />
kontrollere i forhold til skjærkraft.<br />
Nedbøying ble i bruksgrense funnet til 33,8 mm som er mindre enn tillatt nedbøying i følge<br />
HB185 <strong>på</strong> 48,5mm. (Vedlegg 9.4)<br />
5.4 Rekkverk<br />
Studenten har vurdert forskjellige løsninger og valg angående rekkverk med utgangspunkt i<br />
material og styrkeklasse. Det kreves dokumentasjon <strong>på</strong> produkter som skal brukes, og<br />
levetiden skal være minst 50 år. Generelt om rekkverk til brua var det tidlig klart at det skulle<br />
være et rekkverk i stål. I følge håndbok 268 skal rekkverkets styrkeklasse bestemmes.<br />
Styrkeklassen for rekkverk til denne brua er H2 med krav til høyde over slitelag <strong>på</strong> minimum<br />
1,2 m. Det er beregnet kantdragere <strong>på</strong> brua med bredde 0,5 m. Rekkverket skal også være<br />
ettergivende, som betyr at det er deformerbart.<br />
Innfestingsløsning<br />
Håndbok 268 (punkt 5.1) beskriver forskjellige metoder for innfestning av rekkverksstolper.<br />
For denne brua som har kantdrager vil innfestningen gjøres med M20 gjengestag med<br />
understøp og M20 skruer. Minimum forankringslengde for bolt skal være 300 mm i senter av<br />
boltegruppe fra OK forankringsplate til OK kantdrager. Kantdrager må også armeres for å ta<br />
opp lastene fra rekkverk, dette er tegnet inn (vedlegg 9.?) for detaljer. I kantdrager er det lagt<br />
inn bøyler med Ø16, 2 Ø25 øverst og 4 Ø16.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Figur 5.3Armering av kantdrager.<br />
Påkjøringslaster<br />
Håndbok 268 definerer <strong>på</strong>kjøringslaster for styrkeklasser, for ettergivende rekkverk skal det<br />
dimensjoneres for flytemoment i 2 stolper hvor lasten kan fordele seg med en vinkel <strong>på</strong> 45<br />
grader. Regelverket for å bestemme <strong>på</strong>kjøringslaster <strong>på</strong> rekkverk finnes med utgangspunkt i<br />
NS-EN 1991-2. Det er beregnet for en horisontal <strong>på</strong>kjøringslast som har angrepspunkt 1 m<br />
over OK slitelag i henhold til standarden. Det er gjort beregninger <strong>på</strong> boltene for å se om de<br />
tåler denne <strong>på</strong>kjenningen (Vedlegg 9.5.1).<br />
Rekkverk i konkurransegrunnlag<br />
Når man beskriver rekkverksprodukter som skal brukes til å danne grunnlag for en<br />
anbudsbeskrivelse har studenten hatt fokus <strong>på</strong> og ikke lage for mange detaljer, slik at man<br />
ikke nødvendigvis beskriver et spesifikt produkt. Det viktigste er at produktet er i henhold til<br />
de beskrivelser og krav som er fastsatt angående funksjonalitet, men også estetikk og<br />
vedlikehold av rekkverk er viktige faktorer. Studenten har i anbudsbeskrivelsen prøvd å være<br />
litt generell og nøytral når det kommer til detaljene og har valgt Statens Vegvesen standard<br />
brurekkverk.<br />
6. Arbeidstegninger og anbudsbeskrivelse<br />
6.1 Arbeidstegninger<br />
Kort fortalt om løsningen som er utarbeidet, det er valgt å bytte eksisterende tredekke og<br />
stålbjelker. Det er valgt å bygge en ny stålbjelkebru med betongdekke uten samvirke og man<br />
bruker kun vanlig slakkarmering i brudekke. Spennvidden <strong>på</strong> den nye brua blir 19,4 meter,<br />
slik som den gamle. For stålbjelkene er det valgt profil HE900A, rent estetisk er det ikke tatt<br />
noe valg angående farge. Det henvises generelt til prosesskode 026 (85.3) vedrørende<br />
overflatebehandling og korrosjonsbeskyttelse, det kan jo vurderes om dupleks system er<br />
fornuftig. Det kreves ingen bygging av ny veg da denne brua skal bruke eksisterende landkar.<br />
Under selve utbyggingsfasen må det vurderes hvordan logistikken skal løses under rivingen<br />
av gammel bru og eventuelt kan man sette opp en midlertidig bru i forbindelse med dette slik<br />
at kjøretøy og utstyr kommer seg over. Så snart man har fått montert stålbjelkene kan man<br />
lage en provisorisk bru inntil betongen er støpt og herdet. Utstøping av betong kan gjøres i<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
perioder hvor bruen er stengt, eventuelt <strong>på</strong> høst eller vår like før eller like etter stenging.<br />
Nedenfor er K-tegningene presentert. Se for øvrig vedlagt CD for DAK filer.<br />
Tegn.nr Tegningstittel Dato Merknader<br />
K01 Vesterelv I bru Oversikt 8.6.2012 Vedlegg 9.6.1<br />
K02 Bruoverbygning 8.6.2012 Vedlegg 9.6.2<br />
K03 Detaljer rekkverk (armering) 8.6.2012 Vedlegg 9.6.3<br />
K04 Armeringstegning - bruplate 8.6.2012 Vedlegg 9.6.4<br />
6.2 Kostnadsoverslag og anbudsbeskrivelse<br />
Kostnadsoverslaget baserer seg <strong>på</strong> tall fra Holte prosjekt erfaringsbank med prisnivå pr<br />
1.5.2011 eskl. mva.<br />
Det er ikke regnet <strong>på</strong> eventuelle grunnundersøkelser eller tilstandsanalyser som har blitt gjort<br />
<strong>på</strong> forhånd. Det er heller ikke beregnet utgifter i forbindelse med utføring av arbeid, dette<br />
faller inn i kategorien entreprisekostnader som utgjør en del av prosjektets totalkostnader.<br />
Konstruksjonskostnadene er beregnet. Rivingen av eksisterende stålbjelker, brudekke og<br />
rekkverk i tre er listet opp men ikke priset. Kostnader knyttet til betongarbeider, asfalt og<br />
slitelag med membran, stålarbeider og montering av rekkverk er medregnet. Denne kostnaden<br />
er beregnet til ca 1,2 millioner når man har kalkulert inn en sikkerhetsmargin <strong>på</strong> 10 % +/- for<br />
utforutsette hendelser. I tilegg vil det komme en del utgifter i forbindelse med rigging, samt<br />
ferdigbefaring, inspeksjon og vedlikehold av brua. Aktuelle utgiftsposter i forbindelse med<br />
dette er også nevnt i anbudsbeskrivelsen. Se vedlegg 9.6 for detaljer og kostnader.<br />
6.3 HMS- risikovurdering<br />
Som for alle andre bygg- og anleggsprosjekter skal dette prosjektet også utføres med fokus <strong>på</strong><br />
HMS igjennom hele prosessen. Statens Vegvesen har som byggherre ansvar for å utarbeide en<br />
SHA plan – sikkerhet helse og arbeidsmiljø tilpasset det enkelte prosjekt. Fokuset skal være<br />
<strong>på</strong> at alle operasjoner og arbeidsoppgaver i forbindelse med prosjektet skal være<br />
gjennomtenkt og sikker. Noe komplett SHA plan har studenten ikke utarbeidet, men noen<br />
punkter som anses som viktig tas med.<br />
- Riving av eksisterende brudekke og rekkverk. Saneringsplan (avfallsplan) avklart med<br />
entreprenøren(e), hensyn <strong>på</strong> miljø.<br />
- Fjerning av stålbjelker, arbeidet må gjøres forsvarlig, unngå klemulykker og andre<br />
skader.<br />
- Transport og montering av nye stålbjelker, samme forhåndsregler som ovenfor. Det er<br />
store og tunge konstruksjonselementer som skal løftes <strong>på</strong> plass og festes. Det må være<br />
praktisk gjennomførbart og få disse bjelkene <strong>på</strong> plass for anleggsarbeiderne. Sikkerhet<br />
i forhold til nødvendig utstyr for montering. Dokumentasjon <strong>på</strong> utstyret og<br />
sikkerhetssoner i forbindelse med løfting er viktig.<br />
- Utplassering av forskaling, støping og herding av betong.<br />
- Viktig med gode rutiner, sikkerhet til mannskap skal alltid gå først.<br />
- Gode prosedyrer for håndtering av avvik og hvilke type avvik som skal registreres.<br />
- HMS krav beskrives mer i detalj i kontrakten med entreprenøren(e).<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
6.4 Drift og vedlikehold<br />
I henhold til Håndbok 136 skal det foretas en ferdigbefaring av bruen for å avgjøre om den er<br />
i akseptabel forfatning, bygget i henhold til tegninger og beskrivelser. Utføres også når det har<br />
blitt gjort større vedlikeholds- eller driftstiltak, samt fornyelse som er tilfellet for denne brua.<br />
Skader som kan oppstå er korrosjon, kloridinntrengning i betong, setninger, deformasjoner,<br />
bevegelser, riss og oppsprekking av betong, skader <strong>på</strong> overflatebehandling av stål etc.<br />
Byggverkstypekode: 2. Bjelkeplatebru (Jf. HB136)<br />
Underbygning: C11. Landkar.<br />
Overbygning: D21. Hovedbjelke: HE900A (2stk)<br />
Overbygning: D22. Tverrbærer: HE300A (2stk)<br />
Overbygning: E1. Brudekke, betong (XF4), MF45, c nom 65mm<br />
Overbygning: E2. Slitelag\fuktisolasjon. Asfaltslitelag A2-2.<br />
Utstyr:<br />
H11. Lager<br />
Utstyr:<br />
H15. Rekkverk styrkeklasse H2 (stål)<br />
Inspeksjon av bru: Aktuelle kontrollpunkter<br />
- Betong: Riss eller spekker, overdekningskontroll, støpesår. Ved hovedinspeksjon<br />
sjekkes betongen for korrosjon.<br />
- Stål (hovedbjelker): Overflatebehandling, skruer (bolter), overflatebehandling,<br />
bevegelser av overbygning eller andre elementer, rekkverk forskriftsmessig overgang,<br />
kontroller lager m\lageravsats, lagerets stilling, betongskader <strong>på</strong> lageravsats.<br />
- Slitelag (membran): Riktig fall, skader, riss og sprekker.<br />
For enkel og hovedinspeksjon vil det være aktuelt med visuell inspeksjon av alle elementer<br />
over vann. Slitasje <strong>på</strong> slitelag skal vurderes, krakelering, lager sjekkes for sprekker eller hull,<br />
rekkverk sjekkes for skader og at det er i forskriftsmessig stand.<br />
Figur 6.1 Akseinndeling og bjelkenummerering Vesterelv 1<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
7. Konklusjon – Videre arbeid<br />
Utgangspunktet for studenten var å planlegge å prosjektere en oppgradering av<br />
overbygningen, dvs. dimensjonere nye stålbjelker og nytt brudekke i betong med<br />
slakkarmering samt nytt rekkverk i stål. Dette med basis i aktuelt pensum som studenten har<br />
vært igjennom <strong>på</strong> sin 3-årige bachelor i allmenn bygg ved <strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>.<br />
Utgangspunktet for dimensjonering av brua har vært gjeldende Eurokoder og Håndbok 185<br />
(2011 utgave). Bruens ytre mål var ikke definert <strong>på</strong> forhånd, men det var avklart at landkar<br />
skulle beholdes, og disse hadde en bredde <strong>på</strong> ca 5,75 meter ifølge arbeidstegninger av<br />
eksisterende bru. Studenten definerte en passende dimensjon <strong>på</strong> bredden (5,5m) til nytt<br />
brudekke og har stort sett fulgt de målene igjennom dimensjoneringen. Studenten har forsøkt<br />
å følge eurokoden igjennom hele dimensjoneringsprosessen og brukt pensum som<br />
utgangspunkt for lastberegning og kapasitetsberegninger.<br />
Av resultater ser man spennlengdene for stålbjelkene type HE900A er kanskje i grenseland<br />
for hva de tåler i forhold til last<strong>på</strong>kjenninger, det samme gjelder rissvidder, men de er<br />
innenfor kravet i følge beregningene. Eventuelle måter å unngå at rissvidder blir for store,<br />
spesielt i lengderetning, kan være å bunte armeringen for og kompensere. Eller så kan man jo<br />
vurdere å bruke spennarmering eller samvirke, studenten har vært innom dette i pensum nylig,<br />
men ikke <strong>på</strong> det tidspunktet hvor aktiviteten dimensjonering av bruen <strong>på</strong>gikk.<br />
Studenten konkluderer med at slakkarmering lar seg gjøre, at bredden er grei og at<br />
bruprosjektet lar seg gjøre med utgangspunkt i de arbeidstegninger som er utarbeidet. Disse<br />
tegningene er noe forenklet men kan helt sikkert videreutvikles. Tid har vært en<br />
knapphetsfaktor for studenten, og det er ikke alle aspekter ved dimensjoneringen som har blitt<br />
helt utforsket. Studenten føler likevel en viss trygghet for at grunnlaget for dimensjoneringen<br />
er <strong>på</strong> plass og at man har fått gått igjennom de mest sentrale problemstillingene og<br />
beregningene for brudekket og bjelkene.<br />
Studenten har lært veldig mye av dette prosjektet når det kommer til dimensjonering av store<br />
konstruksjoner som blir utsatt for store last<strong>på</strong>kjenninger. Spesielt har studenten fått mer<br />
kunnskap om lastberegninger, lastplassering og bruk av konstruksjonsprogrammet Fokus<br />
konstruksjon. Studenten har fått bedre innsikt i bruprosjektering og de utfordringer som følger<br />
med, samt en bedre forståelse av prosessen fra planlegging og prosjektering helt til ferdige<br />
tegninger og kostnadsberegninger av prosjektet. Studenten føler han kan stå inne for det<br />
arbeidet og de beregningene og valg han har gjort underveis og håper dette kan brukes som<br />
grunnlag for videre arbeid <strong>på</strong> denne vegstrekningen. Prosjektet har gitt studenten innblikk i<br />
ingeniørens virkelige liv og hvilke problemstillinger man kan møte <strong>på</strong>.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
8. Kilder<br />
Litteratur:<br />
[1] Håndbok 185, Bruprosjektering (2011) - Eurokodeutgave<br />
[2] Håndbok 026, Prosesskode 2 – Standard beskrivelsestekster for bruer og kaier<br />
[3] Håndbok 025, Prosesskode 1 – Standard beskrivelsestekster for vegkontrakter<br />
[4] Håndbok 268, Brurekkverk<br />
[5] Håndbok 136, Inspeksjonshåndbok for bruer<br />
[6] Betongkonstruksjoner – Beregning og dimensjonering etter EC2 (2010), Sørensen<br />
[7] Stålkonstruksjoner (2010), John Eie<br />
[8] Notater fra faget stål-, tre- og betong konstruksjoner<br />
[9] Notater fra faget konstruksjonslære og byggstatikk<br />
[10] Eurokoder NS-EN + Nasjonale tilegg: 1990, 1991-1, 1991-2, 1992 og 1993.<br />
[11] Brubygging (2000), Trond Østmoen<br />
Nettadresser:<br />
www.vegvesen.no<br />
www.betongelementboken.no<br />
www.spennteknikk.no<br />
Fagpersoner:<br />
Erling Kristiansen – HIN<br />
Eigil Roaldset – HIN (Tekniske tabeller DIMEL 100 bjelke)<br />
Kurt Solaas – Statens vegvesen Region Nord<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9 Vedlegg<br />
9.1 Dimensjonering av brudekket<br />
9.1.1 Laster: Betong, slitelag og rekkverk<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.1.2 Laster: Snølast<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.1.3 Laster: Vind<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.1.4 Laster: Trafikklast<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.1.5 Betong: Lengde (moment) armering<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Angående armering: Velger momentarmering i 2-snitt.<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.1.6 Nødvendig moment- og skjærkraftarmering: Statisk ubestemt system.<br />
Vurderer en stripe av betongdekket med bredde = 1000mm. Alle materialdata er lik de øvrige<br />
utregningene, samt overdekning og d. Men denne gangen betrakter man platen som statisk<br />
ubestemt, fastholdt i begge opplagringspunktene.<br />
Laster (fra tidligere):<br />
Betong + slitelag = 11,5 kN\m<br />
Rekkverk (linjelast) = 1 kN\m<br />
Trafikklast = 200kN (pr hjul plassert i ugunstigste stilling.)<br />
Beregningene er utført i bruddgrensetilstand (B2).<br />
Statikken er løst ved hjelp av Fokus konstruksjon som gir følgende resultater:<br />
Delvis utnyttet tverrsnitt.<br />
Beregningsmessig behov for skjærarmering.<br />
Velger bøyler med 16s200<br />
Skjærtrykkontroll:<br />
ok<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.1.7 Betong: Skjærarmering<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.1.8 Forankring<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.2 Nedbøying, svinn, kryp og risskontroll<br />
9.2.1<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.2.2<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.2.3<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.2.4 Rissviddekontroll<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.3 Dimensjonering og kontroll av stålbjelker<br />
9.3.1<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Korreksjon: M Ed (spenningskontroll skal være i bruksgrensetilstand) som gir moment lik 2571<br />
kNm, s Ed = 271 < 338 OK!<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.3.2<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.3.3 Knekking og vipping<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.3.4<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.4<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.5 Dimensjonering av rekkverk – stål (Skrueforbindelser)<br />
Data:<br />
Henvisninger:<br />
S355<br />
HB268 – Bru rekkverk<br />
Skruer håndlist: M20-8-8 (M16-8-8 innfestninger) EC3<br />
e 1 og e 2 = 50mm, p 1 og p 2 = 100mm<br />
Materialfaktor: g M2 = 1,25<br />
Påkjenning: V Ed =290kN (Påkjøringslast 1m over dekket, beregnet fra NS-EN 1991-2)<br />
Bæreevne: Avskjæring<br />
Lastvirkning pr. skrue<br />
Bæreevne: Hullkanttrykk<br />
Kontroll viser at skruen ikke har tilstrekkelig bæreevne:<br />
Friksjonsforbindelse:<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.6 Arbeidstegninger (K-tegninger)<br />
9.6.1 K-tegning: Vesterelv 1 Oversikt (1:100)<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.6.2 K-tegning: Tverrprofil overdekning(1:50)<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.6.3 K-tegning: Detaljer rekkverk (armering)(1:10)<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.6.4 K-tegning: Armering bruplate<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong>
9.7 Anbudsbeskrivelse<br />
Kostnadsoverslag (Vesterelv 1 - bru) <strong>Fv341</strong> <strong>Vardø</strong> Hamningberg<br />
Stålbjelkebru uten samvirke med slakkarmering<br />
Priser: Holte prosjekt<br />
(2011)<br />
Element Beskrivelse Enhet Mengde Enh. Pris Pris<br />
Overbygning Forskaling m 2 145 1187 172115<br />
Betong B45 (SV-40) m 3 47 1895 89065<br />
Avretting og bearb. av dekke m 2 107 184 19688<br />
Herdetiltak m 2 132 1120 147840<br />
Armering (B500NC) tonn 5,45 13500 73575<br />
Innstøpn.gods for rekkverk stk 22 500 11000<br />
Membran (A2-2) m 2 96 230 22080<br />
Asfalt m 2 96 128 12288<br />
Rekkverk i stål m 40 2797 111880<br />
Bolter M20 stk 98 47,35 4640<br />
Levering av stålbjelker tonn 9,8 12065 118237<br />
Bearbeiding stål tonn 9,8 2700 26460<br />
Transport og montering stål tonn 9,8 5700 55860<br />
Overflatebehandling stål m2 107 1240 132680<br />
Brulagre stk 4 1500 6000<br />
Tillegg for sidekant m 38,8 336 13036,8<br />
Dryppneser m 38,8 90 3492<br />
SUM 1019936,8<br />
Drift og vedlikeh. Inspeksjon - Ferdigbefaring m 2 106,7<br />
Enkel inspeksjon m 2 106,7<br />
Hovedinspeksjon m 2 106,7<br />
Slitelagstykkelse<br />
stk<br />
Materialundersøkelse - betong RS<br />
Betongoverdekning<br />
stk<br />
Korrosjonsbestemmelse m 2<br />
Materialundersøkelse - stål m 2 106,7<br />
Inspeksjon - stålrekkverk m 38,8<br />
Inspeksjon - stålflater m 2<br />
Rigg og forarb. Riving og fjerning av brudekke RS<br />
Tilrigging, drift og nedrigging<br />
Miljøtiltak<br />
9.8 Avtale om gjennomføring av oppgave<br />
Avdeling for teknologi<br />
<strong>Høgskolen</strong> i <strong>Narvik</strong><br />
10 % div<br />
uforut. Sum kost 1121930,48