Teknologidagene okt.2014 Varige konstruksjoner

Transkript

1 Teknologidagene okt.2014 Varige konstruksjoner Vann- og frostsikring i fremtidige tunneler

2 Vann- og frostsikring i fremtidige tunneler Sivilingeniør Christian Rønneberg Dr. ing A. Aas-Jakobsen. NTH Oct-14 Page 2

3 Gode vann- og frostsikringsløsninger AAJ tildelt et inspeksjonsoppdrag fra Vegdirektoratet som ble gjennomført senhøsten Målsetting: Vurdering av tilstand og tilstandsutvikling av ulike typegodkjente vann- og frostsikringshvelv Rapportering Beskrivelse av hvelvtypene Rapport fra inspeksjonene Vurdere gjenværende brukstid frem til behov for utskifting av hvelvet mht. manglende funksjon eller pga. fare for trafikantenes sikkerhet Sammenligne beslektede løsninger 19-Oct-14 Page 3

4 Gode vann- og frostsikringsløsninger Opsjon i kontrakten mht bl. annet utarbeidelse av rapport som beskriver gode vann- og frostsikringsløsninger i vegtunneler. Den er innløst. 19-Oct-14 Page 4

5 Gode vann- og frostsikringsløsninger HVORFOR: Dagens grunnlag: Diverse føringer i Hb N500 (-021) og R510 (-163) samt i prosesskoden R761 (025). Liten detaljeringsgrad. Detaljering overlatt til konsulent/entreprenør. Erfaringer: Ofte manglende detaljering Hvis løsninger er detaljerte, er det i mange konkurransegrunnlag uheldige/feilprosjekterte detaljløsninger Vedtatt sannhet: «Djevelen» ligger ofte begravet i detaljene 19-Oct-14 Page 5

6 Gode vann- og frostsikringsløsninger: Utarbeide rapport for et utvalg av løsninger: Beskrivelse av utvalgte typeløsninger med begrunnelse for valgt utførelse hvor også dårlige kvaliteter og uheldig detaljer kommenteres. Komplett sett tegninger med alle detaljer. Beskrivelsen er ikke ment å være prosesstekst, men skal gi retningslinjer og grunnlag for videre utarbeidelse av prosesstekst. Løsningene skal baseres på: Det beste ved dagens løsninger, evaluere disse, evt. svake punkt? Erfaringer, hva kan evt. forbedres, til hvilken kostnad, hva kan oppnås? Løsningene skal være drifts- og vedlikeholdsvennlige, tenke mulig rehabilitering/utskifting av teknisk utstyr, kabling mm. Page 6

7 Gode vann- og frostsikringsløsninger Rapporten skal omfatte følgende hvelvtyper: Helt betongelementhvelv Helt betongelementhvelv med lettbetongelementer Hvelv med veggelementer av betong og PEhvelv med nettarmert sprøytebetong i heng PE-hvelv av nettarmert sprøytebetong med nedre føringskant av betong

8 Helt betongelementhvelv

9 Helt betongelementhvelv, normal- og lettbetong T9.5

10 Helt betongelementhvelv, normal- og lettbetong T9.5

11 Helt betongelementhvelv Takelementmontasje:

12 Helt betongelementhvelv, takbolt Montering av takelementer Prinsippløsning takbolt

13 Helt betongelementhvelv, takbolt Løsnet takbolt i Nøstvettunnelen:

14 Helt betongelementhvelv, takbolt Detalj takbolt Eksempel på takbotlutførelse

15 Betongelementhvelv, membran Krav spesifisert i Hb-R510, tabell 8.1:

16 Betongelementhvelv, membran PVC-membran etter 8 år: Alternativene er PE- eller PP-membran. PE- membran er testet for relevante miljølaster i forbindelse med Citybanan i Stockholm, sannsynlig levetid 100 år.

17 Betongelementhvelv, levetidsbetraktninger Følgende delkomponenter inngår : Betongelementet: Betongkvalitet B45, SV-40, Bestandighetsklasse MF40 Armeringsoverdekning: Dimensjonerende brukstid 100 år Mot trafikkside, min 40 mm 50 år, min 40 mm år, min 50 mm (XD3) Mot bergsiden, min 35 mm 50 år, min 25 mm. 100 år, min 35 mm (XC3) Med 10 mm økt elementtykkelse/impregnering på trafikksiden, kan vi oppnå dimensjonerende brukstid 100 år Membran: PE-/PP- membran type III i hht tab 8.1 i R510 Dimensjonerende brukstid 100 år Festemateriell, krav Hb R510 og R761 : Bolter: Varmforsinket min 65 my og pulverlakkert med epoksy my Øvrig stål : Varmforsinket min 50 my og pulverlakkert med epoksy my Dimensjonerende brukstid 100 år???? Avhengig av stedlige forhold, men lite sannsynlig, kanskje 50 år???

18 Betongelementhvelv, levetidsbetraktninger Erfaringer fra tunnelinspeksjoner for Vegdirektoratet Bjorøytunnelen, 20 år (Ferskvannssonen) Storvikskartunnelen, 18 år

19 Betongelementhvelv, levetidsbetraktninger Erfaringer fra tunnelinspeksjoner for Vegdirektoratet 2013.

20 Betongelementhvelv Konklusjon: Festebolter er etter vår vurdering, begrensende for hvelvets dimensjonerende brukstid Vanskelig (ikke mulig) å montere erstatningsbolter ved senere anledninger Tetthet av boltegjennomføringer i membranen vanskelig å oppnå uten (hvis mulig) tilgang til bergsiden av hvelvet Uakseptable arbeidsforhold utfra HMS Vil kreve omfattende stengning av tunnelene med nattarbeid AAJ har tatt konsekvensen av dette og prosjekterer nå kun betongelementhvelv med festemateriell i syrefast kvalitet dvs, A4-80/70 for veggelement- og takbolter inkl. øvrig festemateriell (syrefast kvalitet ).

21 Betongelementhvelv. Fugeløsning mht. brann Hb R510 stiller ikke krav til bruk av brannsikker fugemasse ved forsegling av fuger Erfaringer: Fugemassen smelter lokalt ved brannstedet Har registrert at varmen lokalt ved brannstedet har medført begrenset nedsmelting av isolasjon på baksiden av hvelvet Vi har grunn til å anta at membraner som benyttes i dag, har andre brannmotstandsegenskaper enn tidligere benyttede membraner

22 Betongelementhvelv. Fugeløsning mht. brann

23 PE-hvelv i kombinasjon med veggelementer/føringskant PE- hvelv i kombinasjon med veggelementer PE- hvelv i kombinasjon med føringskant

24 Montering av PE-hvelv Generelt: For alternative utførelser av PE-hvelv, er tetthet av hvelvet basert på overlapp i fallretningen (taktekkingsprinsippet). I dette prosjektet skal jeg tegne ut og beskrive følgende utførelser: Tradisjonelt montert PE-hvelv med tett boltemønster 1,2 x 1,2 m hvor overlapp utføres med full platetykkelse. Platebredde 2.75 m med 350 mm overlapp I de senere årene er PE-hvelv også blitt montert med «Butt i butt»-løsning, der tetthet i plateskjøter er ivaretatt ved et påsveist Pe-skjørt med tykkelse ca t = 8 mm langs ene sidekanten av platene. Bolteavstand 1,375 i tunnelens lengderetning, varierende avstand i tverretningen ca 1,4 1,7 m denne montasjen er raskere og enklere (utenom tverrsnittsendringer ved nisjer og ved krapp kurvatur hvor det alternativt vil være hensiktsmessig å montere tradisjonelt 1,2 x 1,2 m gir jevnere overflate, letter montering av armering og gir mindre sprøytebetongforbruk færre bolter pr m 2 økonomisk gunstigere løsning bolterader/matter må tilpasses avh. av kurvatur. Ved R = 400, monterte to matter og skar den 3.dje

25 Montering av PE-hvelv Tradisjonell montasje 1,2 x 1,2 m:

26 Montering av PE-hvelv Butt i butt-løsning

27 Butt i butt-løsningen Foto: Carsten Kofoed

28 Butt i butt-løsningen Foto: Carsten Kofoed

29 Butt i butt-løsningen Foto: Carsten Kofoed

30 PE-hvelv i kombinasjon med føringskant Foto: Carsten Kofoed Hvelvet trekkes ut og monteres med styrt profil mot knøl ved avslutning av hvelvet i nedkant mot drenslaget Gir mulighet for etablering av føringsveger for tekniske anlegg, trekkekummer Gir beskyttet montasje av tekniske skap, nødstasjoner mm.

31 PE-hvelv i kombinasjon med føringskant Foto Carsten Kofoed

32 Gode vann- og frostsikringsløsninger Spørsmål?

33 Gode vann- og frostsikringsløsninger Dette var en orientering om prosjektet: «Gode løsninger for vann- og frostsikring i vegtunneler» Vegdirektoratet vil ta stilling til hvilken status dokumentet skal ha Rapport planlagt ferdigstilt i 2014 da er det opp til representanter fra Tunnel- og Betongseksjonen samt undertegnede å fremskaffe en rapport som forhåpentligvis mange vil ha glede av

34 Takk for oppmerksomheten.