Region sør Prosjektavdelingen 01.03.2015 TEMARAPPORT Bruer Foto/3D-modell: COWI AS og Kulturminneconsult AS Kommunedelplan E39 Døle bru-livold
DOKUMENTINFORMASJON Rapporttittel: E39 Døle bru-livold, kommunedelplan Temarapport bruer Dato: 01.03.2015 Utgave: Filnavn: Oppdragsgiver: Kontaktperson SVV: Utfører: Prosjektleder COWI AS: Utarbeidet av: Sidemannskontroll: Godkjent av: 2. utkast / offentlig ettersyn A054001_RAP 004_Tema bruer Statens Vegvesen Region Sør Kristian de Lange COWI AS Tor Egil Larsen Morten Løvseth, May Britt Vikingstad, Johanne Lomheim Bjørn Saksberg Olav Eriksen Sigrid Hauglann Grimeli Forside: 3D modell av COWI AS. Foto av COWI AS og Kulturminneconsult AS
3 INNHOLD FORORD 5 1 Bakgrunn 6 1.1 Beskrivelse av tiltaket 6 2 Innledning 8 3 Arkitektoniske vurderinger 9 4 Bru over Aurebekkvannet 11 4.1 Beskrivelse av brusted og landskapet 11 4.2 Forhold som legges til grunn for valg av løsning 11 4.3 Brubanens høyde over terreng 11 5 Bru over Mandalselva 12 5.1 Beskrivelse av brustedet og landskapet 12 5.2 Forhold som legges til grunn for anbefaling av løsning 12 5.3 Brubanens høyde over terreng 12 6 Bru over Audna 13 6.1 Beskrivelse av brustedet og landskapet 13 6.2 Forhold som legges til grunn for anbefaling av løsning 13 6.3 Brubanens høyde over terreng 13 7 Tekniske forutsetninger 14 8 Vurdering av alternativer 16 8.1 Vurderingskriterier 16 8.2 Metode 17 8.3 Beskrivelse av alternative konstruksjoner 17 9 Sammenligning og valg av alternativer 27 9.1 Mandalselva 27 9.2 Audna 28 9.3 Aurebekkvannet 29 10 Anbefaling 30 10.1 Mandalselva 30 10.2 Audna 30
4 10.3 Aurebekkvannet 31 11 Vedlegg: 3D illustrasjoner og referansebilder 32 11.1 Mandalselva 32 11.2 Audna 35 11.3 Aurebekkvannet 40 11.4 Tarvannet 40 11.5 Referansebruer 41
5 FORORD Denne temautredningen er utarbeidet som en del av arbeidet med kommunedelplan og konsekvensutredning for ny E39 på strekningen Døle bru Livold, og tar for seg temaet bruer. Tiltakshaver og ansvarlig for utredningen er Statens vegvesen Region sør. Hos Statens vegvesen region sør leder Kristian de Lange arbeidet med kommunedelplan, teknisk plan og konsekvensutredning. Hos COWI AS leder Tor Egil Larsen arbeidet. Fagansvarlig for bruer har vært Bjørn Saksberg. Mars 2015 Kristiansand
6 1 Bakgrunn Statens vegvesen Region Sør varslet i november 2013 oppstart av planarbeid for E39 Lindelia-Livold. Dette inngår i konseptvalgutredningen for E39 Søgne- Ålgård. Senere er strekningen endret til Døle bru-livold, der det planlegges en ca. 25 km lang 4-felts motorvei med skiltet hastighet 110 km/t. Prosjektet inngår i Nasjonal transportplan 2014-2023. Tiltaket vil bedre avviklingen og øke sikkerheten for både lokaltrafikk og gjennomgangstrafikk mellom Kristiansand og Lindesnes. Med bakgrunn i utarbeidet silingsrapport, innkomne merknader til planprogrammet og skisserte veglinjer, ble planprogrammet vedtatt i hhv. Mandal kommune 16.01.2014/ 04.09.2014 og Lindesnes kommune 23.01.2014. Dette danner grunnlaget for konsekvensutredningen. 1.1 Beskrivelse av tiltaket Figur 1-1: Kartet viser de ulike alternativene for ny trase fra Døle bru i øst til Livold i vest. Ny E39 Ny E39 planlegges etter dimensjoneringsklasse H8, basert på skiltet hastighet 110 km/t. Det er lagt vekt på å ikke benytte minimumskurvatur. Kryssutforming og kryssplassering er også tilpasset dette. Samlet vegbredde er 20 m, med kjørefeltbredder på 3,5 m og 2 m midtdeler med rekkverk. Denne dimensjoneringsklassen forutsetter at kryss utformes planskilt, og de bør ha minst 3 km avstand imellom. Avkjørsler tillates ikke. Gang-/sykkeltrafikk skal ikke legges langs en slik veg, men gående/syklende skal ha et tilbud i forbindelse med lokalt vegnett. For kollektivtrafikk tillates ikke busslommer langs hovedvegen, disse skal plasseres i forbindelse med kryss. Det legges også opp til innfartsparkering ved kryssene, for å tilrettelegge for overgang mellom lokal busstransport og ekspressbuss, og mellom bil/sykkel og ekspressbuss. Det legges ikke opp til døgnhvileplasser eller kontrollplasser for tungtransport på strekningen.
7 Det vil bli flere tunneler på strekningen, uansett hvilket alternativ som velges. Tunnelene bygges med to separate løp, etter tunnelklasse E ( 2 x T9,5 ) i henhold til Statens vegvesens håndbok N500. Tilførselsvei fra ny E39 til Mandal øst Det anlegges en helt ny forbindelse mellom Mandal/dagens E39 og fram til kryssene øst for Mandalselva. Denne vegen planlegges etter dimensjoneringsklasse H5, med skiltet hastighet 80-90 km/t. Samlet vegbredde er 12,5 m, med 1 m midtdeler med rekkverk.kryss etableres som rundkjøring eller T-kryss, det legges ikke opp til planskilte kryss. Avkjørsler tillates ikke på denne vegen. Tilbud til gående/syklende legges langs lokalt vegnett, det vil si i hovedsak langs den eksisterende Holumsveien langs Mandalselva. Omlegging av gammel E39 Dagens E39 opprettholdes i hovedsak som i dag i hele planområdet. På enkelte partier må det imidlertid påregnes at den må legges om for å gi plass til ny E39. 1.1.1 Anleggsfasen Anleggsveier o.l. tenkes i størst mulig grad plassert innenfor framtidig veiareal / berørt sideareal for å begrense tiltakets omfang. For riggområder, midlertidige deponier, massetak, områder for bearbeiding av masser m.m., så ser man for seg å bruke de framtidige kryssområdene. Korridorene som er vist på Figur 1-1 er 200 m (minst) og SVV mener at dette også er dekkende for disse midlertidige inngrepene. Nødvendige avbøtende tiltak som følge av tiltak i anleggsfasen omtales under det respektive fagtema som blir berørt. 1.1.2 0-alternativet Alternativ 0 (referansealternativet) innebærer å beholde dagens E39, men med forventet trafikkutvikling fram mot 2021. I tillegg til trafikkøkning inngår vedtatte utbygginger som forventes fullført innen 2021. Følgende tiltak inngår i 0-alternativet: GSV langs fv. 455 fra Ime mot Holum, ca. 1,6 km Ny E39 90 km/t med midtdeler fra Livold og opp til rundkjøring ved Fardal, inkl. rundkjøring på Livold og bru over Tarvannet (ca. 2 km i alt). Referansesituasjonen har per definisjon konsekvens lik 0.
8 2 Innledning På strekningen finnes tre større bruer (se figur under): 1) Bru Aurebekkvannet (alternativ blå og grønn), 2) Mandalselva (alle alternativene) og 3) Audna (alle alternativene). 3 2 1 Dette notatet beskriver hvilke vurderinger en har gjort og hvilke løsninger som det anbefales for hvert brusted. Hver bru er vurdert for hver av de respektive linjer. Formålet med notatet er å identifisere og vurdere de estetiske, tekniske og økonomiske aspektene ved ulike brutyper, inkludert deres høyder og spennlengder, for derigjennom å: Legge føringer for geometrisk utforming av tiltaket Redegjøre for anbefalinger av brutyper, -høyder og -form for de enkelte brusteder
9 3 Arkitektoniske vurderinger Bruene og motorvegen som helhetsopplevelse Bruer er store byggverk i landskapet og kan bidra til å gjøre bilreisen interessant og skape interessante konstruksjoner i landskapet. Statens Vegvesen har en arkitekturstrategi, som forutsetter at all offentlig infrastruktur skal være en "vakker opplevelse", og store i øyenfallende bruer er i den sammenheng det man ofte forbinder en vegstrekning med. Bruene er også en fortelling for de reisende om stedet man passerer og om avanserte tekniske konstruksjoner. Bruene er dessuten milepæler som deler opp reisen. Interessante konstruksjoner sammen med utsikter og andre opplevelser kan bidra til å kvikke opp sjåfører slik at de blir mer konsentrerte. Bruene i landskapet Ved valg av trasé, er bruene viktige fordi trasé er avgjørende for valg av brutype og opplevelse i landskapet. Noen brutyper egner seg for kjørebane lavt over terreng estetiske vurdert, mens andre passer for brubane høyt over terreng. Bruene kan sperre en dal som en vegg og dermed svekke opplevelsen av dalen og elven, eller de kan oppleves som portaler for et dalføre og dermed øke opplevelsen av dalen og elven. De kan kaste uheldig skygge over bebyggelse, og underside av brede bruer som ligger lavt kan gi uttørking av vegetasjonen under brua. Viadukter kan derfor med fordel splittes i to bruer for å slippe ned lys og regn til terreng. Dette må også vurderes opp imot at brua kan bli mer dominerende dersom den blir breiere og har doble sett med søyler. Valg av bru må vurderes i forhold til hvor mange som opplever den i landskapet utenfor vegen, og på ubebodde steder bør ikke opplevelse fra siden tillegges for stor vekt om dette gir økte kostnader. Valg av bru må også vurderes i forhold til hvordan den påvirker opplevelsen av landskapsrommet for den reisende, og hvordan brua kan være med på å synliggjøre et landskapsrom eller et sted ved at brua kan fungere som et landemerke for den reisende. Aktuelle brutyper Forskjellige brutyper passer til forskjellige situasjoner. Eksempelvis bør buebruer ha rett veg i horisontalplanet, mens andre brutyper kan ha kurvet vegbane. Brukonstruksjoner er svært fintfølende økonomisk i forhold til valg av brutype der spennlengde og fundamentering er de viktigste parametere. Ofte er de rimeligste bruene estetisk mindre spennende, og noen brutyper oppfattes som uskjønne. Ved valg av brutype må man derfor vekte økonomi i forhold til estetikk. Relevante kjente brutyper som er vurdert er: Kassebru stål/betong Fritt frem bygg bru Buebru Skråkabelbru Extradozed bru
10 Trebruer kan anvendes for slike brutyper og spenn, men dette er konstruksjoner som egner seg best for mindre bruspenn, for eksempel kryssende bruer over motorvegen. Derfor er ikke trebruer vurdert nærmere. Hengebruer egner seg ikke for de spenn som er aktuelle for E39 og faller derfor ut. Andre vurderingsfaktorer Tekniske og funksjonelle parametere som må vektlegges sammen med estetikk er: Grunnforhold Spennlengde hovedspenn og sidespenn Flomfare, isgang og strømningsforhold i elver Båtferdsel og høyde brubane Materialvalg stål eller betong Trasévalg og bruer Brutype kan til en viss grad være uavhengig av trasé (rød, blå og grønn) fordi fortellingen om sted er relativt lik og fordi landskapet ikke er så forskjellig for de aktuelle traséene. Høyder over terreng er viktig innledningsvis for senere valg av brutype, likeså horisontal kurvatur. Referanser og illustrasjoner Det er utarbeidet et vedlegg med illustrasjoner av referansebruer samt flere 3D-studier av de forskjellige alternativene på de aktuelle brustedene. Dette er vist som vedlegg til notatet.
11 4 Bru over Aurebekkvannet 4.1 Beskrivelse av brusted og landskapet Landskapsrommet omfatter et langstrakt vann i nord-sør gående retning og er dominert av uberørt natur og med skogkledde fjellsider helt ned til vannkanten. Området er et helhetlig landskap som er lite berørt. Aurebekkvannet brukes som rekreasjonsområde og har tilrettelagte badeplasser. Brua går over et vann med småkupert tett skog i nærområdet. Alternativ 3 Grønn krysser en vik i sørenden av Aurebekkvannet, med en brulengde på 150 200 m. Alternativ 2 Blå krysser nordenden av Aurebekkvannet på en 250 300 m lang bru. Det er noe bebyggelse i dette området, men allikevel i beskjedent omfang, og bru vil derfor være lite eksponert mot omgivelsene. Alternativ 1 Rød har ingen kryssing over Aurebekkvannet. 4.2 Forhold som legges til grunn for valg av løsning Brua vil i liten grad oppleves fra omgivelsene, og landskapet har ikke spesielle kvaliteter som tilsier at det bør fremheves for kjørende. Avstanden fra Aurebekkvannet til Mandalselva er kort, og det er uhensiktsmessig å lage to landemerker så tett inntil hverandre. Aurebekkvannet er underordnet Mandal, og brua bør her tones ned. For Aurebekkvannet anbefales det derfor en brutype i form av en enkel konstruksjon som f.eks. viadukt. 4.3 Brubanens høyde over terreng Det er ikke spesielle forhold som påvirker høyde over vannet, men brua må holdes på moderat høyde for å unngå dominerende fjernvirkning.
12 5 Bru over Mandalselva 5.1 Beskrivelse av brustedet og landskapet Mandalselva er en langstrakt nord-sør gående landskapskorridor, tydelig avgrenset av fjellsider bevokst med blandingsskog. Landskapsrommet er dominert av den brede elva. Mandalselva er et karaktergivende og landskapsberikende element som ligger i et tydelig markert landskapsrom uten særlig synlige tekniske inngrep. Dalformen og elva skaper et tydelig landskapsrom som innbyr til en vakker bru som spenner fra dalside til dalside og over elva. Elva er i området 110-180m bred, og på sidene finnes både kulturlandskap og skogbevokste koller. Det er en del bebyggelse langs elva og lokal veg på begge sider. Alternativ 1 Grønn ligger nærmest Mandal, og brua på grønn linje vil være synlig for omgivelsene i store deler av området omkring nedre del av Mandalselva. Brua som landemerke vil derfor fungere godt i dette alternativet, i det den vil bli sett av både omgivelsene og trafikantene på brua. Brua ligger i den nordre enden av et landskapsrom som er nokså åpent med elvedeltaer og landbruksmark langs elvekanten og med skogkledte fjellsider imellom. Det forholdsvis lave landskapet inviterer til en bru med ikke alt for stor høyde, fortrinnsvis 10-20 m over vannet. Alternativ 2 Blå og alternativ 3 Rød krysser en smalere del av elva, og kortere bruspenn kan antas. Bruene ligger her i landskapsrom som er dominert av skogkledte fjellsider og koller som går helt ned til elvekanten. Landskapsrommet virker dermed noe mindre åpent enn ved grønn linje. Blå og rød linje ligger lengre fra Mandal og er synlig bare fra en begrenset mengde bebyggelse. Effekten av brua som landemerke vil dermed i hovedsak gjelde trafikantene på E39. 5.2 Forhold som legges til grunn for anbefaling av løsning Mandal og Mandalselva er velkjente steder som bør annonseres for reisende, og brua kan bidra vesentlig som en milepæl som forteller hvor man er. Annonsering for kjørende oppfattes best med konstruksjoner over kjørebanen. Brua kan dermed fungere som et landemerke og markere inngangen til Mandal. Det er også viktig å velge en bru som gir den reisende best mulig opplevelse av det verdifulle landskapsrommet Mandalselva, og at brua i minst mulig grad hindrer utsikten for de reisende. For Mandalselva anbefales det derfor en brutype med konstruksjoner over vegbane og som fungerer som et landemerke som f.eks. buebru eller skråstagbru. 5.3 Brubanens høyde over terreng Brubanens høyde over elva påvirker valg av brutype og utforming av brua. Se senere beskrivelse av bl.a. buebruer.
13 6 Bru over Audna 6.1 Beskrivelse av brustedet og landskapet Landskapsrommet rundt Vigeland danner terrengmessig et landskapelig kors, og byen og flaten er omkranset av fire fjell. Rommet åpner seg bredt mot sør og nord hvor elva Audna har sitt forløp. Audnedalen som Audna renner i, er i det aktuelle området et åpent dalføre som er ca. 350-450 m bredt, og med flat bunn som for en stor del er oppdyrket. Åssidene langs øst- og vestsiden av dalen er til dels svært bratte, og strekker seg typisk 80-100 m over dalbunnen, med de høyeste toppene på over 150 meter over bunnen. Elva Audna er i hovedsak 60 80 m bred, og renner i det aktuelle området langs dalens vestside. Blått og rødt alternativ krysser dalføret i en synlig kurve, og ligger nærmest bebyggelsen på Vigeland. Grønt alternativ krysser dalføret i en svakere kurve, og ligger lengre vekk fra bebyggelsen. Alle alternativene ligger over dyrket mark med spredt bebyggelse. 6.2 Forhold som legges til grunn for anbefaling av løsning Det brede og bratte dalføret innbyr til en åpen løsning/viadukt. Landbruksområdet under brutraseene bør kunne opprettholdes i størst mulig grad, og det er et poeng at brua ikke oppfattes som en barriere tvers over dalen, siden brua blir svært synlig fra tettstedet Vigeland. Det legges videre til grunn at det ikke anses å være riktig med en bru som landemerke for denne brukryssingen, siden Mandalselva må anses å være en viktigere milepæl som bør prioriteres foran Audnakryssingen med hensyn til investering. Det er likevel viktig at brua blir mest mulig elegant på grunn av sine store dimensjoner. Over selve elva kan det vurderes en egen brutype om man ønsker å annonsere elveløpet og samtidig ønsker å unngå fundamentering i elva. Grunnforhold er her ikke kjent, men grunnundersøkelser for dagens E39-bru over Audna viser at det i hovedsak er løst lagret sand med overgang til mer siltige masser i dybden. Det er ramsondert til 20-23 m under terreng uten at fjell eller fast grunn er registrert. 6.3 Brubanens høyde over terreng Viadukten bør ikke sperre for opplevelsen av dalføret og elva sett fra dalen og kan med fordel ligge høyt, men høyden må vurderes i forhold til silhuettlinjen mot åssidene i bakkant.
14 7 Tekniske forutsetninger Normalprofil Ny E39 planlegges etter dimensjoneringsklasse H8, basert på skiltet hastighet 110 km/t. Det er lagt vekt på å ikke benytte minimumskurvatur. Der bruene ligger nærmere tunnel enn ca. 300 m, bør brubanen splittes fordi tunellenes to løp må ligge med minimum 10 meters avstand. Dette er relevant for bru over Mandalselva på blått og rødt alternativ, og bru over Audna på rødt alternativ. Grunnforhold og fundamentering Det er foreløpig ikke foretatt grunnundersøkelse for de aktuelle brustedene, og grunnforholdene må derfor stort sett antas. For krysningen av Audna er det i januar 2015 foretatt noe boringer som ikke er ferdig tolket. Massene ser i hovedsak ut til å bestå av friksjonsmasser (elveavsetninger av sand, grus, silt). Kan se ut til at det er et lag med overgang til fastere siltig leire, leirig silt under ca. 35-40 m dybde ved enkelte punkter. Konstruktive krav Det er ingen spesielle krav til disse konstruksjonene utover det som er gitt i standarder og bruhåndbøker. Flomfare Bildet nedenfor viser 200 års flom i Audna. Det framgår at deler av landbruksarealene blir stående under vann på grunn av dalbunnens flate form, men denne vil også føre til at vannstanden øker relativt lite fordi dalbunnens areal er stort. For Aurebekkvannet antas det at vannstanden varierer lite, og for Mandalselva er utløpet til havnivå såpass nær at det antas at flomfaren er liten.
15 Seilløp For Mandalselva er seilhøyde ikke relevant fordi seilhøyde begrenses av bru med lav høyde nærmere Mandal, og det anses ikke aktuelt å løfte denne brua i framtiden, i og med at den ligger på høyde med terrengnivået i byen. For Audna er det ingen bruer nedstrøms som begrenser seilingsløpet, men på den andre siden er det flere lave bruer over Audna. Krav til minimum seilingshøyde i Audna vil derfor være bare noen få meter. For Aurebekkvannet er krav til seilingshøyde begrenset til høyden av små fritidsbåter.
16 8 Vurdering av alternativer 8.1 Vurderingskriterier I de følgende vurderingene av de ulike brualternativene er følgende kriterier vektlagt: Teknikk I dette punktet vektlegges byggetekniske forhold slik som byggbarhet, transport av materialer, riggbehov, ømfintlighet for vind, flom, kulde, usikkerheter osv. Det er lagt spesiell fokus på følgende konkrete forhold: Bruene må kunne utformes med ønsket kurvatur vertikalt og horisontalt Robust og gjennomførbar fundamenteringsløsning Montering og bygging av bruoverbygning må kunne utføres med forholdsvis konvensjonelle metoder Krav til seilingssløp må oppfylles, men det legges til grunn at minstekravet kun er noen få meter for alle bruene Arkitektur og landskap Det er lagt spesiell fokus på: God, overordnet utforming og gode proporsjoner Tilpasning til landskap Forhold til nærliggende bebyggelse Identitet Økonomi Dette er grove og overordnete kostnadsmessige vurderinger basert på erfaringstall. Det er utført overslagsmessige kostnadsestimater av hvert alternativ hvor hensikten har vært å undersøke hvilke alternativer som er mest kostnadsoptimale. Estimatene er utført basert på dimensjoner og mengder fra den tekniske bearbeidingen av hvert alternativ og med den anleggsgjennomføringen som er antatt. Grov kostnadsestimering gir kostnader vist i tabellen nedenfor (entreprisekostnader pr. m² bruflate ekskl. MVA): Kassebruer betong kr. 22000,- Fritt frembygg kr. 25000,- Skråkabelbruer kr. 30-32000,- Buebru med nettverkskabler kr. 28000,- Stål/betong samvirke bru kr. 25000,- Buebru med hengekabler kr. 30000,-
17 8.2 Metode Det er vurdert hvor godt hvert løsningsalternativ møter de ovenfor nevnte kriterier i henhold til følgende skala: +++ Spesielt bra ++ Meget bra + Bra 0 Middels/ikke noe særskilt - Noe dårlig -- Dårlig --- Svært dårlig/uegnet Evalueringene summeres. Brukonstruksjoner som anses som urealistisk for enkelte av brustedene er ikke evaluert. Dette kan ha sammenheng med økonomi, grunnforhold, estetikk eller spennlengde for bruene. 8.3 Beskrivelse av alternative konstruksjoner 8.3.1 Kassebru i betong Kommentar generelt: Kassebru i betong har optimal spennlengde på 50-60 meter mellom skiver eller søyler. Brua bygges spenn for spenn med flyttbart stilas, en såkalt MSS (Movable Scaffolding System). Dette er en enkel og mye utprøvd byggemetode. Spennvidden kan optimaliseres i senere planfaser. Brua er estetisk enkel, men løsningen gir fundamentering i vann som kan være uønsket ved elvekryssinger, og dette må vurderes konkret på senere tidspunkt. I elveløp kan kassebrua evt. kombineres med en parabelformet understøttelse som utvider spennet her. Optimalt spenn over elveløpet er da 150-200m. Bærende skiver foretrekkes i stedet for søyler for at brua ikke skal virke for topptung med for spinkel understøttelse.
18 Kassebru har ingen konstruksjoner over veibanen og for reisende skiller den seg lite ut fra resten av vegen. Brua har relativt kort avstand mellom søylene/skivene slik at den kan oppleves som tung og dominerende i et dal- og elvelandskap. Dette må ses i sammenheng med størrelsen/høyden på konstruksjonen. Brua bør ligge høyt i terrenget for å gi best tilpassing i landskapet. Mandalselva Kan anvendes, men best med parabelbue over elv for å utvide spenn. Brua vil ikke oppleves fra kjørebanen, noe som bør prioriteres her. Brua fungerer heller ikke som et landemerke som vil markere Mandal og Mandalselva. Audna Egnet bruform, men i forhold til landskap kan forholdsvis korte spenn for brua gi inntrykk av å stenge igjen dalen. Må vurderes sammen med konstruksjonens størrelse/brubanetykkelse. Aurebekkvannet Velegnet da det ikke forutsettes spesielle kvaliteter her. Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk + + ++ ++ Arkitektur og - - 0 + landskap Økonomi +++ +++ +++ +++ SUM +++ +++ +++++ ++++++ 8.3.2 Kassebru samvirke stål betong
19 Kommentar generelt: Dette er en bru der spennene består av en underliggende stålkasse med bruplate i betong. Spennvidden er antatt 70-100 meter. Stålet settes sammen på land og skyves eller heises på plass, mens betongen støpes etter at stålet er endelig plassert på søylene og landkar. Alternativet kan være moderat dyrere enn alternativet med betongkasse på grunn av større transport- og montasjekostnader, men dette er avhengig av markedspris for stål. Brua er estetisk enkel. Bærende skiver foretrekkes i stedet for søyler for at brua ikke skal virke for topptung med for spinkel understøttelse. I forhold til alternativet med betong, gir stål muligheter for fargesetting, som gjør at brua blir estetisk mer interessant. Kassebru har ingen konstruksjoner over veibanen og for reisende skiller den seg lite ut fra resten av vegen. Brua bør ligge høyt i terrenget for å gi best tilpassing i landskapet. Mandalselva Kan anvendes, men gir fundamenter i elveløpet. Estetisk ønskes her et landemerke så kassebru er ikke anbefalt. Audna Velegnet forutsatt at det etableres lange spenn, over elva kan spennet evt. økes ytterligere ved bruk av en overbygning. Skiver vs. søyler må vurderes i forhold til bruas proporsjoner og sikt i dalen. Aurebekkvannet Velegnet Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk ++ ++ ++ ++ Arkitektur og - - ++ ++ landskap Økonomi + + + + SUM ++ ++ +++++ +++++ 8.3.3 Kassebru med diagonalskiver for avstiving
20 Kommentar generelt: Dette er et alternativ til en fritt frembyggbru fordi det er en økonomisk løsning for store spenn samtidig som den er mer elegant estetisk enn fritt frembygg. Spennlengde er 150-250 m. Brua er en kassebru der kassen støttes av skråavstivere i betong mot pillarene. Det kan vurderes prefabrikasjon av skråstiverne. Mandalselva Egnet kun ved store bruhøyder, og ser ikke ut til å passe med høyde og lengde på brua over Mandalselva. Gir ingen opplevelse for kjørende, som er prioritert her. Brua fungerer heller ikke som et landemerke som vil markere Mandal og Mandalselven. Audna Egnet på grunn av mulighet for store spenn, men sikt i dalen kan påvirkes av diagonalskivene. Aurebekkvannet: Ikke vurdert fordi vegbanen ligger for lavt til skråavstivere. Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk ++ ++ ++ Arkitektur og - - + landskap Økonomi ++ ++ 0 SUM +++ +++ +++ 8.3.4 Kassebru betong med innstøpte skråkabler Kommentar generelt Dette er en betong kassebru som henges opp i skrå «strekkabler» innstøpt i betong og med tårn som kraftige skiver til terreng. Løsningen gir mulighet for store spenn opptil 150-250 m. Dette er et konstruksjonsprinsipp som er brukt i Europa og som gir en meget interessant bru både estetisk og konstruksjonsmessig.
21 Brua har lang avstand mellom søylene/skivene og oppleves dermed som åpen. Brua stenger dermed i mindre grad for opplevelsen av landskapet og elven, men de store pilarene kan bli dominerende. Mandalselva Egnet kun ved store bruhøyder, og ser ikke ut til å passe med høyde og lengde på brua over Mandalselva. Overbygget gir en viss estetisk opplevelse også for de kjørende, men den oppleves i liten grad som et landemerke for omgivelsene. Audna Velegnet estetisk, og gir store spenn, få søylepunkter og en interessant estetikk. Løsningen gir en estetisk opplevelse for de kjørende. Aurebekkvannet: Blir for påtrengende estetisk, og ikke nødvendig med store spenn her. Vurderes ikke som aktuell. Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk 0 0 + Arkitektur og - - ++ landskap Økonomi 0 0 + SUM - - ++++ 8.3.5 Fritt frembyggbru i betong Kommentar generelt: Fritt frembyggløsningen er en tradisjonell måte å bygge bruer med lengre spenn. Den kan enten bygges med plasstøpt betong ved bruk av enkle flyttbare forskalingsvogner eller med prefabrikkerte elementer lagt ut med en flyttbar kran. Det er regnet med spennvidder på ca. 150 meter, men spennlengden kan være opptil 250 m. Estetisk har fritt frambru en dominerende horisontallinje med lette og få vertikale linjer under. Selve brobanen virker voluminøs, mens de bærende skivene under gjør lite ut av seg. For rommet og landskapet under broa vil de spinkle skivene være lite dominerende og gi en åpen følelse. Estetisk vil brotypen fungere godt hvis brolinja ligger høyt og over horisontlinja fra sentrale oppholdssteder. Ved brobane lavt over terreng vil brokaret virke unødvendig dominerende. Et alternativ som bør vurderes er en FFB brutype som er vist på bildet under. Denne er spennende med hensyn til estetikk.
22 Mandalselva Kan anvendes, men gir en brukonstruksjon som virker tung på grunn av sin moderate høyde ved denne kryssingen. Fritt frembyggbru har ikke konstruksjoner over vegbane og vil ikke fungere som et landemerke som markerer Mandal og Mandalselva for den reisende. Det anbefales dermed en annen type bru for dette området. Audna Velegnet teknisk, men kan virke topptung og de flate buene svekker viaduktens kontinuitet estetisk. Lange spenn gir åpenhet i landskapsrommet, forutsatt at broa ligger ca 70 meter over elva. Aurebekkvannet: Egnet, men kan bli for tung estetisk. Lange spenn er ikke nødvendig ved Aurebekkvannet. Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk ++ ++ ++ ++ Arkitektur og -- -- - - landskap Økonomi +++ +++ +++ ++ SUM +++ +++ ++++ +++
23 8.3.6 Buebru flettverk Kommentar generelt Dette er en bru som er optimal om man ønsker å spenne over en elv med spenn ca. 150-200 m. På sidespennene blir det da kassebru av betong, evt. stål. Flettverksbuebru forutsetter strekk i konstruksjoner på siden av kjørebanen slik at kreftene føres loddrett ned i brukarene. Brua monteres ved å heises på plass. Dette er en vakker bru. Samtidig vil kjørende oppleve at de passerer et viktig sted. Det er viktig å forme brukarene estetisk for å unngå at fundamentet blir for enkelt og uinteressant. Buebru med flettverk er mest egnet om kjørebanen ligger relativt lavt over elva for at ikke brukarene skal bli for høye. Løsningen egner seg av tekniske årsaker ikke ved stor avstand mellom brubanene. Mandalselva Alternativ grønn: Svært velegnet, men best når brubanen ligger lavt. Gir en portal for dalen. Buebru flettverk vil fungere som et landemerke som markerer Mandal og Mandalselva for den reisende. Buede former i brua følger landskapet og landskapets former. Den buede brua er godt landskapstilpasset og ligger godt i landskapet. Brua gir et åpent og lett inntrykk og vil ikke stenge for opplevelsen av landskapsrommet langs elven. Alternativ rød og blå: For disse linjene er brubanene adskilt med ca. 10 m grunnet nærhet til tunnel på vestsiden av brua, og brutypen egner seg derfor ikke. Audna Kan anvendes for grønn og blå linje som ikke har tunnel i umiddelbar nærhet, men forutsetter at flere buer plasseres etter hverandre, og det er ikke ønskelig med så mange buer høyt over dalføret. Aurebekkvannet Ikke vurdert Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk + 0 Arkitektur og +++ - landskap Økonomi + -- SUM +++++ ---
24 8.3.7 Buebru med hengekabler Kommentar generelt Dette er en bru som er optimal om man ønsker å spenne over elva med ett spenn. På sidespennene blir det da kassebru av betong eller stål. Buebru med loddrette spennkabler kan fundamentere med buen helt til terrenget. Buen kan bygges enten i betong eller stål. Dette er en vakker bru som former dalføret og markerer elveløpet. Samtidig vil kjørende oppleve at de passerer et viktig sted. Dette er en form som for en høy bru er estetisk mer velproporsjonert enn buebru med flettverkskabler, fordi buen føres til terreng slik at kreftene visuelt virker mer logisk og høye brukar unngås. Ved splittet brubane kan buen plasseres i midten. Mandalselva Svært velegnet, og kan i motsetning til buebru med flettverkskabler, også anvendes når brubanen ligger høyt. Gir en portal for dalen. Buebru med hengekabler vil fungere som et landemerke som markerer Mandal og Mandalselva for den reisende. Buede former i brua følger landskapet og landskapets former. Den buede brua er godt landskapstilpasset og ligger godt i landskapet. Brua gir et åpent og lett inntrykk og vil ikke stenge for opplevelsen av landskapsrommet langs elven. Audna Kan anvendes, og gir en interessant form med en serie buer som deler opp dalføret. Aurebekkvannet Ikke vurdert Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk ++ ++ + Arkitektur og +++ +++ 0 landskap Økonomi - - -- Sum ++++ ++++ -
25 8.3.8 Skråkabelbru Kommentar generelt Dette er et langspennalternativ med spenn på opptil 300-400 meter Løsningen er kostbar, og anvendes der spennet må være langt. Estetisk er dette en vakker bruløsning. Mandalselva Skråkabelbru vil fungere som et landemerke som markerer Mandal og Mandalselva for den reisende. Skråstagbru med tårn vil være en kontrast til landskapet og landskapets former, og vil tilføre landskapsrommet et spennende element. Tårnet vil være svært synlig både fra vegen og omgivelsene og vil fungere svært godt som landemerke også sett på forholdsvis lang avstand. Audna Egnet, men kostbar. Aurebekkvannet Ikke vurdert Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk 0 0 0 Arkitektur og +++ +++ + landskap Økonomi - - --- SUM ++ ++ --
26 8.3.9 Extradozed bru Kommentar generelt Extradosed bru er en kassebru i betong med ekstern forspenning på oversiden støttet av tårn i søyleaksene. Brua bygges etter fritt frembyggmetoden. Estetisk er dette en bru der tårnene virker underdimensjonerte i forhold til kassebrua og bærepilarene. Løsningen er økonomisk gunstig. Arkitektonisk er løsningen litt uproporsjonert, dvs. litt for tunge tårn og litt uelegant, men ved bearbeiding av detaljer og proporsjoner kan dette bli en vakker bru. Mandalselva Brua vil ikke gi et dominerende inntrykk i landskapet og vil ikke fungere i like stor grad som et landemerke for omgivelsene. For de reisende vil den fungere bedre som et landemerke. Audna Velegnet. Aurebekkvannet Brua har et noe dominerende uttrykk og vil ikke passe inn i dette landskapsrommet. Aurebekkvannet bør ikke markeres med en bru som fungerer som et landemerke både for de reisende og omgivelsene. Brua er derfor ikke vurdert. Mandalselva Audna Aurebekkvannet Rød/blå Grønn Teknikk + + + Arkitektur og + + + landskap Økonomi + + + SUM +++ +++ +++
27 9 Sammenligning og valg av alternativer I henhold til kriteriene gitt tidligere, er de ulike alternativene rangert i tabellen under. Summen er vektet med 33/33/33 på økonomi/teknikk/arkitektur og landskap. De anbefalt brualternativ er lagt til grunn for geometri- og planarbeid. De øvrige alternativene har man ansett mer eller mindre uegnet på grunn av estetiske, tekniske eller til dels økonomiske årsaker. 9.1 Mandalselva 9.1.1 Rød og blå linje Teknikk Arkitektur og landskap Økonomi Sum Kassebru i betong + - +++ +++ Kassebru samvirke stål-betong Kassebru med diagonalskiver Kassebru med innstøpte skråkabler ++ - + ++ ++ - ++ +++ 0-0 - Fritt frambyggbru ++ -- +++ +++ Buebru med hengekabler ++ +++ - ++++ Skråkabelbru 0 +++ - ++ Extradozed bru + ++ + ++++ (Buebru med flettverkskabler er ikke vurdert som aktuell for rød og blå linje) 9.1.2 Grønn linje Teknikk Arkitektur og landskap Økonomi Sum Kassebru i betong + - +++ +++
28 Kassebru samvirke stål-betong Kassebru med diagonalskiver Kassebru med innstøpte skråkabler ++ - + ++ ++ - ++ +++ 0-0 - Fritt frambyggbru ++ -- +++ +++ Buebru flettverk + +++ + +++++ Buebru med hengekabler ++ +++ - ++++ Skråkabelbru 0 +++ - ++ Extradozed bru + ++ + ++++ 9.2 Audna Teknikk Arkitektur og landskap Økonomi Sum Kassebru i betong ++ 0 +++ +++++ Kassebru samvirke stål-betong Kassebru med diagonalskiver Kassebru med innstøpte skråkabler ++ ++ + +++++ ++ + 0 +++ + ++ + ++++ Fritt frambyggbru ++ - +++ ++++ Buebru flettverk 0 - -- --- Buebru med hengekabler + 0 -- - Skråkabelbru 0 + --- -- Extradozed bru + ++ + ++++
29 9.3 Aurebekkvannet Teknikk Arkitektur og landskap Økonomi Sum Kassebru i betong ++ + +++ ++++++ Kassebru samvirke stål-betong ++ ++ + +++++ Fritt frambyggbru ++ - ++ +++ (De øvrige brutypene er ikke vurdert som aktuelle for Aurebekkvannet)
30 10 Anbefaling Denne anbefalingen er skjønnsmessig og basert på den kjennskap man har til tiltaket på kommunedelplanstadiet. Nærmere vurderinger og evaluering må gjennomføres i senere faser når mer kunnskap om fysiske forhold er tilgjengelig. Derfor er flere alternativer anbefalt for noen av stedene. 10.1 Mandalselva Mandal bør markeres langs veien. Brua over Mandalselva kan gjøres til et landemerke. For kjørende på E39 vil alle bruer med konstruksjoner over vegbanen skape endring og markere stedet. Et høyt tårn vil bli et landemerke som kan sees fra et større område enn lavere konstruksjoner. Brubanen kan ligge høyt for buebru som spenner til terreng. For flettverksbuebru (grønn linje) bør vegbanen ligge ganske lavt for at brua skal oppleves som velproporsjonert. I henhold til kapittel 9.1 er det 3 forskjellige brutyper som bør utredes nærmere i neste fase av prosjektet. Disse brutypene er: Buebru med hengekabler Buebru flettverk (grønn linje) Extradosed bru 10.2 Audna For kryssing av Audna er det flere aktuelle brutyper, og senere valg av brutype er avhengig av økonomiske vurderinger og grunnundersøkelser kombinert med hvilken vekt estetikk har for dette stedet med bebyggelse så nært brua. I henhold til kapittel 9.1 er det 5 forskjellige brutyper som bør utredes nærmere i neste fase av prosjektet. Samvirke stål betong kassebru Fritt frembyggbru i betong Kassebru i betong Extradosed bru Kassebru betong med innstøpte skråkabler Primært anbefales en kontinuerlig viadukt som kassebru i stål, subsidiært kasse i betong. Fundamentering anbefales som skiver og ikke som søyler for at bruas skrog ikke skal virke for vaklende. En kontinuerlig bru gir en enkel form som svever over dalføret. Høyde over dalføret er ikke så viktig for opplevelsen forutsatt at brua ligger minst 30 meter over dalbunnen. Om den ligger lavere vil den virke sperrende.
31 Fritt frambyggbru er antakeligvis den økonomisk gunstigste brutypen, men enkelte fraråder slike bruer fordi de virker for tunge og voldsomme samtidig som bæresystemet er for slankt slik at bruene blir for topptunge. Brutypen gir heller ikke den enkle linjeføringen som kassebruene har, men store spenn gir åpenhet i landskapet. 10.3 Aurebekkvannet Dette er et sted der få opplever brua fra omgivelsene, samt at det ligger svært nær Mandalselva. Her anbefales derfor det økonomisk gunstigste alternativet, antakeligvis kassebruer i betong. Dette er enkle bruer som er nøytrale i landskapet. Anbefales: Kassebru i betong
32 11 Vedlegg: 3D illustrasjoner og referansebilder 11.1 Mandalselva BUEBRU MED FLETTVERKSKABLER BUEBRU MED HENGEKABLER
33 EXTRADOSED BRU BUEBRU OG EXTRADOZED BRU: SAMMENLIKNING VOLUM
34 SKRÅKABELBRU
35 KASSEBRU BETONG 11.2 Audna KASSEBRU 60 meter over bakken
36 60 meter over bakken 40 meter over bakken 40 meter over bakken
37 KASSEBRU STÅL MED BETONGSSKIVER: 70 METER OVER BAKKEN
38 FRITT FREMBYGG BRU: 70 meter over bakken
39 KASSEBRU BETONG MED UTVIDET SPENN OVER ELV KASSBRU OG BUEBRU SKRÅKABELBRU OG KASSEBRU KASSEBRU BETONG MED SKÅSTIVENDE SKIVER
40 11.3 Aurebekkvannet KASSEBRU BETONG KASSEBRU BETONG 11.4 Tarvannet KASSEBRU BETONG
41 11.5 Referansebruer
42
43
Statens vegvesen Region sør Prosjektavdelingen Postboks 723 Stoa 4808 ARENDAL Tlf: (+47 915) 02030 firmapost-sor@vegvesen.no vegvesen.no Trygt fram sammen