Rogaland fylkeskommune

Transkript

1 Rogaland fylkeskommune Tverrforbindelsen Foss-Eikeland E39 Konsekvensutredning Skisseprosjekt Bru over Figgjoelven ved Bråstein Dimensjon AS

2

3 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING SAMMENDRAG Konstruksjoner i linje Konstruksjoner i linje GRUNNLAGSMATERIALE Vegklasse Traseer Naturmiljø KONSTRUKSJONER I LINJE Alt. 1 Fritt frambygg (Tegn. K1) KONSTRUKSJONER I LINJE Alt. 1 Kassebru betong (Tegn. K2) Alt. 2 Kassebru samvirke (Tegn. K3) Alt. 3 Skråkabelbru m/to tårn (Tegn. K4) Alt. 4 Skråkabelbru m/ett tårn (Tegn. K5) KOSTNADSOVERSLAG Generelt Enhetspriser for ulike brutyper fra Brupriser Kostnadsoverslag konstruksjoner VEDLEGG: TEGNINGSLISTE A. TEGNINGER FRA DIMENSJON AS B. TEGNINGER FRA SWECO NORGE AS 3

4 1 INNLEDNING. I forbindelse med utarbeidelse av konsekvensutredning for tverrforbindelsen Foss-Eikeland E39 har Sweco Norge AS fått i oppdrag av Dimensjon AS å utarbeide skisseprosjekt for alternative brukrysninger over Figgjoelven ved Bråstein. Skisseprosjektet beskriver bruløsninger for to ulike traseer med kostnadsoverslag. Det er lagt vekt på å finne optimale konstruksjonsløsninger for de ulike alternativene. Kostnadsregningen er basert på enhetspriser pr. m 2 bru for tilsvarende brutyper gitt i Statens vegvesens database Brupriser. Prisene i databasen er beregnet gjennomsnitt for 3-5 anbud pr. bru. Kostnadsoverslagene er entreprisekostnader eks. MVA med prisnivå 1. kvartal år Kostnader for merverdiavgift, planlegging, grunnerverv og byggeledelse er ikke inkludert i kostnadsoverslagene. I skisseprosjektfasen har følgende deltatt: Sweco Norge AS : Siv. ing. Bjørn Hammer Ing. Steinar Samnøy Dr.ing. Odd M. Eidsheim 4

5 2 SAMMENDRAG Det planlegges en ny tverrforbindelse mellom Jæren og E39 i en korridor mellom Foss-Eikeland og Bråstein. Dette skisseprosjektet omhandler bruløsninger for kryssing av Figgjoelven ved Bråstein. Konstruksjonene i de ulike alternativene som er omhandlet i denne rapporten er opplistet under, med angivelse av brutyper, brulengder og entreprisekostnader. 2.1 Konstruksjoner i linje Vegplanen for dette alternativet er vist på tegning C3. Det er utarbeidet skisseprosjekt med kostnadsoverslag for følgende konstruksjon : 2.2 Konstruksjoner i linje Vegplanen for dette alternativet er vist på tegning C4. Det er utarbeidet skisseprosjekt med kostnadsoverslag for følgende konstruksjoner : Alt. Konstruksjon Tegn. nr. Lengde (m) Entreprisekostn. 1 Fritt Frambygg K1 210 kr Alt. Konstruksjon Tegn. nr. Lengde (m) Entreprisekostn. 1 Kassebru betong K2 185 kr Kassebru samvirke K3 185 kr Skråkabelbru m/to tårn K4 185 kr Skråkabelbru m/ett tårn K5 185 kr GRUNNLAGSMATERIALE 3.1 Vegklasse Vegstrekningen planlegges etter dimensjoneringsklasse S4 som tilsvarer en tofeltsveg med totalbredde 10,0 m og midtmarkering. Dimensjonerende ÅDT er 8000 kjt/døgn. 3.2 Traseer Det er tre ulike trasevalg for kryssing av Figgjoelven ved Bråstein: Linje og linje krysser over Figgjoelven på skrå i nordøstlig retning mellom Nordre Kalberg og Møgedal. Ved elvekrysningen ligger de to alternativene så nær hverandre at det i dette skisseprosjektet kun er valgt å utrede bruløsninger for linje (tegning C3). 5

6 Linje krysser over Figgjoelven i nordlig retning ved Gilje gård (tegning C4). 3.3 Naturmiljø Figgjoelven er et vernet vassdrag innenfor et 100 m bredt belte. Det må etterstrebes å velge en bruløsning og byggemetode som gir minst mulig negative konsekvenser både i drifts- og anleggsperioden. 4 KONSTRUKSJONER I LINJE Alt. 1 Fritt frambygg (Tegn. K1) Generelt Som bruløsning er valgt fritt-frambygg med et hovedspenn på 95 m over Figgjoelven, to sidespenn med 55 m lengde og 35 m lengde på sørsiden av elven og et sidespenn på 25 m på nordsiden av elven, totalt 210,0 m. Sidespennet på nordsiden er så kort at det utføres som en ballastkasse. Løsningen er vist på tegning K1 med angivelse av spennvidder, hoveddimensjoner, lastforutsetninger, fundamenteringsløsninger mm. Med denne bruløsningen unngår en arbeider ute i elven. Ålgårdbanen går under brua mellom akse 2 og 3, med en fri høyde på cirka 9,0 m. Kostnadsoverslag er utført i kapittel 6. Brua er kostnadsregnet til kr ,- eks. mva. Vegdata Horisontalkurvaturen er vist på tegning K1. Vegen har konstant lengdefall på 2,62 %. Brua har føringsbredde 10,0 m og totalbredde 11,0 m. Vegen har takfall på brua. Underbygning Det er ikke utført grunnundersøkelser i området for brua. Som fundamenteringsløsning er foreløpig antatt pelefundamentering. Grunnundersøkelser må utføres før endelig valg av fundamenteringsmetode. Landkarene i akse 1 og 5 utføres som kasselandkar. Pilarene i akse 2, 3 og 4 utføres som skivepilarer med massivt tverrsnitt. Overbygning Overbygningen er en kontinuerlig, spennarmert betongkasse utført i betongkvalitet B45. Brukassen har konstant bredde 5400 mm. Kassehøyden varierer fra minimum 2000 mm til 4750 mm ved pilarene i akse 3 og 4. Overbygningen er støpt monolittisk sammen med pilarene. På grunn av kort sidespenn på nordsiden av elven må det benyttes ballast (sprengstein) i brukassen her. 6

7 Utstyr Bruoverbygningen hviler på glidelagre på landkarene i akse 1 og 5. Brua utstyres med fuger i akse 1 og 5. På kjørebanen legges membran og slitelag av asfalt. Brua utstyres med standard brurekkverk. Drensvannet fra brua må føres til land via et lukket drenssystem. Det skal være belysning på brua og innvendig i kassen. Byggemetode Dersom grunnforholdene tilsier at det må fundamenteres på peler for fundamentene nærmest elva er bruk av borede stålkjernepeler mest gunstig da dette krever minst borerigg. Fundamenteringsarbeidene må foregå på tidspunkt med lav vannføring. Sidespennet akse 1 2 bygges på fast eller frittbærende stillas til cirka 5 meter forbi akse 2. Sidespennet akse 4 5 bygges på fast eller frittbærende stillas og fylles med sprengstein. Det forutsettes tilkomst til denne siden av elven gjennom tunnel under Bråsteinsåsen. Hovedspennet bygges som fritt frambygg med flyttbar forskalingsvogn fra akse 3 og 4. Sidespenn akse 2-3 bygges som fritt frambygg med forskalingsvogn fra akse 3. Det monteres hjelpepilar mellom akse 2 og 3 for avstivning av konstruksjonen i byggetilstand. Kragarmene støpes sammen i hovedspennet midt mellom akse 3 4 og mot utkrager fra akse 2. Andre vurderte bruløsninger. En stålkassebru som spenner over Figgjoelven i ett spenn er teknisk mulig, men dette vil kreve midlertidige understøttelser ute i elven under monteringen. Prismessig vil en slik løsning neppe bli rimeligere enn fritt frambygg-alternativet og er derfor ikke utredet videre her. Skråkabelbru kan også være et aktuelt alternativ som spenner over elven i ett spenn, for eksempel tilsvarende de som er vist for linje Da dette er en dyrere løsning enn frittframbygg er den ikke utredet videre her. Dersom det vil bli tillatt å sette en eller flere søyler ute i elven er det aktuelt å vurdere løsninger med flere og kortere spenn. Brua kan da utføres som en betongkasse som støpes på fremskyvbar forskalingsvogn. En løsning med 5 spenn og maksimal spennvidde på 50 m vil gi en søyleakse i elven. En løsning med 7 spenn og maksimal spennvidde på 32 m vil gi to søyleakser i elven. Disse løsningene er ikke videre beskrevet her. 5 KONSTRUKSJONER I LINJE Alt. 1 Kassebru betong (Tegn. K2) Generelt Linje krysser over Figgjoelven i nordlig retning ved Gilje gård. Som bruløsning Alternativ 1 er valgt kassebru i betong, med spennvidder 35,0 m + 58,0 m + 47,0 m + 45 m, totalt 185 m. Løsningen er vist på tegning K2 med angivelse av spennvidder, hoveddimensjoner, lastforutsetninger, fundamenteringsløsninger mm. 7

8 Denne bruløsningen forutsetter plassering av to søyler på elvedeltaet mellom søndre og nordre elveløp. Ålgårdbanen går under brua mellom akse 1 og 2, med en fri høyde på cirka 10,0 m. Kostnadsoverslag er utført i kapittel 6. Brua er kostnadsregnet til kr ,- eks. mva. Vegdata Vegen er rettlinjet i horisontalplanet. Vertikalkurvatur er vist på tegning K2. Brua har føringsbredde 10,0 m og totalbredde 11,0 m. Vegen har takfall på brua. Underbygning Det er ikke utført grunnundersøkelser i området for brua. Som fundamenteringsløsning er foreløpig antatt pelefundamentering. Grunnundersøkelser må utføres før endelig valg av fundamenteringsmetode. Landkarene i akse 1 og 5 utføres som kasselandkar. Pilarene i akse 2, 3 og 4 utføres som skivepilarer med massivt tverrsnitt. Overbygning Overbygningen er en kontinuerlig, spennarmert betongkasse utført i betongkvalitet B45. Brukassen har konstant høyde 2800 mm. Overbygningen er støpt monolittisk sammen med pilarene. Utstyr Bruoverbygningen hviler på glidelagre på landkarene i akse 1 og 5. Brua utstyres med fuger i akse 1 og 5. På kjørebanen legges membran og slitelag av asfalt. Brua utstyres med standard brurekkverk. Drensvannet fra brua må føres til land via et lukket drenssystem. Det skal være belysning på brua og innvendig i kassen. Byggemetode Dersom grunnforholdene tilsier at det må fundamenteres på peler er bruk av borede stålkjernepeler mest gunstig da dette krever minst borerigg. Fundamenteringsarbeidene må foregå på tidspunkt med lav vannføring i elva. Betongkassen støpes i fire avsnitt på framkjørbar forskalingsvogn. Bunnplate og steg støpes først og herdes før topplaten kan støpes. Støpeskjøten legges ca. 0,2 x spennvidde forbi søyleakse. Før framskyving av vogn må spennarmeringen oppspennes. 5.2 Alt. 2 Kassebru samvirke (Tegn. K3) Generelt Som bruløsning Alternativ 2 er valgt stålkasse i samvirke med betongdekke, med spennvidder 35,0 m + 58,0 m + 47,0 m + 45 m, totalt 185 m. Løsningen er vist på tegning K3 med angivelse av spennvidder, hoveddimensjoner, lastforutsetninger, fundamenteringsløsninger mm. 8

9 Denne bruløsningen forutsetter også plassering av to søyler på elvedeltaet mellom søndre og nordre elveløp. Ålgårdbanen går under brua mellom akse 1 og 2, med en fri høyde på cirka 10,0 m. Kostnadsoverslag er utført i kapittel 6. Brua er kostnadsregnet til kr ,- eks. mva. Vegdata Vegen er rettlinjet i horisontalplanet. Vertikalkurvatur er vist på tegning K3. Brua har føringsbredde 10,0 m og totalbredde 11,0 m. Vegen har takfall på brua. Underbygning Det er ikke utført grunnundersøkelser i området for brua. Som fundamenteringsløsning er foreløpig antatt pelefundamentering. Grunnundersøkelser må utføres før endelig valg av fundamenteringsmetode. Landkarene i akse 1 og 5 utføres som kasselandkar. Pilarene i akse 2, 3 og 4 utføres som skivepilarer med massivt tverrsnitt. Overbygning Stålkassen består av bunnplate, vegger, toppflenser med dybler, samt langs- og tverrstivere. Bunnplaten er horisontal mens kasseveggene skrår utover. Kassehøyden er valgt konstant 2500 mm. Stålkvalitet S355 N benyttes. Kassen utstyres med avfuktingsanlegg. Betongplaten utføres i betongkvalitet B45. Det er betongkanter for å få kontrollert avrenning samt for innfesting av rekkverksbolter. Som forskaling mellom stålflensene kan korrugerte stålplater benyttes. Utstyr Bruoverbygningen hviler på to brulagre pr. akse. I akse 5 er det fastlager, i øvrige akser glidelager. Brua utstyres med fuge i akse 1. På kjørebanen legges membran og slitelag av asfalt. Brua utstyres med standard brurekkverk. Drensvannet fra brua må føres til land via et lukket drenssystem. Det skal være belysning på brua og innvendig i kassen. Byggemetode Dersom grunnforholdene tilsier at det må fundamenteres på peler er bruk av borede stålkjernepeler mest gunstig da dette krever minst borerigg. Fundamenteringsarbeidene må foregå på tidspunkt med lav vannføring i elva. Stålkassen produseres i seksjoner i verksted. Seksjonene kan fraktes til brustedet via E39 og sammensveises til lengre seksjoner før montering. Monteringen kan utføres med kraner eller brua kan skyves frem fra nord. Til dette kreves midlertidige tårnkonstruksjoner på elvedeltaet. Etter ferdig montert og sammensveist stålkasse støpes betongdekket seksjonsvis i henhold til fastlagt støperekkefølge. Det kan benyttes flyttbar forskalingsvogn til dette. 9

10 5.3 Alt. 3 Skråkabelbru m/to tårn (Tegn. K4) Generelt Som bruløsing Alternativ 3 er valgt skråkabelbru med to tårn og brubjelke i betong. Spennviddene er 10,0 m + 165,0 m + 10,0 m, totalt 185 m. Løsningen er vist på tegning K4 med angivelse av spennvidder, hoveddimensjoner, lastforutsetninger, fundamenteringsløsninger mm. Denne bruløsningen er skånsom for Figgjovassdraget ved at den spenner over elva i ett spenn. Ålgårdbanen går under brua ved akse 2, med en fri høyde på cirka 12,0 m. Kostnadsoverslag er utført i kapittel 6. Brua er kostnadsregnet til kr ,- eks. mva. Vegdata Vegen er rettlinjet i horisontalplanet. Vertikalkurvatur er vist på tegning K4. Brua har føringsbredde 10,0 m og totalbredde 13,0 m. Vegen har takfall på brua. Underbygning Det er ikke utført grunnundersøkelser i området for brua. Som fundamenteringsløsning er foreløpig antatt pelefundamentering. Grunnundersøkelser må utføres før endelig valg av fundamenteringsmetode. Landkarene i akse 1 og 4 utføres som kasselandkar. Tårnene i akse 2 og 3 utføres som to parallelle søyler med kassetverrsnitt med en tverrigel cirka 12 m fra toppen. Forankring av skråkabler på land forutsettes utført via et betongfundament på fjell oppspent med fjellanker. Overbygning Overbygningen består av to langsgående, spennarmerte bjelker og tverrbjelker ved festepunktene for skråkablene. Bruplaten har tykkelse 300 mm. Stagene utføres som lukkede spiralslåtte kabler. Utstyr Bruoverbygningen hviler på glidelagre i akse 1-4. Brua utstyres med fuger i akse 1 og 4. På kjørebanen legges membran og slitelag av asfalt. Brua utstyres med standard brurekkverk. Drensvannet fra brua må føres til land via et lukket drenssystem. Det skal være belysning på brua. Byggemetode Tårnene støpes med klatreforskaling. Bruoverbygningen støpes på fremskyvbar forskalingsvogn fra akse 2 og 3. 10

11 5.4 Alt. 4 Skråkabelbru m/ett tårn (Tegn. K5) Generelt Som bruløsing Alternativ 4 er valgt skråkabelbru med ett tårn og brubjelke i betong. Spennviddene er 15,0 m + 20,0 m + 140,0 m + 10,0 m, totalt 185 m. Løsningen er vist på tegning K5 med angivelse av spennvidder, hoveddimensjoner, lastforutsetninger, fundamenteringsløsninger mm. Denne bruløsningen er skånsom for Figgjovassdraget ved at den spenner over elva i ett spenn. Ålgårdbanen går under brua mellom akse 2 og 3, med en fri høyde på cirka 12,0 m. Kostnadsoverslag er utført i kapittel 6. Brua er kostnadsregnet til kr ,- eks. mva. Vegdata Vegen er rettlinjet i horisontalplanet. Vertikalkurvatur er vist på tegning K5. Brua har føringsbredde 10,0 m og totalbredde 13,0 m. Vegen har takfall på brua. Underbygning Det er ikke utført grunnundersøkelser i området for brua. Som fundamenteringsløsning er foreløpig antatt pelefundamentering. Grunnundersøkelser må utføres før endelig valg av fundamenteringsmetode. Landkarene i akse 1 og 5 utføres som kasselandkar. Pilarene i akse 2 og 3 utføres som skivepilarer med massivt tverrsnitt. Tårnet i akse 4 utføres som to parallelle, skråstilte søyler med kassetverrsnitt og med to tverrigler. Forankring av skråkabler på land forutsettes utført via et betongfundament på fjell oppspent med fjellanker. Overbygning Overbygningen består av to langsgående, spennarmerte bjelker og tverrbjelker ved festepunktene for skråkablene. Bruplaten har tykkelse 300 mm. Stagene utføres som lukkede spiralslåtte kabler. Utstyr Bruoverbygningen hviler på glidelagre i alle akse 1-4. Brua utstyres med fuge i akse 1. På kjørebanen legges membran og slitelag av asfalt. Brua utstyres med standard brurekkverk. Drensvannet fra brua må føres til land via et lukket drenssystem. Det skal være belysning på brua. Byggemetode Tårnene støpes med klatreforskaling. Sidespennene akse 1 3 bygges på fast eller frittbærende stillas til cirka 5 meter forbi akse 3. Hovedspennet støpes på fremskyvbar forskalingsvogn fra akse 4. 11

12 6 KOSTNADSOVERSLAG. 6.1 Generelt Kostnadsregningen er basert på enhetspriser pr. m 2 bru for tilsvarende brutyper gitt i Statens vegvesens database Brupriser. Prisene i databasen er beregnet gjennomsnitt for 3-5 anbud pr. bru for bruer bygget i perioden Alle prisene i databasen er justert til 2011 kr ved hjelp av Statistikkbankens byggekostnadsindeks for betongbruer. Det er ikke utført statiske beregninger, dimensjonering og masseberegning for de ulike konstruksjonene. Kostnadsoverslagene er entreprisekostnader eks. MVA med prisnivå 1. kvartal år Kostnader for mva., planlegging, grunnerverv og byggeledelse er ikke inkludert i kostnadsoverslagene. Tunneler, kryssløsninger og underganger er ikke med i kostnadsoverslagene. Følgende forhold er tatt i betraktning ved utarbeidelsen av kostnadsoverslagene: Brutype Spennvidde og brulengde Fundamentering Stedlige forhold (nærhet til vernet vassdrag) 6.2 Enhetspriser for ulike brutyper fra Brupriser Enhetspriser fra Statens vegvesens database Brupriser er framstilt grafisk nedenfor, der kr/m 2 er vist som funksjon av spennvidde. Bruene er gruppert i fire grupper : 1. Betong-plate/bjelkebruer 2 Betong-kassebruer 3. Betong Fritt Frambygg bruer 4. Stålbruer bjelke-, samvirke-, buebruer 12

13 Figur 6.1 Type 1: Betong-plate/bjelkebruer. Entreprisekost./m 2 (SVV Brupriser ) Figuren viser at denne brutypen er aktuell for spennvidder opp til ca. 35 m. Det er forholdsvis stor spredning i prisene. Ulike grunnforhold kan her selvsagt være en grunn for dette. Bruene med lavest enhetspris går over land. Enhetsprisene varierer lite med spennvidden. Sammenlignet med de andre brutypene kommer denne brutypen gunstig ut med hensyn til pris. 13

14 Figur 6.2 Type 2: Betong-kassebruer. Entreprisekost./m 2 (SVV Brupriser ) Denne brutypen er aktuell for spennviddeområdet m. Bortsett fra brua med 60 m spennvidde går alle disse bruene over land. Prismessig kommer de gunstig ut og kan sammenlignes med betongplate- og bjelkebruene. 14

15 Figur 6.3 Type 3: Betong Fritt Frambygg bruer. Entreprisekost./m 2 (SVV Brupriser ) Fritt frambygg-bruer bygges i et forholdsvis stort spennviddeområde fra rundt 90 m til 300 m. Figuren viser en at enhetsprisen øker med økende spennvidde. Spredningen i enhetspriser skyldes for en stor del fundamenteringen. De fleste bruene i figuren har fundamenter i sjø, med dybder fra 4 m til 39 m. Bruene som er fundamentert på størst dyp har høyest enhetskostnader. 15

16 Figur 6.4 Type 4: Stålbruer. Entreprisekost./m 2 (SVV Brupriser ) Denne figuren viser enhetspriser for forskjellige typer stålbruer, som bjelkebruer, stålkasse i samvirke med betongdekke og buebruer (nettverksbuer). De fleste av disse bruene går over sjø. Dette muliggjør sjøtransport fra verksted og montasje med flytekran, noe som kan gi et konkurransefortrinn i mange tilfeller. Den store spredningen i enhetsprisene kan blant annet skyldes ulike fundamenteringskostnader. En ser at det er mange bruer i spennviddeområdet 40 til 125 m. 16

17 6.3 Kostnadsoverslag konstruksjoner Basert på enhetsprisene som er presentert foran, er det estimert enhetspriser på de aktuelle brukonstruksjonene. For skråkabelbruer har det vært vanskelig å finne et godt prisgrunnlag da det kun er bygget en slik vegbru i Norge de siste 15 årene (Smaalenene bro, lengde 300 m, bredde 25 m, hovedspenn 142 m, entreprisekostnad 175 millioner kr, åpnet november 2010). Kostnadsoverslaget for denne brutypen er derfor mer usikkert enn for de andre konstruksjonstypene. I tillegg til brutype er det tatt hensyn til spennvidde, fundamentering, nærhet til vernet vassdrag, adkomst etc. Enhetspriser for de forsjellige konstruksjonene er angitt i tabellen under, gruppert etter brutype. Maks. Linje Konstruksjon Tegn. Type spennv. kr/m Alt. 1 Fritt frambygg K Alt. 1 Kassebru betong K Alt. 2 Kassebru samvirke K Alt. 3 Skråkabelbru m/to tårn K Alt. 4 Skråkabelbru m/ett tårn K Tabell 6.1 Entreprisekostnader /m 2 Nedenfor er utregnet entreprisekostnader for brukonstruksjonene i de ulike alternativene. Enhetsprisene kr/m 2 fra tabell 6.1 er benyttet, og løpemeterpris fås ved å multiplisere med bredden 11,0 m (13,0 m for skråkabelbru). Tallene er avrundet til hele kr. Linje Konstruksjon Tegn. Lengde kr/m2 kr/m kr Alt. 1 Fritt frambygg K Alt. 1 Kassebru betong K Alt. 2 Kassebru samvirke K Alt. 3 Skråkabelbru m/to tårn K Alt. 4 Skråkabelbru m/ett tårn K Tabell 6.2 Entreprisekostnader 17

18 VEDLEGG: TEGNINGSLISTE A B TEGNINGER FRA DIMENSJON AS TEGNINGER FRA SWECO NORGE AS 18

19 A TEGNINGER FRA DIMENSJON AS TEGN. NR. C3 C4 Idedugnad Plan og profil Veg Idedugnad Plan og profil Veg TITTEL DATO REV REV. DATO

20 B TEGNINGER FRA SWECO NORGE AS TEGN. NR. TITTEL DATO REV REV. DATO Linje K1 Alt. 1 Fritt frambygg Linje K2 Alt. 1 Kassebru betong K3 Alt. 2 Kassebru samvirke K4 Alt. 3 Skråkabelbru m/to tårn K5 Alt. 4 Skråkabelbru m/ett tårn