Byggeplan E6 Vindåsliene - Korporalsbrua

Transkript

1 Rapport nr. 01 Byggeplan E6 Vindåsliene - Korporalsbrua Forprosjekt konstruksjoner

2 RAPPORT

3 RAPPORT Detalj- og reguleringsplan for E6 Vindåsliene - Korporalsbru Rapport nr.: Oppdrag nr.: Dato: Kunde: Statens Vegvesen Region Midt Byggeplan E6 Vindåsliene - Korporalsbrua Forprosjekt konstruksjoner Sammendrag: Det er utarbeidet forprosjekt konstruksjoner for byggeplan for ny E6 mellom Vindåsliene og Korporalsbrua. Denne rapporten omhandler konstruksjonene tilknyttet veganlegget for første delstrekning, dvs. fra Vindåsliene og tom. toplanskrysset i Soknedal. På strekningen inngår følgende konstruksjoner: - Larshusbrua - Mur ved Fossum bru (Hp 5 km 17,750) - Flottenbrua - Soknedalskrysset Oversikt og kort beskrivelse av konstruksjonene finnes i kap. 2. Det er gitt en nærmere beskrivelse av konstruksjonene i kap. 3. Kostnadsoverslag og tegninger er i hhv. vedlegg 1 og 2. Rev. Dato Revisjonen gjelder Sign. Utarbeidet av: Sign.: NOAHAR Alvdis Hardeng Kontrollert av: Torbjørn Valnes Oppdragsansvarlig / avd.: Sign.: NOVALN Oppdragsleder / avd.: Hanna Rachel Broch / Store prosjekter Jan Håvard Øverland / Veg og bane fagomrader\konstruksjon\sweco oslo\forprosjektrapporter\forprosjekt \e6 v-k

4

5 Innhold 1 Forord Innledning Generelt Grunnlagsmateriale Beskrivelse av konstruksjonene Larshusbrua Mur ved Fossum bru (Hp 5 km 17750) Flottenbrua Soknedalskrysset Kostnadsoverslag Vedleggsliste Vedlegg 1: Kostnadsoverslag Vedlegg 2: Tegninger Vedlegg 3: Tegninger for eksisterende mur ved Fossum bru

6 1 Forord Statens vegvesen Region Midt er i gang med utarbeidelsen av byggeplan for ny E6 på strekningen Vindåsliene - Korporalsbru. Denne rapporten inngår som en del av grunnlaget for byggeplanen. Rapporten presenterer de viktigste forholdene knyttet til konstruksjonene som inngår langs den første delstrekningen av parsellen, dvs. fra Vindåsliene tom. toplanskrysset i Soknedal. Mars, 2015

7 2 Innledning 2.1 Generelt Det skal utarbeides byggeplan for ny E6 mellom Vindåsliene og Korporalsbrua. Denne rapporten omhandler konstruksjonene som inngår langs den første delstrekningen av parsellen, dvs. fra Vindåsliene tom. toplanskrysset i Soknedal, ref. fig På strekningen inngår fire konstruksjoner. Disse er Larshusbrua som er ei bru i E6-linja, en støttemur langs E6 ved Fossum bru, ei overgangsbru for lokalveg og til slutt rampe- og overgangsbruer for toplanskrysset i Soknedal. Valg av løsninger og utforming av konstruksjonene er gjort i samarbeid med SVRM. Konstruksjonene er prosjektert i samsvar med gjeldende håndbøker fra Statens vegvesen og iht relevante eurokoder med nasjonale tillegg. Figur 2.1 Oversikt over ny E6 Vindåsliene Korporalsbrua, første delstrekning. Det er først og fremst lagt vekt på å tilpasse konstruksjonene de ulike situasjonene. Der hvor konstruksjonene er lite eksponert både for de som ferdes langs E6 og utenfor, er det valgt å søke enkle løsninger med fokus på funksjon, miljø og optimal drift og vedlikehold. Ved utforming av visuelt eksponerte konstruksjoner er det lagt vekt på estetisk bearbeiding og tilpasning av konstruksjonen til helheten i situasjonen. Arbeidet med konstruksjonene har vært utført parallelt med bearbeidelsen av veggeometrien og i samarbeid med øvrige fag. Målsetningen har vært å sørge for godt samspill ved valg av løsninger, i første rekke mellom veggeometri, landskap og konstruksjon.

8 Følgende konstruksjoner inngår: ID Type Tegning Navn Lengde Ca. pr.nr. E6 K510 Bru K Larshusbrua 76 m K530 Mur K Mur ved Fossum bru (Hp 5 km 17750) Ca 40 m K540 Bru K Flottenbrua 83 m K550 Bru K K Soknedalskrysset m Beskrivelse Bru for ny E6 over Ila, to felt + forbikjøringsfelt. Plasstøpt betongplatebru i tre spenn, forspent, fundamentert på berg / peler til berg. Forsterkning av eksisterende mur ved Fossum bru. Overgangsbru over E6. Plasstøpt betongplatebru i tre spenn, forspent, fundamentert på peler til antatt berg. Toplanskryss for av- og påkjøring til E6. Plasstøpte og forspente betongplatebruer for rundkjøring over E6. Bruene understøttes av langsgående støttemur på vestsiden av E6. Plasstøpte og slakkarmerte platebruer på søyler for rampene på østsiden. Fundamentert på peler til antatt berg. Støttemur i Soknedalskrysset inngår i konstruksjonen for toplanskrysset, ref. K og Grunnlagsmateriale Forprosjektet er basert på følgende grunnlagsmateriale: - Plan- og profiltegninger for veggeometri for ny E6 - Kartgrunnlag - Tegninger for eksisterende mur ved Fossum bru - Fagrapporter (geoteknikk, formingsveileder, naturmiljø) - Flomberegninger for 200-årsflom - Relevante håndbøker fra Statens vegvesen (blant annet N400, V499, V220) - Gjeldene Eurokoder med nasjonale tillegg - Prosjekteringsmøter og annen dialog med oppdragsgiver underveis i prosessen.

9 3 Beskrivelse av konstruksjonene 3.1 Larshusbrua Generelt Larshusbrua ligger lavt i terrenget med relativt bratte skråninger på begge sider og blir derfor lite eksponert. Brua krysser skrått over elven Ila og plassering av søyler og landkar er styrt av dette. Ny E6 over brua har to kjørefelt og i tillegg et forbikjøringsfelt i sørgående retning. Kjøreretningene er adskilt med midtrekkverk. Veggeometrien for E6 er bearbeidet bl.a. med sikte på å forenkle brukonstruksjonen så langt det går. Vegen har konstant horisontalradius R = 1200 m og tverrfall på 5,6 % over brua. Føringsbredden er konstant 16,15 m inkl. breddeutvidelse for sikt. Kartgrunnlaget og ortofoto viser avvikende plassering av elveløpet. Det er gjort innmålinger av elvebredden slik at brua kan plasseres best mulig i forhold til elven. Brukonstruksjon Larshusbrua er i spennarmert platebru i tre spenn, ref. tegn. K Spennviddene er m = 76 m. Bruas fire akser er rotert 30 grader for å få en optimal plassering av søyler og landkar i forhold til elveløpet. Fig Larshusbrua, oppriss. Grunnundersøkelser pågår i skrivende stund. Foreløpige resultater viser at berget ligger rundt 3 til 9 m under terreng i akse 1. I akse 4 har man ikke kommet til for boring, men det er observert berg i dagen i området. Brua fundamenteres på berg der det går, eller på stålkjernepeler til berg. Søylene i akse 2 og 3 er monolittisk innstøpt i overbygningen (unngå lager). Det er 3 søyler i hver akse pga. av den relativt store brubredden. Søylene har ett felles fundament i hver av aksene. Det velges landkar med lager i akse 1 og 4, to lager pr. landkar. Brua er for lang til å ha monolittiske søyler her, men ikke lengre enn at brua kan være fugefri. «Landkarvingene»

10 henges på overbygningen og forlenges med støttemur for å unngå at skråningsutslaget går ut i elva. Fig Larshusbrua, typisk tverrsnitt. Normalt er det relativt lite vannføring i Ila, men vannstanden kan stige raskt ved kraftig nedbør (flomelv). Beregninger av 200-års flomvannstand tilsier at uk bru må ligge over kote +278,4 m. Det er da inkludert en klaring på 1,6 m mellom uk bru og høyeste beregnede vannstand. I løpet av forprosjektfasen er veglinjen for E6 bearbeidet og hevet i forhold til tidligere planer slik at kote for uk bru i midtspennet nå er +281,4 m, dvs. rundt 3 m over flomvannstand. Hydrauliske beregninger viser at valgt plassering av landkar ikke gir vannoppstuvning utover beregnet 200-årsflom (søylene gir lite bidrag). Behovet for plastring og utforming av denne ved landkar og søyler må vurderes nærmere i byggeplanfasen. Brua utstyres med ytterrekkverk og midtrekkverk av stål. Det legges inn trekkrør for bl.a. fremføring av strøm til belysning. Brua kan bygges dels på reis fra bakken og med frittbærende stilas over elven. Det er plass nok mellom landkar akse 1 og fjellskjæring for dagens E6 til at brua kan bygges mens trafikken kan passere i byggefasen.

11 3.2 Mur ved Fossum bru (Hp 5 km 17750) Generelt I profil finnes det en betong støttemur, på østsiden av dagens E6, mellom vegen og elven. Ny E6 er prosjektert slik at den vil ligge ca 0,8 1,0 m over dagens E6 og blir nesten 5 m bredere mot vest (mot venstre). Eksisterende skråning på østsiden av vegen (bak muren) er har helning 1:1,5 og er ca 3 m høy. Prosjektert skråning følger dagens skråning og blir ca 3,9 m høy. Støttemuren er mest sannsynlig bygget i Det finnes en tegning med tverrsnitt av muren som viser at muren har helning 5:1 på frontside, 10:1 på bakside. Muren har ingen såle, ref Muren er omtrent 6m høy, 0,6 m tykk på toppen og ca. 2,4 m i bunnen. Vi har ikke fått kjennskap til at det er registrert noen skader på muren utover en del forvitring i overflaten, spesielt ved murfoten. Det er ikke utført grunnundersøkelser i område bak muren ennå men det er synlig berg foran muren. Elven foran muren er ganske grunn med mye store stein. Fig Eksisterende mur sett fra Fv 656 Fig Tverrsnitt av eksisterende mur (1962)

12 Konstruksjonsløsning. Beregninger for tverrsnitt som vist over, viser at muren har ikke nødvendig stabilitet iht. dagens laster. Det er vurdert to løsninger: Rive eksisterende mur og bygge ny Forsterke dagens mur med påstøp og permanente stag til berg For å ha nok arbeidsplass til å rive dagens og bygge en ny konstruksjon ville det vært behov for å ramme ned en midlertidig spunt i E6. Spunten vil bli svært høy (ca 9 m) og må avstives med forankringer i berg. Denne løsningen er lite økonomisk og ikke anbefalt i dette tilfelle hvor andre metoder er gjennomførbare. Siden ny E6 skal heves bare 1 m foreslår vi å beholde dagens mur og forsterke den med betongpåstøp i fronten og stag forankret til berg bak muren. Løsningen vil ikke påvirke trafikken på dagens E6, er billigere og være relativt lite plasskrevende. Jobben må utføres fra elven og det anbefales å gjøre den ved laveste vannstand. Det vil mest sannsynlig være behov for en midlertidig fylling i elven men elven er bredere ved muren enn før og etter så en midlertidig fyllingen bør ikke være et problem. Betongpåstøpen armeres slik at den vil kunne ta opp alle horisontale krefter og overføre disse til stagene. Det gyses fast bolter i eksisterende mur for å oppnå samvirke mellom gammel og ny betongstøp. Overslagsberegninger viser at det er behov for 2 stag type Ischebeck 52/26 med senteravstand 2 m vertikalt og 3 m horisontalt. Vi anbefaler å redusere avstand til 2,0 m x 2,0 m for å redusere utnyttelse av stagene. Alle stagelementer skal ha dokumentert levetid på 100 år. Fig Typisk tverrsnitt av forsterket mur.

13 Foreslått rekkefølge for utførelse: - Etablere fylling i elven for å få arbeidsplattform - Rense betongoverflate for eksisterende mur - Montering av armering (kan prefabrikeres i seksjoner og heises på plass) - Forskaling og betongstøp - Montering av stag Siden påstøpen skal ha samme helning 5:1 som dagens mur og stagene skal monteres med en vinkel i forhold til veggen, blir det behov for utsparinger for staghodene. Utsparingene gjennstøpes etter oppspenning.

14 3.3 Flottenbrua Generelt Linjen for lokalvegen over E6 er bearbeidet i flere omganger for å få til en gunstig kombinasjon av krav til linjeføring og forhold som påvirker bruløsningen. Det har vært vanskelig å unngå at lokalvegen går i en kontrakurve og skrått over E6. Lokalvegen har lengdefall på 2 % over brua. Tverrfallet går fra 8,0 % mot venstre ved akse 1 til 8,0 % mot høyre ved akse 4. Føringsbredden er konstant 11,55 m inkl. breddeutvidelse for sikt. Unntaket er en breddeutvidelse utover dette igjen som går ca seks meter inn på brua fra akse 1. I byggeplanfasen må man veggeometrien om mulig justeres slik at dette unngås. Brukonstruksjon For å gi en åpen og lys løsning, har det vært ønskelig med ei bru og ikke kulvert for lokalvegen over E6. Overgangsbrua er ei spennarmert platebru i tre spenn, ref. tegn. K Spennviddene er m = 83 m. Siden tverrfallet endrer seg fra ensidig mot venstre til ensidig mot høyre, kan bruoverbygningen være utformet som et konstant platetverrsnitt som vrir seg med vegens tverrfall. Frihøyden over E6 er ca. 6,4 m ved ytterkant skulder for nordgående felt (laveste punkt). Fig Flottenbrua, oversikt. Brutverrsnittet er utformet som ei plate med utkragervinger ut mot kantbjelken. Kantbjelken er i sin tur gitt en avrundet underside slik at den belyste visflaten bli mindre. Dette gir en redusert visuell høyde og får brutverrsnittet, som i utgangspunktet er ei relativt tykk plate, til å virke slankere. Det er ønskelig å unngå søyler i midtdeler. Videre må søyler stå utenfor siktlinjene. Den skrå kryssingen gir da et midtspenn på rundt 35 m. Aksene er lagt normalt på bruas lengderetning for å unngå oppløft ved landkar akse 1. Basert på nærmere beregninger i byggeplanfasen, kan man vurdere å forlenge endespennet og skråstille aksene. Søylene i akse 2 og 3 er monolittisk innstøpt i overbygningen. I akse 1 og 4 er det to lager pr. landkar og fugefri løsning. Det er foreløpig ikke utført grunnundersøkelser for brua, men dette er planlagt utført i de nærmeste ukene. Dybder til berg og grunnforhold forøvrig vil muligens kunne tillate sålefundamentering, men det er valgt å basere forprosjektet på stålkjernepeler til berg. Endelig løsning for fundamenteringen må avklares i byggeplan.

15 Fig Flottenbrua, typisk tverrsnitt. Brua får brøytetett ytterrekkverk i stål. I byggefasen vil dagens E6 kunne legges om mot øst. Første del av brua, dvs. til støpeskjøt forbi akse 3, kan bygges på reis fra bakken. Etter at ny E6 er ferdigstilt, kan tilløpsfylling for lokalveg med landkar i akse 4 samt siste bruspenn bygges.

16 3.4 Soknedalskrysset Generelt E6 gjennom toplanskrysset har et nordgående felt og to sørgående. Bruene for rundkjøringen over E6 understøttes på venstre/vestre side av en støttemur (landkarvegg) som går lang E6 og rampene som på denne siden ligger på terreng. På høyre/østre side av E6 understøttes rundkjøringen av søyler. Disse står bak vegrekkverket og utenfor siktlinjene. Det er lagt til grunn at vegrekkverket (i fremtidig versjon av vegnormalen) ikke vil være sikthindrende. Det betyr at hvis det mot formodning skulle bli aktuelt med firefelts E6 under rundkjøringen, så vil det være plass til to nordgående felt med denne søyleplasseringen. Søylene øst for E6 er derfor plasseres inntil/utenfor siktlinjen for det nordgående feltet. Spennvidden for bruene over E6 kan følgelig kortes ned fra nesten 30 m til under 27 m. Brukonstruksjon Bruene for rundkjøringen over E6 er utformet med tverrsnitt tilsvarende overgangsbrua, ref. tegn. K og -02. Brutverrsnittet er utformet som ei plate med utkragervinger ut mot kantbjelken. Bruplata er spennarmert og gjort så slank som mulig. Kantbjelken er gitt en avrundet underside slik at den belyste visflaten bli mindre. Dette gir en redusert visuell høyde og får brutverrsnittet, som i utgangspunktet er ei relativt tykk plate, til å virke slankere. Tverrsnittet for rampebruene har tilsvarende form. Fig Soknedalskrysset, 3D-modell av konstruksjon. Bruene over E6 har en spennvidde på ca. 27 m og er fritt opplagret på lager på muren som går langs vestsiden av E6. Det er to lager pr. bru og fugefri løsning mot tilstøtende veg. Minste frihøyden over E6 er i overkant av 5 m. På østsiden understøttes rundkjøringen og rampebruene av søyler. Søylene for bruene over E6 og de lengste søylene for rampebruene er monolittisk innstøpt i overbygningen. Det er

17 glidelager på de korteste søylene for rampebruene siden forskyvninger fra kryp, svinn og temperatur her blir for store for monolittiske søyler. Rampebruene er så lange at det må være fuger ved begge landkarene. Landkarene utføres med inspeksjonsrom iht krav i håndboka. Det kan i byggeplan vurderes å forenkle landkaret noe ved å sløyfe dør i sideveggen og endre frontveggen til to lagerpilastere (åpent inspeksjonsrom). Fig Rampebru, typisk tverrsnitt. Det er foreløpig ikke utført grunnundersøkelser for brua, men dette er planlagt utført i de nærmeste ukene. Dybder til berg og grunnforhold forøvrig vil muligens kunne tillate sålefundamentering, men det er valgt å basere forprosjektet på stålkjernepeler til berg. Endelig løsning for fundamenteringen avklares i byggeplan. For bruene i rundkjøringen er den ytre kantbjelken og dermed rekkverket ført rettlinjet over E6, dvs. den ytre kantbjelken følger ikke plangeometrien for selve rundkjøringen. Dette gir en enklere utførelse for kantbjelke og rekkverk. Kjørearealet avgrenses med bankett og kantstein. Det benyttes stålrekkverk både i ytre og indre ring i rundkjøringen samt på rampebruene.

18 Vedlegg 2: Tegninger ID : Tegn.nr.: Navn: K510 K Larshusbrua K530 K Mur ved Fossum bru (Hp 5 km 17750) K540 K Flottenbrua K550 K Soknedalskrysset K550-02

19

20

21

22

23

24 Vedlegg 3: Tegninger for eksisterende mur ved Fossum bru (Hp 5 km 17750)

25

26