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
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