Fredriksten festning, Inventarnummer1108 Gyldenløves vestre tenalje - Sikringstiltak 1 COWI AS KG Meldahlsvei 9, Kråkerøy Postboks 123 1601 Fredrikstad Telefon 02694 wwwcowino Forsvarsbygg Prosjekt 2435040 Fredriksten festning - sikringstiltak Inventarnummer 1108 Gyldenløves vestre tenalje Vurdering av gjenværende bæreevne / nødvendige byggetekniske tiltak 102010 Dokumentnr 131724 Versjon 1 Utgivelsesdato 22102010 Utarbeidet Jarle Hatlelid O:\A010000\A011781\131724 Fredriksten sikringstiltak\3_prosjektdokumenter\34 Rapporter og notater\rapport1doc
Fredriksten festning, Inventarnummer1108 Gyldenløves vestre tenalje - Sikringstiltak 2 INNHOLD 1 INNLEDNING 3 2 OPPSUMMERING OG KONKLUSJON 3 21 Kapasiteter 3 22 Tiltak 4 3 REGISTRERINGER 5 4 BEREGNINGER 5 41 Forutsetninger 5 42 Jernbaneskinner 6 43 Primær bærebjelke 6 44 Søyler 7 45 Laster 7 46 Reservekapasiteter 7 BILDEVEDLEGG O:\A010000\A011781\131724 Fredriksten sikringstiltak\3_prosjektdokumenter\34 Rapporter og notater\rapport1doc
Fredriksten festning, Inventarnummer1108 Gyldenløves vestre tenalje - Sikringstiltak 3 1 INNLEDNING Oppdrag: Befare bygning på Fredriksten festning og beskrive tilstand og anbefale tiltak til rehabilitering og vedlikehold Det var ikke tilgjengelig skriftlig materiale av verdi for undersøkelsen så registreringer på stedet danner grunnlaget for vurderinger som er gjort i denne rapport 2 OPPSUMMERING OG KONKLUSJON 21 Kapasiteter Beregnede kapasiteter for ikke korroderte profiler fremgår av tabell Lastkapasitet Jernbaneskinner 42,3kN/m 2 Primærbjelke 127kN/m 2 Søyle 171kN/m 2 Laster på takkonstruksjon ved ulike terrengtykkelser Terrenglast antas å ligge mellom verdier i kolonner under 1,5m 2m 2,5m 30kN/m 2 40kN/m 2 50kN/m 2 I tillegg kommer last på terreng som i Halden snølast som 2 kn/m 2 Svakeste ledd når kapasiteter og laster sammenlignes er jernbaneskinnene Dekket antas imidlertid å ha mer kapasitet enn dekke som følge av trykkbueeffekt og ved at profilene også vil fungere som armering Søylene fremstår som sterkest, men svekkes raskest av korrosjon på grunn av sin slankhet Tykkelse på korrosjonslag er ikke registrert, men kanskje kan man anta at 50% av kapasiteten er inntakt før nærmere undersøkelser utføres Basert på en slik antagelse har jernbaneskinner i tak fortsatt god kapasitet Langsgående bjelker er noe overbelastet (med 50% red), men det ligger betydelige reserver i trykkbueeffekt Søyer har god kapasitet men kapasitet kan fort reduseres dramatisk pga søylenes slankhet Sandblåsing i forb med reparasjonstiltak vil gi svar på om gjenværende ståltverrsnitt er tilstrekkelig elle må forsterkes Vi kan ikke se noen overhengende bruddfare Et brudd i bjelker vil kunne gi forvarsel ved stor nedbøyning mens et søylebrudd vil kunne komme plutselig O:\A010000\A011781\131724 Fredriksten sikringstiltak\3_prosjektdokumenter\34 Rapporter og notater\rapport1doc
Fredriksten festning, Inventarnummer1108 Gyldenløves vestre tenalje - Sikringstiltak 4 22 Tiltak For å stanse videre korrosjon må taket gjøres tett og fuktigheten i rommet senkes så korrosjonen stanser Dette kan skje ved å grave av masser på tak og legge drenert tetningsmembran, for eksempel bentonittleire, under nye terrengmaser En liten varmekilde eller avfuktingsanlegg vil kunne holde rommet tilstrekkelig tørt og forhindre videre korrosjon, alternativt må korrosjonsbehandlingen bli mer omfattende Når tak avdekkes vil man kunne analysere taket som buekonstruksjon og forsterke denne ved betongpåstøp (som bue) før membrantekking (Og derved kanskje slippe forsterkning av stål innvendig?) Av rehabilitering innendørs anbefales sandblåsing av alt stål Både som grunnlag for mer nøyaktig kontroll av kapasitet / avdekking av skader som i dag ikke er synlig og som overflate for maling/ korrosjonsbehandling Ved arbeider med konstruksjonsstålet bør det foretas sikkerhetsstempling Antar at søyler bør forsterkes da de har blitt ytterligere slanke som følge av korrosjon, men at både primær og sekundærbjelker i tak kan antagelig forbli som de er (spesielt om taket forsterkes ovenifra) Korrosjonsbehandling kan vi komme tilbake til når fremtidig innendørs klima i rommene er nærmere avklart O:\A010000\A011781\131724 Fredriksten sikringstiltak\3_prosjektdokumenter\34 Rapporter og notater\rapport1doc
Fredriksten festning, Inventarnummer1108 Gyldenløves vestre tenalje - Sikringstiltak 5 3 REGISTRERINGER Bygget består av 2 rom Det største og vurdert som mest utsatt er kontrollert nærmere i dette dokument Konklusjoner vedr dette rom gjelder i prinsnipp også for det minste På grunn av betydelig korrosjonsangrep på alt stål er registreringer noe usikre, men allikevel tilfredsstillende for de beregninger og konklusjoner som er foretatt Det største rommet består av murte vegger av naturstein med tak av betong med innstøpte jernbaneskinner som ligger med senteravstand ca 250 mm Dekket er opplagt på 2 rekker INP 330 profiler som igjen hviler på INP 260 søyler (Tverrsnittsregistreringer tyder på at disse profilene er benyttet) Last på taket er vanskelig å anslå uten nærmere undersøkelser, men grove vurderinger er gjort for å vurdere kapasitet 4 BEREGNINGER 41 Forutsetninger Antar fasthet 200MPa for alle beregninger Dette tilsvarer kvalitet St00 som er laveste stålkvalitet, men også den antatt mest sannsynlige for tidsperioden bygget var oppført Det regnes ikke med faktorer av noen art, dvs om forutsetninger for øvrig er riktige er kapasitetstall uten noen ekstra sikkerhet Det regnes ikke med reduksjon pgakorrosjon, da denne vurderingen gjøres til slutt O:\A010000\A011781\131724 Fredriksten sikringstiltak\3_prosjektdokumenter\34 Rapporter og notater\rapport1doc
Fredriksten festning, Inventarnummer1108 Gyldenløves vestre tenalje - Sikringstiltak 6 42 Jernbaneskinner Kontroll mot 8 forskjellige jernbaneprofiler er foretatt, og mål av flensbredde og høyde kan tyde på at et profil ved navn SJ33nya kommer nærmest i geometri og spesifikasjoner for dette profilet er benyttet i videre kontroll Mål på steder viser bredde underflens på ca 100mm (8 mm kan være korrodert bort/ unøyaktig måling) Profilet har følgende karakteristika: I det store rommet ligger skinnene med senteravstand ca 250 mm, mens de ligger dobbelt så tett i de minste rommet M kap =2,15*10 4 *200MPa = 4,3kNm Jernbaneskinne 1 cc 250 gir kap 13,2 knm/m lastkap = 42,3 kn/m Jernbaneskinne 2 cc 125 gir kap 26,4 knm/m (For lille rom) 43 Primær bærebjelke Profil INP 320 M kap =7,819*10 5 *200MPa = 156,4kNm Målt lastbredde B= 1,675m og spennvidde 2,418m M =p* B*2,418 2 /8 p<214 kn/m - - Lastkap=127 kn/m 2 O:\A010000\A011781\131724 Fredriksten sikringstiltak\3_prosjektdokumenter\34 Rapporter og notater\rapport1doc
Fredriksten festning, Inventarnummer1108 Gyldenløves vestre tenalje - Sikringstiltak 7 44 Søyler Søyle ser ut til å kunne være INP260 Denne har kapasitet på ca 700 kn med lengde 2,2, m (70 tonn) omregnet til flatelast på tak = 171 kn/m 2 Det kan bemerkes at søylene er slanke og korrosjon fort kan øke slankheten og redusere kapasiteten drastisk 45 Laster Terrenglasten varierer og betongtykkelse er ukjent - se vedlagte bilder Antar imidlertid at terrenglasten varierer mellom 1,5 m og 2,5 m inklusive betong Betong har egenvekt ca 23 kn/m 3 og jordmasser ca 18 kn/m 3 - regner en snitt egenvekt på 20 kn/m 3 Terrenglast 1,5m 2m 2,5m 30kN/m2 40kN/m2 50kN/m2 46 Reservekapasiteter Beregninger kan tyde på at stålkonstruksjoner opprinnelig er dimensjonert for å bære taklast alene Tykkelse betong og hvilke bæreevne massene på taket har som en del av trykkbuekonstruksjon er derfor ukjent og sannsynligvis ikke medregnet i sin tid Ikke desto mindre vil trykk kunne bygge seg opp slik figuren nedenfor viser og bære hele taket uten bidrag fra stålet - noe man dessverre ikke kan få bekreftet uten å grave av massene og inspisere Prinsipptegning av mulig bæring som trykkbue Mål er antatt basert på visuell "registrering" Grovt skravert areal må i dette tilfelle henge i buen over - eller bæres av stålet under Løsningen stiller krav til veggene som ikke er undersøkt O:\A010000\A011781\131724 Fredriksten sikringstiltak\3_prosjektdokumenter\34 Rapporter og notater\rapport1doc