18.09.2013 Views

För utförligare information om våra stålrörspålar, ladda ner ... - Repay

För utförligare information om våra stålrörspålar, ladda ner ... - Repay

För utförligare information om våra stålrörspålar, ladda ner ... - Repay

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

K 1366:2<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingstabeller<br />

för slagna <strong>stålrörspålar</strong><br />

Dimensio<strong>ner</strong>ing utförd enligt Pålk<strong>om</strong>missionens Rapport 96:1 Supplement 2


2<br />

När du väljer stålpålar från <strong>Repay</strong>pålen finns det flera saker du kan vara säker på. <strong>För</strong> det<br />

första är vi snabba. Vi strävar alltid efter att leverera det du behöver när du behöver det<br />

utan krångel och onödig byråkrati.<br />

Vi har dessut<strong>om</strong> stor kunskap, både <strong>om</strong> stålpålar och branschen i stort. Därför vet vi<br />

vad vi pratar <strong>om</strong> och kan ge dig den <strong>information</strong> och de råd du behöver för dina syften.<br />

Att bemöta <strong>våra</strong> kunder på ett trevligt och personligt sätt är också jätteviktigt för oss på<br />

<strong>Repay</strong>pålen. Det ska vara lätt och till och med roligt att göra affärer med oss och du kan<br />

vara övertygad <strong>om</strong> att vi alltid gör vårt bästa för att tillgodose dina önskemål.<br />

Välk<strong>om</strong>men till <strong>Repay</strong>pålen!<br />

<strong>För</strong>ord<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ing av lastkapacitet på pålar är k<strong>om</strong>plicerat<br />

och måste bland annat <strong>om</strong>fatta pålens beständighet i<br />

mark och grundvatten under 100 år efter installationen.<br />

Detta dokument kan användas s<strong>om</strong> hjälpmedel för att<br />

välja dimension på pålar med hänsyn till last och styvhet<br />

för <strong>om</strong>givande lera. Dimensio<strong>ner</strong>ingstabellerna avser pålens<br />

strukturella bärförmåga i gränstillståndet STR enligt<br />

SS-EN 1997-1 [5] med nationella val enligt Boverkets föreskrifter<br />

EKS [8] och Trafikverkets föreskrifter VVFS [9]. <strong>För</strong><br />

en fullständig dimensio<strong>ner</strong>ing av pålar krävs också analys<br />

av geoteknisk bärförmåga (gränstillstånd GEO), analys av<br />

inverkan av lasteffekter orsakade av rörelser i jorden kring<br />

Innehåll<br />

<strong>För</strong>ord ..................................................................................................3<br />

Pålelement och utrustning .......................................................4<br />

Beräkningsmetod och förutsättningar ................................5<br />

Geoteknisk kategori ....................................................................5<br />

Teknisk livslängd ...........................................................................5<br />

Expo<strong>ner</strong>ingsklasser .....................................................................5<br />

Laster ................................................................................................5<br />

Materialegenskaper .....................................................................6<br />

Verifiering av konstruktiv bärförmåga (STR) ...................8<br />

Brottgränstillstånd ........................................................................8<br />

Bruksgränstillstånd ......................................................................9<br />

Partialkoefficienter för konstruktiv<br />

bärförmåga, STR ..........................................................................9<br />

Maximal bärförmåga s<strong>om</strong> kan<br />

påvisas med stötvågsmätning ................................................9<br />

pålen samt uppk<strong>om</strong>mande påverkan vid verifiering av<br />

geoteknisk bärförmåga, s<strong>om</strong> till exempel dynamisk provbelastning<br />

med stötvågsmätning.<br />

Denna handling är ett hjälpmedel vid dimensio<strong>ner</strong>ing enligt<br />

SS-EN 1997 av slagna <strong>stålrörspålar</strong> från <strong>Repay</strong> Invest AB.<br />

Den är endast ett stöd för ansvarig konstruktör i projekteringen.<br />

Det åligger konstruktören själv att verifiera bärförmågan.<br />

<strong>Repay</strong> Invest tar ej ansvar för hur denna handling<br />

används eller för eventuella uppk<strong>om</strong>na fel eller skador.<br />

Rätt till ändringar förbehålls<br />

Detta dokument har upprättats av Lincona Byggkonsult AB.<br />

Verifiering av geoteknisk bärförmåga (GEO) .................10<br />

Stoppslagning med luftdriven<br />

hammare eller hydraulhammare ..........................................10<br />

Stoppslagning med fallhejare ...............................................10<br />

Statisk respektive dynamisk provning ...............................10<br />

Styrande dokument ...................................................................11<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingstabeller .........................................................12<br />

Val av ge<strong>om</strong>etrisk initialkrokighet .........................................12<br />

Val av rostmån ............................................................................12<br />

Topplåt ..........................................................................................12<br />

Pålskarvar ....................................................................................12<br />

Pålskor ..........................................................................................12<br />

Dimensio<strong>ner</strong> och tvärsnittsvärden<br />

för MCP-pålar .............................................................................12<br />

Tabeller, pålarnas bärförmåga ..............................................14<br />

3


4<br />

Pålelement och utrustning Beräkningsmetod och förutsättningar<br />

Pålsystemet s<strong>om</strong> levereras av <strong>Repay</strong> Invest AB består av delar visade i Figur 1.<br />

Figur 1. Pålsystem för <strong>stålrörspålar</strong>.<br />

Topplåt<br />

Hylsskarv<br />

Bergsko<br />

Geoteknisk kategori<br />

De konstruktiva bärförmågor s<strong>om</strong> är angivna i dimensio<strong>ner</strong>ingstabellerna<br />

gäller för pålar s<strong>om</strong> kan hänföras till<br />

geoteknisk kategori GK2.<br />

Val av geoteknisk kategori (GK), bestäms enligt SS-EN<br />

1997-1 [5] och TD grunder [12]. Valet av geoteknisk kategori<br />

styr <strong>om</strong>fattningen av nödvändiga undersökningar,<br />

beräkningar och kontroller.<br />

Till GK1 eller GK2 hänförs pålgrundläggning s<strong>om</strong> utförs<br />

med välbeprövade och accepterade metoder för de aktuella<br />

geotekniska förhållandena. GK2 är den kategori s<strong>om</strong><br />

gäller <strong>om</strong> inte den geotekniska situationen bedöms vara<br />

”lätt” eller ”svår”. <strong>För</strong> GK2 krävs en verifiering av bärförmågan<br />

med exempelvis beräkningar och/eller provbelastning<br />

samt geotekniskt underlag i form av minst rutinundersökningar<br />

på laboratorium.<br />

I GK3 ska en oberoende granskare normalt tillsättas. Även<br />

i GK2 kan en oberoende granskare tillsättas. I TD Grunder<br />

[12] ges en <strong>utförligare</strong> beskrivning av vilka krav s<strong>om</strong> gäller<br />

för olika geotekniska kategorier, samt vilka uppgifter en<br />

oberoende granskare har.<br />

Teknisk livslängd<br />

Teknisk livslängd uppgår till 100 år.<br />

Expo<strong>ner</strong>ingsklasser<br />

Pålarna dimensio<strong>ner</strong>as för avrostning. Rostmån vid 100<br />

års livslängd.<br />

<strong>För</strong> rostmån på pålar i jord och vatten se Pålk<strong>om</strong>missionen<br />

rapport 93, Korrosion och korrosionsskydd av stålpålar<br />

och stålspont i jord och vatten, rapport 98, Dimensio<strong>ner</strong>ingsanvisningar<br />

för slagna slanka stålpålar och rapport<br />

105, Stålpålars beständighet mot korrosion i jord. Rapport<br />

98 innehåller även <strong>information</strong> <strong>om</strong> korrosionsskydd.<br />

Laster<br />

Den strukturella bärförmågan är beräknad för centrisk last<br />

på påltoppen s<strong>om</strong> verkar i pålens längdriktning. Pålen<br />

antas ledat infäst i pålplinten med ren axialkraft, och ej<br />

belastas med horisontalkrafter eller vridm<strong>om</strong>ent.<br />

Laster i påltoppen skall beräknas enligt SS-EN 1990 [1]<br />

med nationella val enligt EKS [8] eller VVFS [9]. Eventuell<br />

påhängslast (negativ mantelfriktion) får beräknas enligt<br />

TD-Pålar[13]. Även i SS-EN 1997-1 [5] beskrivs hur hänsyn<br />

tas till påhängslaster.<br />

Beräkning av lasteffekt i brottgränstillstånd<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ande lasteffekt för gränstillstånden GEO och<br />

STR bestäms s<strong>om</strong> det högsta värdet av SS-EN 1990 [1]<br />

(med nationellt val enligt BFS 2009:16 [8] respektive VVFS<br />

2009) [9], ekvation 6.10a och 6.10b:<br />

Ekvation 6.10a: E =γ ∙1,35∙G +γ ∙1,5∙ψ ∙Q d d kj,sup d 0,1 k,1<br />

Ekvation 6.10b: E d =γ d ∙0,89∙1,35∙G kj,sup +γ d ∙1,5∙Q k,1<br />

Se TD Grunder [11] för mer <strong>information</strong> <strong>om</strong> beräkning av<br />

lasteffekt.<br />

Geoteknisk lasteffekt (STR)<br />

S<strong>om</strong> k<strong>om</strong>plement till ekvation 6.10a och 6.10b ovan ska<br />

ekvation 6.10 enligt SS-EN 1990 [1] användas för geoteknisk<br />

last i DA 3.<br />

Ekvation 6.10: E =γ ∙1,1∙G +γ ∙1,4∙Q d d kj,sup d ,1<br />

5


6<br />

Laster och lasteffekter i bruksgränstillstånd<br />

I bruksgränstillstånd beräknas dimensio<strong>ner</strong>ande lasteffekt<br />

enligt följande ekvatio<strong>ner</strong>:<br />

Konstruktionslaster och geotekniska laster, ogynnsamma<br />

laster:<br />

E =G +ψ ∙Q +ψ ∙Q d kj,sup 0,1 k,1 0,i k,i<br />

Konstruktionslaster och geotekniska laster, gynnsamma<br />

laster:<br />

E d =G kj,inf<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingssätt, DA2 och DA3<br />

Pålars strukturella bärförmåga dimensio<strong>ner</strong>as i gränstillstånd<br />

STR, medan den geotekniska bärförmågan dimensio<strong>ner</strong>as<br />

i gränstillstånd GEO, se SS-EN 1990 [1] och SS-<br />

EN 1997-1 [5].<br />

Tillståndet STR ska dimensio<strong>ner</strong>as med dimensio<strong>ner</strong>ingssätt<br />

3 (DA3).<br />

Den geotekniska bärförmågan (GEO) ska dimensio<strong>ner</strong>as<br />

med dimensio<strong>ner</strong>ingssätt 2 (DA2), se SS-EN 1997-1 [5].<br />

Innebörden av olika dimensio<strong>ner</strong>ingssätt och de olika<br />

brottgränstillstånden se även IEG Rapport 2:2008, TD-<br />

Grunder [12] och IEG Rapport 8:2008-2, TD-Pålar [13].<br />

Skillnaden mellan olika dimensio<strong>ner</strong>ingssätt består i hur<br />

partialkoefficienter påförs laster respektive värden för hållfasthet.<br />

Materialegenskaper<br />

Egenskaper för stålröret<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingsvärdet för en materialegenskap är inte<br />

beroende av säkerhetsklassen.<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingsvärdet för en materialegenskap ska bestämmas<br />

enligt paragraf 6.3.3 i SS-EN 1990 [1] , ekvation<br />

6.3, (se även [12] och [13]).<br />

X d =η<br />

Xk γm η= <strong>om</strong>räkningsfaktor s<strong>om</strong> beaktar skaleffekter mm<br />

X k = materialegenskapens karakteristiska värde<br />

γ m = partialkoefficient för materialegenskapen<br />

Värdet för partialkoefficienten utgör ett s.k. nationellt val<br />

och kan för konstruktio<strong>ner</strong> för vilka bygglov krävs återfinnas<br />

i Boverkets EKS, s<strong>om</strong> sedan 2011-05-02 med bindande<br />

verkan ersatt tidigare BKR (Boverkets konstruktionsregler).<br />

Materialvärden för SS-EN 10219 S460MH framgår av<br />

SS-EN 1993-1-1 [3].<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingsvärden enligt SS-EN 1990 [1], 6.3.3 och<br />

SS-EN 1993-1-1 [3].<br />

E sd =η<br />

F sd =η<br />

Esk γm Fsk γm γ m = 1,0 för tryck<br />

Hänsyn till egenspänningar i stålröret skall beaktas enligt<br />

Eurokod 3 [3]. Detta har gjorts gen<strong>om</strong> att anta en fiktiv<br />

initialutböjning på 0,0013 x knäcklängden samt gen<strong>om</strong><br />

att reducera elasticitetsmodulen för stålet med 10 %, se<br />

PKR 96:1 [16].<br />

Böjstyvhet<br />

T<strong>om</strong> påle:<br />

EI = 0.9E I s s<br />

Faktorn 0.9 avser reduktion för egenspänningar, för stål<br />

antas Es=210 GPa. Faktorn Is avser pålrörets tröghetsm<strong>om</strong>ent,<br />

med avdrag för korrosion. Pålarnas benägenhet<br />

att erhålla lokala bucklor styrs av förhållandet mellan godstjocklek<br />

och diameter. Man delar enligt SS-EN 1993-1-1,<br />

TABELL 5.2 in pålarna i 4 tvärsnittsklasser, 1, 2, 3 och<br />

4. I tvärsnittsklass 1 godtas viss materialflytning, upp till<br />

1.25 ggr större motståndsm<strong>om</strong>ent W än vid elastiska förhållanden<br />

godtas. Vid tvärsnittsklass 2 är risken för lokala<br />

bucklor större, varför ingen materialflytning godtas, d v s<br />

det nämnda värdet är 1.0. Vid tvärsnittsklass 3 är värdet<br />

mindre än 1.0, d v s denna tvärsnittsklass har störst risk<br />

för uppk<strong>om</strong>st av lokal buckling. I dessa dimensio<strong>ner</strong>ingstabeller<br />

dimensio<strong>ner</strong>as pålar i tvärsnittsklasser 1 och 2.<br />

<strong>För</strong>hållanden mellan godstjocklek och in<strong>ner</strong>diameter för<br />

de olika tvärsnittsklasserna beräknas enligt SS-EN 1993-<br />

1-1, TABELL 5.2.<br />

Betongfylld påle:<br />

Betong i pålen antas utgöra skydd mot invändig korrosion.<br />

Efters<strong>om</strong> det är det t<strong>om</strong>ma pålröret s<strong>om</strong> bärighetskontrolleras<br />

så antas endast röret (med avdrag för utvändig<br />

korrosion) ta upp axiell belastning.<br />

Betongen antas dock bidra till pålens böjstyvhet. Denna<br />

beräknas s<strong>om</strong> summan av stålrörets och betongfyllningens<br />

styvheter EI, varvid betongens E-modul sätts till 1/15<br />

av stålets.<br />

Beträffande samverkan stål-betong se även SS-EN<br />

1994-1-1.<br />

Minsta hållfastheter för betong ska uppfyllas, se t ex SS-<br />

EN 14199 [6] Mikropålar, s<strong>om</strong> anger att tryckhållfastheten<br />

ska vara minst 25 MPa. Benägenheten att lokala bucklor<br />

ska uppk<strong>om</strong>ma är mindre för ett betongfyllt än för ett t<strong>om</strong>t<br />

rör.<br />

Inverkan av hantering och slagning har beaktats enligt<br />

PKR 96:1 [16] – Supplement 1, tabell 3.2.2a och b. Vid<br />

beräkning av pålelementets tryckkraftskapacitet (tryckande<br />

normalkraft och m<strong>om</strong>ent) har stålets sträckgräns<br />

reducerats med faktorn μ =0,9. Beträffande beaktande<br />

s<br />

av installationens inverkan på lastkapaciteten se även SS-<br />

EN 1997-1 [5], 7.4.2. Utmattningseffekter av drivning och<br />

stoppslagning kan normalt försummas enligt [4] <strong>om</strong> pålen<br />

dimensio<strong>ner</strong>as för utmattning.<br />

Jordmaterialets egenskaper<br />

Jordmaterialet förutsätts vara lera. Angivna hållfastheter<br />

gäller odrä<strong>ner</strong>ad skjuvhållfasthet.<br />

Valda värden för elasticitetsmodul och maximal bäddmodul<br />

gäller 100 % långtidslast enligt PKR 96:1 [16]:<br />

Jordens dimensio<strong>ner</strong>ande bäddmodul<br />

k [kPa/m] = 50 x c / D<br />

d ud<br />

Jordens dimensio<strong>ner</strong>ande gränstryck<br />

q [kPa] = 6 x c bd ud<br />

Där D = pålens ytterdiameter<br />

Den dimensio<strong>ner</strong>ande skjuvhållfastheten kan beräknas<br />

enligt SS-EN 1997-1 [5] och enligt TD-Pålar [13].<br />

Vid dimensio<strong>ner</strong>ing av konstruktiv bärförmåga i DA3 ska<br />

nedanstående samband användas för beräkning av dimensio<strong>ner</strong>ande<br />

värde för geokonstruktionen.<br />

c η m<br />

c = där<br />

ud<br />

γ m<br />

C = Dimensio<strong>ner</strong>ade skjuvhållfasthet<br />

ud<br />

C = Värderat medelvärde på skjuvhållfasthet baserat på<br />

m<br />

härledda värden.<br />

η = Omräkningsfaktor s<strong>om</strong> tar hänsyn till osäkerheter relaterade<br />

till jordens egenskaper och aktuell geokonstruktion.<br />

Riktlinjer för val av värde ges i TD -Pålar [13].<br />

γ = Partialkoefficient för materialet.<br />

m<br />

Tvärsnitt<br />

Tvärsnittsparametrar för stålrör<br />

Med hänsyn till avrostning<br />

D yr<br />

D ir<br />

A<br />

I<br />

W<br />

=<br />

(D – 2 ∙ a )<br />

y ru<br />

=<br />

(D + 2 ∙ a )<br />

i ri<br />

=<br />

2 p(Dyr – D 2 ) ir<br />

4<br />

4 p(Dyr – D 4 ) ir<br />

21<br />

=<br />

D yr<br />

64<br />

Elastisk m<strong>om</strong>entkapacitet:<br />

M =f ∙W<br />

el sd<br />

Plastisk m<strong>om</strong>entkapacitet:<br />

M =f ∙A∙e där<br />

pl sd tp<br />

e = avståndet mellan tyngdpunkten för halva rörarean<br />

tp<br />

och rörets centrum = (D -t )/p yr r<br />

t =t-a -a r ru ri<br />

Plastiskt böjmotstånd<br />

Z<br />

η pl<br />

=<br />

M pl<br />

f sd<br />

=<br />

Z<br />

=<br />

A ∙ etp W W<br />

Formfaktorn η pl begränsas till 1,25 för tvärsnittsklass TK1,<br />

respektive η pl = 1,00 för tvärsnittsklass TK2.<br />

Tvärsnittsklasser i enlighet med SS-EN 1993-1-1,<br />

TABELL 5.2.<br />

7


8<br />

Verifiering av konstruktiv bärförmåga (STR)<br />

Beräkningen utförs enligt PKR 96:1 [16], kapitel 4, modell<br />

typ B, metod typ 2.<br />

Böjknäckning i jordmaterial beräknas enligt andra ordningens<br />

teori med analytisk beräkningsmetod för ekvivalent<br />

arbete enligt PKR 84a [14]. Denna metod antar att<br />

pålen är lång relativt sin styvhet (för att fritt kunna utveckla<br />

en knäcklängd enligt beräkningsmodellen), står helt i en<br />

h<strong>om</strong>ogen lera samt är ledad i påltopp och pålspets.<br />

Brottgränstillstånd<br />

Böjstyvhet<br />

Böjstyvheten (m h t avrostning och i enlighet med<br />

BYGG K18:56):<br />

EI = 0,9E s ∙ I s +E b ∙ I b<br />

k d ∙ D = 50∙c ud kPa (100 % långtidslast)<br />

l k =p ∙ 4<br />

Initialkrokighet<br />

Beräkning av den initialkrokighet, s<strong>om</strong> används i programmets<br />

beräkningar, sker enligt Pålk<strong>om</strong>missionens<br />

Rapport 96:1 [16]. Initialkrokighet vid leverans i pålelement<br />

= L /600. k<br />

ηj= antal skarvar in<strong>om</strong> en knäcklängd<br />

υ= max tillåten vinkelavvikelse i skarv = 1/300<br />

j<br />

Karakteristisk initialkrokighet:<br />

δ k<br />

L k<br />

EI<br />

k ∙ d d<br />

L k<br />

= + η ∙ ∙ υ j j<br />

600 4<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ande initialkrokighet: δ d = δk ∙ γ d<br />

utan rakhetskontroll, γ d = 2,0<br />

med rakhetskontroll, γ d = 1,0<br />

Fiktiv initialkrokighet för egenspänningsgrupp 2<br />

δ f = 0,0013∙L k<br />

Total initialkrokighet för påle<br />

δ o = δ d +δ f<br />

Ge<strong>om</strong>etrisk initialkrokighet δ d motsvarar krökningsradien R d<br />

R d<br />

8 ∙ δd Sambandet mellan bäddmodul och gränstryck kan skrivas<br />

s<strong>om</strong> (se Pålk<strong>om</strong>missionen Rapport 84a [14].<br />

k =q/y för y ≤ y där<br />

d b<br />

y = gränsvärdet för sidoförskjutningen då gränstrycket q B B<br />

uppnås<br />

Gränsvärde för sidoförskjutningen då gränsvärdet q uppnås.<br />

b<br />

y b<br />

=<br />

L 2<br />

k<br />

=<br />

qbd =<br />

6 ∙ D ∙ cud =<br />

6D<br />

(k ) d (50 ∙ c ) ud<br />

50<br />

Inverkan av initialutböjning<br />

Vid beräkningen antas pålen sinusformat initialt utböjd. Pålen<br />

och den <strong>om</strong>givande jorden antas initialt utan spänningar<br />

initierade av denna utböjning. Utböjningen antas ske<br />

över en knäcklängd Lk. Vidare antas pålen oändligt lång.<br />

När pålen belastas sker en tillskottsutböjning, yo. Denna<br />

antas bli utbildad i samma figuration s<strong>om</strong> initialutböjningen.<br />

Tillskottsutböjningen ökar så att gränsspänningen qb<br />

uppnås mitt på varje knäcklängd. Fortsatt ökning av lasten<br />

utvidgar sträcka på vilken flytning i jorden sker.<br />

Lasteffekt i påle med beaktande av jordens<br />

sid<strong>om</strong>otstånd<br />

Samband mellan axiallasten P och tillskottsutböjningen<br />

y0 enligt PKR 81 [18].<br />

1<br />

P =2 ∙ k ∙ d ∙ EI ∙ φ(y ) ∙<br />

k d 0 1 + δ0 där<br />

y0 ϕ(α) = faktor s<strong>om</strong> beaktar plasticering i <strong>om</strong>givande jord<br />

(ϕ = 1,0 för y < y ). Enligt rapport 84a [14], ekvation. 47 är<br />

0 b<br />

α(y /y )=arcsin(y y )<br />

b 0 b 0<br />

φ(α)= 2 ∙ {α + 1,5sin (2α) – (p-2α) ∙ [sin(α)2]}<br />

p<br />

Sambandet mellan m<strong>om</strong>ent och axiallast enligt PKR 81 [18].<br />

M = P ∙ δ +y 0 0<br />

2<br />

Tvärsnittskontroll<br />

Tvärsnittskapaciteten kontrolleras enligt SS-EN 1993-1-1<br />

[3] och i enlighet med BYGG, K18:56:<br />

Inverkan av flytavsnittets storlek på pålens knäcklast beaktas<br />

gen<strong>om</strong> att en motsvarande minskning av jordens<br />

bäddmodul beräknas, se Pålk<strong>om</strong>missionens Rapport<br />

84a [14], med användande av virtuella arbetets princip.<br />

Tillskottsutböjningen medför uppk<strong>om</strong>st av ett böjm<strong>om</strong>ent<br />

MEd i pålen. Detta, tillsammans med motsvarande axialkraft<br />

NEd, motsvarar tvärsnittets kapacitet (stuklast).<br />

N Ed<br />

N c,Rd<br />

där<br />

M Ed<br />

+ ≤ 1,0<br />

M c,Rd<br />

N = μ ∙ A ∙ f c,Rd s yd<br />

M = μ ∙ η ∙ W ∙ f c,Rd s f yd<br />

Man måste alltså beräkna både knäcklast och stuklast för<br />

tillräckligt stort intervall (minst upp till maximal knäcklast)<br />

för tillskottsutböjningen yo för att med säkerhet kunna<br />

avgöra huruvida stuklast eller maximal knäcklast utgör dimensio<strong>ner</strong>ande<br />

värde för pålens strukturella bärförmåga<br />

STR, d v s lastkapaciteten.<br />

Utnyttjande av större kapacitet för pålen, d v s då jorden<br />

flyter kring pålen, medför en kvarstående sjunkning hos<br />

pålen, <strong>om</strong> avlastning sker. Om man vill undvika detta ska<br />

man alltså begränsa utnyttjandet till det elastiska <strong>om</strong>rådet.<br />

Bruksgränstillstånd<br />

Kontroll av bruksgränsbärförmågan enligt PKR 96:1 [16]<br />

har utförts.<br />

Tillskottsutböjningen för bruksgränstillstånd är begränsad<br />

in<strong>om</strong> vilket jordresponsen är elastisk.<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ing för bruksgränstillstånd med avseende på<br />

tillåtna rörelser skall utföras objektspecifikt. Enligt SS-EN<br />

1997-1 [5] får inte den uppburna konstruktionens krav för<br />

bruksgränstillståndet överskridas på grund av förskjutningar<br />

i pålen.<br />

Partialkoefficienter för konstruktiv<br />

bärförmåga, STR<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingssätt är DA3 för gränstillståndet STR. Enligt<br />

nationella val i EKS 8 och VVFS 9 används följande<br />

partialkoefficienter:<br />

Stålets sträckgräns γ = 1,0 s<br />

Stålets elasticitetsmodul γ = 1,0 s<br />

Odrä<strong>ner</strong>ad skjuvhållfasthet γ = 1,5<br />

cu<br />

Bruksgränstillstånd beräknas gen<strong>om</strong> att Ed ≤ Cd och ingående<br />

partialkoefficienter sätts till 1,0. Ed är den dimensio<strong>ner</strong>ande<br />

lasteffekten och Cd är gränsvärdet på lasteffekten<br />

vid dimensio<strong>ner</strong>ing.<br />

Maximal bärförmåga s<strong>om</strong> kan<br />

påvisas med stötvågsmätning<br />

Den geotekniska bärförmågan i gränstillståndet GEO kan<br />

kontrolleras gen<strong>om</strong> stötvågsmätning. Vid stötvågsmätning<br />

skall spänningen i stålet s<strong>om</strong> uppk<strong>om</strong>mer vid slagning<br />

begränsas.<br />

I dimensio<strong>ner</strong>ingstabellerna i detta dokument har ett övre<br />

gränsvärde på bärförmågan, Rd,max s<strong>om</strong> kan påvisas<br />

utan att pålens flytgräns överskrids i samband med stötvågsmätning<br />

angivits (den verkliga påvisade bärförmågan<br />

är objektspecifik och kan vara lägre).<br />

R beräknas enligt följande ekvatio<strong>ner</strong>:<br />

d,max<br />

R = F k k<br />

d,max<br />

Stuk 1 2<br />

γ tot =γ b γ Rd ξ 5<br />

γ tot<br />

där<br />

F = Pålens stuklast. Tvärsnittsarean multiplicerat med<br />

stuk<br />

stålets flytgräns.<br />

k = Erfarenhetsvärde s<strong>om</strong> är kvoten mellan pålens sta-<br />

1<br />

tiska neddrivningsmotstånd (utvärderat enligt CASE- eller<br />

CAPWAP-metod) och pålens totala neddrivningsmotstånd<br />

(statiskt- och dynamiskt motstånd). I beräkningarna<br />

har k1 valts till 0,9 s<strong>om</strong> motsvarar bergstopp på bra berg<br />

(k är normalt lägre vid stopp i morän). Mer <strong>information</strong><br />

1<br />

hittas i PKR 98 [17].<br />

k = Koefficient s<strong>om</strong> tar hänsyn till <strong>om</strong> stålspänningen i<br />

2<br />

pålen utvärderas gen<strong>om</strong> stötvågsmätning. I beräkningarna<br />

förutsätts att detta utvärderas och k sätts därför till<br />

2<br />

1,1 (Om detta inte görs väljs denna koefficient till 0,9). Se<br />

utförandestandarder [6] och [7].<br />

γ = Partialkoefficient för spetsbärförmåga. <strong>För</strong> slagna på-<br />

b<br />

lar väljs här γ = 1,3 b<br />

γ = Modellfaktor. I denna beräkning väljs γ = 0,85.<br />

Rd Rd<br />

Detta gäller för stötvågsmätning på spetsburen påle med<br />

liten spetsfjädring (< påldiameter/60) eller för stötvågsmätning<br />

där CAPWAP-analys har utförts.<br />

ξ = Korrelationskoefficient s<strong>om</strong> tar hänsyn till antalet pro-<br />

5<br />

vade pålar och det uppmätta medelvärdet enligt tabell<br />

I.11 enligt EKS [8].<br />

9


10<br />

Verifiering av geoteknisk bärförmåga (GEO) Styrande dokument<br />

Den geotekniska bärförmågan kan verifieras gen<strong>om</strong>:<br />

1. Stoppslagning med ge<strong>ner</strong>ella schablonvärden (hävdvunnen<br />

åtgärd).<br />

2. Projektspecifik stoppslagning av spetsburna pålar baserad<br />

på WEAP-analys (datorbaserad slagningssimulering).<br />

3. Statisk provbelastning.<br />

4. Dynamisk provbelastning.<br />

Stoppslagning med luftdriven<br />

hammare eller hydraulhammare<br />

Vid stoppslagning med luftdriven hammare eller hydraulhammare<br />

skall tyngden hos slagkolven vara minst 3 respektive<br />

2 gånger pålens stålvikt per längdmeter. Sjunkningen<br />

hos pålen per minut skall vara max 5 mm. Övre<br />

gränsvärde för dimensio<strong>ner</strong>ande bärförmågan hos pålen<br />

begränsas härvid till 30 % av stuklasten (pålens tvärsnittsarea<br />

multiplicerat med stålets flytgräns) enligt praxis<br />

(hävdvunnen åtgärd) d v s:<br />

R = 0,3 F d,max stuk<br />

Se tabell 1, sid 13.<br />

Stoppslagning med fallhejare<br />

Pålens geotekniska bärförmåga kan bestämmas gen<strong>om</strong><br />

datorbaserad slagningssimulering (WEAP-analys). Dimensio<strong>ner</strong>ande<br />

bärförmåga beräknas med K<strong>om</strong>pletterande<br />

tillvägagångssätt enligt TD -Pålar [13] och/eller TK<br />

Geo [10].<br />

Statisk respektive dynamisk<br />

provning<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ande geoteknisk bärförmåga bestäms enligt<br />

SS-EN 1997-1 [5] med nationellt val i EKS [8] respektive<br />

VVFS [9]: Partialkoefficient väljs enligt tabell A.6, korrelationskoefficienter<br />

baserade på antalet prov väljs enligt<br />

tabell A.9 respektive A.11. Modellfaktorer redovisas i EKS<br />

samt TK Geo. Se även TD -Pålar [13] för underlag.<br />

<strong>För</strong> påldimensio<strong>ner</strong>ing är nedanstående dokument styrande<br />

eller kan ge vägledning.<br />

Normer<br />

[1] SS-EN 1990<br />

Grundläggande dimensio<strong>ner</strong>ingsregler för bärverk<br />

[2] SS-EN 1991-1-1<br />

Laster på bärverk – Del 1-1: Allmänna laster<br />

– Tunghet, egentyngd, nyttig last för byggnader<br />

[3] SS-EN 1993-1-1:2005<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ing av stålkonstruktio<strong>ner</strong><br />

– Allmänna regler för byggnader.<br />

[4] SS-EN 1993-5:2007<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ing av stålkonstruktio<strong>ner</strong><br />

– Pålar och spont<br />

[5] SS-EN 1997-1:2005<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ing av geokonstruktio<strong>ner</strong><br />

– Allmänna regler.<br />

Utförandestandarder<br />

[6] SS-EN 14199:2005<br />

Utförande av geokonstruktio<strong>ner</strong><br />

– Mikropålar<br />

[7] SS-EN 12699<br />

Utförande av geokonstruktio<strong>ner</strong><br />

– Massundanträngande pålar<br />

Nationella anpassningar av normer<br />

[8] BFS 2011:10 EKS 8<br />

EKS: Boverkets föreskrifter och allmänna råd <strong>om</strong><br />

tillämpning av europeiska konstruktionsstandarder.<br />

[9] VVFS 2009:9<br />

Vägverkets föreskrifter VVFS 2009:19 <strong>om</strong> ändring i<br />

föreskrifterna (VVFS 2004:43) <strong>om</strong> tillämpningen av<br />

europeiska beräkningsstandarder.<br />

Övriga dokument<br />

[10] TK Geo 11, Publ. 2011:047<br />

Trafikverkets tekniska krav för geokonstruktio<strong>ner</strong>.<br />

[11] TK Bro, VV 2009:27 BVS 1538.19<br />

Vägverkets och Banverkets tekniska krav vid nybyggande<br />

och förbättringar av broar.<br />

[12] IEG Rapport 2:2008, Rev. 2<br />

Tillämpningsdokument – Grunder, EN 1997<br />

[13] IEG Rapport 8:2008, Rev. 2<br />

Tillämpningsdokument – EN 1997-1 kapitel 7,<br />

Pålgrundläggning.<br />

[14] Pålk<strong>om</strong>missionen Rapport 84a<br />

Beräkning av dimensio<strong>ner</strong>ande bärförmåga för<br />

slagna pålar med hänsyn till pålens material och<br />

<strong>om</strong>givande jord.<br />

[15] Pålk<strong>om</strong>missionen Rapport 93<br />

Korrosion och korrosionsskydd av stålpålar och<br />

stålspont i jord och vatten.<br />

[16] Pålk<strong>om</strong>missonen Rapport 96:1<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingsprinciper för pålar – Lastkapacitet.<br />

Inklusive Supplement 2.<br />

[17] Pålk<strong>om</strong>missionen Rapport 98<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingsanvisningar för slagna slanka pålar<br />

[18] Pålk<strong>om</strong>missionen Rapport 81<br />

Systempålar. Anvisningar för beräkning av dimensio<strong>ner</strong>ande<br />

bärförmåga<br />

[19] Provningsrapporter Pålskarvar<br />

SP Provningsrapport PX24749<br />

11


12<br />

Dimensio<strong>ner</strong>ingstabeller<br />

Val av ge<strong>om</strong>etrisk initialkrokighet<br />

Den ge<strong>om</strong>etriska initialkrokigheten påverkas av pålelementens<br />

toleranser på rakhet och vinkeländringar vid<br />

skarvar. I PKR 96:1 [16] ges schablonvärden för val av<br />

ge<strong>om</strong>etrisk initialkrokighet beroende på <strong>om</strong> pålens rakhet<br />

efter installation mäts eller inte samt <strong>om</strong> pålen är skarvad<br />

in<strong>om</strong> knäcklängden. Dessa schablonvärden redovisas i<br />

tabell 2, sid 13. S<strong>om</strong> alternativ kan PKR 98 [17] användas<br />

för att beräkna initialkrokighet.<br />

Val av rostmån<br />

Val av rostmån kan baseras på utvärdering av aktuell<br />

jordart, jordmaterialets kemiska egenskaper, syretillförsel,<br />

grundvattenförhållanden och konstruktionens avsedda<br />

livslängd. Vägledning <strong>om</strong> hur rostmån kan väljas ges i<br />

Euro kod 3 [4], PKR 93 [15] och PKR 98 [17].<br />

Topplåt<br />

Topplåtar levererade av <strong>Repay</strong> begränsar inte bärförmågan<br />

för pålarna.<br />

Se tabell 3, sid 13.<br />

Pålskarvar<br />

Pålskarvar s<strong>om</strong> tillhandahålls av <strong>Repay</strong> är jämnstarka med<br />

pålen. Dessa skarvar är provade av SP. Resultaten från<br />

dessa provningar presenteras i rapporter s<strong>om</strong> tillhandahålls<br />

av <strong>Repay</strong>.<br />

Pålskor<br />

Pålskor levererade av <strong>Repay</strong> begränsar inte bärförmågan<br />

för pålarna.<br />

Observera att den beräknade lastexcentricitet för inmejsling<br />

i berg är större än för installerad påle. Detta innebär<br />

att fallhöjden för hejaren vid inmejsling måste vara mindre<br />

än vid stoppslagningen.<br />

Dimensio<strong>ner</strong> och tvärsnittsvärden<br />

för MCP-pålar<br />

Se tabell 4, sid 13.<br />

Pålarnas bärförmåga<br />

Tillskottsutböjningen medför uppk<strong>om</strong>st av ett böjm<strong>om</strong>ent<br />

MEd i pålen. Detta, tillsammans med motsvarande axialkraft<br />

NEd, motsvarar tvärsnittets kapacitet (stuklast).<br />

N M Ed Ed<br />

+ ≤1,0<br />

N c,Rd<br />

M c,Rd<br />

Emellertid kan pålen dessförinnan ha uppnått sin knäcklast,<br />

i vilket fall knäcklasten alltså utgör den dimensio<strong>ner</strong>ande<br />

lastkapaciteten STR. I dessa fall är lastkapaciteten<br />

markerad med * .<br />

Pålarnas bärförmåga redovisas i tabeller 5 till 16 nedan.<br />

TABELL 1 Maximal geoteknisk bärförmåga enligt hävdvunnen metod.<br />

Påltyp MCP2 MCP3 MCP5 MCP6 MCP7 MCP8 MCP9 MCP10<br />

0,3 Fstuk [kN] 191 226 295 369 457 562 686 844<br />

TABELL 2 Schablonvärden för ge<strong>om</strong>etrisk initialkrokighet för slanka slagna pålar<br />

Lk/xxx Utan skarv, η =0 j Med en skarv in<strong>om</strong> knäcklängden, η =1 j<br />

Utan rakhetskontroll Lk/300 Lk/200<br />

Med godkänd rakhetskontroll Lk/600 Lk/400<br />

TABELL 3 Mått för topplåtar levererade av <strong>Repay</strong><br />

Påltyp MCP2 MCP3 MCP5 MCP6 MCP7 MCP8 MCP9 MCP10<br />

Dimension 150x150x15 200x200x20 250x250x25 300x300x30<br />

TABELL 4 Dimensio<strong>ner</strong> och tvärsnittsvärden för MCP-pålar<br />

Påltyp MCP2 MCP3 MCP5 MCP6 MCP7 MCP8 MCP9 MCP10<br />

D [mm] 76,1 88,9 114,3 114,3 139,7 139,7 168,3 168,3<br />

t [mm] 6,3 6,3 6,3 8 8 10 10 12,5<br />

M [kg/m] 10,8 12,8 16,8 21,0 26,0 32,0 39,0 48,0<br />

A [mm 0 2 ] 1381 1635 2138 2672 3310 4075 4973 6118<br />

I [mm 0 2 ] 84,82 140,24 312,71 379,49 720,29 861,89 1563,98 1868,35<br />

W [mm 0 2 ] 22,29 31,55 54,72 66,40 103,12 123,39 185,86 222,03<br />

F [kN] stuk 635 752 983 1229 1523 1874 2288 2814<br />

13


14<br />

15


16<br />

17


18<br />

19


20<br />

21


22<br />

23


24<br />

25


26<br />

27


28<br />

29


30<br />

31


32<br />

33


34<br />

35


36<br />

37


38<br />

39


40<br />

41


42<br />

43


44<br />

45


46<br />

47


48<br />

49


50<br />

51


52<br />

53


54<br />

55


56<br />

57


58<br />

59


60<br />

61


62<br />

Hör gärna av dig till oss<br />

Vi har valt att finnas lokalt med försäljning, produktionsresurser<br />

och lager. Närheten till dig s<strong>om</strong> kund är viktig och att vi kän<strong>ner</strong><br />

att vi kan ge bäst service <strong>om</strong> vi finns etablerade i din lokala<br />

närhet. Hör gärna av dig, både för allmän <strong>information</strong> <strong>om</strong> <strong>våra</strong><br />

erbjudanden och konkreta förfrågningar.<br />

John Mikaelsson, pålansvarig<br />

Tel 031-383 85 15 Mobil 0708-38 11 72<br />

john.mikaelsson@repay.se<br />

www.repay.se<br />

<strong>Repay</strong> Kiruna<br />

Lastvägen 39, 981 38 Kiruna<br />

Tel 0980-678 60<br />

kiruna@repay.se<br />

<strong>Repay</strong> Gällivare<br />

E<strong>ner</strong>giplan 1, 832 38 Gällivare<br />

Tel 0970-669 90<br />

gallivare@repay.se<br />

<strong>Repay</strong> Skellefteå<br />

Truckgatan 1, 931 27 Skellefteå<br />

Tel 0910-58 59 00<br />

skelleftea@repay.se<br />

<strong>Repay</strong> Strömsund<br />

Godsgatan 4, 833 36 Strömsund<br />

Tel 0670-168 80<br />

str<strong>om</strong>sund@repay.se<br />

<strong>Repay</strong> Sala<br />

Verkstadsgatan 7, 733 38 Sala<br />

Tel 0224-39 27 00<br />

sala@repay.se<br />

<strong>Repay</strong> Köping<br />

Gamla Hamnvägen 2, 731 36 Köping<br />

Tel 0221-535 90<br />

koping@repay.se<br />

<strong>Repay</strong> Uddevalla<br />

Brunegårdsvägen 1, 451 76 Uddevalla<br />

Tel 0522-64 58 00<br />

uddevalla@repay.se<br />

TSAB Jönköping<br />

Box 45, 551 12 Jönköping<br />

Tel 036-12 21 00<br />

Fax 036-12 41 91<br />

www.tsab.c<strong>om</strong><br />

63

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!