Bruer og konstruksjoner/Prosjektering og bygging/Betongkonstruksjoner

Fra Teknisk regelverk utgitt 1. februar 2017
Hopp til: navigasjon, søk

1 Hensikt og omfang

Dette kapitlet omhandler regler for prosjektering og bygging av betongkonstruksjoner.

Betongkonstruksjoner skal dimensjoneres i de forskjellige grensetilstandene i henhold til NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008 og NS-EN 1992-2:2005+NA:2010.

Beregning av lastvirkninger skal baseres på forutsetninger og beregningsmodeller som ivaretar konstruksjonsdelenes virkemåte i den aktuelle grensetilstand.

2 Dimensjonerende materialfasthet

Dimensjonerende materialfasthet skal bestemmes i henhold til:

  • NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008 Prosjektering av betongkonstruksjoner Del 1-1 Allmenne regler og regler for bygninger
  • NS-EN 1992-2:2005+NA:2010 Prosjektering av betongkonstruksjoner – Del 2: Bruer
  • NS-EN 12794:2005+A1:2007/AC:2008 Prefabrikkerte betongprodukter. Fundamentpæler

2.1 Konstruksjonsfasthet betong

I betongkonstruksjoner for jernbanebruer skal ikke lavere fasthetsklasse enn B45 SV-40 etter NS-EN 206:2013+NA:2014 og Statens vegvesen håndbok R762, Prosesskode - 2 benyttes. Bestandighetsklasse skal være MF 40.

3 Dimensjonering

3.1 Generelt

Karakteristiske laster er gitt i Bruer/Prosjektering_og_bygging/Laster

Lastkoeffisienter for de forskjellige grensetilstandene er gitt i NS-EN 1990: 2002+A1:2005+NA:2016.

Normalt forlanges lastvirkninger beregnet etter elastisitetsteori.

3.1.1 Deformasjonslaster

Ved beregning av dimensjonerende lastvirkninger skal det tas hensyn til

  • kryp og svinn
  • relaksasjon
  • setninger
  • byggemåte
  • tidsforløp

Den ferdige konstruksjon skal minimum kontrolleres for to tilstander

  • en like etter at brua er åpnet for toglast
  • en etter at all krypning, svinn og relaksasjon har funnet sted

Ved valg av parametere for kryp og svinn kan det normalt antas 70 % relativ fuktighet for bruas overbygning, og 80 % relativ fuktighet for søyler over vann.

Tap av spennkraft på grunn av friksjon kan beregnes etter


P = P_0 \cdot \left(1-e^{-\mu(\alpha +kL)}\right)
   (1)

P0= spennkraft ved aktiv forankring

α = samlet tilsiktet retningsendring

μ = friksjonskoeffisient

k = tilfeldig retningsendring pr. meter

L = lengde av kabel

μ og k oppgis av spennstålleverandør; verdiene skal dokumenteres

For krav til totalsetninger og differansesetninger vises det til kapittel 6, avsnitt 4.3. For bruer som er særlig ømfintlige for setninger, som kontinuerlige bruer, skal kravene vurderes i samråd med Jernbaneverket og geoteknisk rådgiver.

3.2 Bruddgrensetilstanden

Det henvises til NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008 og NS-EN 1992-2:2005+NA:2010.

3.3 Bruksgrensetilstanden

3.3.1 Rissvidder

Rissvidder skal ikke overskride verdiene gitt i NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008 og NS-EN 1992-2:2005+NA:2010.

For spennarmerte bruer gjelder følgende krav for bruoverbygningen:

  • på undersider:iflg. Bestandighetsklasse MF 40.
  • på overside i spennarmeringsretning:Wk = 0,00
  • på overside tvers på spennarmeringen:iflg. Bestandighetsklasse MF 40.

For spennarmerte bjelkebruer gjelder følgende krav:

  • 0,20 mm karakteristisk rissvidde på undersiden
  • 0,00 mm karakteristisk rissvidde på oversiden

For slakkarmering gjelder samme krav som NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008, generelt 0,30 mm.

Rissviddebegrensningen er knyttet til rissets vidde i avstand fra armeringen tilsvarende minste tillatte overdekning, se Bruer/Prosjektering_og_bygging/Betongkonstruksjoner#Armeringsoverdekning. Ved større overdekning reduseres rissviddebegrensningen som angitt i NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008. Rissvidder skal kontrolleres etter tabell NA.A2.3 NS-EN 1990:2002+A1:2005+NA:2016.

  • bruer med enkeltspor, reduksjonsfaktor 0,80
  • bruer med 2 spor, reduksjonsfaktor 0,70 og 0,60 for 3 spor eller flere.


3.3.2 Deformasjoner

Krav til deformasjoner er gitt i Bruer/Prosjektering_og_bygging/Laster.

3.4 Utmattingsgrensetilstanden

Det henvises til NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008.

Alternative metoder for kontroll av utmattingsgrensetilstanden kan benyttes dersom disse dokumenteres.

Betongbruer skal kontrolleres for en dimensjonerende brukstid på 100 år.

4 Armeringsregler

Armeringsreglene i NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008 gjelder generelt. Dessuten gjelder krav til armeringsplassering angitt i Statens vegvesens håndbok R762, Prosesskode 2.

4.1 Armeringsoverdekning

Kravene til overdekning skal være etter tabell 4.4N og 4.5N i NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008 og med dimensjonerende brukstid på 100 år.

Generelt skal overdekningskrav være iht. Statens Vegvesen Håndbok N400, 7.4.

For konstruksjoner i alunskifer eller sterkt sulfatholdig grunnvann skal minimumsarmeringen vurderes særskilt.

4.2 Spennarmering

Krav for materiell og utførelse av spennarmertekonstruksjoner er beskrevet i Publikasjon 14 «Spennarmeringsarbeider». Norsk Betongforening.

Uinjiserte kabelsystemer skal generelt ikke benyttes som spennarmering i jernbanebruer. For større bruer med kassetverrsnitt kan uinjiserte, frittliggende spennkabler eventuelt benyttes etter spesiell vurdering og godkjennelse fra Jernbaneverket i hvert enkelt tilfelle.

Ved skjøting av spennkabler skal NS EN 1992-2-2:2005/NA:2010 pkt. NA.8.10.4 anvendes.

I bjelkebruer skal det minimum benyttes 6 kabler i hver bjelke.

Slakkarmering gjennom støpeskjøter med skjøtt spennarmering skal utgjøre minst 0,75 % av arealet av tverrsnittsdelen. Som tverrsnittsdeler regnes steg, flens osv. Skjøtt armering i støpeskjøten skal ha omfarlengde minimum 50 • d (d er stangdiameter), men minst 1 meter.

5 Konstruksjonsregler

5.1 Generelt

Konstruksjonsreglene i NS-EN 1992-1-1:2004+NA:2008 gjelder generelt.

Bru som er klargjort for trafikk skal ha riktig vertikal- og horisontalkurvatur etter at all krypning, svinn og relakasjon har funnet sted, men uten toglast.

Ved utforming av bruer skal det legges vekt på

  • vedlikeholdsvennlige konstruksjoner
  • god vannavrenning
  • unngå vannlommer
  • god tilgjengelighet for inspeksjon og vedlikehold av eksponerte flater og lagre
  • bruas form og landskapsmessige tilpasning

Det skal anordnes dryppneser for å hindre at vann renner inn under og langs betongflater.

Lageravsatser bør ha en helning på ca. 1:50 for vannavrenning, i forkant lageravsats bør det være dryppkant med dryppnese. Det kan vare nødvendig a anordne midlertidige dryppneser for eksempel på undersiden av utkraget plate i overbygningen.

Det skal være adkomst til alle hulrom i konstruksjonen.

Vertikale støpeskjøter skal støpes mot forskaling. Støpeskjøten skal ha fortanning for den aktuelle kraftoverføring. Fortanningen skal ikke være synlig fra utsiden.

Ved støpeskjøter i brudekket skal det påføres epoksylim vått i vått ned til overkant armering.

5.2 Søylefundamenter

Fundamenter skal utføres med konstant høyde; hvis fjellet er skrånende skal det sprenges slik at horisontale avsatser etableres. Overkanten skal avrettes med fall min. 2 % bort fra søylelivet.

Ved undervannsstøp tillates horisontale støpeskjøter i overgangene mellom fundament og søyle, og mellom eventuell sokkel og søyle.

Vertikale støpeskjøter skal ha liggende grov og avfaset fortanning som sikrer god utstøping og kraftoverføring.

Utføres fundamentet med sokkel, skal denne gå minimum 300 mm utenfor søylen og avrettes med fall 3:1 fra søylen. Sokkel som avsluttes over vann skal føres 500 mm over høyeste vannstand.

Krav til fundamenter ved direkte fundamentering

Minimumtykkelse ved kant av søyle eller sokkel ved

  • tørrstøp: 500 mm
  • tørrstøp direkte på fjell: 400 mm
  • undervannsstøp: 1000 mm

Minimum fundamentutspring fra kant søyle eller sokkel: 300 mm

Minimumsarmering

  • underkant og overkant fundament: Ø16 c200 mm
  • alle sideflater: Ø16 c300 mm

Krav til pælefundamenter

Minimumstykkelse, ved kant av søyle eller sokkel regnet fra topp pæl

  • ved tørrstøp: 1000 mm
  • ved undervannsstøp: 1500 mm

Innstøpingslengde av topp betongpæl i fundament

  • ved tørrstøp: 200 mm
  • ved undervannsstøp: 300 mm

Minste avstand fra kant fundament til ytterkant ferdig rammet pæl: 500 mm

Minimumsarmering

  • underkant og overkant fundament: Ø16 c200 mm
  • alle sideflater: Ø16 c300 mm

Underkantarmeringens avstand til topp av kappet pæl

  • ved tørrstøp: 30 mm
  • ved undervannsstøp: 100 mm

Krav til rissvidder gjelder også for underkant av pælefundamenter.

Frittstående pælefundamenter i vann skal utføres som tørrstøp.

For utstøpte stålrørspæler skal stålrøret avsluttes min. 20 mm inne i fundamentet.

Forankringslengden av pælens lengdearmering opp i fundamentet skal være minimum 40 • armeringens diameter.

Ved tørrstøp av pælehoder på løsmasser gjelder krav til underlag gitt i NS-EN 1992.

Ved undervannsstøp mot forskaling av prefabrikerte betongelementer skal slik forskaling ikke medregnes som konstruktiv del av fundament og medfører heller ikke reduksjon av krav til overdekning.

5.3 Søyler, vegger og tverrbærere

Søyler og tverrbærere skal ikke ha mindre lengdearmering enn Ø16 c200 mm. Tverrarmeringen skal ikke være mindre enn Ø12 c200 mm.

Vegger skal dobbeltarmeres i begge retninger. Armeringen skal ikke ha mindre diameter enn 12 mm.

Konstruksjonsdeler som danner innvendig spisst hjørne (< 90o) skal utformes med voute ≥ 150 • 150 mm.

5.4 Landkar og støttemurer

I landkar skal det ikke benyttes armering med mindre diameter enn 12 mm. Det kan gjøres unntak for spesielle detaljer hvor mindre dimensjon er nødvendig for eksempel på grunn av bøyeradius. Minimumsarmering for landkarsåler er den samme som for søylefundamenter.

Normalt skal landkaret eller rammebeinet utføres med overgangsplate. Overgangsplatens lengde skal være minst 3,5 meter og skal ha helning bakover fra frontveggen, ca. 1:5. Overgangsplaten skal ikke antas å bidra til landkarets stabilitet. Se også Bruer/Prosjektering_og_bygging/Generelle_tekniske_krav#Bruavslutning

kap. 4, avsnitt 3.8. I bruer der overbygningen fortsetter forbi landkaret skal overgangsplaten festes til brudekket.

Landkar- og støttemursåler skal ha min. 2 % helning for vannavrenning. Kasselandkar skal være drenerte.

Lengden på vegger i landkar og støttemurer skal begrenses for å minimalisere svinnriss. Dette skal spesielt beaktes ved fundamentering direkte på fjell. Over et parti på min. 1,5 m regnet fra sålens overkant, skal horisontalarmeringen også dimensjoneres for tvangskrefter fra differensialsvinn mellom vegg og såle. Eventuell fastholding av sålen samt alderforskjell mellom vegg og såle skal tas hensyn til.

5.5 Bruoverbygning

Det skal beregnes overhøyder for overbygningen. Det skal tas hensyn til egenlast, kryp og svinn, relaksasjon og byggemåte i beregningene, slik at brudekket beregningsmessig ligger på teoretisk linje etter langtidsdeformasjoner. Ved spesifikasjon av overhøyder på tegninger skal toleranser for bygging (avvik fra tillatt høydeforskjell) reflekteres.

Alle tverrsnittsdeler skal være dobbeltarmert i begge retninger. Slakkarmeringen bør ikke ha mindre dimensjon enn 12 mm. Det kan gjøres unntak for spesielle detaljer der mindre dimensjon kreves for eksempel på grunn av bøying.

Slakkarmeringen skal skjøtes i støpeskjøt mellom støpeavsnitt. Samme armeringsstang tillates ikke å gå gjennom flere støpeavsnitt unntatt hvor disse støpes i fortløpende rekkefølge.

Strekkarmeringen bør fordeles i samsvar med spenningsfordeling etter elastisitetsteorien for å oppnå gunstig rissfordeling.

Ved skjøting av hovedarmering i strekkpåkjent snitt skal maksimalt hvert annet jern skjøtes i samme snitt.

6 Utførelse

6.1 Generelt

Den prosjekterende skal sørge for at informasjon om materialer, utførelse og kontroll overbringes til entreprenøren via tegninger og spesifikasjoner.

Materialene, utførelsen og kontrollen skal være i samsvar med Statens vegvesens håndbok R762, Prosesskode 2 og tilhørende standarder for betongarbeider, det vil si NS-EN 1992 og norske standarder referert til i disse, med tillegg og endringer gitt i det følgende.

6.2 Materialer

6.2.1 Betong

Materialer skal være i samsvar med Statens vegvesens håndbok R762, Prosesskode 2. Jernbanebruer tilhører bestandighetsklasse MF.

6.2.2 Armering

Armeringsstål skal tilfredsstille kravene i NS-EN 10080:2005. Sveisbart armeringsstål skal ikke ha høyere karbonekvivalent (Ceq) enn 0,45 %.

6.2.3 Spennstål og spennsystemer

Spennstål og spennsystemets delkomponenter skal tilfredsstille kravene i EN 10138.

Det skal dokumenteres at spennstålet og den samlede spennenhets utmattingsegenskaper tilfredsstiller beregningsforutsetningene.

6.2.4 Injiseringsmørtel for kabelrør

Materialer skal være i samsvar med anbefalingene gitt i standarder.

6.3 Kontroll

Jernbanebruer skal utføres i klasse utvidet kontroll og pålitelighetsklasse 3.

6.4 Toleranser

Toleranser for utførelse av jernbanebruer skal være som angitt i Statens vegvesens håndbok R762, Prosesskode 2.

6.5 Etterbehandling

For herdetiltak henvises det til Statens vegvesens håndbok R762, Prosesskode 2. Metode avtales med byggherren.

Hvis membran benyttes, skal denne fjernes før brudekket fuktisoleres. Se kap. 4 pkt. 3.3.

Antigrafittibehandling av synlige flater skal vurderes i hvert enkelt tilfelle.