KOMMUNEDELPLAN Prosjekt: Rv. 22; kryssing av Glomma Forprosjekt konstruksjoner i D2.1

Transkript

1 KOMMUNEDELPLAN Prosjekt: Rv. 22; kryssing av Glomma Forprosjekt konstruksjoner i D2.1 Parsell: Rv. 22; kryssing av Glomma Kommune: Fet Region øst Oslo kontorsted

2 repo002.docx Sweco

3 Rapport nr.: Oppdrag nr.: Dato: Kunde: Statens Vegvesen Region Øst Rv 22 Vigernes Kringen Veglinje Traséalternativ D2.1 Kommunedelplan Skisseprosjekt konstruksjoner Sammendrag: På oppdrag fra Statens vegvesen Region Øst er det utarbeidet skisseprosjekt konstruksjoner i forbindelse med ny kommunedelplan for ny Rv. 22 mellom Vigernes og Kringen. Denne rapporten omhandler konstruksjonene tilknyttet veganlegget for veglinje 50000, traséalternativ D2.1. Rapporten er utarbeidet av Torbjørn Valnes og Kjetil Rørvik i samarbeid, med Torbjørn Valnes som fagansvarlig konstruksjoner. Det er valgt robuste løsninger med kjente og egnede brutyper som gir et representativt kostnadsbilde. For hovedkrysningen av Glomma er det valgt å tegne ut et alternativ med en skråstagsbru. Oversikt og kort beskrivelse av konstruksjonene finnes i kap. 2. Det er gitt en nærmere beskrivelse av konstruksjonene i kap. 3. Rev. Dato Revisjonen gjelder Sign. Utarbeidet av: Sign.: Kjetil Rørvik NORORV Kontrollert av: Sign.: Torbjørn Valnes NOVALN Fagansvarlig: Sign.: Torbjørn Valnes NOVALN Oppdragsleder Sweco: Sign.: Karl Arne Hollingsholm NOHOLL HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

4 Innholdsfortegnelse 1 Forord 2 2 Innledning Generelt Grunnlagsmateriale 5 3 Beskrivelse av konstruksjonene K101 Hovinbakken bru K102 Hovinhøgda bru K103 Bru ved profilnr K104 - Miljøtunnel K105 Skråstagsbru over Glomma K106 Kulvert pr Vedlegg 17 HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

5 1 Forord På oppdrag fra Statens vegvesen Region Øst har Sweco Norge AS laget planer for ny veg på strekningen Vigernes og Kringen ved Fetsund i Fet kommune. Dette arbeidet er gjort i forbindelse med utarbeidelse av kommunedelplan for ny Rv 22 på denne strekningen. Det er planlagt flere ulike vegløsninger på strekningen. Denne rapporten tar for seg konstruksjonene på traséalternativ D2.1, der kryssing av Glomma ligger mellom eksisterende vegbru og jernbanebru. Rapporten beskriver og vurderer konstruksjonene på strekningen. Støttemurer og andre mindre konstruksjoner er ikke vurdert i denne rapporten, da det ikke synes hensiktsmessig å gå ned på det detaljnivået i denne planfasen. Oslo Torbjørn Valnes Fagansvarlig konstruksjoner 2 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

6 3 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

7 2 Innledning 2.1 Generelt På oppdrag for Statens vegvesen Region Øst utarbeider Sweco kommunedelplan for Rv 22 mellom Vigernes og Kringen i Fet kommune. Flere traséalternativer utredes. Denne rapporten tar for seg konstruksjonene på traséalternativ D2.1, der kryssing av Glomma ligger mellom eksisterende vegbru og jernbanebru. Vegstrekningen er ca. 3,0 km lang. ÅDT er estimert til >12000, vegtype er H7 og dimensjonerende hastighet for strekningen er 80 km/t. Denne rapporten omhandler konstruksjonene som inngår langs strekningen. Dette er bruer i linje 50000, tunnelportaler, overgangsbruer, kulverter og bruer på tilkomstveier. Oversikt over konstruksjonene er gitt i tabell 1. Løsninger og utforming av konstruksjonene er valgt av Sweco i samarbeid med Statens vegvesen Region Øst. Viste løsninger anses som et forslag til hvordan de forskjellige konstruksjonene kan løses. Alternative løsninger som er vurdert er nevnt under beskrivelsen av hver enkelt konstruksjon. Alle konstruksjonene er prosjektert i samsvar med gjeldende håndbøker fra Statens vegvesen og iht. relevante Eurokoder med nasjonale tillegg. Figur 1: Oversiktskart Rv22 - Alternativ D2.1 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. 4 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

8 Pr. Rv 22 Veglinje ID Navn/Sted Tegn.nr. Konstruksjon/Kommentar Hovinbakken bru K Hovinhøgda bru K Bru ved profilnr K Betongplatebru der Rv. 22 krysser over Fv. 279/Fetveien. Hovedspenn 22 m, total lengde 29 m. Buebru i limtre, med tverrspent limtredekke. Største spenn er 39,4 m, total lengde er 49,8 m. Spennarmert betongplatebru. Spennvidder 16,5 m + 32 m + 16,5 m. Total lengde 65 m Miljøtunnel K Miljøtunnel, total lengde 200 m Bru over Glomma K Kulvert ved profil 7130 K Skråstagsbru over Glomma. Hovedspenn på 486 m, total brulengde er 773 m. Betongkulvert der pr. linje krysser under Rv 22. Spennvidde 6,9 m. Tabell 1: Oversikt konstruksjoner på strekningen Rv 22 Vigernes - Kringen - Alternativ D Grunnlagsmateriale Prosjektet er basert på følgende grunnlagsmateriale: - Plan- og profiltegninger for veggeometri for ny Rv 22 traséalternativ D Kartgrunnlag. - Fagrapporter (geoteknikk, formingsveileder, naturmiljø). - Flomberegninger for 200-årsflom, flomsonekart utarbeidet av NVE godkjent 15. sept Relevante håndbøker fra Statens vegvesen (blant annet N400, N500, V499, V220) Gjeldene Eurokoder med nasjonale tillegg. - Prosjekteringsmøte og annen dialog med oppdragsgiver underveis i prosessen. 5 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

9 3 Beskrivelse av konstruksjonene 3.1 K101 Hovinbakken bru Generelt Eksisterende Hovinbakken bru rives, da den er for smal for ny vegtrasé. Det foreslås her en betongplatebru som spenner over Fv. 279 og gang-/sykkelveg. Figur 2: Oppriss K101 Konstruksjonsløsning Her foreslås to parallelle spennarmerte betongplatebruer med anslått hovedspenn på 22 m. Bruene foreslås utført landkarløse, med vertikal bæring via søyleskiver i to akser. Horisontale krefter tas opp av endeskjørt i hver ende av bruene. Med sidespenn på 3,5 m på hver side gir det en total lengde på 29 m. Total bredde for begge bruene er 31,5 m. Frihøyde under brua tilfredsstiller krav iht. håndbok N100 til 4,9 m fri høyde. Fundamentering Bruene foreslås fundamentert på stålrørspeler til berg. Grunnboringer indikerer leirig grunn ned til bergnivå rundt ca. kote +124, ref. rapport C-637 fra Vegdirektoratet (1982). Samme rapport antyder sensitive masser, og vi har derfor valgt å foreslå en fundamenteringsmetode som gir lite massefortrengning og liten økning i poretrykk i jordmassene. 6 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

10 Kostnadsoverslag Erfaringstall viser at byggekostnad for betongbruer av denne typen er (eks. mva, inkl. rigg og drift): Betongplatebru: ca kr/m 2 Med brudimensjoner B x L = 31,5 m x 29 m gir dette følgende prisestimater totalt for begge bruene (eks. mva, inkl. rigg og drift): Betongplatebruer: ca. 23 mill. NOK Kostnadsestimater i denne planfasen vil ha en typisk usikkerhet på ± 25 %. 3.2 K102 Hovinhøgda bru Generelt Eksisterende bru vil bli for kort ved etablering av ny Rv. 22, og denne må rives. Det foreslås en ny buebru i tre, med totallengde på 50 m. Brua skal benyttes primært for gang-/sykkeltrafikk, men dimensjoneres for vegtrafikk, da riksvegen bør kunne krysses med traktor. Føringsbredde er anslått til 6 m, men kan justeres i neste planfase dersom det er nødvendig. Figur 3: Oppriss Hovinhøgda bru Konstruksjonsløsning Bruas hovedbæring foreslås som to parallelle treleddsbuer av limtre med en pilhøyde topp bue 4,5 m over brubanen. Fra buen går vertikale hengestag ned til oppsveiste tverrbærere som bærer brudekket. Brudekket består av et tverrspent limtredekke. De to buene føres ned til betonglandkar på hver side av Rv 22. Denne bruløsningen er valgt her fordi den ikke krever søyle midt i hovedspennet. Et så langt spenn vil være vanskelig å lage i betong uten at det krever søyle midt i hovedfelt. En bruløsning med søyle midt i spennet vil være vanskelig å bygge med god trafikkavvikling under brua, og vil kreve endring av rekkverksføring og avstander til 7 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

11 midtsøyle. En treleddsbue i limtre vil være fordelaktig å bygge, fordi store deler av brua kan prefabrikeres og montasje på brustedet vil gå relativt kjapt. Frihøyde under brua tilfredsstiller krav iht håndbok N100 til 4,9 m fri høyde. Fundamentering Brua direktefundamenteres på løsmasser. Geoteknikkrapport C-573A utarbeidet av Statens Vegvesen (1976) angir at det er relativt fast leire i området. Eksisterende bru på stedet er ifølge nevnte rapport anbefalt fundamentert direkte på løsmasser, derfor har vi valgt å benytte denne løsningen også for ny bru. Berg ligger m under eksisterende terreng. Kostnadsoverslag Erfaringstall viser at byggekostnad for limtrebruer av denne typen er (eks. mva, inkl. rigg og drift): Buebru i limtre: ca kr/m 2 Med brudimensjoner B x L = 50 m x 7 m gir dette følgende prisestimater for buebrua (eks. mva, inkl. rigg og drift): Buebru i limtre: ca. 18 mill. NOK Kostnadsestimater i denne planfasen vil ha en typisk usikkerhet på ± 25 %. 3.3 K103 Bru ved profilnr Generelt Ny trasé for Rv 22 krysser eksisterende riksveg samt gang-/sykkelveg ca. ved profil Ny vegtrasé ligger høyere enn eksisterende veg, og vi foreslår en enkel tre-spennsbetongplatebru for kryssingen her. Figur 4: Lengdesnitt av bru ved profilnr (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

12 Konstruksjonsløsning Brua foreslås utført som en spennarmert platebru i tre spenn med spennvidder på 16,5 m + 32 m + 16,5 m. Føringsbredde på brua er 23,1 m og platetykkelsen er anslått til ca. 1,3 m. I akse 1 og 4 er det landkar med lager, i akse 2 og 3 er det søyler støpt monolittisk til bruplaten. Det er mulig å optimalisere spenninndelingen på brua ved å flytte gang- /sykkelveg inn mellom akse 3 og 4. Frihøyde under brua tilfredsstiller krav iht. håndbok N100 til 4,9 m fri høyde. Fundamentering Geoteknikkrapport C 128 utført av Veglaboratoriet (1962) angir at grunnboringer på brustedet (ca. ved pel 65) har påtruffet berg rundt kote +70. Med andre ord er det svært langt til berg på brustedet ca 65 m med vegfylling over stedlige masser som består av leire med enkelte lag kvikkleire. Friksjonsbærende stålrørspeler eller betongpeler vil være en god fundamenteringsmetode her, men ytterligere grunnundersøkelser må gjennomføres for å sikre riktig valg av fundamenteringsløsning. Kostnadsoverslag Erfaringstall viser at byggekostnad for betongplatebru av denne typen er (eks. mva, inkl. rigg og drift): Betongplatebru: ca kr/m 2 Med en brulengde på 65 m og en bredde på 23,1 m gir dette følgende prisestimater for brua (eks. mva, inkl. rigg og drift): Betongplatebru: ca. 38 mill. NOK Kostnadsestimater i denne planfasen vil ha en typisk usikkerhet på ± 25 %. 9 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

13 3.4 K104 - Miljøtunnel Generelt Fra profil foreslås en miljøtunnel i betong. Bergnivå er usikkert, men refraksjonsseismikk indikerer at underkant miljøtunnel ligger under bergoverflaten. Foreslått løsning er å grave/sprenge ned til ønsket nivå, etablering av miljøtunnel før det fylles opp igjen til tilnærmet opprinnelig nivå. Figur 5: Miljøtunnel Konstruksjonsløsning Konstruksjonen utføres i plasstøpt betong. Begge løp er ca 200 m lange, og er bygget opp av 25 m lange seksjoner med vanntette dybelfuger imellom. Tunnelen ligger på en løsmassepute over berg. Seksjonene er felles for begge løp, konstruksjonsbredden på ca. 24 m og løpene er skilt med midtvegg. Fri høyde inne i tunnelen er 6,0 m, noe som gir tilstrekkelig plass til skilt og lys over frihøyden. Byggingen utføres i åpen byggegrop. 10 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

14 Figur 6: Tverrsnitt av miljøtunnel Fundamentering Som tidligere beskrevet er det trolig berg under nivå for underkant miljøtunnel. Det foreslås å sprenge/pigge seg ned i berget til ønsket nivå, hvorpå man legger ut en gruspute for å hindre faststøping i berg. Hindrer man faststøping til berg er det tilstrekkelig med fuger for hver 25 m. Rundt konstruksjonen fylles det med sprengstein før man i toppskiktet mot luft tilbakefører terreng og oppbygging til opprinnelig tilstand. Kostnadsoverslag Erfaringstall viser at byggekostnad for miljøkulverter av denne typen er (eks. mva, inkl. rigg og drift): Miljøtunnel i betong: ca kr/m 2 Med en lengde på 200 m, og en bredde på 24 m gir dette følgende prisestimater for miljøtunnelen(eks. mva, inkl. rigg og drift): Miljøtunnel i betong: ca. 120 mill. NOK Kostnadsestimater i denne planfasen vil ha en typisk usikkerhet på ± 25 %. 11 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

15 3.5 K105 Skråstagsbru over Glomma Generelt Det foreslås skråstagsbru for kryssing av Glomma. En skråstagsbru vil kunne spenne over Glomma, uten inngrep i elven. Man unngår dermed også å berøre de vernede områdene rundt Fetsund lenser. For å få til dette må brua bygges med et hovedspenn på 486 m, med sidespenn på elvens østside på 118 m. På elvens vestside er sidespennet på 169 m. Total brulengde blir 773 m. Brutårnene vil være 132 m høye, og topp tårn vil ligge 103 m over overkant kjørebane. For øvrig geometri, se tegning K105. Figur 7:Perspektivskisse Konstruksjonsløsning Tårn Tårnene foreslås utformet som prismeformede A-tårn som omslutter brutverrsnittet. Tårnhøyden bestemmes av øverste kabels vinkel mot brukassen, og her vil tårnene være 132 m høye. Brutårnene på vestsiden av elven plassert mellom jernbanelinje og tursti. På østsiden er det plassert på elvebredden, vest for av- og påkjøringsramper på brua. Kabler Det foreslås å benytte kabler med parallelle liner i skråstagene. Slike kabler vil typisk være litt lettere enn tradisjonelle spiralslåtte kabler, men ha samme styrke. Kablene ligger i et plan over tårntoppen og føres ned sentrisk mot brutverrsnittet, mellom kjøreretningene. De forbindes med brukassene via en tverrforbindelse mellom kassene. Brurekkverk med arbeidsrom tilpasset sikkerhetsavstand til kablene sikrer at kablene ikke skades ved eventuell påkjøring av rekkverk Figur 8: Perspektivskisse av brutårn 12 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

16 Brukasse Det bygges to parallelle stålkasser, med regelmessige tverrforbindelser mellom kassene. Kassene utformes av oppsveiste stålplater. Innvendig legges stivere i lengderetning og tverrskott. Bredden av hele brutverrsnittet er 22 m, men vil være noe bredere i østenden. Høyden på brukassen er anslått til 2,8. Kassen gir rom for innvendig høyde > 2 m som er krav iht. N400. Figur 9: Prinsipp for brutverrsnitt Motvektskasser/landkar Hovedspennet er lengre en de to sidespennene, og brukonstruksjonen vil således ikke være i balanse uten motvekter. For å balansere de vertikale kreftene må flere parallelle kabler føres ned til ballastkasser i bakkant av akse 1 og 4. Disse støpes i armert betong, og fylles med steinmasser. Ballastkassene blir anslagsvis 8 m * 20 m * 20 m. Et annet alternativ for å forankre kabelkreftene er å forankre kablene i berg, evt. å lage en kombinasjon av ballastkasser og stagforankringer i berg. 13 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

17 Figur 10:Oppriss av skråstagsbru Fundamentering Ballastkasse og landkar i akse 1 fundamenteres på berg. På vestsiden av Gamle Fetveg er det fjellskjæring, så vi antar at det ikke er langt til berg ved landkar i akse 1. Brutårn i akse 2 peles til berg. Det foreligger ikke grunnboringer i området, men refraksjonsseismikken utført av Geomap indikerer at det kan være berg på kote +60 eller høyere. Brutårn i akse 3 fundamenteres direkte på berg. Geoteknikkrapport Cd 592 fra Geoteam (1979) indikerer berg ca. på kote +95. Ballastkasse og landkar i akse 4 fundamenteres på løsmasser. Grunnen består av fast leire med en udrenert skjærfasthet > 50 kn/m 2 ref. Cd 592. Ytterligere grunnundersøkelser må gjennomføres for å sikre riktig valg av fundamenteringsløsning. 14 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

18 Kostnadsoverslag For å kunne gi et fornuftig kostnadsoverslag for brua har vi valgt å bryte det ned i følgende kostnadsbærere: Kostnadsestimater i denne planfasen vil ha en typisk usikkerhet på ± 25 %. 15 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

19 3.6 K106 Kulvert pr Generelt Veglinje krysser under ny Rv. 22 ved profil Veglinje har ett kjørefelt og er et avkjøringsfelt fra ny Rv. 22. Konstruksjonsløsning Her foreslås kulvert med bredde og lengde B x L = 6,9 m x 26 m. Kulverten utformes med buede vingemurer som gir et visuelt pent og åpent inntrykk for trafikantene. Frihøyde inne i kulvert tilfredsstiller krav iht. håndbok N100 til 4,9 m fri høyde. Her kan det også tenkes bruløsning for et mer åpent landskapsbilde. Fundamentering Kulverten antas fundamentert på løsmasser. Geoteknikkrapport Cd 592 skrevet av A/S Geoteam (1979) angir fast leire i området, med berg ca. 20 m (kote +93) under underkant kulverttverrsnitt. Figur 11: Lengdesnitt kulvert Kostnadsoverslag Erfaringstall viser at byggekostnad for betongkulverter av denne typen er (eks. mva, inkl. rigg og drift): Betongkulvert: ca kr/m 2 Med kulvertdimensjoner B x L = 6,9 m x 26 m gir dette følgende prisestimater for selve kulverten (eks. mva, inkl. rigg og drift): Betongkulvert: ca. 5 mill. NOK Kostnadsestimater i denne planfasen vil ha en typisk usikkerhet på ± 25 %. 16 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

20 4 Vedlegg 17 (17) HKA p:\141\ rv 22 kryssing av glomma - kdp med ku\08 rapporter - notater\01 rapporter\konstruksjon\fagrapport konstruksjoner - trasealternativ d2.1.docx

21

22

23

24

25

26

27 Statens vegvesen Region øst Ressursavdelingen Postboks 1010 Nordre Ål 2605 LILLEHAMMER Tlf: ( ) vegvesen.no Trygt fram sammen