Espern bru, Hamar Parallelloppdrag november 2007: Ny bru over jernbanen

Transkript

1 Espern bru, Hamar Parallelloppdrag november 2007: Ny bru over jernbanen

2 Innhold Brusted-situasjon... s. 3 Situasjonsplan... s. 4 Konstruksjon - oversikt 3D-modell... s. 5 Konstruksjon - generelt... s. 6 Bæresystem og fundamentering... s. 7 Veggeometri... s. 8 Materialbruk - sikkerhet... s. 9 Belysning... s. 10 Kostnader... s. 11 Framdrift videre... s.12 Illustrasjoner og notater... s.13 Forord Espern bru er en forutsetning for utbygging av Strandsonen slik det er vedtatt i kommunedelplanen. Etter oppdrag fra Hamar kommune skal vi presentere en best mulig løsning med hensyn til trafikkforhold, utforming, kostnader, fremdrift og forholdet til omgivelsene. Arbeidet er utført av PLAN arkitekter AS og SWECO Grøner AS i nært samarbeid. Prosessen startet sommeren 2007, og det har underveis vært avholdt ett midtveismøte med ei arbeidsgruppe oppnevnt av Hamar kommune. Arbeidsgruppen har bestått av representanter for Hamar kommune, Statens vegvesen, Jernbaneverket og grunneierne. Fra PLAN arkitekter AS har følgende medarbeidere bidratt: Siv.ark. Yngve Olav Aartun Siv.ark. Egil Rønnekleiv Landskapsarkitekt MNLA Kari Bøgle Stud.arch. Christian Robberstad Bruteknisk rådgiver: SWECO Grøner AS, Lillehammer v/ Rune B Abrahamsen SWECO Grøner AS, Lysaker v/ Torbjørn Valnes Vegteknisk rådgiver: SWECO Grøner AS, Hamar v/ Ola Brandvold Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar 2

3 Strandsonen BRUSTED Situasjon Espern bru skal forbinde den nye bydelen Strandsonen med resten av Hamar by. Brustedet er valgt og fundert i vedtatt kommunedelplan og et tidligere utført mulighetsstudie. Mottatt konkurransegrunnlag viser at forbindelsen er tenkt å krysse over både Dovrebanen og Rørosbanen i rett linje og at den skal kobles til vegsystemet med rundkjøring ved Stangevegen i kryss med brugata. Det er planer om omlegging av jernbanespor, noe som gir føringer for mulige spenninndelinger for brua. Overordnet vurdering: På grunn av krav til frihøyder over jernbanen og kort avstand til Stangevegen/ Brugata, vil foreslått trasé gi en geometri med svært bratt stigning. Det vil være behov for å løfte rundkjøringa og dermed også Stangevegen og Brugata inn mot denne koblinga. Vi har vurdert flere alternativ med kryssing i rett linje. Selv med store terrenginngrep for å løfte vegsystemet på hver side innover mot brua, er signalet fra Vegvesenet at vertikalgeometrien for ei bru i rett kryssing over jernbanen vil bli så bratt at det sannsynligvis vil bli behov for oppvarmet vegbane for å sikre fremkommelighet vinterstid. Geometrien vil også gi begrenset sikt framover for trafikantene. Vi har valgt å presentere en løsning der kryssingen følger en alternativ trasé, likevel med koblinger som angitt i konkurransegrunnlaget. Utbyggingsområdet Strandsonen i forgrunnen. Brustedet angitt. Brustedet sett fra Stangevegen Vi har lagt vekt på å: utforme et bruanlegg med sterk egenidentitet og høy funksjonell og estetisk kvalitet innenfor rasjonelle økonomiske rammer. Et overordnet mål. redusere stigningen gjennom å forlenge traséen, og minimere konstruksjonshøyden. gjøre forbindelsen oversiktlig og lett lesbar. minimere inngrep i eksisterende vegsystem, og heller prioritere ressursbruken til konstruksjonen. benytte et rasjonelt og rimelig konstruksjonsprinsipp. bruke korte spenn og små fundamenter for konstruktiv fleksibilitet i forhold til endelig sporplan fra Jernbaneverket. integrere krav til sikringstiltak på brua over jernbanen i selve brukonstruksjonen. Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Situasjon 3

4 Brugata Situasjonsplan Traséen er lagt i S-form over jernbanen. Med dette oppnår vi gunstige effekter: Økt lengde gir reduserte stigningsforhold Trafikantene får god oversikt over vegsystemet ved at målpunktet blir synlig på andre sida av jernbanen Rundkjøringen kan etableres på eksisterende terrengnivå for Brugata/Stangevegen. Mot jernbanen etableres det en fylling på nivå med stasjonsparken. Denne kan avsluttes mot planlagt bygningsmasse og slik danne en urban situasjon der brua lander. Vi unngår ombygging/heving av eksisterende veger. Vegen kan føres ned mot terreng nærmere jernbanelinja. Dette gir mulighet for en lett lesbar og logisk vegføring langs jernbanelinja til Strandsonen Fortau er lagt i innerkurve over brua. Dette gir økt sikt/stopplengde og større radius for kjøretøyene over brua. Gir også kortest ganglinje og en logisk og lett lesbar veg til den nye bydelen i Strandsonen. Stangevegen I forhold til kryssing rett over jernbanen, gir S-kurven en noe trangere situasjon for store kjøretøyer som kommer inn i rundkjøringen vestfra og skal over brua. Denne ulempen mener vi mer enn oppveies av alle de positive effektene vi oppnår med forslaget. Fabelaktiv Ved å flytte rundkjøringen noe vestover som vist i skissen under, ville vi forbedret veggeometrien totalt sett. Dette fordrer omlegging av Brugata og riving av eksisterende bygning på vestsida. Løsningen bør vurderes i lys av at Brugata er tenkt som hovedforbindelse til den nye bydelen, og bør utredes som reelt alternativ. Hamjern Til Str an ds on en Situasjonsplan Skisse som viser alternativ geometri med rundkjøring flyttet vestover Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Situasjonsplan 4

5 Stangevegen Brugata Ny rundkjøring Evt ny bebyggelse Fabelaktiv Til Strandsonen Hamjern Situasjonsplan viser 3Dmodell inntegnet på kart Fabelaktiv Til Strandsonen Espern bru sett fra ny rundkjøring. Hovedadkomst til den nye bydelen i Hamar Skyggelagt planutsnitt fra 3D-modell Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Konstruksjon - oversikt 3D-modell 5

6 Oversiktsperspektiv Perspektiv sett fra Sørsiden Konstruksjon - generelt Viktige forusetninger ved utforming av konstruksjonen har vært: Bruk av overliggende bæring for å redusere konstruksjonshøyde og dermed stigning. Konstruksjonsprinsipp med korte spenn for å redusere brukostnaden. Velge et konstruksjonsprinsipp som i utgangspunktet er rimelig, her benyttes stålplatebæring. Integrere jernbaneverkets krav om sikringsskjerm i konstruksjonen for å skape en helhetlig opplevelse av brua. Trafikkbilde og vegsystem skal være lesbart og oversiktlig. Skråstilling av platebærerne kombinert med åpninger, som sikres med transparent løsning, gir økt siktlengde og sikrer tidlig informasjon om møtende trafikk. Samtidig gir det brua et formmessig raffinement. Bæring med rammer med skråstilte yttersider og fundamentering i punkter gir små inngrep i jernbaneområdet, og er romlig lite plasskrevende i forhold til krav om minsteavstander til togtrasé. Platebæring med stor høyde i forhold til spennvidder gir sammen med forslag til fundamentering stor kapasitet og fleksibilitet i konstruksjonen når det gjelder å plassere fundamentpunktene i forhold til endelig sporplan. Målsettingen har vært å gi et formsvar med høy arkitektonisk kvalitet som oppfyller premissene over. I tillegg legges følgende til grunn: Brua prosjekteres og dimensjoneres iht. vegvesenets håndbok 185 Prosjekteringsregler for bruer og håndbok 184 Lastforskrifter for bruer og ferjekaier i det offentlige vegnett. Den dimensjoneres for toveis trafikk uten skiltet lastbegrensning. Brukonstruksjonen konstrueres med tanke på en forventet levetid på 100 år I montasjefasen ser vi for oss at brukomponenter kan fraktes til anlegget med tog just in time. På den måten kan man spare behov for rigg. Den presenterte bruløsning er ikke spesielt følsom mtp hvor riggområdet blir anlagt. Sett fra rundkjøring Overkant av jernbanesporene ved brustedet ligger på ca kote Til orientering nådde storflommen i 1995 opp til kote +125,63 i Hamar. Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Konstruksjonen 6

7 Perspektiv sett fra gangvegforbindelse til Fabelaktiv. Fabelaktiv til venstre Bæresystem og fundamentering Brua har to kjørefelt og ensidig fortau. Føringsbredden er 8,0 + 3,0 m = 11,0 m. Total brulengde er 102,5 m fordelt på spennviddene ,5 + 19,5 + 9,5 m som er valgt ut fra sportilpasning, estetikk, økonomi og hensyn til gunstige seksjonslengder ved montasje. Bruas hovedbæresystem er platebærere i stål med overliggende bæring Brudekket ligger an på underflensen og spenner på tvers mellom disse. Platebærerne har skråstilt steg med variabel høyde og utsparinger / åpninger i steget som plasseres slik at bærevirkningen er intakt. Ved belastning på brua introduseres trykk i overflensen midt i felt. Siden platebærerne går i kurve vil overflensen tendere til å bli trykket utover i kurven, både i innersving og i yttersving. Krumningen til overflensen gjør at bøyning om en vertikal akse er den dominerende effekten som gir langt større bidrag til utnyttelsen enn normalkraften i seg selv. Kravene til tillatte deformasjoner er som følge av dette dimensjonerende for brua og ikke den styrkemessige kapasitetsutnyttelsen. Bruas konstruksjon er i så måte gunstig fordi man vil få store deformasjoner som forvarsel på en eventuelt overbelastning og ikke et plutselig stabilitetsbrudd. Ved hver søyleakse er overflensen styrt ved at den holdes fast i tverretningen. Underflensen er styrt i tverretningen ved at den holdes fast av brudekke som virker som en avstivende skive i planet. Dekket er igjen fastholdt sideveis ved søyleaksene der tverrkreftene føres ned til fundamentene som står på fjell. Brudekket spenner på tvers mellom platebærerne. Her man kan se for seg flere ulike utførelser. Et alternativ er å bruke et tverrspent tredekke med underliggende tverrbærere i stål. Et annet er å benytte tverrbjelker av hatteprofiler som legges opp på underflensen og ferdigproduserte dekkeelementer i stål eller limtre som legges ned i mellom. Kostnadestimatet er basert på det siste (limtre og hatteprofiler). Over limtreelementene og hatteprofilene kan det legges en hud av 2 bord som underlag for membran og slitelag. Det er gjort grunnundersøkelser i området like ved landkarene. Det er under en meter til fjell på begge sider. Det er ikke gjort tilsvarende undersøkelser i sporområdet og det vil være påkrevd med en mer nøye grunnundersøkelse før neste planfase. Det er trolig gode grunnforhold også i sporområdet og det er antatt at det kan fundamenteres i punkter direkte på fjell i alle søyleaksene. Overkant av jernbanesporene ved brustedet ligger på ca kote Til orientering nådde storflommen i 1995 opp til kote +125,63 i Hamar. Landkarene utføres i plasstøpt betong og kan sålefundamenteres på en sprengsteinsfylling over fjell. Det kan også vurderes å føre landkarene ned til fjell uten særlig kostnadsøkninger. Tverrsnitt ved søyleakser - prinsipp Sideoppriss ved søyleakser - prinsipp Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Bæresystem og fundamentering 7

8 Veggeometri For å imøtekomme frihøydekravene på 5,4 meter over spor 4 på Rørosbanen og 6,7 meter over Dovrebanen er vegen lagt vestover og i kurve med radius 38 meter i kryssing over sporene. Dette er gjort for i størst mulig grad å oppnå optimale stigningsforhold ved tilknytningene i hver ende. Løsningen viser en stigning fra Stangevegen på 4,8 % og tilsvarende 5,4 % på sørsiden. Det er gjort en forutsetning om en maksimal konstruksjonshøyde over spor på 0,5 meter. Videre på sørsiden ligger vegen med horisontalradius 50 meter inn mellom Fabelaktiv og Hamjern i en høyde på 4,5 7 meter over eksisterende terreng mellom søndre spor og ny atkomst til Espern. Forbindelsen er i denne løsningen lagt parallelt med Dovrebanen, på nordsiden av Hamjernbygningen. Den må etableres med delvis bruk av murer for å få en god vertikalgeometri med slak stigning. Ekstrakostnaden med murer kan forsvares med at vegforbindelsen er gjort så kort som mulig, lett lesbar og oversiktlig. Forbindelsen er i utgangspunktet provisorisk, men bør detaljeres med tanke på at den kan bli brukt i lang tid framover. Horisontalkurven over sporarrangementet, r=38 meter, tilsier en breddeutvidelse av vegbanen på totalt 2,8 meter før møting mellom vogntog. I løsningsforslaget er det lagt opp til en utvidelse med 2,0 meter som tilsvarer utvidelse for møting mellom busser. Det bør i en senere fase evt ses på hva som anses som tilstrekkelig breddeutvidelse til å fylle vegens funksjon. (I kostnadsberegningen er det lagt opp til en føringsbredde på totalt 11 meter, noe som gir en fortausbredde på 3 meter og en samlet vegbredde på 8 meter over brua). I kryss med Stangevegen er det vist rundkjøring med ytre diameter 33 meter. Svingebevegelse for alle kjøretøy med unntak av vogntog og semitrailer er ivaretatt gjennom løsningen. For store kjøretøy vestfra langs Stangevegen mot Espern, må disse benytte et kjøremønster som innebærer en runde i selve rundkjøringa for å komme til brua. Rundkjøringen blir liggende med en høyde på ca 0,25 meter over eksisterende veg i Brugata og med stigning 2,6% ut mot Rørosbanen. I løsningsforslaget er det tatt hensyn til at eksisterende bygningsmasse inntil videre skal bestå på sørsiden av Dovrebanen. Løsningen vil ha stor fleksibilitet med hensyn på om det vil bli aktuelt å rive hele eller deler av denne bygningsmassen. Det ligger til rette for at vist kryss med provisorisk veg langs Dovrebanen kan saneres til fordel for et mer sentralt beliggende kryss med fordeling av trafikk både vest- og østover i planområdet. Horisontalgeometri ny veg med bru Lengdeprofil ny veg med bru Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Veggeometri 8

9 Materialbruk - fargeholdning Utsparingene i stålplatebæreren sikres med perforert stålplate eller flettverk. Skal ha transparens og luftighet Brukonstruksjonen i stål har sterk egenidentitet og skal framstå som et signal om viktig forbindelse. Den tåler godt en kraftig fargebruk. I prosjektet vises brua med en rødfarge som oppnås gjennom et malingssystem. Det vil også gi en flott materialfarge om det benyttes cortén-stål. Cortén-stål skal ikke overflatebehandles, og er vedlikeholdsfritt i motsetning til stål med overflatebehandling. Dersom vedlikeholdskostnader regnes inn, vil alternativene være ganske like kostnadsmessig. Illustrasjonene viser Cortén-stål benyttet i brukonstruksjoner. Over på ei bru i nord-spania, og til høyre på ei ny bru i Cordoba i sørøst. Landkar og punktfundamenter bygges i betong. Forstøtningsmurer, plasser og trappeanlegg kan gjerne bygges i bearbeidet naturstein, men det kan også lages gode løsninger i betong. Når det gjelder ute- og grøntalegg bør materialbruk og detaljering bidra til å skape en urban situasjon rundt brua. Sikring Brukryssing over elektrifisert jernbane stiller høye krav til sikkerhet. Krav til sikringsgjerde med høyde 2m over KL er integrert i bærekonstruksjonen. Åpninger i platebæreren starter ikke lavere enn 1m i sikringssonen, og gir en tett sone nederst. Utsparingene er tenkt sikret med en tranparent og luftig løsning. Bruk av perforert stålplate eller flettverk med liten maskevidde vil både sikre muligheten for gjennomsyn og utsyn, og dekke jernbaneverkets krav til sikring av KL. I dagslys vil lysnivået være så høyt at løsningene blir transparente. Vi foreslår å lyse opp brua innvendig. I mørket vil man da også kunne se gjennom og inn på brua via åpningene i platebærerne. Perforert stålplate detalj Flettverk med liten maskevidde - detalj Parallelloppdrag november 2007: Holmlia stasjon. Perforert stålplate benyttet som sikring over jernbane. Gir en transparent virkning når utvendig lysnivå er høyere enn innvendig lysnivå. Espern bru, Hamar Slik konstruksjonen er vist, vil det kunne klatres på overflensen. Dette kan hindres ved forskjellige tiltak: Flensen kan skråstilles, det kan tas ut åpninger i flensen der den ikke er fullt påkjent, det kan monteres pigger på toppen, det kan monteres hinder og det kan tenkes en kombinasjon av dette. Vi vil søke å unngå store hinder som stikker opp over konstruksjonen. At platebærerne er skrådd utover hindrer klatring på underflensen. Materialbruk - sikkerhet 9

10 Belysning Brua ligger i en bysituasjon med mye strølys i området, både fra jernbane, veglys og bygninger. For å framheve brua som viktig byforbindelse, kan innsiden av platebærerne lyses opp slik at formen vil fungere ledende over brua i nattesituasjonen. Fra utsiden vil hovedformen da framstå mørk med lysende røde åpninger som en ekstra dimensjon i opplevelsen av brua. Armaturer bør plasseres lavt i forbindelse med rekkverket og avskjermes slik at lyskilden ikke blir synlig verken for kjørende eller gående. Veg- og gangbane lyses opp med rekkverksintegrert belysning i samme rytme som effektbelysningen av stålplatebærerne. Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Belysning 10

11 Brulengde 102,5 m *1 Føringsbredde 11,0m Forventet entreprisekostnad per m2 kr ,- Forventet entreprisekost for bru inkl. rigg kr ,- Jernbanekostnader vedr flytting/fjerningnav spor, tilpasning mot KL-master, tilpasning av sporvekslere mv. kr ,- *2 Jernbanerelaterte kostnader som følge av arbeider nær spor kr ,- Etablering av rundkjøring i Stangevegen. Inkludert tilpasning av veger inn mot rundkjøringen kr ,- Etablering av veg på fylling på sørsiden ( kr 8000,-/lm) kr ,- Etablering av avkjøringsveg på sørsiden ( kr 8000,-/lm) kr ,- *3 Oppfylling for veger inkl. etablering av støttekonstruksjoner kr ,- Beplantning og arrondering av voll og fyllinger kr ,- Belysning på/ ved bru og veger på sørside kr ,- Ekstra riggkostnad (15%) av alt utenom brua kr ,- Forventet entreprisekostnad eks. mva. Avrundet. kr ,- Prosjektering (9% av entreprisekostnad) kr ,- Prosjektledelse, byggeledelse, teknisk konteroll og oppfølging i byggefasen (9% av entreprisekostnad) Gebyrer, off. pålegg, ansvarlig søker, tredjepartskontroll av bruprosjektering, regulering mv. (4% av entreprisekostnad) kr ,- kr ,- Forventet prosjektkostnad eks. mva. Avrundet. kr ,- Merverdiavgift - 12% av forventet entreprisekostnad kr ,- Kostnader Forutsetninger for kostnadene som presenteres til venstre: Det er benyttet erfaringstall fra veganlegg og bruanlegg bygget de seneste årene. Ved kalkulering av brukostnaden er det tatt høyde for økning i enhetskostnadene som følge av kompleks geometri. Det hviler likevel noe usikkerhet rundt materialog byggekostnader, da disse har variert mye de siste årene. Optimal byggetid for anlegget (dvs ikke medregnet kostnader forbundet med ikke planlagte forsinkelser knyttet opp mot jernbane, offentlige myndigheter, godkjenninger el.l.) Prisene er per november 2007 Det er tatt utgangspunkt i at anlegget får status som offentlig veg. Da kan forventes en gjennomsnittlig mvasats i området mellom 10 og 15%. Her satt til 12%. Kostnadene har en usikkerhet på +/- 20%. Forventede totalkostnader blir da kr ,- som vist i oppsettet til venstre. Av dette er forventet entreprisekost for brua i overkant av kr. 26 mill. Brukonseptet har potensiale for å kunne gjøres kortere. Sammen med at brua også kan gjøres smalere, ligger det her en mulighet for å kunne senke de totale kostnadene i prosjektet. Visuelt og estetisk er det likevel viktig at brua framstår med ei viss lengde som vi har vist i denne løsningen. Forventet totalkostnad. Avrundet. kr ,- *1 Stålprisen har variert en del de senere årene. Vi har brukt en indeksregulert pris basert på stålbruer bygget for Statens vegvesen de senere årene. *2 Sporplan foreligger ikke, så denne kostnaden er usikker. *3 Det er tatt med ca 100m veglengde på avkjøringsvegen. Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Kostnader 11

12 Tid Hendelse Innlevering av parallelloppdrag Avgjørelse på konkurransen foreligger Arbeidsfellesskapet SWECO Grøner + PLAN Arkitekter AS engasjeres videre Framdrift Dersom løsningen presentert her blir valgt, anslår vi følgende fremdrift for arbeidene videre. Skissert framdrift tar utgangspunkt i at man viderefører løsningen som er presentert med de forutsetninger som har vært gjeldende i denne fasen Oppstart forprosjektfase Det bestilles terrenginnmåling for det aktuelle planområdet. Geotekniker engasjeres med tanke på utarbeidelse av geoteknisk rapport for brua Fremtidig sporplan fra Jernbaneverket for Hamar stasjon foreligger Frihøyder for de ulike sporene må være klarlagt Jernbaneverket varsles om at planlegging av bru startes opp Møtedatoer for de involverte i forprosjektfasen avtales nå (tidligst mulig) Godkjent reguleringsplan foreligger. Det søkes om rammetillatelse iht Pbl Utsendelse av entreprise på anbud Kontrollkonsulentens verifikasjonsarbeid er ferdig. Ev. vesentlige endringer som følge av dette arbeidet sendes ut som tilleggsinfo til anbudet Frist for innlevering av anbud Hamar kommune har utarbeidet reguleringsplan basert på den valgte løsning og de foreliggende skisser/tegninger Klagefrist over, og entreprenør kontrahert. Søknad om igangsettingstillatelse iht Pbl Forprosjektfasen avsluttes. Plan for gjennomføringsfasen foreligger, og på bakgrunn av denne bestilles/reserveres strømstans av NSB. I følge Jernbaneverket er det ca 1 års varslingstid på strømstans. Prosjektet glir over i detaljprosjekteringsfasen Det utarbeides anbudstegninger, beregninger, anbudsbeskrivelse. Konstruksjonsberegninger og tegninger for bru oversendes kontrollkonsulent og Jernbaneverket for verifikasjon Entreprenør starter forberedelser til byggearbeidene Ca Byggearbeidene starter Naturlig å starte med veg- og fyllingsarbeider Samt landkar utenfor sporområdet Bruarbeider over spor starter Veg- og bruanlegget åpner. Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar Framdrift 12

13 Parallelloppdrag november 2007: Espern bru, Hamar 13