Statens Vegvesen Region midt

Transkript

1 Statens Vegvesen Region midt Elgeseter bru For utsendelse (Utgave uten kostnader) Rev Dato/Date Beskrivelse/Reason for issue Utført/ Made by TAØ KHB TAØ Kontr./ Checked Godkjent/ Approved Rapport fra spesialinspeksjon 2012 Dok.nr /Doc. no. Tittel /Title Sammendrag: Det er utført spesialinspeksjon av bru Elgeseter bru høsten 2012 for Statens vegvesen Region midt. Sammendrag/ konklusjon er gitt på side II i denne rapporten. Lilleakerveien 4, 0283 OSLO, Tel Fax

2 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ I INNHOLDSFORTEGNELSE INNHOLDSFORTEGNELSE... I SAMMENDRAG/ KONKLUSJON... II 1 INNLEDNING GRUNNLAGSDATA VEDRØRENDE BRUA BESKRIVELSE AV BRUA TILGJENGELIG DOKUMENTASJON LOKALISERINGSSYSTEM HISTORIKK OPPSUMMERING - LENGDEUTVIDELSER I OVERBYGNINGEN TILSTANDSBESKRIVELSE INNLEDNING INSPEKSJON AV BRUOVERBYGNING EFFEKT AV OBSERVERTE DATA MÅLING AV ASFALTTYKKELSE VEDLIKEHOLDSTILTAK FORSLAG TIL VEDLIKEHOLDSPLAN FOR KOMMENDE 3 ÅR REFERANSER A. VEDLEGG TEGNINGER... A.1 B. VEDLEGG BRUTUSRAPPORT...B.1 C. VEDLEGG STRUKTURANALYSE AV BETONGPRØVER... C.1 D. VEDLEGG KOSTNADSOVERSLAG (IKKE VEDLAGT)... D.2 E. VEDLEGG FOTOBILAG...E.1 J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

3 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ II SAMMENDRAG/ KONKLUSJON Det er høsten 2012 utført spesialinspeksjon av Elgeseter bru i Trondheim sentrum. Nedenfor følger en oppsummering av funnene på brua. Hovedinntrykket er at brua har et stort vedlikeholdsbehov knyttet til skadelige alkaliereaksjoner på betongbjelker og søyler og fuktgjennomgang i brudekket. Det er registrert riss opp mot 6 mm på hovedbjelkene i akse 3-4 og akse 6-7. Disse rissene er registrert i innerbjelkene, men i andre felt enn det som er registrert ved forrige inspeksjon i De største rissene er registrert i l/4-punktene (momentnullpunkt). Det er registrert en del vertikale riss midt i bjelkesteget som lukker seg mot UK/OK på bjelkesteget. Fuktskjolder registrert på undersiden av brudekket tyder på lekkasje i membranen ifbm fortau / kantstein. Ytterbjelkene og kantbjelkene blir utsatt for mest fuktbelastning både fra slagregn og lekkasje gjennom brudekket. Dette medfører trolig økt alkaliekspansjon i disse bjelkene. Innerbjelkene vil da bli påført strekkspenninger for å være med på ekspansjonen. Det anbefales at oppmålingsprogrammet for å følge lengdeutvidelsen av bruoverbygningen gjenopptas. Det er tatt ut 4 kjerner i brubjelkene for å vurdere evt. endringer i alkaliereaksjoner 20 år etter de forrige prøvene som ble tatt ut. Kjernene er analysert av Sintef. Disse prøvene viser at det er høyere alkalieaktivitet i ytterbjelkene enn i innerbjelkene. Søyler i akse 3 og 4 har meget kraftig opprissing på flater som vender mot syd/vest, men er nærmest rissfrie på flater som vender inn under brua. Stabbesteiner for rekkverk i akse 10 er montert midt over fuge og er delvis løse Det er opptil 35 cm tykt slitelag på brua. Dette medfører stor tilleggsvekt og en reduksjon av tykkelsen anbefales. J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

4 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 1 1 INNLEDNING Dr. Ing. A. Aas-Jakobsen A/S har høsten 2012 utført spesialinspeksjon på bru Elgeseter bru på oppdrag fra Statens vegvesen Region midt. Brua er en plasstøpt slakkarmert bjelkebru beliggende i Trondheim sentrum. Inspeksjonen er utført i henhold til Statens vegvesens Prosesskode 026, prosess 88, håndbok-147 «Forvaltning, drift og vedlikehold av bruer» samt håndbok-136 «Inspeksjonshåndbok for bruer». Inspeksjonen er blitt utført fra bakkenivå og med brulift. Formålet med inspeksjonen har i hovedsak vært å kartlegge tilstanden til brubjelker og overbygningen på brua med bakgrunn i registrerte riss i bjelker ved hovedinspeksjon i Øvrige konstruksjonsdeler på brua er inspisert på hovedinspeksjonsnivå. Vi har også sett på nødvendige vedlikeholdstiltak med tilhørende utbedringskostnader for kommende 3- års periode. J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

5 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 2 2 GRUNNLAGSDATA VEDRØRENDE BRUA 2.1 Beskrivelse av brua Bru nr Elgeseter bru er bygd i perioden , ligger på E6 og krysser over Nidelva i Trondheim sentrum. Figur 1. Oversikt Elgeseter bru Brua er en plassprodusert bjelkebru av betong i samvirke med brudekket og har 9 spenn med spennviddeinndeling på meter - 7 x meter og meter. Total brulengde er på 200 meter. Total bredde er på meter med en føringsbredde på meter og med 2 fortau på 3,25 meter. Føringsbredden på 16,3 meter er fordelt på 4 kjørebaner og 2 sykkelbaner. Mellom akse 1 og akse 3 er sykkelbanen opphøyd med kantstein og har en bredde på 1,30 meter, mens bredden på fortauene er redusert til 2,60 meter. Dette på grunn av et 5. kjørefelt med avkjøringsfelt ved Studentersamfunnet. På øvrige deler på brua ligger sykkelbanen i nivå med kjørebanen. Opprinnelig hadde brua 2 kjørebaner og 2 trikkespor. Hovedbæresystemet består av 4 langsgående kontinuerlige bjelker c/c 5.5 meter opplagt på søyler Ø800 mm. Søylerekken nærmest nordre landkar (akse 10 - Bysiden) er leddlagret i topp og innspent i fundamenter. De øvrige søyler er monolittisk forbundet til både bruoverbygning og fundamenter. Brua har pendellager og fuge ved nordre landkar. Ved søndre landkar (akse 1 ved Studentersamfunnet) er brubjelken fastholdt og innspent i den 9.0 meter lange landkarkonstruksjonen. Brua er fundamentert på friksjonspeler. Det er benyttet trepeler ved pilarer og betongpeler ved landkar. Det er fingerfuger av type Cipec i akse 10. Over pilarer er det ikke fuger. J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

6 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 3 Dimensjonerende lastklasse er 1/1947. I Brutus står brua oppført i Bk 10, totalvekt 50 tonn og veggruppe A. Klassifiseringsår Brua ble fredet i Et utvalg tegninger er gitt i vedlegg A. 2.2 Tilgjengelig dokumentasjon Vi har hatt tilgang til arkivmaterialet hos Statens vegvesen samt opplysninger i Brutus databasen. 2.3 Lokaliseringssystem Som lokaliseringssystem er benyttet aksenummer 1-10 iht. angivelse i BRUTUS, med akse 1 som landkar syd og landkar mot nord som akse 10. I tillegg er det benyttet vestside (venstre side) og østside (høyre side) i forhold til retning med stigende aksenummer. 2.4 Historikk Betongen i brua har vist seg å inneholde tilslag som er alkalireaktivt. Siden byggingen i 1951 har bruoverbygningen utvidet seg på grunn av alkalireaksjoner i betongen. Dette er blant annet verifisert ved å måle søylenes vertikalitet. Ved nordre landkar var denne lengdeutvidelsen ca. 10 cm i 1985 noe som medførte at fugeåpningen lukket seg. Utviklingen av riss i søylene har vært studert inngående over lengre tid, se referanse /2/. Ved gjennomgang av arkivmateriale har vi blant annet hatt tilgang på følgende grunnlagsmateriale fra Statens vegvesen, Sintef-FCB og Dr. Ing. Aas-Jakobsen Trondheim AS. Inspeksjoner foretatt på brustedet i 1991, 1997 og Bilder tatt ved bruinspeksjoner. Kontrollmålinger av fugeåpning utført i 1985, 1992, 2000 og Måling av søyledeformasjoner utført i Kontrollberegninger utført av Dr. Ing. Aas-Jakobsen Trondheim AS, august J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

7 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 4 Arbeider utført i 1985 I 1985 ble brufugen skiftet og lagre ved landkar akse 10 ble justert. Gangbanen ble breddeutvidet samme år (se fig. 2). Videre ble trikkeskinner fjernet og utsparingene utstøpt med betong. Det ble også utbedret skader i beskyttelsesbetongen for membranen på brudekket. Disse skadene viste seg som krakelering i asfaltdekke og beskyttelsesbetongen var fullstendig oppløst. Ny membran skal være lagt og økt takfall bygd opp i kjørebane med 50 mm asfalt. Brua ble opprinnelig designet/beregnet for en slitelagstykkelse på 11 cm. Det ble også montert fjernvarmerør mellom de to midterste bjelker. Det ble videre påvist skader på rekkverk pga forhindret mulighet for bevegelse, dvs for små fugeåpninger ved kantbjelke i akse 10. Figur 2. Forslag til breddeutvidelse av fortau i 1985 J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

8 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 5 Sintef undersøkelser 1990 Det ble tatt ut borkjerner fra 2 søyler (akse 9) og kantdrager (akse 1, vest) hvor det i alle prøver ble dokumentert skadelige alkaliereaksjoner. Oppsummering etter inspeksjon 1991 Utført av Sintef-FCB Det ble observert værslitasje og vertikale riss/sprekker på søylene. Det ble konkludert med at de vertikale rissene sannsynligvis skyldtes alkaliereaksjoner og sprengning. Det ble ikke konstatert riss som kan tyde på overbelastning på grunn av bøyemomenter. Rapporten gir indikasjon på god betongkvalitet med minimal karbonatisering. For bruplata ble det observert enkelte riss, rustutfellinger og steinreir. Riss observert i felt og over støtter tydet på stor momentpåkjenning i bjelker. Bjelkene for øvrig virket å være i god tilstand med kun få områder med kalk- og rustutfellinger. Det ble utført analyser for alkaliereaksjoner på prøver fra bjelker, brudekke og kantdrager. Det ble funnet skadelige reaksjoner på alle prøver med unntak av innerbjelkene. Måleprogram etablert i 1995 Det ble i 1995 etablert ekstensometermålinger i riss og fuktmålinger på 1 bjelke og på 4 søyler. Oppsummering etter befaring april 1997 Ny fuge montert i 1985 var imidlertid skadet og ble utbedret i Ved nordøstre landkarhjørne var granittstolpe ved rekkverksavslutning skjøvet ut av stilling mot nord. I tillegg var stolpen rotert noe med solen. Granittelementer i rekkverk på landkar var forskjøvet utover mot øst. Under granittstolpe ble det observert knusing av betong. Våren 2000 ble stolpen flyttet på plass og festet. Den samme skadeproblematikken ble også registrert ved nordvestre landkarhjørne. Det var liten eller ingen fugeåpning mellom bruplate og landkar. Det ble også registrert skader i fuge i akse 10 pga påkjøring med brøyteutstyr. Dette var forårsaket av at fugebeslaget stakk høyere opp enn omkringliggende hellelegging. Videre var granittstein på landkarvegger i ferd med å løsne. Dette skyldes at stein på landkaret kom i kontakt med bruoverbygningen. J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

9 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 6 Tiltak på søyler i pilarer ble overflatebehandlet med monosilan derav 2 som ble fulgt opp med målinger. Alle riss ble kartlagt. Oppfølgingsmålinger utført i 2003 konkluderte med nedadgående fuktighet og stedvis under alkalieaktiv grense på 80% RH. Befaring mai 2000 Fugeåpning og temperatur ble målt. Målinger viste at man hadde samme åpning ved ca C i 2000 som en hadde ved ca. +25 C i Dette tyder på 20 mm forlengelse av brua i løpet av 8 år. For denne typen målinger kan det være usikkerheter knyttet til temperaturmålinger. For en 200 meter lang bru vil temperaturbevegelsene være i størrelsesorden 2 mm pr. C. Arbeider utført i 2003 Lengdeutvidelse av overbygningen hadde gitt permanent deformasjon i søylene som medfører at søylene nærmest nordre landkar fikk betydelige tilleggskrefter. Søyler i akse 7, 8 ble rettet opp ved å kappe i topp og støpe på nytt. Søylene i akse 9 ble rettet opp ved å flytte lager i søyletopp. Søylene i akse 5 til 9 er påført sementbasert fleksibelt belegg type Cem-elastic. Prøveprosjekt med karbonfiberduk på søyler 2003 I 2003 ble det først presentert et prosjektforslag av NORUT med to ulike typer karbonfiberprodukter, spiral og nett, som kombinert med sementbaserte lim skulle danne et diffusjonsåpent system. Det skisserte forslaget over ble i utgangspunktet ikke valgt. Det ble i stedet i september 2003 etablert prøvefelt ved bruk av karbonfiber og epoksylim i regi av Sintef-FCB. Det ble etablert prøvefelt med høyde på 2 meter på 3 søyer i akse 2. På 2 av søylene ble det benyttet epoksylim, mens det på den tredje søylen ble planlagt benyttet sementbasert lim iht prosjektforslaget til NORUT. Prøveprogrammet var registeringer av fuktnivå og ekstensometermålinger av ekspansjon i riss. Fuktmålinger utført i 2008 viser at fuktnivået er høyere på slagregnutstatt side mot vest enn på siden mot øst. Sluttevaluering av prosjektet er utført i 2012 etter 10 års prosjektperiode og følgende kan oppsummeres. Rissutviklingen antas å fortsette, men med redusert hastighet. Forsterkning med karbonfiber er ikke vurdert å være strengt tatt nødvendig foreløpig ut fra bæreevnemessige J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

10 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 7 hensyn, men anbefales utført ut fra nedbrytningsmessige hensyn knyttet til frostskader og armeringskorrosjon. Utskifting av fugekonstruksjon i 2004 Cipec fuge i akse 10 ble montert høsten 2004 i 4 etapper og følgende fugeåpninger ble målt: Høyre felt inn mot sentrum: Åpning 100 mm ved 7 C Venstre felt inn mot sentrum: Åpning 100 mm ved 10 C Venstre felt ut av sentrum: Åpning 105 mm ved 5 C Høyre felt ut av sentrum: Åpning 105 mm ved 5 C. Kontrollmålinger av fugeåpningene ble utført på nytt den 18/ av Trond Østmoen fra Aas-Jakobsen. For høyre felt inn mot sentrum ble det målt en fugeåpning på 78 mm. Det vil si en forskjell på 22 mm i forhold til måling på 100 mm i For høyre felt ut av sentrum ble det målt en fugeåpning på 80 mm. Det vil si en forskjell på 25 mm i forhold til måling på 105 mm i Ut fra data fra Yr varierte temperaturen fra 10 til 16 grader den 18/9-13. Målingene ble utført kl Middeltemperaturen for døgnet anslås til 13 grader som er benyttet i sammenligningen. Ved å benytte en temperaturutvidelseskoeffisient på 1,0 x 10-5 og en lengde på 200 meter gir dette en temperaturutvidelse på 2mm / C. For høyre side inn mot sentrum var registreringen i 2004 på 100 mm utført ved 7 grader. Dette skulle tilsi en temperaturforskjell på 6 grader som vil gi 12 mm utvidelse kontra 22 mm forskjell som er registrert i For høyre side ut av sentrum var registreringen i 2004 på 105 mm utført ved 5 grader. Dette skulle tilsi en temperaturforskjell på 8 grader som vil gi 16 mm utvidelse kontra 25 mm forskjell som er registrert i I forhold til teoretiske vurderinger i forhold til temperatur så ble det målt ca 10 mm større sammentrykking av fugen enn det temperaturforskjellen skulle tilsi. Dette kan indikere at det har vært noe utvidelse knyttet til alkalireaksjoner siden 2004, men det er usikkerheter her. Usikkerhetene er knyttet til temperaturmålingen i 2004, virkelig temperatur i brukonstruksjonen den 18/9-13 samt benyttet temperaturutvidelseskoeffisient. J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

11 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ Oppsummering - Lengdeutvidelser i overbygningen Utvidelsene har vært observert og forsøkt kvantifisert på flere måter. Det mest omfattende settet av målinger baserer seg på måling av fugeåpning ved nordre landkar. Måleresultater for dette er dokumentert forskjellige plasser, men resultater fram til 2001 er oppsummert i referanse /3/. I disse målingene er resultater inkludert for perioden 1962 til Verdiene er videre korrigert for temperaturutvidelse. Det er målt fire punkter på tvers av brua i fuga ved nordre landkar. Målingene gjort om til forlengelse av bruplata er oppsummert i figur 3. Ut fra dette ser man at bruplata har utvidet seg fra 140 til 180 mm i løpet av 50 år, dvs. i snitt 3.2 mm pr år. Figur 3 Forlengelse av bruplata som funksjon av alder basert på måling av fugeåpning For målingene presentert over er det imidlertid stilt noen spørsmål hvorvidt de virkelig viser utvidelse av bruplaten alene. Bevegelser av/i landkar kan også påvirke disse målingene og medføre at man overestimerer utvidelsen. Det er etablert målebolter på undersiden av ytterbjelkene ved begge landkarene (foto i vedlegg E). Det anbefales at dette måleprogrammet gjenopptas for å følge evt. videre lengdeutvidelse av bruoverbygningen. I samme referanse, /3/, er det også gjengitt målinger av deformasjoner over søylene langs etter brua. Disse målingene skulle gi en god indikasjon av hvordan deformasjonene utvikler seg J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

12 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 9 langsetter bruplata og skulle således gi en god indikasjon på hvorvidt de utvidelser man måler er en utvidelse av bruplata. Resultater fra disse målingene er oppsummert i figur 4. Dette er målinger ved ett tidspunkt (tilsynelatende i 1991 ut fra info på måledataene) og viser hvordan søyletoppen har flyttet seg i forhold til fundamentene. Målingene viser en klar økende skjevstilling av søylene og samsvarer med en gjennomsnittlig utvidelse av hele bruplaten med 100 mm. Dette gir en årlig utvidelse på 2.5 mm (basert på at målingene er foretatt i 1991). Søylemålingene gir dermed en noe mindre utvidelse enn målingene basert på fugeåpningen. Figur 4 Forlengelse av bruplata som funksjon av avstand fra akse 1, målinger for søyletopp sammenlignet med lineære estimater J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

13 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 10 3 TILSTANDSBESKRIVELSE 3.1 Innledning Inspeksjonen på brua er blitt utført i flere faser. Innledende befaringer er utført den 4/6-12 med Jens Gjersvold fra SVV Region midt, Rolf Mære fra Aas-Jakobsen Trondheim AS og Trond Østmoen fra Aas-Jakobsen AS. Spesialinspeksjonen er utført med underbrulift innleid fra BMO den 10-11/ av Karl Henning Barmen og Trond Østmoen. Uttak av borkjerner i brubjelkene er utført av personell fra BMO og Sintef Værforholdene under inspeksjonsarbeidene var bra med oppholdsvær og temperatur på ca. 10 C. 3.2 Inspeksjon av bruoverbygning Hovedmålet med spesialinspeksjonen har vært å kartlegge rissomfanget i bjelker som ble avdekt ved hovedinspeksjon i Det ble registrert store vertikale riss i innerbjelker omkring 4,5 meter fra søyler. Rissvidden var opp mot 6 mm (se foto 1 og 2). De største rissene ble observert på vestre innerbjelke i felt akse 3-4 mot akse 4 og på østre bjelke i felt akse 6-7 mot akse 7. Det ble kun observert ett stort vertikalt riss i hver bjelke og kun på innerbjelkene. Disse store rissene er gjennomgående i bjelkens bredde. I etterkant av inspeksjonen utført med underbrulift i 2012 er det registrert ytterligere store riss ved inspeksjon fra tilkomsstplattformen for fjernvarmerørene som er montert mellom innerbjelkene. Risset i østre bjelke ved akse 8 er det samme risset som ble registrert ved inspeksjonen i 2011 (foto 3 og 4). Det ble også registrert store riss på vestre bjelke akse 4-5 inn mot akse 5 (foto 5). Figur 5 Lokalisering av store riss i brubjelker J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

14 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 11 Foto 1 og 2 Riss på østre innerbjelke i spenn akse 6-7, 4,5 meter før akse 7 (bilde 48 og 50 i fotobilag ) Foto 3 og 4 Riss på østre innerbjelke i spenn akse 8-9, 4,5 meter etter akse 8 J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

15 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 12 Foto 5 Riss på vestre innerbjelke i spenn akse 4-5, 4,5 meter før akse 5 Foto 6 Typiske riss på innerbjelke lukket i topp og bunn, observert i felt akse 5-6 (bilde 45 i fotobilag) J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

16 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 13 Det ble videre observert en rekke riss med mer normal rissvidde (typisk 2 mm). Disse rissene ble observert i feltet, men hadde maksimal utvidelse midt oppe på bjelkesteget og lukket seg mot topp og bunn av bjelken (foto 6). De har således ikke form som bøyeriss. Et annet typisk trekk som ble observert er vist på foto 7. Undersiden av brudekket viste klare spor av vanngjennomtrengning i området fra ytterkant og inn til midt mellom ytterbjelke og innerbjelke. Dette ble observert i hele brulengden og på begge sider. Dette tilsier at alkalireaksjoner vil kunne foregå i hvert fall i ytre del av dekket. Foto 7 Underkant dekke fra akse 1, vest (bilde 13 i fotobilag) J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

17 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ Effekt av observerte data Ut fra de observasjoner som er gjort må man anta at brudekket utvider seg som følge av alkalireaksjoner i dekket. Utvidelsen siden byggingen kan være så stor som opp mot 200 mm om utviklingen har fortsatt siden de siste utførte målingene. Det er antydet at utvidelsen nå synes å avta (Sintef sluttrapport for søyler2012), men det eksisterer ikke data som underbygger dette i det datagrunnlag som vi har hatt tilgang til. Ut fra fuktmønsteret som man ser under bruplata (foto 7) er det nærliggende å anta at de vesentligste alkalireaksjonene og dermed volumutvidelsen finner sted i ytre del av plata, som illustrert i figur 6. Mellom bjelker er det ikke registrert/minimalt med fukt og kalkutslag. Dette kan sannsynligvis forklares ved at slagregn vil gi tilstrekkelig fuktbelastning på ytterbjelker samtidig som de beskytter innerbjelker mot fuktbelastning. Videre vet man at tidligere har fortau blitt utbedret, det er sannsynlig at dette arbeidet kan ha skadet membran på overside av brudekke slik at det i dette området er tilstrekkelig fuktbelastning til at alkalireaksjonen får utvikle seg. Dette medfører at betongen utvider seg der det er tilstrekkelig fuktbelastning. For Elgeseter bru betyr dette at ytre deler av brudekke og de ytterste bjelkene får volumvekst. De indre bjelker og til dels bruplate på den indre/midtre delen av brua har ikke denne veksten, men blir dermed utsatt for tvangstøyninger fra den fuktbelastede delen av brua. Ut fra analyserte kjerneprøver fra ytterbjelker og innerbjelker (vedlegg C) er det også dokumentert at det er høyere alkalieaktivitet i ytterbjelke enn i innerbjelke. En slik effekt kan forklare riss mønsteret som man finner i innerbjelker. Alkalireaksjonene i ytre deler vil påføre midtdelen av brua strekktøyninger. Når betongen utsettes for massive strekktøyninger vil den risse. Der armeringsmengden er liten vil rissvidden øke eller rissene opptre mer konsentrert. Bjelkene er armert i underkant (UK) med ca 20Ø32 St52 glattstål i midten av felt. Lengdearmering i UK fra felt er bøyd opp i ca 45 vinkel til OK dekke inn mot støtte. Senteravstand mellom oppbøyde jern er ca 5-600mm. Dette medfører at mengden av armering varierer langs bjelken. I ett område er mengden nede i kun 3Ø32 i UK. Figur 6 Tverrsnitt av brua med markert område der man antar vesentlig alkalireaksjon J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

18 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 15 Figur 7 Armering i bjelke Snitt med 3 stk Ø32mm - Utsnitt fra tegning Om man tar utgangspunkt i en utvidelse av bruplata på minimumsnivå, altså 100 mm, vil dette tilsvare en fordelt tøyning over hele brua på 0,5 promille. Dette tilsvarer en strekkspenning i armeringen på 105 MPa, som ikke er mye dersom man hadde en rissfordelende armering av kamstål. Om kun halvparten av denne tøyningen vises som 2 mm-riss, medfører det at hvert felt må ha 3 slike riss, eller ett 5-6 mm riss. Detaljerte beregningsanalyser for rissproblematikken er gitt i egen beregningsrapport. 3.4 Måling av asfalttykkelse Statens vegvesen utførte i april 2012 måling av asfalttykkelse. Det ble målt på 2 plasser i senterlinje, ca 1/3 inn på brua fra begge ender. Det ble målt 28 og 30 cm slitelagstykkelse. Det er tidligere målt ut mot føringskantene i forbindelse med en hullreparasjon. Det ble da målt ca 15 cm ute ved ene kanten på nedstrøms side. Vi antar at det er målt ned til beskyttelsesbetongen over membranen. Det vil si at slitelagstykkelsen har en størrelse på ytterligere 5 cm som gir en tykkelse på 20 cm ved føringskantene og opp mot 35 cm på brumidten. Brua var opprinnelig prosjektert for en total J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

19 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 16 slitelagstykkelse på 11 cm. Dette vil si at dagens situasjon tilsier en stor tilleggslast og det anbefales på det sterkeste at slitelagstykkelsen reduseres. Øvrige funn på brua som ble registrert i tillegg til spesialinspeksjonen av bjelkene er lagt inn i Brutus 4 og er gitt i vedlegg B. Fyldig fotobilag av skadene er gitt i vedlegg E. J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

20 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 17 4 VEDLIKEHOLDSTILTAK 4.1 Forslag til vedlikeholdsplan for kommende 3 år Brua har et generelt stort vedlikeholdsbehov knyttet til alkaliereaksjoner og oppsprekking i bjelker og søyler. Alle tiltak er derfor anbefalt som minimum å gjennomføre innenfor en 3-års periode. Prøvefelt for forsterkning av oppsprekkingssonene på bjelkene er etablert med karbonfiberforsterkning høsten 2013 på vestre innerbjelke i spenn 3-4 og østre innerbjelke i spenn 6-7. Videre må det legges ny fuktisolerende membran på brudekke og fortau. I den sammenheng bør også slitelagstykkelsen på brua reduseres for å oppnå en vektreduksjon på brua. I lekkasjeområdene inn mot føringskanten bør det tas kloridprøver for å registrere evt. kloridinntrening i betongbrudekket i lekkasjeområdene etter at membranen er fjernet. De breddeutvidede fortauene etablert med Leca betong i 1985 er ikke vanntette og man ser lekkasje gjennom brudekket og gjennom gamle drensrør fra den gamle hule fortausoppbyggingen. Innbygd i fortauene ligger en god del trekkerør for el-fremføring som medfører at en full ombygging av fortauene vil være krevende. Et alternativ til full utskifting vil kunne være å legge en membranløsning oppå Lecabetongen under betonghellene som utgjør slitelaget. Oppsprekking på søyler i akse 3 og 4 utbedres iht til anbefalinger for gjennomført prøveprosjekt på søyler i akse 2 avsluttet i Oppsprekking av kantbjelkene anbefales utbedret tradisjonelt med utskifting av løs og oppsprukket betong samt påføring av overflatebehandling. Fugene under granittsteinene på toppen av kantdragerne utbedres med ny oppfuging. Løse stabbesteiner for rekkverket over fuge i akse 10 utbedres og sikres. Det samme gjelder løse forblendingsplater på landkarene. Korrosjonsskader på rekkverket bør utbedres og i tillegg påføres hele rekkverket i stål ny overflatebehandling. J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

21 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ 18 5 REFERANSER /1/ Notat-01 AAJ: «Elgeseter bru Vurdering av vertikale riss/sprekker i brubjelke», Oslo 18 desember 2012 /2/ Sintef Byggforsk: «Rehabilitering av brusøyler med alkalireaksjoner Feltforsøk på Elgeseter bru. Sluttrapport», Trondheim 30. januar 2012 /3/ Aas-Jakobsen Trondheim: «Elgeseter bru Tilstandskontroll, statiske beregninger», Trondheim, august 2001 /4/ Statens vegvesen: Håndbok 185, Bruprosjektering. Eurokodeutgave" Veiledning, J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

22 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ A.1 A. VEDLEGG TEGNINGER J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61 Lilleakerveien OSLO Norway Tel Fax Pr.nr./Pr.no Dok.nr./Doc.no Rev Prosjekt/Project Dato/Date Rev.dato/Date Elgeseter bru Tittel / Title Utført/Prep.By Rev. av/rev by Side/Page Rapport fra spesialinspeksjon 2012 TAØ D.2 D. VEDLEGG KOSTNADSOVERSLAG (IKKE VEDLAGT) J:\AKTIV\BRU\ BRUER I TRONDHEIM, INSPEKSJON OG REPARASJON\OPPGAVE 02 ELGESETER BRU\INSPEKSJONSRAPPORTER\ INSPRAPP ELGESETER BRU 2012 REV UTEN KOSTNADER.DOC

62