UTREDNING Fv. 44 Bussvei, Kvadrat til Ruten Reguleringsplan Forprosjekt konstruksjoner Rogaland Fylkeskommune Statens vegvesen - Region vest 09. mai 2017
2 INNHOLD Forprosjekt konstruksjoner... 3 1.1 Innledning... 3 1.2 Eksisterende elementkulverter... 3 1.3 Prosjekteringsforutsetninger... 6 1.4 Undergang ved Lerkeveien... 7 1.5 Underganger under Stavangerveien og Forusletta... 8 1.6 Jernbanebru ved Somaneset... 9 1.7 Bru over Stavangerveien i tilknytning til Lura bydelssenter... 11 1.8 Støttemurer... 12 1.9 Overvannskulvert i Elvegata... 14
3 FORPROSJEKT KONSTRUKSJONER 1.1 Innledning Det er gjennomført forprosjekt for konstruksjoner for tre kulverter for gang- og sykkeltrafikk i på strekningen, innledende vurderinger for ny bru for biltrafikk over jernbanesporet ved Somaneset og generelt forprosjekt for støttemur i betong. I kryss mellom Stavangerveien og Forussletta er det i dag er der en og to ca 40 år gamle elementkulverter på nord- og vestsiden av rundkjøringen. Disse kulvertene oppfyller ikke dagens krav om bredde, innvendig frihøyde og bæreevne for nye bru- og kulvertkonstruksjoner og er i tillegg for korte for utvidet vegbredde. Ved Lerkeveien ligger også en gammel kulvert under Stavangerveien av samme type som ved rundkjøringen på Forusletta. Ved Somaneset ligger vegen over jernbanespor på en bru. Et av geometriforslagene til Bussveien forutsetter en ny bru for biltrafikk over jernbanen, ved siden av den gamle bruen. Forprosjekt for disse konstruksjonene vil bli drøftet nedenfor. 1.2 Eksisterende elementkulverter Det er tre eksisterende G/S elementkulverter på delstrekning 1/1A, som ikke er lange nok for ny breiere veg. To av disse kulverter er ved krysset mellom Stavangerveien og Forusletta og den tredje ligger under Stavangerveien ved Lerkeveien. Figur 1-1 Kulvert under Stavangerveien ved Forussletta
4 Kulvertene ved Forusletta er vist på tegning med arkivnummer 68L E18-906, fra januar 1982 og kulverten ved Lerkeveien er vist på tegning med arkivnummer 68: 44/53C fra desember 1979. Figur 1-2 Tegning av kuvert ved Lerkeveien Inspeksjon av kulvertene og foreliggende dokumentasjon viser at de er konstruert av prefabrikkerte U-elementer av betong. Kulvertene har innvendig bredde på 3,0 m og høyde på 2,5 m. Lengden av kulvertene er omtrent 19 m og har prefabrikkerte vinger tilsluttet begge åpninger. Kantdragerene er prefabrikkerte og er lagt oppå U-elementene. Kulvertene er konstruert for en 13 tonn aksellast. Ved befaring av kulvertene er det spesielt vurdert om disse kan forlenges i ny vegløsning eller om de heller bør byttes ut med ny kulvert i full lengde med riktig tverrsnitts størrelse, lastekapasitet og rekkverksutforming. Det er på bakgrunn av befaringen og gjennomgang av foreliggende opplysninger listet opp følgende punkter angående elementkulvertene: Kulvertenes dimensjoner. Vegnormalenes krav om minimum høyde G/S kulvert er 3,1 m. De eksisterende kulverters høyde er 2,5 m og oppfyller derfor ikke vegnormalenes krav. Sikt ved kulvertenes åpninger. Vegnormalene setter krav om en 8 m sikttrekant ved g/svegens kantlinjer. Disse krav er ikke oppfylt ved Lerkeveien der det ligger en G/S veg vinkelrett utenfor opp ved begge åpningene. Ved Forusletta ligger de tversgående G/S veger lengere fra åpningene og det er mulig at siktkrav kunne oppfylles.
5 Figur 1-3 Kulverter ved Forussletta og Lerkeveien Rekkverk. På alle tre kulvertene er der oppsatt vanlig vegrekkverk. Vegnormalene setter krav om brurekkverk på kulverter. Brurekkverk er høyere og sterkere enn vanlig vegrekkverk. Figur 1-4 Vegrekkverk på kulvert Konstruksjon. Kulvertene er konstruert av prefabrikkerte betongelementer. Tilpassing av nye elementer til disse kan være problematisk. Ved inspeksjon var det synlig flere steder at betongen er sprukket fra armeringsjernet og disse er dermed utsatt for korrosjon. Dette er sannsynligvis fordi at betongoverdekning har vært for liten.
6 Figur 1-5 Betong sprukket fra armeringsjern i kulvert På grunn av de ovennevnte punkt, vurderer vi det ikke hensiktsmessig å bruke de gamle kulvertene. Mange av de feil som var omtalt her ovenfor kan rettes med konstruktive løsninger, men kulvertenes tverrsnittshøyde og korrosjonsfare er vanskelig å rette på. Derfor anbefales det at kulvertene byttes ut med nye i full lengde med riktig tverrsnitts størrelse. 1.3 Prosjekteringsforutsetninger 1.3.1 Grunnlag Grunnlaget for forprosjektet er basert på Statens Vegvesens regelverk og norske konstruksjonsstandarder. Se referanseliste. 1.3.2 Klassificering og brukstid Pålitelighets- og kontrollklasser for samtlige konstruksjoner velges i henhold til Eurocode 0 [8]. Pålitelighetsklasse 3. Kontrollklasse for prosjektering: U (utvidet) Kontrollklasse for utførelse: U (utvidet) Nøyaktighetsklasser for betongkonstruksjoner velges i henhold til Prosesskode 2, Håndbok R762 [7]. Kantbjelker: Resten av konstuksjonerne: Klasse A Klasse B Betongkonstruksjoner skal utføres etter kravene til utførelsesklasse 3 iht. kap 4 i NS-EN 13670 [14]. Dimensjonerende brukstid for konstruksjonene er 100 år i henhold til håndbok N400 [5]. Laster er fra NS-1991-2:2003NA: Eurocode 1 [9].
7 1.3.3 Utforming og materialer Vegnormalene foreskriver at underganger skal ha samme tverrprofil som resten av gang- og sykkelvegen og at avstanden mellom veggene bør være minst 4 m. Prosjektet har krevd en fri innvendig bedde på 5,5m. Fri høyde for G/S veger skal være minst 3,1 m. Krav til siktforhold mellom to kryssende G/S veger er at det er en fri sikttrekant med 8 m sider fra kanten av G/S vegen. Vingemurer ved undergangender prosjekteres med hensyn til forhold i hvert tilfelle. Hvis det er nødvendig så vil undergangenes veggender avrundes til at forbedre siktforhold. Underganger og vingemurer er prosjektert som slakarmerte plass-støpte betongkonstruksjoner. 1.4 Undergang ved Lerkeveien Undergangen ved Lerkeveien forbinder gang/sykkelveger på begge sider av Stavangerveien. Den er en viktig forbindelse for Lura skole på nordsiden og Lura kirke og en barnehage på sørsiden. Gående trafikanter bruker kulverten for å komme frem til bussholdeplasser på den andre av Stavangerveien. Den gamle foreslås erstattet med en ny på samme sted. (Se figur 8.7) Figur 1-6 Planlagt ny undergang under Lerkeveien Prosjektert lengde av den nye undergang er ca 32,5 m, fri bredde vil bli 5,5 m og fri høyde 3,1 m. På sørsiden av undergangen legges en G/S rampe mot øst opp til Stavangerveiens fortau og en trapp
8 anlegges på motsatt side mot vest da rampe vil bli for bratt. Vingemurer på denne siden vil ligge parallelt med Stavangerveien. Trappen føres ut fra vingemuren til eiendomsgrensen i sør for å sikre siktforhold med hensyn til sykkeltrafikk gjennom undergangen. På nordsiden av undergangen vil G/S vegen ligge opp omtrent parallelt med Lerkeveien med en stigning på 7,5%. Mell0m G/S vegen og Lerkeveien vil det være en støttemur som tar opp høydeforskjellen og langs etter denne støttemuren vil være en trapp lede opp til Stavangerveiens fortau. Eksisterende trapper som ligger opp til Lerkeveien vil fjernes. På østsiden vil vingemuren også ligge parallelt med Bussveien. Undergangen vil bli konstruert av slakarmert plass-støpt betong. Den konstrueres med en hel bunnplate som tjener som funderingsplate. Bunnplaten skal ligge på komprimerte bæredyktige masser og med et isoleringslag. En membran er prosjektert på takplaten og knotteplast på sidene. Rekkverk ovenpå kantdragere vil være brurekkverk. Formtegninger er på tegninger no. K103 og K104 i tegningshefte. Undergangen må bygges i to etapper slik at trafikk på Stavangerveien kan opprettholdes. Den eksisterende kulvert må graves ut og fjernes. 1.5 Underganger under Stavangerveien og Forusletta Der Forusletta møter Stavangerveien er i dag en rundkjøring. På nordsiden av denne rundkjøring ligger i dag en undergang under Forusletta. På vestsiden ligger en undergang under Stavangerveien. Disse to kulverter omtales i kapitel 8.2 og er vurdert om ubrukbare og må derfor skiftes. Prosjektering av Bussveien medfører at rundkjøringen blir endret og flyttet. Dette medfører at undergangene blir flyttet lengere fra rundkjøringen. Prosjektert lengde av de nye undergang er ca 26 m under Stavangerveien og 32 m under Forusletta. Fri innvendig bredde er 5,5 m og fri høyde 3,1 m. På begge sider vil det være kantdragere med brorekkverk. På begge sider av Forusletta ligger G/S veger som er forbundet med undergangen under Forusletta. De to undergangers ender mot nord og vest ligger ikke langt fra hver andre og derfor vil vingemurene møtes i en bue som følger kantlinjen på prosjektert rundkjøring. Andre vingemurer vil følge kantlinjer på prosjekterte veger. Siktkrav i Statens vegvesens håndbøker, for sykkeltrafikk i dette området skal oppholdes. Undergangene vil bli konstruert av slakarmert plass-støpt betong. De vil konstrueres med en hel bunnplate som tjener som funderingsplate. Bunnplaten skal ligge på komprimerte bæredyktige masser og med et isoleringslag. En membran er prosjektert på takplaten og knotteplast på siderne. Rekkverk oppå kantdragere vil være brurekkverk. Formtegninger er på tegninger K106 og K107 i tegningshefte. Undergangen under Stavangerveien må bygges i to etapper slik at trafikk på Stavangerveien kan opprettholdes. Hvis Forussletta legges midlertidig om, kan denne kulverten bygges i en etappe. De eksisterende kulverter skal graves ut og fjernes.
9 1.6 Jernbanebru ved Somaneset Ved Somaneset krysser Stavangervegen i bru over Jernbanen, denne brua ble bygget ny da dobbeltsporet ble anlagt i 2009. Silingsrapporten foreslo en løsning hvor Bussveien skulle krysse jernbanen i en egen ny bru sør for dagens bru. Arbeidet med forprosjektet har imidlertid konkludert med at Bussveien kan føres forsinkelsesfritt over dagens bru, sammen med begrenset lokaltrafikk, samt syklende. Grunnet dårlige grunnforhold og behov for en løsning som krever minst mulig togstopp, ble løsning med ny bru ansett som en meget kostbar løsning. Nedenfor er oppsummert de foreløpige vurderinger med hensyn på ny bru som ble utført før løsningen ble skrinlagt. Foreliggende er tegninger av eksisterende jernbanebru og støttemurer. Det er prosjektert en ny skråplatebru med vinkelrett lengde mellom landkarvegger ca 13 m, og lengde i veglinjen ca 18 m. Figur 1-7 Brukryssing av jernbanespor Byggemåte og konstruksjonstype av ny bru måtte tilpasses tillatt driftsstopp for jernbanen. Hvis driftsstoppet kun er tillatt i togfri helg vil dette styre anleggs utformingen og valg av konstruksjonsløsning. Det vil si at man må velge en konstruksjonstype som er mulig å bygge på så kort tid som mulig. Ved kort driftsstopp bør det være mulig å spunte området bak eksisterende støttemurer, skjerme av jernbanesporene mens jernbanen er i drift. Arbeide med utgraving, fylling og bygging av nye såler og landkarvegger kan da utføres mens jernbanen er i drift. Her etter er det da nødvendig å finne en fornuftig måte å bygge brudekket på kort tid, f.eks. med prefabrikkerte spesialutviklete betongelementer.
10 Det er prosjektert en byggemetode hvor det anvendes seks forspennte betongelementer til brudekket og et element med kantdrager til hver side. Etter spunting og utgraving vil landkar utstøpes. Landkarenes såler skal ligge på komprimerte bæredyktige masser og med et isoleringslag under. Deretter vil de prefabrikkerte elementene bli stilt opp på landkarene. Dekkelementene er 1,75 m brede og omkring 20 m lange. Hvert element er omtrent 35 ton tungt og kan løftes på plass med en kran. Armering legges oppå og forbindes med armeringsjern som stikker ut fra elementene (Figur 1-9) og til sist legges betongdekket ut. Elementene er dimensjonert til å bære betongen under utstøping og etter at den har herdet sig da vil hele brudekket virke som en konstruktiv bæredyktig enhet som bærer asfaltdekke, vegutstyr, trafikk- og naturlaster. Den konstruktive utforming er vist i tegningshefte, herunder vises en liknende utførelse fra et annet prosjekt. Figur 1-8 Forspente betongelement som bærer støp i brudekkets overkant
11 Figur 1-9 Sidekant av betongelenet med utstikkende armeringsjern 1.7 Bru over Stavangerveien i tilknytning til Lura bydelssenter Lura bydelssenter har som rekkefølgekrav å bygge en bru fra Lura bydelssenter til friområde øst for Lindeveien. Denne brua har bydelssenteret fått prosjektert og er under godkjenning av vegvesenet. Geometri for denne er lagt inn i vårt tegningsgrunnlag. Brua har en minste fri høyde på 5,6 m og et spenn på ca 46 m over Stavangerveien, Noe som betyr at denne ikke kommer i konflikt med Bussveien. Bydelssenteret har bedt Sandnes kommune om utsettelse av utførelsen, for om mulig kunne koordinere oppføringen med opparbeidelsen av Bussveien. Bruas funksjon er først og fremst å binde bydelssenteret sammen med boligbebyggelsen i bydelen nord for Stavangerveien, men har trappeforbindelse med til nordsiden av Stavangerveien. På sørsiden ender brua inn i bygget, og går via en arkade gjennom byggets østside fram til bydelssenterets torg på sørsiden av bygget. Den har ingen direkte forbindelse til Stavangeveiens sørside. Figur 1-10 Planlagt bru over Stavangerveien ved Lura bydelssenter
12 1.8 Støttemurer Det er nødvendig å bygge støttemur flere steder på delstrekning 1. 1. Østsiden av Forussletta og nordsiden av Stavanger fra pr 240 310 lav mur 1-1,5 m med støyskjerm høyde oppå/bakkant mur. Mur fra profil 315 (Gangveg til 550) Langs GS-rampe og fortau mot bebyggelse i Lindeveien. Her er store høydeforskjeller, høyde fra 2 m opp til over 5 m. Muren blir eksponert mot kryssområde. Foreslås utført som tørrsteinsmur med gjerde/skjerm bak. Muren kan alternativt utføres som betongmur med print eller relieff i murflaten. (MUR 1) 2. Vestsiden av Forussletta mot Biltema-tomta. (profil 215-315) 100 m ny mur til erstatning for eksisterende, høyde ca. 1,5 m -2 m. Gjerde på toppen. (MUR 2) 3. GS-kulvert ved Lura bydelssenter, utover normale vingemurer. 30 m betongmur høyde 1 m mot sør fra åpning mot Rema 1000 butikk. Langs rampe østover langs Stavangerveien 100 m mur fra 4m høyde til 0m. (MUR 3) Figur 1-11: Plassering av støttemurer ved kryssområde Forussletta/Stavangerveien 4. GS-kulvert ved Lerkeveien. Betongmur langs Stavangerveien fra kulvert og østover ca 30 m lang betongmur høyde ca 1.5 m, På sørsiden mot Kobberveien 61-63, 100 m lang mur, høyde 1-4 m. Foreslås utført som tørrsteinsmur hvis plass (MUR 4).
13 Figur 1-12: Plassering av støttemur ved GS-kulverten Lerkeveien 5. Nordsiden av Stavangerveien mellom profiler 1150 og 1330. For å unngå skråning i uteoppholdsareal til nærliggende boligbebyggelse. Gjennomsnittlig høydeforskjell vil være ca. 1,5 m. Støyskjerm på topp mur (MUR 5) Figur 1-13: Plassering av støttemur nord for Stavangerveien mot Gamleveien
14 1.8.1 Utforming Støttemurene i betong prosjekteres som en slakarmert plass-støpt konstruksjon. De må bygges på bæredyktige frostsikre steinmasser og ligge på et isoleringslag. Baksiden av veggen dreneres. Plassering og utforming av murene vil kunne bli endret ved en løsning med terminalholdeplass inne på Kvadrat, spesielt dersom bussene skal gå planskilt i forhold til øvrig trafikk. I tillegg vil løsninger for myke trafikanter også kunne bli endret med en slik løsning. Murløsningene vil da bli noe annerledes innenfor delstrekning 1. I tillegg vil det også bli noen murløsninger i forbindelse med gangbrua ved bydelssenteret som må vurderes nærmere. Tørrsteinsmurer utføres i henhold til vegvesenets håndbøker. Murer over 4m må beregnes spesielt og murer over 5m må til teknisk godkjenning i Vegdirektoratet. Langs Strandgata er det forstøtningsmurer mellom Jernbanen og Strandgata, betong mur i nordre ende og tørrmur i søndre ende. Disse murene ble bygget i forbindelse med dobbeltsporet ble anlagt i 2009. Begge murtypene ligger på fundament pelet ned i grunnen. Murene røres ikke av Bussveianlegget. 1.9 Overvannskulvert i Elvegata Stangelandsånå går i kulvert under Elvegata med utløp til Vågen. Historiske kilder tilsier at arbeidet med å legge elva i kulvert på denne strekningen ble påbegynt i 1963. Kulverten består av tre løp, hver med innvendig bredde på 2,9 m, og høyde på 1,9 m. Total bredde for kulverten er ca. 9,5 m inkludert godstykkelse og ligger under dagens kjørebane i Elvegata. I boka «Fra Spade til hydraulikk» (historiebok for Sandnes ingeniørvesen) står det om byggingen av kulverten at grunnen noen steder var så dårlig at det ble slått ned pæler slik at kulverten kunne bære bygninger og gater i tillegg til sin egen store tyngde.
15 Figur 1-14 Sandnes 1960: Stangelandsånå går åpent gjennom det som i dag er Elvegata Det finnes lite tilgjengelig tegningsgrunnlag for kulverten i Elvegata. Tegningen i Figur 1-15 viser oppbygningen av Stangelandskulverten med 2 løp. Det antas at 3 løpskulverten gjennom Elvegata har tilsvarende konstruksjon. Dette grunnlaget er av konstruksjonsfolk tolket til at kulvert er dimensjonert for maks 9 tonn aksellast. Betongkulverten ligger grunt og med liten overdekning. Informasjon vi har mottatt tilsier at det er asfaltert rett oppå kulverten. På befaring ble overdekningen innmålt til ca. 30 cm fra et tilgjengelig kumlokk i Elvegata. I det østre sykkelfeltet ligger det også slukrister over kulverten. På befaring var det vanskelig å si sikkert om det var tatt hull i kulverttak for etablering av slukrister.
16 Figur 1-15 Oppbygging av kulverten med 2 løp. Det antas at 3-løpskulverten har tilsvarende konstruksjon.. Tilstanden til kulvert er ukjent. Det bør utføres en tilstandskontroll for å avklare tilstanden både av hensyn til aktuelle nedbrytningsmekanismer i betongen, men også for å kunne kontrollere armeringen for å kunne beregne kulvertens bæreevne. En tilstandskontroll vil være viktig for å avklare gjennomførbarhet med tanke på etablering av busstrasé, men også i forhold til en eventuell bybane. En tilrettelegging for bybane på denne strekningen over kulverten vil være svært omfattende og kostnadskrevende. Hvordan en bybane kan etableres over kulverten er ikke teknisk vurdert i forprosjektet, men det er mulig at en omlegging av kulverten da vil bli nødvendig. Vegvesenet har igangsatt arbeidet med inspeksjon og det er gjort en foreløpig kontrollberegning av kulvertens tåleevne. Det viser at kulverten ikke er forberedt for bybane. Videre vil vegvesenet få utført en kontrollregning i forhold til om kulverten tåler bruksklasse Bk10 som er Bussveikravet. Totallast 100 tonn for spesialtransport vil forøvrig ikke være aktuelt å se på her. Hvilken løsning som velges for Stangelandskulverten blir avgjørende for det videre arbeidet. I denne fasen er det derfor ikke tatt stilling til behov for omlegginger eller etablering av ny infrastruktur i bakken på denne strekningen.
17 Referanser: [1] Håndbok N100: Veg og gateutforming, 2014 [2] Håndbok V161: Brurekkverk, 2016 [3] Håndbok N200: Vegbygging, 2014 [4] Håndbok V220: Geoteknikk i vegbygging, 2014 [5] Håndbok N400: Bruprosjektering, 2015 [6] Håndbok N500: Vegtunneller, 2016 [7] Håndbok R762: Prosesskode 2, 2015 [8] Eurocode 0: - Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner NS-EN1990:2002+NA2008 - Endringsblad A1 NS-EN1990:2002/A1:2005+NA2010 [9] Eurokode 1: Laster på konstruksjoner - Del 1-1: Allmenne laster. Tetthet, egenvekt, nyttelast i bygninger NS-EN1991-1-1:2002+NA2008 - Del 1-4: Allmenne laster. Vindlaster. NS-EN1991-1-4:2002+NA2009 - Del 1-5: Allmenne laster. Termiske påvirkninger. NS-EN1991-1-5:2005+NA2008 - Del 1-7: Allmenne laster. Ulykkeslaster. NS-EN1991-1-7:2003+NA2008 - Del 2: Trafikklaster på bruer. NS-EN1991-2:2003+NA2010 [10] Eurokode 2: Prosjektering av betongkonstruksjoner - Del 1-1: Allmenne regleor og regler for bygninger NS-EN1992-1-1:2004+NA2008 - Del 2: Bruer NS-EN1992-2:2005+NA2010 [11] Eurokode 3: Prosjektering av stålkonstruksjoner - Del 1-1: Allmenne regler og regler for bygninger NS-EN1993-1-1:2005+NA2008 - Del 1-8: Knutepunkter og forbindelser NS-EN1993-1-8:2005+NA2009 - Del 2: Bruer NS-EN1993-2:2004+NA2010 [12] Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering - Del 1: Allmenne regler NS-EN1997-1:2004+NA2008 [13] Eurokode 8: Prosjektering av konstruksjoner for seismisk påvirkning - Del 1-1: Allmenne regler, seismiske laster og regler for bygninger NS-EN1998-1:2004+NA2008 - Del 2: Bruer NS-EN1998-2:2005+NA2009 [14] Utførelse av betongkonstruksjoner NS-EN13670:2009+NA2010