Gangbro Kjøkøysund. Forprosjekt rapport

Transkript

1 Bilde: (Kjøkøysund bro) Gangbro Kjøkøysund Forprosjekt rapport Denne rapporten er første del i hovedprosjektet som omhandler komposittgangbro over Kjøkøysund. I denne rapporten framlegger vi hovedmål for prosjektet, samt forskjellige arbeidsmetoder og avgrensninger. Det inngår i denne rapporten at hoveddelen i oppgaven vil omhandle konstruksjon og materialvalg

2 Innhold Gangbro Kjøkøysund... 0 PROSJEKTDIREKTIV... 2 Organisering... 2 Prosjektbeskrivelse... 3 Innledning... 3 Oppgaveformulering... 3 Problemstilling... 3 Resultatmål... 4 Effektmål... 4 Prosessmål... 4 Delmål (milepæler)... 4 Kravspesifikasjoner... 5 Avgrensinger... 6 Arbeidsoppgaver... 6 Konstruksjon:... 6 Materialvalg:... 7 Arbeidsmetoder... 7 Referanser H11B04 Side 1

3 PROSJEKTDIREKTIV Prosjektnavn: Prosjekttittel: Gangbro Kjøkøysund Gangbro i kompositt over Kjøkøysund Planlagt startdato: Fra 1/ Varighet: Til 9/ Oppdragsgiver: Oppdragstaker: Borg Plastnett Høgskolen i Østfold Utfylt av: Tina Gooding Dato:29/ Organisering Prosjektgruppens leder: Prosjektdeltakere: Steinar Myrvold Tove Tesdal, Andreas Boye, Simen Bangor Synnestvedt, Maren Andrea Aase, Steinar Myrvold, Tina Gooding. Styringsgruppens leder: deltakere: Tor Prøitz Vibeke Larsen, Nina Utne, Tor Prøitz, Roar Varildengen, Alf Jensen Referansegruppe/-personer: Alf Jensen, FiReCo AS Tor Prøitz, Borg Plast-Nett Vibeke Larsen Statens Vegvesen Nina Utne Vegdirektoratet H11B04 Side 2

4 Prosjektbeskrivelse Innledning Hovedprosjektet tar for seg muligheten til å feste en gangbro i kompositt materiale på den eksisterende broen mellom Kråkerøy og Kjøkøy. Vi vil også se på bruk av andre materialer til konstruksjonen. Tor Prøitz er initiativtager til dette hovedprosjektet og han la det fram som et forslag til hovedprosjekt på Høgskolen i Østfold høsten Det ble vist interesse fra både bygg og maskin linjene. Der det til slutt endte med tre studenter fra bygg og tre studenter fra maskin. Veileder på prosjektet er Alf Jensen. Oppgaveformulering Med dette prosjektet vil vi legge fram et forslag til løsning på konstruksjon av gangbroa over Kjøkøysund, samt beregninger av lastene på denne i henhold til standardene oppgitt under avsnittet delmål/kravspek. Knutepunktene og innfestningene skal også analyseres i forhold til belastning og sikkerhetsfaktorer. Komposittmaterialet bestemmes i forhold til gjeldende standarder for gangbroer, og FiReCo sitt komposittunderlag Problemstilling Forbindelsen mellom Kråkerøy og Kjøkøy i Fredrikstad består av en bro uten gangfelt. Det er en skulder på hver side av veibanen på 500 mm, men dette er ikke tilstrekkelig til trygg overfart for myke trafikanter. Fartsgrensen over broen er 80 km/t, noe som gjør dette til en utsatt strekning for myke trafikanter. Rekkverkene er 1100 mm, (Taugbøl 1969a), og på det høyeste er det (søyle B og E) 25 meter over vannet. (Taugbø 1969b) Med denne hovedoppgaven ønsker vi å utforme et forslag til løsning på denne utrygge veistrekningen, slik at det er trygt å krysse broen for både harde og myke trafikkanter. Slik vi ser det er en gangbro det mest effektive og trygge alternativet for å løse problemet. Denne skal kunne monteres på eksisterende brokonstruksjon, og være innenfor rammene som Statens Vegvesen har satt for gangbroer i forhold til laster og sikkerhetskrav. For å oppnå minst mulig belastning på eksisterende konstruksjon, har vi fått i oppdrag å bruke kompositt som hovedmateriale i gangbroen, da dette vil spare mye i vektbelastningen. Vi skal også se på alternative materialer til kompositt. H11B04 Side 3

5 Vi anser dette prosjektet som en grunnleggende analyse av mulighetene for å montere en gangbro over Kjøkøysund. Kostnader og gjennomførbarhet vil bli sett på, men ikke inngående studert. For å kunne gjennomføre et slikt prosjekt, må det være både politisk vilje og bevilgninger tilstede, noe som er utenfor vår kontroll. Resultatmål Det skal prosjekteres en gangbro i kompositt som tilfredsstiller nærområdets behov, vedlagte kravspesifikasjoner og prosjektets definerte avgrensninger. Prosjektet skal også dokumenteres etter HIØ`s regler for hovedprosjektrapport. Effektmål Vi ønsker med prosjektet å bistå nærmiljøet rundt Kjøkøysund å få gangbro på politikernes agenda igjen. Vi ønsker også å tilegne oss og skolen mer kompetanse når det gjelder beregning og prosjektering av kompositt materialer, samt bli flinkere til jobbe i team. Prosessmål Prosjektet skal gjennomføres i tråd med gruppekontrakten. Vi vil tilstrebe å holde en god arbeidsmoral innad i gruppen, hvor alle stemmer blir hørt og vurdert. I perioden fram til forprosjektrapport er levert blir det avholdt et gruppe møte annenhver uke. Etter dette blir det avholdt et gruppemøte ukentlig. Gruppen ønsker å bruke de metodene for prosjektgjennomføring som vi har lært igjennom studietiden. Delmål (milepæler) Vi har delt prosjektet opp i fire logiske delmål. Se fremdriftsplan for mer detaljert tidsramme, Vedlegg Innlevering av forprosjektrapport. ( ) 2. Innlevering av midtveisrapport. 3. Innlevering av sluttrapport. (Siste frist ) 4. Avslutning av EXPO. ( ) H11B04 Side 4

6 Kravspesifikasjoner SVV, Håndbok 185 Broprosjektering SVV, Håndbok 100 Del 5 NS-EN 1990 NS-EN NS-EN NS-EN NS-EN NS-EN NS-EN NS-EN /02-Fi-007 Gangveisbroer Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner Laster på konstruksjoner: Allmenne laster; Tetthet, egenvekt, nyttelast i bygninger Laster på konstruksjoner: Allmenne laster; Snølaster Laster på stålkonstruksjoner: Allmenne laster; Vindlaster Prosjektering av betongkonstruksjoner: Allmenne regler for bygninger Prosjektering av stålkonstruksjoner: Allmenne regler og regler for bygninger Prosjektering av stålkonstruksjoner: Knutepunkter og forbindelser Prosjektering av trekonstruksjoner: Allmenne regler og regler for byggninger Design basis og kravspesifikasjon for bruk av FRP komposittmaterialer i bruer H11B04 Side 5

7 Avgrensinger Prosjektet kommer ikke til å se på effekten av de dynamiske laster fra vind, gangtrafikk, og trafikk. Dette tas hensyn til ved å vurdere egenfrekvens på gangbroa, og se at egenfrekvensen har en signifikant forskjell fra frekvensen til de dynamiske lastene. For seismiske laster er gangbroer fritatt. (Statens Vegvesen, 2009) Ulykkeslaster blir ikke beregnet, men blir ivaretatt ved å bruke et rekkverk mellom gangvei og vanlig vei som er dimensjonert for å kunne ta opp ulykkeslaster. I denne oppgaven ser vi kun på selve gangbroen, og knutepunktene mellom gangbro og bro. Vi velger å ikke se nærmere på eksisterende bro, og vi antar at broen kan ta opp alle laster som overføres fra gangbroen. Disse lastene skal bergenes slik at dette kan brukes som input ved en eventuell utbedring av broen. Vi velger kun å se på materialene stål, kompositt og tre, eller kombinasjoner av disse. Innenfor materialet fiberarmert polymer kompositt kan det bli tilføyd flere avgrensninger etter hvert som vår kunnskap om dette materialet blir større. Arbeidsoppgaver Konstruksjon: Presentere et forslag til utforming av gangbro, ferdig statisk beregnet 1. Finne opptredende laster. Snø Vind Egenlaster Trafikklast Temperatur Utmatting 2. Gangbro kontrollert og godkjent i brudd- og bruksgrensetilstand. Forutsetter at eksisterende bro tåler de påkjenninger vi måtte få på denne. 3. Presentere et ferdig beregnet dokument, som viser de kreftene den nye gangbroen vil belaste eksisterende bro. Dette dokumentet vil da være av interesse for statens vegvesen. 4. Beregne knutepunkter som kan oppta de beregnede kreftene og bruke ANSYS. 5. Tegne broen i 3D H11B04 Side 6

8 Materialvalg: Vurdere de forskjellige kompositt materialenes egenskaper, og presentere alternative sammensetninger av komponenter i kompositt materialet (som egner seg best til brokonstruksjon). 1. Material egenskapene under må dokumenteres, på tvers av fiberretning og langs fiberretning: E-modul, skjær modul, trykkfasthet, strekkfasthet, skjærfasthet, bøyefasthet, flytegrense, bruddgrense. 2. Elastiske egenskaper, plastiske egenskaper og viskoelastisitet. 3. Værbestandig: Temperaturavhengighet, UV bestandighet og kjemikaliebestandighet. Arbeidsmetoder Under dette hovedprosjektet vil vi reservere et fast grupperom hver dag som vi har til disposisjon når vi arbeider med prosjektet. Vi vil da i hovedsak arbeide på skolen hvor det er tilgang til ulike dataprogrammer, printer og veiledning fra lærere. Noe av arbeidet vil foregå individuelt, noe i mindre grupper og hele gruppen blir samlet ved sluttføring av enkelte arbeidsoppgaver. Det vil bli holdt jevnlige møter for at alle skal være oppdatert på hva som arbeides med. Vi legger opp til at det vil bli arbeidet ut i fra maler slik at prosjektet skal bli oversiktlig og lett å finne fram i. Når det gjelder kildehenvisning vil vi bruke Harvard metoden. H11B04 Side 7

9 Ressursrammer og økonomi Kostnadstype: Kostnad [kr] Finansiering student [kr] Finansiering arbeidsgiver [kr] Total lønn student: Total lønn veileder: Kostnad kopiutgifter: Kostnad stand Totalt: Utregning av tabellen ovenfor beskrives i vedlegg 2 H11B04 Side 8

10 Prosjektplaner - Statusrapportering Er prosjektet et delprosjekt eller en del av et større hovedprosjekt/program? Ja Nei X Skal det utarbeides milepælplan og prosjektansvarskart for prosjektet? Ja X Nei Det er utarbeidet milepælsplan for prosjektet, se delmål og gantt diagram. Skal det rapporteres regelmessig om status og framdrift i prosjektet Ja X Nei Avsender: Steinar Myrvold Mottaker: Tor Prøitz Frekvens: Månedlig Første rapport: Forprosjektrapport Skal sluttrapport om prosjektet utarbeides? Ja X Nei Ansvarlig: Steinar Myrvold Frist: Underskrifter H11B04 Side 9

11 Merknader Referanser Kjøkøysund bro, Facebook Lest: URL: N%C3%85/ Statens Vegvesen (2009), Håndbok 185, pkt Taugbøl, Torbjørn (1969a) Taugbøl og Øverland AS, Tegning nr Taugbøl, Torbjørn (1969b Taugbøl og Øverland AS, 1969, Tegning nr H11B04 Side 10