Gångbro över Rönneå i Ängelholm

Transkript

1 Gångbro över Rönneå i Ängelholm Reinertsen Sverige AB Östergatan MALMÖ Tel: +46 (0)

2 Reinertsen Sverige AB Östergatan MALMÖ Tel: +46 (0) Dokument Huvuddokument KUND Ängelholms kommun PROJEKTNUMMER KUNDENS REFERENS Fredrik Carlsson Projekt: Län/kommun: Gångbro över Rönneå Skåne/Ängelholms kommun Reinertsen Sveige AB Ombud: Östergatan 18 Anna Olsson Malmö Konstruktionsansvarig: Fredrik Carlsson Konstruktör: Fredrik Carlsson Projektör: Natalie Ripadal - REV. DATUM BESKRIVNING GRANSKAD GODKÄND KONSTRUKTÖR Fredrik Carlsson GRANSKAD Nina Holmvik GODKÄND Magnus Karlsson 2

3 3

4 1 OrienterinG Uppdragets omfattning Förutsättningar Kartunderlag Geoteknik Ledningskontroller Länsstyrelsen Broalternativ Bågbro Hängbro Fackverksbro kostnadsuppskattning Sammanfattning och slutsatser Ekonomi Grundläggning Projektering Produktion Drift och underhåll Sammanfattning

5 1 ORIENTERING Ängelholms kommun planerar att anlägga en ny gång- och cykelbro över Rönneå i anslutning till Hembyggsparken i Ängelholm. Läget för den nya bron visas i figur 1 och 2. Figur 1. Geografiskt läge för den nya bron Figur 2. Uppförstoring av området i anslutning till det tänkta broläget Området norr om Hembyggsparken är ett populärt rekreationsområde dels för boende i 5

6 Ängelholm men också för personer i anslutande kommuner. Nyligen har Ängelholms kommun utvecklat området med att anlägga gångstråk väster om ån vid det tänkta broläget. Tanken är att den nya bron skall förbättra tillgängligheten till rekreationsområdet. Syftet med projektet är att ta fram tre olika broförslag. Samt att få en kostnadsuppskattning av vad det skulle kosta att anlägga en gång- och cykelbro över Rönneå. 2 UPPDRAGETS OMFATTNING Reinertsen i Malmö har fått i uppdrag att ta fram 3 olika alternativa broförslag för en gångoch cykelbro över Rönneå. För samtliga förslag utförs: En mycket grov kontroll att broarna bärighetsmässigt uppfyller kraven enligt TRVK Bro En enklare sammanställningsritning som redovisar bron i plan, sektion och elevation. En kostnadsuppskattning för att bygga bron. Utöver detta ingår även att: Att göra en terrängmodell over området i anslutning till broläget. Med utgångspunkt från tillgängliga rapporten skapa en enklare modell över geotekniken i området. Inventera befintliga ledningar i området. Kontrollera med Länsstyrelsen om det finns några speciella miljöförhållanden i området. Slutligen sammanfattas allt material i en rapport. 3 FÖRUTSÄTTNINGAR I detta avsnitt redovisas generella förutsättningar för broprojektering i denna tidiga idéfas. 3.1 Kartunderlag I projektets inledning genomfördes en enklare inmätning över det tänkta broläget. Inmätningen gjordes av Ängelholms kommun. Data från inmätningen består av kordinater i xy-planet med tillhörande höjd (z). xy-koordinaterna är inlagda i en CAD modell markerade med ett kryss. Till varje kryss finns en tillhörande höjd som är inskriven i CAD modellen. Det innebär att det inte går att göra en 3D-modell utan viss handpåläggning. För att skapa sektioner längs bron gjordes tre linjer med 30 m inbördes avstånd, den mellersta linjen är den tänkta brolinjen, se figur 3. 6

7 Figur 3. Modell över broläget För att det skall vara möjligt att använda materialet i framtiden redovisas linjernas start- och slutkoordinater i tabell 1. Tabell 1. Koordinater för linjernas start- och slutpunkter x y Brolinjen Väster , ,443 Öster , ,123 Södra linjen Väster , ,066 Öster , ,747 Norra linjen Väster , ,819 Öster , ,499 Utifrån inmätningarna skapades tre sektioner längs bron enligt linjerna i figur 3, se figur 4. Figur 4. Sektioner vid broläget 7

8 Som visas i figur 4 är det relativt stora höjdskillnader på marken. Gången på Rönneås västra sida ligger på ca nivån +3,5 m. På brons östra sida ligger den på ca +5,5 m vid den tänkta brolinjen. Figur 4 visar också att vattennivån i Rönneå har stora fluktuationer. Vid medelvattennivån är djupet i ån ca 2 m medan vid högsta högvattenytan så är djupet ca 4,5 m. Enligt TRVK Bro 11 får inte brolagerna ligga lägre än 200 mm över HHW. Föra att klara det kravet krävs att lagernivån inte är lägre än +2,60 m. 3.2 Geoteknik Det finns inga geotekniska undersökningar gjorda i området för det tänkta broläget. Det som finns att tillgå är från äldre rapporter som kan användas som utgångspunkt i detta läget. Ur SMHI:s rapport Dimensionerande vattenstånd och vattenföring för projektering av ny järnväg genom Ängelholm, daterad , ges följande dimensionerande vattennivåer: Högsta HHW med 100 års återkomsttid MHW MW MLW LLW med års återkomsttid +2,40 m +1,40 m +0,13 m -0,70 m -1,25 m Dessa nivåer är inte uppmätta eller beräknade i exakt position för den nya bron. Dock är det användbara i detta läge. När bron skall byggas och läget för den är exakt fastställt bör nya nivåer fastställas. Vad gäller nivån på fast berg finns det inte heller några mätningar för aktuellt område tillgängliga. Genom att studera berggrundskartor kan man anta att fast berg ligger på ungefärliga nivån -10 m. Detta måste givetviss noggrant verifieras eftersom att brons stöd med allra största sannolikhet kommer att grundläggas på spetsbärande pålar. 3.3 Ledningskontroller Reinertsen har gjort en s.k. ledningskontroll. De ledningar som finns i området är i anslutning till vägen parallellt med ån på östra sidan och vid hussamlingen på östra sidan, norr om broläget. Dessa ledningar ställer inte till med några problem för grundläggningen av bron. För att sammanfatta, det finns inga befintliga ledningar som skulle vara något hinder för att anlägga bron i aktuellt läge. 3.4 Länsstyrelsen Reinertsen har varit i kontakt med Länsstyrelsen angående att anlägga en bro i aktuellt område. Som alltid när det gäller påverkan av vattendrag krävs en vattendom eller eventuellt tillstånd för vattenverksamhet då man bygger i eller i närheten av vatten. Vad för typ av tillstånd som krävs beror på valet av brotyp. 4 BROALTERNATIV Ur Figur 4 framgår att den fria vattenytan (avståndet mellan strandlinjerna) vid normalvattenstånd är ca 50 m. Till detta bör man lägga till 5 m på vardera sida för att kunna grundlägga landstöden i någorlunda torrhet. Det innebär avståndet mellan landstöden är ca 60 8

9 m. Att grundlägga stöd i vatten är avsevärt mer komplicerat än att göra det på land. Dessutom krävs med största sannolikhet också en vattendom eftersom att stödet kommer att påverka flödet i ån. Av den anledningen bör man begränsa antalet stöd i vatten till maximalt ett. Bron är en gång- och cykelbro vilket innebär att lasterna är ganska små jämfört med en bil- eller järnvägsbro. Om vi skall klara att bygga en bro med fria spännvidden 60 m (inga stöd i vattnet) bör vi välja mellan nedanstående alternativ. Bågbro Hängbro Snedkabelbro I figur 5 visas principskisser för de olika brotyperna. Bågbro Hängbro Snedkabelbro Figur 5. Brotyper för långa spännvidder Om vi i stället väljer att ha ett stöd i vattnet innebär det att den fria spännvidden blir 30 m. I det fall kan vi välja på andra typer av broar, exempelvis balkbroar eller fackverksbroar. Principfigurer av balk- och fackverksbroar visas i figur 6. Balkbro Fackverksbro Figur 6. Principskisser på balk- och fackverksbroar Balkbroar är en brotyp som i längsled bärs upp av balkar. Balkarna kan vara i olika material tex. trä, stål eller betong. En fackverksbro är också en typ av balkbro. Dock är balkarna uppbyggda av ett antal klenare element som bildar ett fackverk. Dessa element är oftast av trä eller stål. I denna studie har vi valt att gå vidare med alternativen bågbro, hängbro och fackverksbro. Anledningen till att snedkabelbron utesluts beror på att bron är en gångbro med relativt låga laster, vilket innebär att denna typ av bro inte är ekonomiskt fördelaktig. En snedkabelbro är mest fördelaktig om det är möjligt att ha kablar på båda sidorna om pylonerna som förankras i bron. I detta fall medger inte geometrin det eftersom att bron knäcker i höjd med pylonerna. Anledningen till att inte ha en balkbro är att fackverksalternativet är mycket mer resurssnålt. Balkarna i en balkbro skulle bli mycket höga vilket hade inneburit mycket material. I samtliga tre broalternativ är huvud- och tvärbärningen av stål. Vidare är brobanan i alla alternativen av trä. Det är inget måste, det går att byta ut den mot en farbana av stål som 9

10 beläggs med t.ex. gjutasfalt. I följande avsnitt ges en noggrannare redovisning av de tre olika alternativen. 4.1 Bågbro Bågbrons huvudbärning består av en båge och ett dragband. Tanken är att hela bågen är tryckt. De reaktionskrafter i horisontell riktning som uppstår vid stöden tas upp av ett dragband mellan bågens start- och slutpunkter. Det innebär att de horisontella laster som uppstår i bågen av bla. egenvikt i brons längdriktning som vill få bågen att sprätta ut fångas upp av dragbandet. I bågen fästs dragstag som ansluts till tvärbalkar vilka bär upp brons farbana. I figur 7 visas exempel på två bågbroar. Figur 7. Till vänster: gångbro över Sölvesborgsviken, spännvidd 60 m Till höger: bågbro av trä i Umeå, spännvidd 35 m Framtaget alternativ med bågbro redovisas i figur 8. Figur 8. Bågbroalternativet Förbindelsen består av en bågbrodel med spännvidden 60 m och tre mindre balkbroar med spännvidderna 11,4 m respektive 11.6 m. Totala brolängden är ca 95 m. Bågbron vilar på två större platsgjutna betongstöd som är grundlagda på spetsbärande pålar. Balkbroarna vilar på mindre platsgjutna betongstöd. I figuren ovan är dessa pålgrundlagda. Det är dock inte säkert att det behövs eftersom att lasterna på dessa är relativt låga. I bilaga 2 redovisas brolösningen utförligare. Tanken är att bygga bågen i två delar. Bågens båda delar placeras på respektive stöd. Bågdelarna hålls på plats i hjässan med två kranar. När båda delarna är på plats sänker kranarna bågdelarna så att de möts i hjässan och sammanfogas. 10

11 4.2 Hängbro Hängbrons huvudbärning består av två kablar. Kablarna förs över pylonerna och förankras på båda sidorna om bron i markankare. Dessa markankare består i princip av en betongklump av lämplig storlek. I kablarna fästs hängare som ansluts till tvärbalkarna i farbanan. Ovanför tvärbalkarna placeras längsgående balkar. I dessa balkar placeras ytterligare tvärbalkar som bär upp farbanan. Dessa tvärbalkar är relativt klena men de placeras relativt tätt. I Figur 9 visas exempel på två hängbroar. Figur 9. Exempel på hängbroar för gång- och cykeltrafik Framtaget alternativ med hängbro redovisas i figur 10. Figur 10. Hängbroalternativet Förbindelsen består av en hängbro med spännvidden 60 m och 3 mindre balkbroar med varierande spännvidder mellan 11 och 15 m. Grundläggningen är samma som gäller för bågbroalternativet. Första steget i byggprocessen är att tillverka stöden. Därefter monteras pylonerna och kablarna sätts på plats. Överbyggnaden tillverks i element med längden 6 m vilka successivt hängs på plats i hängarna som är anslutna till huvudkablarna. 4.3 Fackverksbro Huvudbärningen för denna brotyp består av två fackverksbalkar. Huvuddelen av bärningen sker i fackverkets över- och underram. I vårt fall är underramen dragen medan överramen är tryckt. Syftet med snedsträvorna är att hålla önskat avstånd mellan över- och underram. För att förenkla det hela är det på så sätt att desto större avståndet är desto större kapacitet har fackverksbalken. På fackverkets underram svetsas tvärbalkar. På dessa vilar farbanan. I Figur 11 visas två typiska exempel på fackverksbroar i stål. 11

12 Figur 11. Två exempel på gångbroar med stålfackverksbalkar, sk. Knislingebroar Framtaget alternativ med fackverksbro redovisas i figur 12. Figur 12. Alternativet fackverksbro Alternativet består av fyra fackverksbroar med spännvidder mellan 7,5 till 30 m. Den totala brolängden för detta allternativ är ca 94 m. Tanken är att samtliga fackverksbroar byggs som färdiga komponenter vid sidan om broläget. Då stöden är gjutna lyfts de kompletta fackverksbroarna på plats med hjälp av en kran. I nästa avsnitt ges en kostnadsuppskatting för de olika alternativen. Slutligen, i det sista avsnittet, redovisas för- och nackdelar med de olika alternativen. 5 KOSTNADSUPPSKATTNING I detta avsnitt ges en översiktlig uppskattning av vad det skulle kosta att anlägga de tre olika broalternativen. Uppskattningen är gjord tillsammans med Oskar Bruneby på PEAB som är erfaren platschef med mer än 50 broar på sitt samvete. Rent kostnadsmässigt är det ingen större skillnad mellan de olika brotyperna. Reinertsen har 12

13 valt att uppskatta kostnaden för bågbron. I detta fall är det antagit att det ärande systemet är av stål. Man skulle kunna tänka sig att använda trä istället. Detta alternativ är inte utrett. I tabellen nedan visas mängder och priser för stålöverbyggnaden. Här har antagits priset kr/ton stål. Detta pris avser färdig produkt, dvs. inkl. målning, rostskyddsbehandling osv. Del: Vikt Pris Bågar, 67x2 m 65 ton Huvudbalkar (IPE 550), 95x2 m 25 ton Tvärbalkar (HEA 550), 5x9 10 ton Tvärbalkar (HEA 100), 4x ton Diverse detaljer, 3 % av totalvikten. 5 ton Stag 8 st Totalt: 115 ton I tabellen nedan visas mängder för resterande delar av överbyggnaden. Del: Pris Träfarbana 45 mm tjock 300 m Stora lager 4 st Små lager 10 st Belysning Räcken 200 m Totalt: I tabellen nedan redovisas kostnader för de två stora stöden. Del: Pris Spont Pålar 15x2 = 30 st a 20 m totalt 600 m Betong, armering och form 2 st 270 m Totalt: I tabellen nedan redovisas kostnader för de fyra små stöden. Del: Pris Spont Pålar 6x3 = 18 st a 20 m totalt 360 m Betong, armering och form 3 st 300 m Totalt: Totalkostnaden för bågalternativet beräknas till ca kr. I detta pris ligger givetvis en osäkerhet. Osäkerheten är uppskattad till -15 till +15 %. Det innebär att kostnaden för att anlägga en gång- och cykelförbindelse över Rönneå skulle kosta mellan 9 till 12 miljoner kronor. Till detta skall det läggas till kostnaden för att detaljprojektera bron som skulle kunna kosta ca 1 miljon kronor. 13

14 6 SAMMANFATTNING OCH SLUTSATSER I denna rapport redovisas tre olika möjliga lösningar att anlägga en gångbro över Rönneå. Två alternativ utan mellanstöd i ån, hängbron och bågbron, och ett alternativ med ett mellanstöd i mitt i Rönneå, fackverksbron. Det finns givetvis andra tänkbara alternativ. Man skulle kunna tänka sig att anlägga en fackverksbro utan mellanstöd. Det finns exempel på sådana broar i Europa. Ett sådant alternativ är möjligt, det skulle dock innebära att höjden på fackverken skulle behövas ökas till runt 2,5 m. För att sammanfatta har följande punkter använts: Ekonomi Grundläggning Projektering Produktion Drift och underhåll 6.1 Ekonomi I föregående avsnitt visades en kalkyl för att producera bron. Kalkylen visade att bågbroalternativet skull kosta ca 10 miljoner kronor plus 1 miljon för att detaljprojektera bron. Enligt konversation med entreprenör skulle hängbroalternativet hamna på samma nivå medan alternativet med fackverksbro skulle bli 0,5 till 1 miljon billigare att producera. 6.2 Grundläggning Samtliga broars stöd kommer med allra största sannolikhet behöva grundläggas på spetsbärande betongpålar oavsett om stöden är på land eller i vattnet. Här är en stor och viktig skillnad mellan de broar som endast har stöd på land och fackverksbron. Att anlägga stöd i vatten är komplicerat. Men viktigast av allt: det krävs en vattendom eftersom att man påverkar flödet i Rönneå. Det kan visa sig att det inte är tillåtet att anlägga stöd i ån. Att ansöka om en vattendom kan vara tidskrävande och är behäftad med svåruppskattliga kostnader. Av den anledningen anser Reinertsen att man skall undvika att ha ett mellanstöd som påverkar flödet i Rönneå. Ur grundläggningssynpunkt föreslår Reinertsen antingen båg- eller hängbroalternativet. 6.3 Projektering Av de tre föreslagna alternativen är fackverksbron enklast att projektera. Vidare har vi i Sverige stor erfarenhet av att projektera denna typ av bro vilket innebär att det är enklare att få konstruktionsberäkningarna kontrollerade och granskade. Av de andra alternativen så är troligen bågbron enklare än hängbron. Det störst problemet med att projektera gångbroar är klara dynamikproblematiken eftersom att dessa broar är förhållandevis lätta jämfört med vägbroar. Den minst tunga av de föreslagna broalternativen är hängbron, vilket innebär att denna brotyp ur denna synvinkel är mest komplicerad. Ur projekteringssynpunkt skulle Reinertsen föreslå något av båg- eller fackverksbroalternativen. 6.4 Produktion Produktionsmässigt är den största skillnaden mellan de olika alternativen grundläggningsförfarandet. Att grundlägga i vatten är alltid förknippat med svårigheter. För 14

15 att kunna sponta i vattnet måste man anlägga en pålbrygga alternativt dra upp en pråm i ån för att kunna slå sponten. Dessa åtgärder gör att ån grumlas vilket man i och för sig kan hindra genom siltgardiner. Men det är ytterligare en åtgärd som skall göras. Produktionsmässigt är det mycket fördelaktigt att kunna arbeta från land. Det innebär att båg- och hängbroalternativen är mest fördelaktiga produktionsmässigt. En annan aspekt som bör beaktas är att det är ganska svårt att ta sig fram till broläget på båda sidorna. Det innebär att innan arbetena kan börja måste terrängen röjas och marken jämnas av så att det går att komma fram med maskiner. 6.5 Drift och underhåll Kalkylen är baserad på en farbana i trä vilket är ekonomiskt fördelaktigt, ca 1 miljon billigare än en farbana som är uppbyggd av en stålplåt belagd med gjutasfalt och ett slitlager. Givetvis är det större kostnader att underhålla en farbana av trä än en med asfalt. Dock är belastningen på denna bro relativt liten varför Reinertsen tycker att en farbana av trä kan vara lämplig i detta fall. Fackverksbron består av ett stort antal element i stål. Det stora antalet element för detta alternativ, innebär att underhållet av en fackverksbro är behäftad med en större kostnad jämfört med de övriga två alternativen. 6.6 Sammanfattning Att anlägga en gång och cykelbro över Rönneå i aktuellt läge skulle kosta ca 10 miljoner kronor oavsett vilket alternativ som väljs. För att göra en mer exakt uppskattning skulle man behöva gå in mer på djupet för ett specifikt alternativ. Vilket alternativ som man skall gå vidare med är upp till Er, beroende på eventuella önskemål. Den viktigaste slutsatsen är att man bör undvika att ha stöd i vattnet eftersom att det kan leda till kostnader och konsekvenser som är svåra att förutspå. Reinertsens slutsats är att anläggning av en bågbro över Rönneå är det bästa alternativet. 15

16 Gångbro över Rönneå Bilaga 1 Ritningar Reinertsen Sverige AB Östergatan MALMÖ Tel: +46 (0)

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34