PM Produktion och rivning

Transkript

1 Sida 1 av 11 Projekt Ny Bro 2020 Handläggare av (leverantör) J. Bjerstedt/ATKINS Godkänd (leverantör) R. Timmerman/ATKINS Diarie-/Upphandlingsnummer TN/2013:74 13/196 Granskad (leverantör) C. Mundell/ATKINS Godkänd beställare B-M. Jacobsson/Lidingö Stad Dokumentnummer Version Datum 2.4 Rev.datum/Sign. NB /ELMI PM Produktion och rivning Ny Bro 2020 Underlag för inriktningsbeslut

2 Sida 2 av 11 Innehåll 1 Bakgrund Inledning Syfte och avgränsning Syfte Avgränsning Byggmaterial Betong Beständighet Byggbarhet Hållbarhet Stål Beständighet Byggbarhet Hållbarhet Fiberarmerad plast Beständighet Byggbarhet Hållbarhet Brotyper Brotyp 1 Balanserat konsolutbyggd betongbro Grundläggning Byggande /byggmetod Brotyp 2 Samverkansbro Grundläggning: Byggande / byggmetod Brotyp 3 Fackverksbro i stål Grundläggning Byggande /byggmetod Brotyp 4 Bågbro i stål Grundläggning Byggande / byggmetod Etablering Öppningsbara brotyper Klaffbro Svängbro Lyftbro... 10

3 Sida 3 av 11 6 Generell kostnadsutvärdering av alternativen Rivning Bilagor: Bilaga 1, Exempel på produktionsmetoder Bilaga 2, Exempel på rivningsmetoder

4 Sida 4 av 11 1 Bakgrund 1.1 Inledning Lidingö Stads kommunfullmäktige beslutade år 2012 att en ny bro ska byggas mellan Lidingö och Stockholm. Projektet som benämns Ny bro 2020 ska vara färdigställt år Den nya bron ska då ersätta Gamla Lidingöbron och dess funktioner för gång-, cykel- och mopedtrafik samt spårväg. Aktuell PM Produktion och rivning utgör underlag inför Lidingö Stads inriktningsbeslut avseende projektet Ny bro Syfte och avgränsning 2.1 Syfte Syftet med aktuell PM är att redovisa de brotyper som bedöms vara aktuella för Ny bro 2020 samt att för varje brotyp redovisa grundläggning, byggande och behovet av etableringsytor. Underlaget kan användas som hjälpmedel för att utvärdera bland annat påverkan av miljö och vattenverksamhet. 2.2 Avgränsning Fyra olika brotyper har valts ut efter störst relevans utifrån de förutsättningar som anges i kravspecifikationen för Ny bro 2020 samt ur ett kostnads- och miljöpåverkansperspektiv. För att behålla så många alternativ som möjligt öppna till en totalentreprenad har inte någon jämförelse mellan de olika brotyperna genomförts. 3 Byggmaterial Byggmaterialen utgörs i huvudsak av betong eller stål eller en kombination av dessa, alternativt fiberarmerad plast. Nedan redovisas några viktiga aspekter avseende dessa material. 3.1 Betong Beständighet Betong har en beständighet på över 120 år även i de hårdaste miljöer, och kan motstå både värme och klorider. Betongelement erfordrar endast minimalt underhåll för att hållas i god kondition Byggbarhet Betongens formbarhet möjliggör ett stort antal olika typer av utformning med tillhörande spännvidder. Med god planering och prefabricerade element kan byggtiden minskas avsevärt jämfört med en platsgjuten konstruktion. Platsgjuten konstruktion är även en långsam byggmetod i jämförelse med stål- och samverkanskonstruktioner. Det finns också en risk för läckage när gjutningen sker Hållbarhet Betong har liten påverkan på miljön, bland annat eftersom det innebär litet behov av underhåll.

5 3.2 Stål Sida 5 av Beständighet Stålbroar har en bevisad beständighet på över 120 år även i de hårdaste miljöer med ett normalt underhåll. Eftersom delarna är synliga och åtkomliga kan tecken på skador eller nedbrytning åtgärdas snabbt, utan behov av djupare utredning Byggbarhet Stål passar ett brett spektra av byggmetoder. Stålet förtillverkas på fabrik i element för att sen transporteras till byggarbetsplatsen och monteras samman. Delarna kan monteras på flera sätt, till exempel lyftas på plats med kran eller lanseras ut. De kan anpassas till den specifika platsen och när stålet monterats kan det bära upp form och arbetsplattformar Hållbarhet Stål är ett hållbart byggnadsmaterial ur miljöaspekt då det kan återanvändas oändligt många gånger men det är dyrt att tillverka och det måste kontinuerligt målas om. 3.3 Fiberarmerad plast Beständighet Fiberarmerade plast är ett relativt nytt byggmaterial för broar, särskilt i Sverige. Materialet har använts i cirka 20 år runt om i världen. Inom andra områden, till exempel fritidsbåtar, har det använts under längre tid. Fördelen är att underhåll och beständighet är väldigt god på bekostnad av priset Byggbarhet Elementen gjuts i fabrik och transporteras till byggplatsen Hållbarhet Då det finns flera olika plaster och armeringstyper kan materialet anpassas efter önskade ändamål. Eftersom detta är ett relativt nytt byggmaterial finns idag inte några generellt gällande normer, utan detta är under framtagande.

6 Sida 6 av 11 4 Brotyper 4.1 Brotyp 1 Balanserat konsolutbyggd betongbro En balanserat konsolutbyggd betongbro används när tillgången till utrymme under bron för formbyggnad är begränsat. Brotypen har fått sitt namn efter byggmetoden, där bron börjar byggas från ett mittstöd och sedan anläggs konsoler på båda håll för att balansera varandra och minimera lasterna i stödet. Utbyggnadsetapperna är ca 5m på vardera konsol. Bild 1. New Medway-bron Grundläggning Grundläggning av en betongbro görs till exempel med grova pålar och förhöjd grundläggning, se bilaga 1. En betongbro blir väsentligt tyngre än en samverkansbro eller stålbro vilket medför ett större stöd och fler pålar Byggande /byggmetod En konsolutbyggd betongbro kan grovt beskrivet byggas på två sätt, dels platsbyggd med justerbara formar som hänger längst ut på konsolen och flyttas efterhand som bron byggs, eller med prefabricerade element som spänns ihop med spännarmeringen. En platsbyggd konstruktion är mer flexibel men tar väsentligt längre tid att bygga på grund av torktiderna för gjutningarna innan spännarmeringen kan spännas upp och formen flyttas. I en prefabricerad lösning måste elementen göras väldigt noggrant, och stora krav ställs på logistiken. En platsbyggd konstruktion kräver mindre etableringsytor då endast armeringen behöver upplagsplats, medan en prefabricerad lösning kräver att man kan lagra elementen eller att transporten från fabrik kan ske kontinuerligt.

7 Sida 7 av Brotyp 2 Samverkansbro En Samverkansbro används när tillgången till utrymme för formbyggnad under bron är begränsat. Brotypen har fått sitt namn på grund av samverkan mellan stålet under och betongen i brobaneplattan. Bild 2. Olympic Park London Grundläggning: Grundläggning av en samverkansbro görs till exempel med grova pålar och förhöjd grundläggning, se bilaga 1. Eftersom stålet har hög hållfasthet i förhållande till betong fås en lättare konstruktion vilket påverkar grundläggningen gynnsamt och pålantalet kan minskas Byggande / byggmetod En samverkansbro byggs genom att stålet förtillverkas i fabrik och transporteras i element till byggplatsen. Utbyggnadsprocessen kan ske på två sätt eller i en kombination av dessa, antingen sätter man samman bron på land och skjuter ut den allt eftersom nya element sätts dit. Alternativt lyfts varje spann på plats och sammanfogas med angränsande fack på plats. Vanligtvis används stålet som bärverk för att fästa formen till betongen, som gjuts på plats i brons slutläge. Ska bron lanseras på plats krävs det plats bakom landfästet för att montera samman elementen, det är också fördelaktigt att transportera fram stålelementen från fabrik. Ska bron lyftas på plats direkt, spann för spann, krävs utrymmen för förvaring av stålelementen som då måste vara i spännviddens längd.

8 Sida 8 av Brotyp 3 Fackverksbro i stål En fackverksbro är en väldigt lätt konstruktion då den är materialeffektiv. Brotypen kräver mycket arbete för att sätta samman alla olika delar. Bild 3. Silk mills bron Grundläggning Grundläggning av en fackverksbro görs till exempel med grova pålar och förhöjd grundläggning, se bilaga 1. Eftersom stålet har hög hållfasthet i förhållande till betong skapas en lättare konstruktion vilket påverkar grundläggningen gynnsamt och pålantalet kan minskas Byggande /byggmetod En fackverksbro byggs genom att stålet förtillverkas i fabrik och transporteras i element till byggplatsen. Utbyggnadsprocessen kan ske på två sätt eller genom en kombination av dessa två. Antingen sätts bron samman på land och skjuts ut allt eftersom nya element sätts dit eller så lyfts varje spann på plats och sammanfogas med angränsande fack på plats, så fungerar varje fack som en egen konstruktion. Ska bron lanseras på plats krävs det utrymme bakom landfästet för att montera samman elementen. Ska bron lyftas på plats direkt, spann för spann, krävs utrymmen för förvaring av stålelementen som då måste vara i spännviddens längd.

9 Sida 9 av Brotyp 4 Bågbro i stål En bågbro i stål är en väldigt lätt konstruktion då den är materialeffektiv. Brotypen kräver mycket arbete för att sätta samman alla olika delar. Bild 3.Braiswick vägbro över A Grundläggning Grundläggning av en bågbro görs till exempel med grova pålar och förhöjd grundläggning, se bilaga 1. Eftersom stålet har hög hålfasthet i förhållande till betong skapas en lättare konstruktion vilket påverkar grundläggningen gynnsamt och pålantalet kan minskas Byggande / byggmetod En bågbro byggs genom att stålet förtillverkas i fabrik och transporteras i element till byggplatsen. Utbyggnadsprocessen kan ske på två sätt eller genom kombination av dessa två. Antingen sätts bron samman på land och skjuts ut allt eftersom nya element sätts dit eller så lyfts varje spann på plats och sammanfogas med angränsande fack på plats, så fungerar varje fack som en egen konstruktion. Ska bron lanseras på plats krävs det utrymme bakom landfästet för att montera samman elementen. 4.5 Etablering Etableringsytorna som krävs för de olika brotyperna är ungefär detsamma, det som skiljer mest är då bron ska lanseras vilket kräver etablering på en specifik plats. Generellt gäller det att byggande med små etableringsytor får konsekvenser för logistiken och därmed också priset.

10 5 Öppningsbara brotyper Sida 10 av Klaffbro Klaffbron är en rörlig bro med någon form av motvikt som balanserar upp brodelen som öppnas. En klaffbro kan göras både med enkel- och dubbelklaff. Enkelklaff öppnas genom att brobanan vrids upp vertikalt (Gamla Lidingöbrons klaff är en sådan) och en dubbelklaff består av två enkelklaffar som går mot varandra i mitten. 5.2 Svängbro Svängbron kan vara av olika typer, men det som är gemensamt är att de har en roterande konstruktion som vrider bron 90⁰. Delen som bron roterar kring kan antingen vara excentrisk eller mitt på bron. Bild 3 - Svängbro, 5.3 Lyftbro Lyftbron är en bro som lyfts rakt upp från båda sidorna. Det finns två typer av lyftbroar, en som har torn med hissanordning som lyfter upp bron och en med domkrafter i stöden som trycker upp bron. Bild 4 Lyftbro

11 6 Generell kostnadsutvärdering av alternativen Sida 11 av 11 Alt. 1 Alt 1 Material Bro typ Uppskattad påverkan av pris på byggkostnad för bron Platsgjuten betong Prefabricerad betong Balanserat konsolutbyggd betongbro Balanserat konsolutbyggd betongbro 140 % 120 % Alt. 2 Stål/betong Samverkansbro 100 % Samverkan Alt. 3 Stål Fackverksbro 165 % Alt. 4 Stål/betong Bågbro 180 % Alternativ 3 och 4 är framförallt framtagna för att användas i ett fack på bron för att skapa högre segelfri höjd, samtidigt som GCM-banan får så låg lutning som möjligt. Detta medför att merkostnader för dessa alternativ inte får så stort genomslag eftersom detta endast motsvarar cirka 10 % av brons kostnad (180*0,1+100*0,9 = 110). Hänsyn är dock inte tagen till att det kan påverka byggmetoden (som exempel blir det svårt att lansera delen mot Lidingö om ett bågspann placeras mitt på), vilket gör att flera metoder behöver kombineras. 7 Rivning Rivning av Gamla Lidingöbron kräver noggrann planering och studier av den befintliga konstruktionen och omständigheterna kring denna krävs för att avgöra vilken typ av rivningsprocess som ska utnyttjas. En av de främsta begränsningarna är att bron som ska rivas ligger mellan den befintliga Lidingöbron och ett tänkt läge för Ny bro Detta kommer att påverka vilken typ av flytande kranar som kan användas. Ett annat hinder är att kanalen är 20 meter djup i mitten där rivningen kommer äga rum vilket medför svårigheter. Se bilaga 2 för exempel på rivningsförfarande.

12 Sida 1 av 4 Projekt Ny Bro 2020 Handläggare av (leverantör) J. Bjerstedt/ATKINS Godkänd (leverantör) R. Timmerman/ATKINS Diarie-/Upphandlingsnummer TN/2013:74 13/196 Granskad (leverantör) C. Mundell/ATKINS Godkänd beställare B-M. Jacobsson/Lidingö Stad Dokumentnummer NB _Bilaga 1 Version Datum Rev.datum/Sign / JOBJ Bilaga 1, Exempel produktionsmetoder PM Produktion & rivning Ny Bro 2020 Underlag för inriktningsbeslut

13 Exempel på utbyggnadsförfarande vid anslutning på Lidingösidan Fas 1 - Utgångsläget Fas 2 Byggande av Ny bro 2020 fram till Gamla Lidingöbron på Lidingösidan Fas 3 Gång- och cykelbrodelen för Gamla Lidingöbron rivs Fas 4 Byggande av resterande del av Ny bro 2020 fram till Lidingö Sida 2 av 4 Fas 5 - Rivning av resterande del av Gamla Lidingöbron och spårvägen ansluts till Ny bro 2020 Fas 1 Utgångsläget Fas 2 Bygger Ny bro 2020 fram till Gamla Lidingöbron (Utan anslutningar mot Lidingö) Fas 3 - GCM delen för Gamla Lidingöbron rivs Fas 4 - Bygger resterande del av Ny bro 2020 fram till Lidingö Fas 5 - Rivning av resterande del av Gamla Lidingöbron och spårvägen ansluts till Ny bro 2020 Figur Exempel på utbyggnadsordning västra anslutningen mot Lidingö

14 Sida 3 av 4 Exempel på grundläggning och underbyggnad Geotekniska förutsättningar är sammanställda i PM Geoteknik. Ny bro 2020 förutsätts att pålas med förhöjd grundläggning med borrade grova stålpålar som fylls med armerad betong ( Se PM Geoteknik). De grova pålarna krävs för att klara lasten och för att inte knäckas på grund av den långa fria längden i fritt vatten. Exempel utförande: Kassuner byggs Kassuner seglas ut delvis fyllda för att erhålla god stabilitet. När kassunen är på plats fylls den med vatten till rätt nivå. De första tre pålarna installeras. Kassunen fixeras i rätt läge med de installerade pålarna. Resterande pålar installeras och verifieras med avseende på placering och kapacitet. Tätkaka gjutes. Kassun länspumpas. Pålar armeras upp och gjutes. Bottenplatta formas, armeras och gjutes. Pelare formas, armeras och gjutes. Form och kassun rives. Figur 1. Exempel på pålning i plan- och sektion.

15 Figur 2 Princip skiss på grundläggning med pålar Sida 4 av 4

16 Sida 1 av 3 Projekt Ny Bro 2020 Handläggare av (leverantör) J. Bjerstedt/ATKINS Godkänd (leverantör) R. Timmerman/ATKINS Diarie-/Upphandlingsnummer TN/2013:74 13/196 Granskad (leverantör) C. Mundell/ATKINS Godkänd beställare B-M. Jacobsson/Lidingö Stad Dokumentnummer NB _Bilaga 2 Version Datum 2.3 Rev.datum/Sign /ELMI Bilaga 2, Exempel rivningsmetoder PM Produktion & rivning Ny Bro 2020 Underlag för inriktningsbeslut

17 Sida 2 av 3 Demontering: Metoden bygger på att bron plockas ner i bitar antingen med kran eller att den sänks ner på pråmar och seglas iväg. Denna metod medför att arbetet kan utföras med minimal påverkan på rivningsplatsen i form av damm och buller. Delar av rivningen måste göras på plats, som delning av spann och viss demontering av bågspannet. Att montera ner bron kräver planering och förståelse av konstruktionen. Fördelar Liten påverkan på miljön, eftersom damm, vibrationer och buller minimeras på arbetsplatsen. Låg påverkan på arbetsplatsen. Arbetsmiljön blir bättre då arbetet på byggarbetsplatsen minimeras och arbetet kan ske inomhus i anpassad fabrik. Nackdelar Tidsåtgången blir stor för rivningen av en bro av denna storlek. Dyr lösning då det krävs platskrävande transport. Exempel utförande rivning bågspann: Farbanan rivs ner i delar och seglas iväg Vertikala hängarna plockas ner Vinscher sätts på båda sidor för att hålla uppe bågen och man kan dela den på mitten När den delats i mitten sänks vardera halva ner på pråm

18 Sida 3 av 3 Figur 1- Exempel skiss på rivning bågspann Exempel utförande rivning fackverks spann: Man seglar ut en pråm under aktuellt spann och lyfter upp spannet med domkrafter. Anslutningarna mot stöd kapas av. Brodelen seglas iväg för demontering. När överbyggnaden är borta fäster man upp stöden med pråmar och kapar pålarna för att sen segla in stöden för demontering. Sist rivs resterande del av pålen vart efter pålen kapas vid botten. Figur 2- Exempel skiss på rivning fackverksspann