Transkript

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38 Broprojektering - En handbok VV Publ 1996:63 Bilaga Bilaga 3 Kostnader för bankpålning och påldäck Syftet med diagrammen är att på ett snabbt och enkelt sätt få fram en ungefärlig kostnad för bankpålning respektive påldäck. Följande förenklade antaganden har legat till grund för beräkningarna. 1. Bankpålning Påltyp: SP2 med antagen dim. lastkapacitet/bärförmåga = 750 kn. Belastning: Bankmassornas densitet 20 kn/m ³. Trafiklast 20 kn/m ² för alla bankhöjder. Lastkoefficient för trafiklast Ψγ f = 1,5 för 120 års livslängd. H = bankhöjd över pålplatta Pålarnas centrumavstånd: c = 750 /( 20H + 20x1, 5) Plattäckningsgrad:(a/c) 2. a = pålplattans kantlängd. (Egentligen ska det fria avståndet mellan pålplattorna bestämmas men för enkelhetens skull görs diagrammen för plattäckningsgraderna 40 och 50%). Kostnad/m 2 avser bankpålningens hela yta och inte vägyta. Pålplattans tjocklek antas till 0,4 m för alla kantlängder. Armeringsmängd antas vara 90 kg/m 3 betong. 2. Påldäck Påltyp: SP2 med antagen dim. lastkapacitet/bärförmåga = 750 kn. Belastning: Påldäckets densitet 24 kn/m 3. Bankmassornas densitet 20 kn/m 3. Trafiklast 20 kn/m 2 för alla bankhöjder. Lastkoefficient för trafiklast Ψγ f = 1,5. H = bankhöjd över påldäck Pålarnas centrumavstånd: c = 750 / q där q = 20H + 24(0,025H + 0,35) + 20x1,5. Kostnaden/m 2 avser påldäckets hela yta och inte vägyta. Betongplattan antas jämntjock med höjden h= 0,025H + 0,35 m. Armeringsmängd antas vara 80 kg/m 3 betong.

39 124 VV Publ 1996:63 Broprojektering - En handbok Bilaga 3 3. Á-priser m.m. vid mängd- och kostnadsberäkning För vegetationsavtagning, arbetsbädd av 0,2-0,3 m grus, avjämning före gjutning, underlag av kraftpapper eller plastfolie och skyddsfyllning med 0,15 m grus närmast pålplatta eller påldäck beräknas kostnaden till 60 kr/m 2. Påle inkl slagning: 340 kr/m Pålsko: 520 kr/st Pålskarv: 690 kr/st Kapning av påle: 100 kr/påle Betong: kr/m³ Armering: kr/ton Form: 300 kr/m 2. Kostnad för etablering, bankfyllning, överbyggnad och räcken ingår inte i schablonkostnaden. Kostnadsnivå i maj Plattäckningsgrad 40% Plattäckningsgrad 50% Kostnad 2 (kr/m ) (maj-95) Pållängd 40m Kostnad 2 (kr/m ) (maj-95) Pållängd 40m m m 30m 30m m 25m m m m m m m m m Bankhöjd (m) H Bankhöjd (m) H Diagram Bankpålningskostnad

40 Broprojektering - En handbok VV Publ 1996:63 Bilaga Kostnad 2 (kr/m ) (maj-95) Pållängd 40m m m m m m m m Bankhöjd (m) H Diagram Påldäckskostnad

41

42 Broprojektering - En handbok VV Publ 1996:63 Bilaga 3 123

43 Broprojektering - En handbok VV Publ 1996:63 Bilaga Bilaga 4 Beräkning av uppdämning vid mindre broar över vattendrag Om ett vattendrags sektion minskas vid byggandet av en ny bro så uppkommer normalt en dämning uppströms bron. Storleken av dämningen beror på i vilken grad vattenhastigheten ökar i det nya broläget. Vägverket har i publikationen Hydraulisk dimensionering [2.6] detaljerat gått igenom teori och beräkningsgrunder inför en hydroteknisk utredning liksom hur man genomför den hydrauliska dimensioneringen. Nedan redovisas två exempel på hur man genomför en utredning som leder fram till en lämplig storlek av respektive rörbro. Beräkningsgången är även tillämplig för beräkning av dämningar för andra brotyper över vattendrag. Exempel 1 Vattendraget har följande hydrologiska värden som ligger till grund för dimensioneringen: - Avrinningsområde (N) 18 km², sjöandel (verklig) 5%, sjöandel (korrigerad) 6,5%. Dessa uppgifter har hämtats från topografisk karta i skala 1: Medelvattenavrinning (Mq) vid aktuell plats 7 l/s och km² som framtas och beräknas enligt ovannämnda publikation [2.6]. För beräkning av vattenföring nyttjas tabell 5 i publikationen avseende små vattendrag i mellersta och södra Sverige varvid följande värden fås: - HHQ 50 1,9 m³/s; MHQ 0,7 m³/s; MQ 0,13 m³/s. Efter avvägning av vattendraget uppritas profil med tillhörande tvärsektioner för att kunna fastställa åfårans bottenlutning (1,7 ), bottenbredd (3,0 m) och släntlutning (1:1,5). Vattendragets ytbeskaffenhet, M (Mannings tal), har uppskattats till 25 (jämn, något bevuxen, stenig yta). Med hjälp av nomogram i publikationen framtas, med ovanstående uppgifter som grund, det uppträdande vattendjupet 0,71 m (vid HHQ 50 ). Med denna uppgift beräknas den våta arean 2,85 m² och vattenmedelhastigheten 0,67 m/s (v 2 ) i den naturliga åfåran vid broläget. Vid denna tidpunkt måste projektören ta ställning till om det kan vara acceptabelt att uppdämma vattendraget vid byggandet av den nya bron. Vid detta broläge bedömdes det vara möjligt att utan besvär godta en dämning av 0,05 m vid flödet HHQ 50 1,9 m³/s.

44 128 VV Publ 1996:63 Broprojektering - En handbok Bilaga 4 För att beräkna den våta area som motsvaras av en dämning på 0,05 m nyttjas följande formel: h d = ( 1+ c )( v1 v2 ) 2g ( 1+ 05, )( v1 067, ), = v 1 = 105, m/s 2981, h d = dämning (m) c i = konstant med värdet 0,5 v 1 = vattenhastighet i den nya bron (m/s) v 2 = vattenhastighet i naturlig åfåra (m/s) g = konstant med värdet 9,81 HHQ50 Erforderlig våt area ( ) uppgår till 1,9 = 181, m² v 105, 1 I detta skede väljs en lämplig rörbro som kontrolleras uppfylla kravet på våt area i röret enligt nedan. Kontrollera vald lågbyggd rörbro av plåt med dimensionen B 2,69 m/h 1,85 m genom att i lämplig skala rita upp den tillsammans med befintlig bottennivå i vattendraget och vattendjup vid HHQ 50 inklusive dämning (0,71 + 0,05 = 0,76 m). Den verkliga våta arean som kan inrymmas i rörbron uppmäts till 1,9 m² vilket är större än den erforderliga våta arean 1,81 m². Detta innebär att vald dimension är tillfyllest. Om en för liten våt area erhållits väljs ett större rör tills kravet uppfylls. I publikationen klargörs även hur dämning beräknas för friktions- och utströmningsförluster. Eftersom denna dämning är mycket marginell i samband med broars dimensionering räcker det normalt att vid rörbroar dimensionera enligt ovanstående princip. Innan den hydrotekniska utredningen är klar återstår dock att beräkna den verkliga vattenhastigheten med tillhörande dämning för den valda rörbrodimensionen enligt följande: Maximal verklig vattenmedelhastighet (v 1 ) i rörbron uppgår till HHQ50 19 verklig våt area, 19, =10, m/s Den totala dämningen (h d ) vid denna vattenhastighet uppgår till 2 2 ( 1+ 05, )( 10, 067, ) h d = = 004, m 2981, I detta skede sammaställs lämpligen samtliga vattenuppgifter i en PM som ligger till grund för uppritandet av en sammanställningsritning till rörbron.

45 Broprojektering - En handbok VV Publ 1996:63 Bilaga Exempel 2 Hydrologiska värden: - Avrinningsområde (N) 111 km², sjöandel (verklig) respektive sjöandel (korrigerad) 2,6 %. Då avrinningsområdet är större än 50 km² finns arealuppgifter i regel tillgängligt i De svenska vattendragens arealförhållanden, som är utgivna av SMHI. Därutöver måste eventuellt en komplettering utföras med hjälp av topografisk karta beroende på var bron är belägen i förhållande till SMHI:s beräkningspunkt. - Medelvattenavrinning (Mq) vid aktuell plats 6 l/s och km² som framtas och beräknas enligt publikationen Hydraulisk dimensionering. För beräkning av vattenföring nyttjas tabell 4c (Mindre vattendrag i mellersta och södra Sverige) varvid följande värden fås: - HHQ 50 10,8 m³/s, MHQ 3,6 m³/s, MQ 0,7 m³/s. Efter avvägning av vattendraget fås: - Bottenlutning 0,3, bottenbredd 3,0 m och släntlutning 1:2. Åns beskaffenhet (M) uppskattas till 30 (jämn, något bevuxen, stenig/morän o.dyl.). Enligt publikationen fås följande: - vattendjup vid HHQ 50 2,29 m - v 2 (vattenmedelhastighet) 0,62 m/s - våt area 17,4 m². Eftersom en dämning (h d ) på 0,06 m kan accepteras fås följande med samma beräkningssätt som i exempel 1 ovan: 2 2 ( 1+ 05, )( v1 062, ) - v 1 beräknas: 006, = v1 = 108, m/s. 2981, Erforderlig våt area uppgår till 10, 8 = 10 m². 108, I detta fall väljs en rörbro av plåt med dimensionen B 4,91 m/h 3,86 m. Den våta arean som ryms i bron tas fram på samma sätt som i exempel 1. I detta fall blir den våta arean 10,3 m² vilket är >10,0 m². Detta innebär att vald rörbro är tillfyllest. Det kan noteras att vid en dämning av t.ex. 0,05 m erfordras en våt area av 10,6 m 2 varför i så fall en större dimension hade erfordrats. Verklig vattenmedelhastighet (v 1 ) = 10, 8 = 1,05 m/s. 10, 3

46 130 VV Publ 1996:63 Broprojektering - En handbok Bilaga 4 Den totala dämningen (h d ) blir i detta fall = (, )(, 2, ) = 0,055 m. 2981, Hänsyn är tagen till inströmningsförlust och ändring av hastighetshöjd före inlopp i bron minskat med hastighetshöjd i rörbron. Beträffande rörbrons dämning m.h.t. friktion och utströmning hänvisas till publikationen Hydraulisk dimensionering.

47 Huvudkontoret 78l 87 BORLÄNGE