SUUNNITTELUOHJE RUUKKI EASY BRIDGE

Transkriptio

1 SUUNNITTELUOHJE RUUKKI EASY BRIDGE

2 Sisältö 1 Johdanto Luotettava ja nopea siltaratkaisu Suunnitelmaaineisto ja immateriaalioikeudet Rakennejärjestelmät Yleistä Siltatyypit Yleistä Ruukki Easy Bridge Classic Ruukki Easy Bridge Premium..6 3 Siltageometria Päämitat Pystygeometria Vaakageometria Poikkikallistus Pään vinous Materiaalit ja säilyvyyssuunnittelu Yleistä Teräsrakenteet Betonirakenteet Rakenneosat Reunapalkit Kansilaatta Päätyrakenteet Yleistä Betoninen päätyelementti Teräksinen päätyrakenne Paikallavalettu päätyrakenne Liikuntasaumallinen päätyrakenne Siirtymälaatat Teräspalkisto Alusrakenteet Yleistä Tukirasitukset Teräsputkipaalut Betoniset alusrakenteet Vanhat alusrakenteet Varusteet ja laitteet Laakerit Liikuntasaumalaitteet Kaiteet Kuivatuslaitteet Kontaktitapit Tarkkailutapit Pintarakenteet Suunnittelu ja suunnitelmaasiakirjat Sillansuunnitteluvaiheet Määräluettelot Kustannusarvio Rakennelaskelmat Raudoitusluettelot Piirustukset ja tietomalli Rakentaminen Yhteyshenkilöt Liite 1. Tyyppipiirustusluettelo Liite 2. Valmistuskuvaus Liite 3. Yleispiirustusmalli Liite 4. Liikenneviraston hyväksyntä Liite 5. Ruukki Easy Bridge suunnitelmaaineiston luovutuspyyntö Ruukki Easy Bridge

3 Kuva 1.1 Ruukki Easy Bridge runkorakenne. Ruukilla on toteutusstandardin EN 1090 mukainen teräspalkiston CEmerkintäoikeus. 1 Johdanto 1.1 Luotettava ja nopea siltaratkaisu Ruukki Easy Bridge on uuden ajan hankekohtaisesti mukautuva tyyppisiltaratkaisu, missä hyödynnetään eri materiaalien ja rakenneratkaisujen sekä työmenetelmien parhaat ominaisuudet. Se on luotettava ja nopea tapa rakentaa kokonaistaloudellisesti edullinen silta: Esisuunniteltu tyyppiratkaisu Siltapaikkasovitusta vaille valmiit suunnitelmat Soveltuu uusille ja vanhoille siltapaikoille Nopea sillan valmistuminen Asennettavissa yhdessä päivässä Vähäisemmät liikennehaitat Lyhyempi hankkeen takaisinmaksuaika Korkea esivalmistusaste Pienemmät rakentamiseen liittyvät riskit Työturvallisuuden parantaminen Resurssitarpeen pienentäminen työmaalla Dokumentoitu laatutuote Ruukin CEmerkityt teräsrakennetuotteet vastaavat eurooppalaisia laatu ja turvallisuusvaatimuksia Kestävä ja pitkäikäinen Sillan suunniteltu käyttöikä 100 vuotta Ruukki Easy Bridge 3

4 1.2 Suunnitelmaaineisto ja immateriaalioikeudet Tämä suunnitteluohje antaa sillansuunnittelijalle riittävät tiedot suunnitelmasarjan hyödyntämiseen sekä vakioratkaisuista poiketessa sen soveltamiseen. Ohje toimii myös tukimateriaalina suunnittelun tilaajalle ja suunnittelutyön ohjauksesta vastaavalle. Tästä yleisestä suunnitteluohjeesta, Ruukki Easy Bridge tyyppisillan piirustuksista ja tietomallista sekä muista tyyppisarjan suunnitelmamateriaalista, kuten rakennelaskelmista, koostuvan aineiston (yhdessä suunnitelmaaineisto ) tekijänoikeus sekä muut immateriaalioikeudet kuuluvat Ruukille. Ruukki luovuttaa tarvittavat piirustukset ja tietomallin sillan rakennussuunnittelussa hyödynnettäväksi liitteen 5 mukaista suunnitelmaaineiston luovutuspyyntöä vastaan. Luovutettua suunnitelmaaineistoa ei saa käyttää muissa siltakohteissa, kuin siinä sillassa, minkä suunnittelua varten Ruukki on suunnitelmaaineiston luovuttanut. Uudelle samoillakin reunaehdoilla olevalle sillalle on suunnitelmaaineiston luovuttamista ja/tai hyödyntämistä varten toimitettava suunnitelmaaineiston luovutuspyyntö Ruukille. Täten samalla varmennetaan, että käytössä on viimeisemmän suunnitelman ja hyväksynnän mukaiset suunnitelmat. Sillan, minkä suunnittelussa on käytetty Ruukin suunnittelua varten toimittamaa Ruukki Easy Bridge suunnitelmaaineistoa, päällysrakenteen kantavien teräsrakenteiden valmistuksesta vastaa Ruukki. Tällaisen sillan suunnitelmaaineistossa on siltatyypiksi määritettävä Ruukki Easy Bridge. Edellä mainitusta huolimatta tätä yleistä suunnitteluohjetta voidaan hyödyntää yleisemminkin liittopalkkisillan suunnittelussa. Tässä ohjeessa esitettyjen tietojen pohjalta määritetyn siltarakenteen toiminta on osoitettava erillisin koko siltarakennetta käsittelevin rakennelaskelmin, silloin kun kyseessä ei ole Ruukki Easy Bridge. Ruukki Easy Bridge on suunniteltu eurokoodien ja Liikenneviraston suunnitteluohjeiden mukaan ja se on Liikenneviraston tarkastama ja hyväksymä. Tässä ohjeessa mainitut Liikenneviraston ohjeet ja tyyppipiirustukset ovat ladattavissa osoitteesta 4 Ruukki Easy Bridge

5 Kuva 2.1 Päällysrakenteen rakennepoikkileikkaus. 2 Rakennejärjestelmät 2.1 Yleistä Ruukki Easy Bridge on yksiaukkoinen teräsbetonikantinen liittosilta, joka voidaan toteuttaa niin liikuntasaumattomana kuin liikuntasaumallisena. Uudiskohteissa suositellaan liikuntasaumattoman sillan käyttöä, jolloin saadaan kokonaistaloudellisesti edullisempi sekä hoidon ja ylläpidon kannalta yksinkertaisempi rakenne. Sillan päällysrakenne koostuu teräspalkistosta, betonisesta kansilaatasta sekä teräksisestä tai betonisesta päätyrakenteesta. Kaikki rakenneosat voivat olla esivalmistettuja tai betonirakenteiden osalta myös paikallavalettuja. Teräspalkit ja teräsbetoninen kansilaatta toimivat vaarnapulttien välityksellä liittorakenteena hyötykuormalle sekä betonikannen asennuksen ja valun jälkeisille pysyville kuormille. Sillan päällysrakenteessa käytetään tukematonta rakennustapaa. Teräspalkisto nostetaan suoraan lopullisille tuilleen ja esivalmisteiset kansilaatan ja päätyrakenteiden rakenneosat teräspalkiston varaan. Mikäli kansilaatta toteutetaan paikallavalettuna, voidaan sen teline ja muottirakenteet tukea suoraan teräksistä pääpalkeista. 2.2 Siltatyypit Yleistä Liikenneväylien ja siltapaikkojen eroavaisuuksista johtuen, on siltatyyppejä kehitetty erilaisille olosuhteille. Siltatyypeittäin eroja on sillan päämitoissa, ajoneuvoja väsytyskuormien suuruudessa sekä rakenneosatyypeissä Ruukki Easy Bridge Classic Ruukki Easy Bridge Classic soveltuu paikallis ja vähäliikenteisille teille, joilla on alhaisemmat ajoneuvo ja väsytyskuormat. Sen jännevälialue on 1129 m sekä hyötyleveydet 4,5 m. Päällysrakenteen teräsrakenneosat pintakäsitellään tai vaihtoehtoisesti valmistetaan säänkestävästä teräksestä. Classicilla rakenneosien kaikki tyyppisarjan vaihtoehtoiset rakennetyypit ovat mahdollisia, pois lukien teräsrakenteinen päätyrakenne pidemmillä jännemitoilla (> 23 m). Betoninen kansilaatta ja päätyrakenne voivat olla elementtirakenteisia tai paikallavalettuja, ja sillan kansi voi olla myös pintarakenteeton, mikäli kansilaatta on reunavahvistamaton. Ruukki Easy Bridge 5

6 Kuva 2.2 Liittosilta tapauskohtaisella reunavahvistamattomalla elementtikansilaatalla ja poikittaisella betonipäätyrakenteella. Silta on suunniteltu eurokoodien mukaisille ajoneuvokuormille (Liikennevirasto, NCCI 1, B.4): Kuormakaavio LM1 0,8 (riittävä kuormitustaso valtionapua saaville yksityisteiden silloille) Väsytyskuormakaavio FLM3 Raskaan liikenteen jakauma: keskipitkä liikenne Liikenneluokka 4: paikallistiet, joilla kuormaautojen liikennemäärä on vähäinen Ruukki Easy Bridge Premium Silta on suunniteltu eurokoodien mukaisille ajoneuvokuormille (Liikennevirasto, NCCI 1, B.4): Kuormakaavio LM1 sekä suurten kuljetusten kaavio LM3 Väsytyskuormakaavio FLM3 Raskaan liikenteen jakauma: keskipitkä liikenne Liikenneluokka 2: moottori, moottoriliikenneja muut tiet, joilla kuormaautoista muodostuva liikennemäärä on keskimääräinen Ruukki Easy Bridge Premium soveltuu yleisille teille sekä kohteisiin, missä vaatimustaso on Classicin ominaisuuksia korkeampi. Sen jännevälialue on 1535 m sekä hyötyleveydet m. Päällysrakenteen teräsrakenneosat pintakäsitellään tai vaihtoehtoisesti valmistetaan säänkestävästä teräksestä. Säänkestävän teräksen käyttöä rajoittaa levynpaksuusvalikoima yli 33 m jännemitoilla hyötyleveyden ollessa yli m. Premiumille ei ole teräsrakenteista päätyrakennevaihtoehtoa. Betoninen kansilaatta ja päätyrakenne voivat olla elementtirakenteisia tai paikallavalettuja sillä rajauksella, että elementtipäätyrakenteet soveltuvat maksimissaan Classicin mukaisille jännemitoille ja hyötyleveyksille. Premiumista ei lähtökohtaisesti ole pintarakenteetonta vaihtoehtoa, vaan sillalla on aina pintarakenteita rajaava reunapalkki. Jos silta sijaitsee alemman tason liikenneväylällä, ja tilaaja reunavahvistamattoman kansilaatan käytön hyväksyy, voidaan sitä kuitenkin soveltaa käytettäväksi. Kuva 2.3 Liittosilta säänkestävästä teräksestä elementtikannella. 6 Ruukki Easy Bridge

7 3 Siltageometria 3.1 Päämitat Kaiteen siirtymärakenne ja pengerkaide* Sillan kokonaispituus (L) TI Teräspalkisto Sillan kaide Betonikansi T2 * Siirtymälaatta tarvittaessa tasaamaan sillan ja penkereen välisiä painumaeroja Pintarakenteet erillisen suunnitelman mukaan Kiinteä laakeri ** Vapaaaukko (Va) Mitoitusvedenpinta ** Liikkuva laakeri Vapaa alikulkukorkeus (ha) Sillan luiskat ja verhous erillisen suunnitelman mukaan Mahdolliset massanvaihdot ja routasuojaukset erillisen suunnitelman mukaan. Alusrakenteet erillisen suunnitelman mukaan Jm Jännemitta Sillan penkereiden vakavuus ja mahdolliset vahvistustoimenpiteet erillisen suunnitelman mukaan ** eroosiosuojaus tarvittaessa erillisen suunnitelman mukaan Kuva 3.1 Sillan sivukuva. Pituussuuntaiset päämitat. Kokonaisleveys (B) Hl Hl Hyödyllinen leveys Sillankaiteen kiinnitys valitun kaidetyypin mukaan TSV Tien tasausviiva 0.03 h c 0.03 a 10 Neopreeni (elementtikannella) hs 2a 500 (Classic) 600 (Premium) Päällysrakenteen kokonaispaksuus Päällysrakenteen rakennekorkeus (h) = = Alalaipan leveys (b) 3000 (Hl = 4,5 m) 0 (Hl = m) 5000 (Hl = m) 6200 (Hl = m) Kuva 3.2 Sillan poikkileikkaus. Poikkisuuntaiset sekä pystykaarevuussäteen suuntaiset päämitat. Ruukki Easy Bridge 7

8 Sillan tyyppisuunnitelmien mukaiset vakiojännemitat (Jm) ovat 11, 13, 35 m ja hyötyleveydet (Hl) 4,5,, sekä m (kuvat 1 ja 2). Silta voidaan suunnitella myös näistä poikkeaville mitoille ilman lisälaskentaanalyysejä seuraavin rajauksin ja sillansuunnittelijan tekemin suunnitelmapäivityksin. Jm (m) 11 Hl (m) 4,5 Päällysrakenteen rakennekorkeus (h) Classic (mm) Premium (mm) Perusarvoista poikkeavia jännemittoja käytettäessä valitaan sillan päällysrakenne seuraavaksi suurimman vakiojännemitan 11, 13, 35 m mukaan ja lyhennetään haluttuun arvoon. Elementtikannella lyhennys voi lähtökohtaisesti olla 0,8 tai 1,6 m vakiojännemitasta. Hyötyleveyden kavennus tyyppisuunnitelmien mukaisista on mahdollista reunapalkkien leveyden verran ( 0,8 m). Rakennelaskelmissa kannen toimivassa leveydessä ei ole otettu huomioon reunapalkkien osuutta tyyppisuunnitelmien hyötyleveyksien perusarvoilla ,5 4,5 4, Sillan rakennekorkeudet (h) ovat taulukossa 3.1 esitetyn mukaisia. Käytettäessä paikallavalurakenteista kantta, on rakennekorkeus 10 mm pienempi. Reunavahvistamattoman kansilaatan yhteydessä kasvaa rakennekorkeus taasen 40 mm. Sillansuunnittelija tekee tarvittavat päivitykset rakennussuunnitelmavaiheessa Ruukin toimittamiin tyyppisuunnitelmasarjan AutoCADpiirustuksiin sekä teräspalkiston Tekla Structures tietomalliin ,5 4,5 4, , , , Taulukko 3.1 Kuvan 3.2 mukaisen sillan päällysrakenteen rakennekorkeus (h) kaarevuussäteen suuntaan. 8 Ruukki Easy Bridge

9 3.2 Pystygeometria Tien pystygeometria otetaan huomioon teräspalkiston muodossa. Sillansuunnittelija määrittelee palkin halutun pystygeometriamuodon vakiosäteisenä kaarena sekä palkiston alalaipan korkoasemien erot sillan tukilinjoilla. Määritetyt arvot otetaan huomioon Ruukin toimittamassa teräspalkiston tietomallissa. Teräspalkiston pystygeometria muodostetaan tien tasausviivan muodosta säilyttäen kunkin tason kaarevuutta määrittäessä kaarevuuskeskipiste paikoillaan. Sillan pystygeometrian poiketessa vaakasuorasta, on suunnittelijan arvioitava teräspalkiston kiilalevyjen tarpeet laakereiden suunnittelussa ja lisättävä ne tarvittaessa suunnitelmiin. 3.3 Vaakageometria Sillan pienehkö vaakakaarevuus on mahdollista toteuttaa ilman sillan teräspalkkien vaakakaarevaksi tekemistä, kaventamalla siltaa vaakakaarevuuden kompensoimiseksi. Kavennus ei kuitenkaan voi olla suurempi kuin sillan hyötyleveyden kavennuksen maksimiarvo. Teräspalkiston asema suhteessa kaarevaan kansirakenteeseen on suositeltavaa tehdä siten, että kansilaatan epäkeskisyys on aukon keskellä yhtä suuri mutta erisuuntainen kuin tukilinjoilla. Kansilaatan ja teräspalkiston keskinäinen sijoittuminen voidaan tehdä toisinkin, mutta asemoinnissa on pidettävä huolta, että kansilaatan ulkoreuna ei sijoitu kauemmaksi sillan keskilinjasta kuin mitä alkuperäisessä kaventamattomassa suorassa sillassa. Kannen vaakakaarevuus aiheuttaa muutoksia kansilaatan ja sillan päätyrakenteiden piirustuksiin. Kaareva kansilaatta suositellaan toteutettavaksi paikallavalettuna rakenteena. Päätyrakenteissa on otettava huomioon muuttuneen hyötyleveyden lisäksi mm. teräspalkiston ja päätyrakenteen poikittainen epäkeskisyys sekä vaakakaarevuuden vaikutukset sillan pituussuuntaisiin siipirakenteisiin. Sillansuunnittelija päivittää tyyppisarjan piirustuksiin vaakakaarevuuden edellyttämät muutokset. 3.4 Poikkikallistus Tyyppisarjassa sillan keskilinjalla on harja ja kannessa on kaksipuolinen 3 %:n poikkikallistus. Tästä poikkeavat arvot taikka yksisuuntainen poikkikallistus edellyttää sillan kansilaatan uudelleen suunnittelua sekä päätyrakenteiden sovittamista muuttuneeseen tilanteeseen. Teräspalkiston osalta voidaan tyyppirakennetta hyödyntää ilman lisälaskentaanalyysejä, mikäli kansilaatta on muokattu siten, että liittopalkin toimivan leveyden alueella sillan kansilaatan poikkipintaalan muutokset ovat vähäisiä. Tällöin sillansuunnittelija muokkaa rakennetta sekä Ruukin toimittamaa tietomallia siten, että pääpalkkien keskinäinen korkeusasemien ero ottaa huomioon muuttuneen kansilaatan kallistuksen. Myös teräksisille poikkipalkeille ja niiden liitoksille on tehtävä pääpalkkien korkeuserojen edellyttämät muutokset. 3.5 Pään vinous Tyyppisiltasarja soveltuu siltapaikoille, missä sillan vinous, päällysrakenteen tukilinjan ja sillan keskilinjan normaalin välinen kulma, on enintään 20. Tätä pienemmillä vinouden arvoilla, voidaan sillan päällysrakenteen suunnitelmia hyödyntää ilman teräspalkiston ja kansilaatan lisäanalyysejä. Sillan päätyrakenteet ja laakerikuormat on kuitenkin uudelleen analysoitava, ja päätyrakenteista tehtävät tapauskohtaiset suunnitelmat hyödyntäen tyyppisarjan suorapäisen sillan rakenneratkaisuja. Vinopäisillä silloilla kansilaatan suunnitelmapäivitykset kohdistuvat sillan päätyalueen mitta ja raudoituspiirustuksiin. Mikäli käytetään elementtikantta, vaikuttaa vinous ensisijaisesti reunimmaisien soviteelementtien muotoon. Päätyrakenteiden ja sillankannen suunnitelmapäivityksien lisäksi sillansuunnittelija muokkaa Ruukin toimittamaa tietomallia sillan pään vinouden huomioon ottavaksi. 4 Materiaalit ja säilyvyyssuunnittelu 4.1 Yleistä Silloilta vaaditaan yleisesti 100 vuoden suunnittelukäyttöikää, mikä ei ole saavutettavissa kaikilla siltatyypeillä ja materiaaleilla. Sillan yksittäisillä rakenneosilla sallitaan alhaisempi suunnittelukäyttöikävaatimus. Tällöin sillan käyttöiän aikana saattaa niiden vaihtaminen olla tarpeen. On huomattava, että suunnittelukäyttöikä määritetään siten, että pääosa rakenteista ylittää selkeästi vaatimuksen olettaen, että sillasta pidetään huolta sen käyttöiän aikana. Sillansuunnittelijan on syytä tuoda esille tilaajalle sillan käyttöikään liittyviä tekijöitä. Ruukki Easy Bridge suunnittelussa on asetettu sillan suunnittelukäyttöikävaatimukseksi 100 vuotta. Asetettu vaatimustaso on luonut raamit sillan rakenteelliselle pitkäaikaismitoitukselle, kuten rakenteiden väsymiselle, betonirakenteiden halkeilulle ja teräsrakenteiden korroosiovaroille. Ruukki Easy Bridge 9

10 4.2 Teräsrakenteet Tyyppisillan pääpalkit ovat hitsattuja levypalkkeja ja poikkipalkit kuumavalssattuja profiileja tai vaihtoehtoisesti vastaavia hitsattuja levypalkkeja. Pääpalkkien materiaali on S355NL/ML (NL tai MLlaatu Ruukin valinnan mukaan) ja poikkipalkkien S355J2+N, tai samaa kuin varusteluosat, S355K2+N, mikäli ne koostetaan levyistä hitsaamalla. Vaarnatapit ovat materiaalia S235J2+N+C450 ja jarrutapit S355J2+N. Teräksisissä päätyrakenteissa käytetään S355J2H putkipalkkeja. Ilmastokorroosiota kestävää säänkestävä terästä käytettäessä, tehdään pääpalkit ja varusteluosat teräksestä S355K2W+N, sekä tällöin tavanomaisesti myös poikkipalkit. Sillan teräsrakenteet pintakäsitellään tarkasti valvotuissa tehdasolosuhteissa, mikä varmistaa pinnoitteen toimivuuden ja pitkäaikaiskestävyyden. Ellei toisin edellytetä, on sillan teräspalkistossa käytettävä maalausjärjestelmä Liikenneviraston määritelmän TIEL 4.12 mukainen (SILKO Uudis ja uusintamaalauksen maalausjärjestelmät sekä sitä täydentävä Liikenneviraston kirje 1108/2006/30/74). Teräspalkiston poikkipalkit voivat olla kuumasinkittyjäkin samoin kuin poikkeuksellisesti myös lyhyet pääpalkit (kokonaispituus 15 m), mikäli sillansuunnitelmissa niin erikseen määritetään. Teräspalkisto voidaan toimittaa vaihtoehtoisesti säänkestävästä teräksestä valmistettuna. Säänkestävä materiaali mahdollistaa huoltovapauden. Teräspinnalle muodostuva oksidikerros, eli patina, on seosaineiden vaikutuksesta tiivis ja huonosti happea läpäisevä. Oksidikerros syntyy, kun säänkestävä teräs kastuu ja kuivuu toistuvasti. Suojaava pintakerros muodostuu normaaleissa sääolosuhteissa 1½ 3 vuodessa. Aluksi suojakerros on punaruskea muuttuen ajan oloon sävyltään tummemmaksi. Suunnittelussa säänkestävän teräksen käyttö on edellyttänyt sen huomioon ottamista rakenneyksityiskohdissa samoin kuin levyjen paksuuksissa. Tyyppisarjassa käytetyt teräspintojen korroosiovarat säänkestävälle teräkselle sillan suunnitellun 100 vuoden käyttöiän aikana ovat 0,6 mm/pinta puhtaassa maaseutuilmastossa ilman suolarasitusta sekä 1,0 mm/pinta puhtaassa kaupunkiilmastossa satunnaisella suolarasituksella. Sillan teräksinen päätyrakenne varusteluosineen on kuumasinkitty. Sen käyttöiän arvioinnissa on sovellettu Liikenneviraston Teräsputkisillatsuunnitteluohjeen käyttöikämitoitusmenetelmää (kohta 3.12). Olosuhdeluokassa 1, missä ylittävää eikä alittavaa väylää suolata, saadaan rakenteen laskennalliseksi käyttöiäksi 82 vuotta ja olosuhdeluokassa 2, missä väyliä suolataan, 64 vuotta, kun sinkkikerroksen keskimääräisenä paksuutena on tyyppisarjan mukainen 85 μm. Tarvittaessa lisäsuojauksin esim. säätämällä sinkkikerroksen paksuutta tai lisämaalauskäsittelemällä maata vasten olevat pinnat, voidaan saavuttaa vieläkin pidempiä suunnittelukäyttöiän arvoja em. ohjeen mukaisesti. Sillansuunnittelija määrittää yhdessä tilaajan kanssa teräsosien pintakäsittelyt sekä mahdolliset käyttöikää lisäävät toimenpiteet, sekä päivittää tyyppisarjan suunnitelmat niiden mukaisiksi. Kuvassa 4.1 on esitetty siltojen vakiovärit. Myös muut hankekohtaiset värisävyt ovat mahdollisia. Värikoodi otetaan huomioon teräspalkiston tietomallin parametrimäärityksissä. RR21 RR29 RR34 RR36 Vaalean harmaa Punainen Vaalean sininen Vaalean vihreä Kuva 4.1 Ruukki Easy bridge vakiovärit. Painoteknisistä syistä johtuen kuvien värit saattavat jonkin verran poiketa todellisuudesta. 4.3 Betonirakenteet Betonirakenteiden osalta suunnittelukäyttöiän määritykset yksittäisille rakenneosille erilaisissa rasitusolosuhteissa on esitetty Liikenneviraston julkaisun NCCI 2 kohdassa 4. Rakenneosien suunnittelukäyttöiät vaihtelevat välillä vuotta. Sillansuunnittelija määrittelee betonirakenteiden rasitusluokkaryhmät, betonirakenteiden vähimmäisvaatimukset sekä yhdessä tilaajan kanssa mahdolliset betonipintojen suojaukset (kosteuseristys, muottikangas, suojaainekäsittely) kloridirasituksia vastaan halutun suunnittelukäyttöiän saavuttamiseksi. Tyyppipiirustuksissa on alustavasti valittuna joitain vaihtoehtoisia rakenneosien rasitusluokkaryhmiä ja betonirakenteiden vähimmäisvaatimuksia helpottamaan sillansuunnittelijan valintaa. Tehdyt valinnat sekä betonipintojen suojausvaatimukset on sillansuunnittelijan päivitettävä tyyppipiirustuksiin. Lähtökohtaisesti betonirakenteissa on oletettu käytettävän betonia C35/453 nimellisellä suojabetonipeitteellä 40 mm kansilaatassa ja 45 mm päätyrakenteissa ja reunapalkeissa. Tätä alhaisempaa betonin lujuutta tai suurempaa suojabetonipeitteen nimellisvaatimusta ei voida käyttää ilman tarkempia laskentaanalyysejä. Pakkasenkestävyysvaatimukset vaihtelevat välillä P20P Ruukki Easy Bridge

11 5 Rakenneosat 5.1 Reunapalkit Kuva 5.1 Reunapalkkirakenteet. Sillan reunapalkit voivat olla korkeat tai matalat. Classicsillan tapauksessa voidaan kansilaatta toteuttaa myös reunavahvistamattomana. Reunapalkin rasitukset ovat tavanomaisesti muita betonirakenneosia suuremmat ja siten betonirakenteiden vähimmäisvaatimukset korkeammat sekä betonipintojen suojaustarve suurempi. Korkean reunapalkin etuna suhteessa muihin vaihtoehtoihin on hallittu pintavesien ohjaus. Päällysteen pinnalta johdetaan vedet pois pintavesiputkilla. Matalien reunapalkkien ja reunavahvistamattoman kansilaatan yhteydessä ei pintavesiputkille ole tarvetta, vaan pintavedet valutetaan sillan kannen reunan yli. Se ei kuitenkaan ole suotavaa, mikäli sillan alittava liikenne on tiheämpää kuin satunnaista. Kannen reunan yli valuttaminen voi olla myös esteettinen haitta, sillä valuva vesi jättää ajan saatossa jälkensä sillan kannen kylkeen, mikä hieman korostuu matalalla reunapalkilla sen reunavahvistamatonta kansilaatta korkeammasta kylkipinnasta johtuen. Reunavahvistamaton rakenneratkaisu soveltuu tapauksille, missä sillan kannella ei ole päällystettä, vaan se on korvattu betonisella kulutuskerroksella paksuntamalla kansilaattaa. Korkean ja matalan reunapalkin yhteydessä, käytetään sillan kansilaatalla tippuputkia päällysteen saumoista ja halkeamista kansilaatan päälle suotautuvan veden poisjohtamiseksi. Mikäli päällysteen alle suotautuvaa vettä ei saada poistettua, on se merkittävä sillan kannen rapautumistekijä. 5.2 Kansilaatta Hl (m) Reunapalkillinen (mm) Kansilaatan paksuus (h c ) Reunavahvistamaton (mm) 4, Taulukko 5.1 Kansilaatan paksuus sillan keskilinjalla (h c ). Sillan kansilaatta tehdään elementtirakenteisena tai vaihtoehtoisesti paikallavalettuna. Tyyppikuvissa on esitetty kaikki sillan reunapalkkivaihtoehdot. Sillansuunnittelija valitsee tilaajan ohjeistuksen mukaisesti kansilaattatyypin ja päivittää piirustukset valitun rakenteen mukaiseksi. Taulukossa 5.1 on esitetty kansilaatan paksuus sillan keskilinjalla. Paikallavalukansilaatan mitta ja raudoituspiirustus päivitetään valitun jännemitan mukaiseksi samoin kuin kansilaatan reunimmaiset tukialueen soviteelementit. Sillan jännemitan lyhennyksen ollessa suosituksen mukaiset 0,8 m tai 1,6 m vakiojännemittojen arvoista, kavennetaan elementtejä sillan pituussuunnassa symmetrisesti sillan molemmissa päissä poistaen yhdestä kahteen vaarnatappien varauskoloa. Muita päätyalueeseen keskittyviä päivitystarpeita voivat aiheuttaa esim. sillan pään vinous tai jäljempänä kuvaillut tyyppisarjasta poikkeavien päätyratkaisuiden käyttö liikuntasaumallisessa siltarakenteessa. Ruukki Easy Bridge 11

12 Päivitystarpeita koko kansilaataston piirustuksiin voivat aiheuttaa mm. sillan vaakakaarevuus, poikkikaltevuuksien muokkaaminen tai hyötyleveyden kaventaminen vakioarvoista. Hyötyleveyden kavennus tyyppisuunnitelmien mukaisista arvoista tehdään siten, että reunapalkkeja kannen vastakallistuksineen siirretään symmetrisesti kohti sillan keskilinjaa kavennuksen verran, ja reunapalkin ulkoreunan korkeus kasvatetaan uuden sijainnin mukaiseksi sisäreunan korkeuden säilyessä ennallaan, ja betonilaatan paksuuntuessa reunapalkin läheisyydessä. Muulta osin kannen, samoin kuin teräspalkistonkin, mittamaailma säilytetään ennallaan. Vastaavat muutokset tehdään päätyrakenteille, jolloin niiden sillan poikkisuunnan leveys pienenee kavennuksen verran. Kuvassa 5.2 on esitetty kansilaataston elementtikaavio. Siinä on myös havainnollistettu sillan kuivatuslaitteita ja kaidepylväiden sijainteja, joista on annettu tarkempia ohjeita jäljempänä. Kuvassa 5.3 on esitetty elementtikansilaattojen kiinnitysdetaljeja. Kansielementtien välisessä saumassa käytetään T16 harjaterästankoa, jonka pituus on Hl mm. Reunapalkkien välit saumataan yläpinnaltaan ja kyljiltään elastisella säänkestävällä massalla. Paikallavalettu kansi edellyttää muotti ja telinerakenteiden käyttöä, joiden paino on otettu tyyppisarjan suunnittelussa huomioon. Tarkempia suunnitelmia niistä laadittaessa, voi muotti ja telinerakenteiden suunnit Kuva 5.3 Elementtikansilaatan liitosdetaljit. Kuva 5.2 Kansilaataston elementtikaavio. 12 Ruukki Easy Bridge

13 telija hyödyntää esim. Liikenneviraston käytöstä poistetun teräksisen liittopalkkisillan Tp II (1991) puumuottien suunnitelmia (piir. Tp II / 14). Käytettäessä kansilaatan ulokeosalla vinopukkeja, on niiden yläpään kiinnityksen poikittaiset vaakavoimat otettava vastaan pääpalkin lävistävin vetotangoin poikittaisvoimia uumiin välittämättä, ellei rakenteellisin lisälaskentaanalyysein kestävyyttä toisin osoiteta. Sillansuunnittelijan on päivitettävä teräspalkiston tietomalliin muotti ja telinerakenteiden edellyttämät rei itykset. Ruukin toimittamassa tietomallissa on mahdollisuus uuman yläreunan systeemirei itykseen, kunhan tieto toimitetaan mallin muiden parametritietojen yhteydessä. Ellei muuta tietoa ole olemassa, voi sillansuunnittelija hyödyntää vanhoja puumuottien suunnitelmia reikien määrittelyssä ja mahdollisuuksien mukaan varmentaa tieto muotti ja telinerakenteiden suunnittelijalta. Tarvittaessa suunnittelija voi jatkojalostaa tyyppisarjan suunnitelmia. Mikäli esim. halutaan yhdistää osa elementtirakentamisen eduista paikallavalurakentamisen saumattomuuteen, voi sillansuunnittelija muokata elementtirakenteisen kansilaataston reunapalkit paikalla valettavaksi rakenteeksi, ja hyödyntää sillan reunapalkkien korjauksien yhteydessä käytettäviä muotti ja telinerakennedetaljeja. Tällainen ratkaisu on täyselementtiversioon nähden kalliimpi, työläämpi ja hitaampi toteuttaa, mutta saattaa olla joissain kohteissa tarkoituksenmukainen. 5.3 Päätyrakenteet Yleistä Sillan päätyrakenne voi olla osa päällysrakennetta tai alusrakennetta. Jälkimmäinen edellyttää liikuntasaumoja ja soveltuu esim. siltaa olemassa oleville tukirakenteille sovitettaessa. Päätyrakenteen ollessa osa päällysrakennetta, sisältyy se Ruukki Easy Bridgen suunnitelmasarjaan. Sillansuunnittelija valitsee käytettävän päätyrakennetyypin tilaajan ohjeistuksen mukaisesti ja muokkaa sen kohdekohtaiseksi. Sillan päällysrakenteen päätyrakenne voi olla paikallavalettu tai tietyin rajauksin (Jm 29 m, Hl m) elementtirakenteinen teräsbetonirakenne. Classicsilloilla myös teräksinen putkipalkeista koottu rakenne on mahdollinen kun Jm 23 m. Paikallavaletussa rakenteessa sillan siivet ovat ylittävän väylän suuntaiset. Muissa tapauksissa ne ovat tukilinjan suuntaiset. Perussuunnitelmien mukaiset luiskankaltevuudet ovat 1:1,5. Päätyrakenteet ovat tapauskohtaisesti muokattavissa halutulle luiskankaltevuudelle samoin kuin vakiohyötyleveyksistä poikkeaville hyötyleveyden arvoille ja sillan pään vinouksille. Sillan päätyrakenteet on mitoitettu taulukon 5.2 mukaiselle passiivipaineelle. Mikäli päätyrakenteiden kuormat ovat edellä mainittuja suurempia, on sillansuunnittelijan päivitettävä suunnitelmapiirustukset sekä tehtävä niistä omat rakennelaskelmansa tai hyödynnettävä tyyppisarjan suuremmalle passiivipaineen arvolle mitoitettua päätyrakennetta. Elementtirakenteissa täytyy ottaa huomioon asennus ja kuljetusrajoitukset. Juurikaan painavampaa ja suurempaa elementtiä ei ole tarkoituksenmukaista valmistaa, kuin mitä tyyppisarjassa on isoimmillaan. Jm (m) Passiivipainekertoimet K P eri päätyrakenteille Betoni Teräs 11 3,61 4, ,61 4, ,61 4, ,61 4, ,82 4, ,20 4, ,20 4, , , , , , ,56 Taulukko 5.2 Päätytäytteen (sora, g = 21 kn/m 3, φ = 38º) passiivipainekertoimet K P Betoninen päätyelementti Elementtirakenteinen päätylevy ulottuu 1,0 m teräspalkiston alalaipan alapintaa alemmalle tasolle. Päätylevy voidaan tarvittaessa varustaa siirtymälaatan konsolilla. Elementtikuvissa on esitetty kaikki sillan reunapalkkivaihtoehdot. Sillansuunnittelija päivittää piirustukset valintansa mukaiseksi. Elementtirakenteinen päätylevy nostetaan teräspalkiston päätylevyihin hitsattujen korvakkeiden varaan. Päätyelementin ja teräspalkiston päätylevyjen välissä on jälkivalualueen rajaavat neopreenitiivistenauhat. Korvakkeet samoin kuin päätylevyn vaarnatapit jäävät jälkivalun sisään. Ruukki Easy Bridge 13

14 Sillan liiketilat mahdollistava elastinen saumamassa Viiste 50x50 (50x150 reunavahvistamattomalla kansilaatalla) Jälkivalu Saumateräkset 4T Siirtymälaatta & konsoli tarvittaessa Pääpalkkien kiinnityksen varauskolot 200x Kiilalevy tarvittaessa Sillan laakerit ja alusrakenteet erillisen suunnitelman mukaan Neopreeni * Päätylevy 640 Jm * Säänkestävä teräs: Ei paksuntamista maaseutuolosuhteissa. +1 mm kaupunkiolosuhteissa Kuva 5.4 Betonisen päätyelementin poikkileikkaus. Madallettu reuna (matala reunapalkki) Madallettu reuna (reunavahvistamaton kansilaatta) 240 1:1,5 1:1,5 Hl100 Siirtymälaatan konsoli Hl+3xh s Kuva 5.5 Betonisella päätyelementillä varustetun sillan poikkileikkaus. 14 Ruukki Easy Bridge

15 Teräksisten pääpalkkien päätyliitoksen jälkivalut yhdistyvät sillan päädyn yläosan jälkivaluun, joka liittää päätyelementin kansilaatan soviteelementtiin. Elementtien välisessä jälkivalussa, jonka pituus on sillan hyötyleveyden verran, käytetään neljää T16 harjaterästankoa. Saumateräkset koostetaan kahdesta osasta tavanomaisin limityksin. Jälkivalun penkereen puoleista nurkkaviistettä loivennetaan, viisteen korkeus säilyttäen, arvoon , mikäli silta on pintarakenteeton tai enintään ohutkerrospäällysteinen. Samalla saumavalun korkeus kasvaa kannen betonisen kulutuskerroksen (40 mm) verran Teräksinen päätyrakenne Classicsillan teräksinen päätyrakenne rakennetaan päällekkäin asennettavista x200 putkipalkeista. Se on lähtökohtaisesti suunniteltu käytettäväksi elementtirakenteisen kannen kanssa. Putkipalkkeja on neljä jännemitan ollessa 19 m, sitä pidemmillä jännemitoilla putkipalkkeja on viisi. Teräksinen päätyrakenne on matalampi kuin muut päätyvaihtoehdot. Sillä on vaikutusta sillan jännemittaan tavoitellessa samansuuruista upotusta luiskaan erilaisilla päätyrakennerakennevaihtoehdoilla. Teräksinen päätyrakenne ulottuu 0,5 0,8 m teräspalkiston alalaipan alapintaa alemmalle tasolle (= putkipalkkien korkeus 1,6 2,0 m teräspalkiston korkeus h s). Teräksisen päätyrakenteen putkipalkit kiinnittyvät läpipultein pääpalkkien päätylevyihin sekä pääpalkin alalaippaan pulteilla kiinnittyvään teräskonsoliin. Lisäksi putkipalkit tukeutuvat toisiinsa teräslatoin penkan puolelta siipiulokkeiden puolivälissä. Ylimmän putkipalkin ja teräsbetonikansilaatan välissä käytetään elastista saumausta penkan puolella. Saumarako mahdollistaa sillan pituuskaltevuuden ilman, että betonielementtikansi tukeutuu teräksiseen päätyrakenteeseen. Paikallavaletun kannen tapauksessa sillansuunnittelijan on muokattava rakennetta siten, että vastaava saumarako saadaan aikaiseksi. Pääpalkkien alalaippojen alapuolelle kiinnittyvä teräskonsoli on osa sillan teräspalkiston tietomallia. Se on esitetty teräksisen päätyrakenteen piirustuksessa sillan vaakasuoralle pystygeometrialle. Tästä poikkeaville pystygeometrioille, sillansuunnittelija päivittää teräksisen päätyrakenteen piirustusta tietomallista saatavin mittatiedoin. Teräksinen päätyrakenne on kuumasinkitty. Sillansuunnittelija määrittelee mahdolliset lisäsuojaukset. Päätyrakenteen ja penkereen välissä käytetään suodatinkangasta (N3luokka) pintakäsittelyn suojaamiseen. Teräksistä päätyrakenteita ei voida varustaa siirtymälaatalla Paikallavalettu päätyrakenne Paikallavalettu päätyrakenne liittyy, joko elementtirakenteiseen tai paikallavalettuun kansilaattaan. Päätyrakenne ulottuu 1,0 m teräspalkiston alalaipan alapintaa alemmalle tasolle paikallavaletun kansilaatan yhteydessä. Elementtikansivaihtoehdossa on em. mitta 10 mm pienempi neopreenitiivisteiden vuoksi. Paikallavalettu päätyrakenne on valmiiksi suunniteltu käytettäväksi silloilla, joissa on korkea tai matala reunapalkki. Lähtökohtaisesti päätyrakenne on tyyppisarjassa oletettu varustettavan siirtymälaatoilla, ja raudoituspiirustuksissa on esitetty siirtymälaattojen edellyttämä tapitus, joka ei ole tarpeen, mikäli siirtymälaattaa ei käytetä. Paikallavaletun päätyrakenteen siivet ovat tien pituussuunnan suuntaisia. Päätyrakenteen tyyppisarjan perussuunnitelmat ovat vaakasuoralle pystygeometrialle. Tien pystygeometrian siitä poiketessa, on reunapalkin yläpinnan korkeusasemaa ja siipien muotoa muokattava tapauskohtaisesti. Lisäksi sillan vaakageometria vaikuttaa siipien muotoon sen poiketessa suorasta linjasta. Päätyrakennetta voi madaltaa, kaventaa ja siipiä lyhentää ilman lisälaskentaanalyysejä Liikuntasaumallinen päätyrakenne Käytettäessä liikuntasaumalaitetta sillan päissä, päätetään sillan kansirakenne tyyppisarjan mukaiseen betoniseen paikallavalettuun vahvistuspalkkiin, joka samalla mahdollistaa erilaisien liikuntasaumalaitteiden käytön ankkurointien tilanvarauksineen. Kansilaatan vahvennus voi liittyä paikallavalettuun kanteen tai elementtikannen soviteelementtiin. Myös muut kansilaatan reunan vahvistustoimenpiteet ovat mahdollisia ja sillansuunnittelija voi muokata tyyppisarjan suunnitelmia niiltä osin, osoittamalla paikallisin analyysein valitun ratkaisun toimivuuden, ja päivittämällä suunnitelmaasiakirjat. Mikäli on tarve lyhentää sillan pääpalkin tukilinjan ylittävää osuutta, on se Classicilla toteutettavissa esim. hyödyntämällä teräksisen päätyrakenteen yhteydessä käytettävä kansilaatan soviteelementtiä ja säätämällä sen ulottuma lyhennetyn teräspalkiston pään linjalle, sekä käyttämällä muokattuun kansilaattaan soveltuvaa liikuntasaumaratkaisua. Tällöin rakenne voidaan toteuttaa ilman tyyppisarjan mukaista kansirakenteen betonista vahvistuspalkkia. Pääpalkkien tukilinjan ylittävä osuus 600 mm voidaan enimmillään lyhentää arvoon mm ilman erillisiä laskentaanalyysejä. Ruukki Easy Bridge 15

16 Sillan liiketilat mahdollistava elastinen saumamassa Viiste 50x50 (50x150 reunavahvistamattomalla kansilaatalla) 630 Jm 30* Päätylevy Elastinen saumaus px200 Suodatinkangas N3luokka 1600 (Jm 19000) 2000 (19000 <Jm 23000) (Jm 19000) 260 (19000<Jm 23000) 50 Kiilalevy tarvittaessa Sillan laakerit ja alusrakenteet erillisen suunnitelman mukaan 390 * Säänkestävä teräs: Ei paksuntamista maaseutuolosuhteissa. +1 mm kaupunkiolosuhteissa Kuva 5.6 Teräksisen päätyrakenteen poikkileikkaus :1,5 1:1,5 Hl+5300 (Jm 19000) Hl+6500 (19000<Jm 23000) Kuva 5.7 Teräksisellä päätyrakenteella varustetun sillan poikkileikkaus. 16 Ruukki Easy Bridge

17 600 korkea reunapalkki 490 matala reunapalkki Reunapalkin ulkoreuna Siirtymälaatta tarvittaessa Viiste 50x50 Sillan liiketilat mahdollistava elastinen saumamassa :1,5 (h s+850)x1, paikallavalettu kansilaatta 990 elementti kansilaatta Päätylevy: 30 (Hl=4,5 & m) / 35 (Hl= m) / 40 (Hl= m)* Jm 630 (Hl=4,5 & m) 635 (Hl= m) 640 (Hl= m) Kiilalevy tarvittaessa Sillan laakerit ja alusrakenteet erillisen suunnitelman mukaan * Säänkestävä teräs: Ei paksuntamista maaseutuolosuhteissa kun Hl m tai Jm 17 m ja Hl = m. Muissa tapauksissa levynpaksuus 40 mm. Kaupunkiolosuhteissa levynpaksuus +1 mm suhteessa maaseutuolosuhteisiin. Kuva 5.8 Paikallavaletun päätyrakenteen poikkileikkaus. Hl Kuva 5.9 Paikallavaletulla päätyrakenteella varustetun sillan poikkileikkaus. Ruukki Easy Bridge 17

18 Liikuntasauma erillisen suunnitelman mukaan Tukikaista Jälkivalu Paikallavalettu poikkipalkki 300 Teräspalkin loveus Kiilalevy tarvittaessa Sillan laakerit ja alusrakenteet erillisen suunnitelman mukaan 600 Jm Kuva 5.10 Liikuntasaumallisen sillan päädyn poikkileikkaus. Hl Kuva 5.11 Liikuntasaumallisen sillan poikkileikkaus. 18 Ruukki Easy Bridge

19 Betonisen päätyvahvistuksen sijasta, voidaan käyttää teräksistä päätypalkkia. (kuva 10.1). Sen osalta on huomattava, että ratkaisu levittää kuljetettavaa palkistoa, mikäli sen liittyminen pääpalkkeihin tehdään konepajalla. Esimerkki edellä kuvatusta poikkipalkkirakenteesta löytyy Liikenneviraston käytöstä poistetun teräksisen liittopalkkisillan Tp II (1991) poikkipalkkien suunnitelmista (piir. Tp II / 9) 5.4 Siirtymälaatat Betoniset päätyrakenteet ovat varustettavissa siirtymälaatoilla. Siirtymälaatat ovat sillan päätyrakenteiden konsoleiden päällä asennettavia betonilaattoja, jotka lepäävät sillan taustapenkereen varassa. Ne tasaavat mahdollisia sillan ja taustapenkereiden painumaeroja. Sillansuunnittelija määrittelee yhdessä geoteknisen suunnittelijan kanssa siirtymälaattojen tarpeen ja pituuden. Tavanomaisesti käytetään Liikenneviraston tyyppirakenteita (piir. R15/DL1 4), jolloin siirtymälaatan pituus on 3 tai 5 m, ja ne voivat olla paikallavalettuja tai elementtirakenteisia. Siirtymälaattojen käyttö on mahdollista kaikissa muissa tapauksissa, paitsi Classicilla teräsrakenteista päätyrakennetta käytettäessä. Lähtökohtaisesti siirtymälaattoja suositellaan käytettäväksi aina Premiumsilloilla. Mikäli päätetään käyttää elementtirakenteisia siirtymälaattoja, on sillan suunnittelijan suunniteltava siirtymälaattojen soviteelementit, koska tyyppisiirtymälaatan peruselementtijako 1000 mm ei täsmää tyyppisillan siirtymälaatan leveysvaatimukseen, joka on paikallavaletun päätyrakenteen tapauksessa Hl 600 mm ja elementtirakenteisella päädyllä Hl 100 mm. Lisäksi on tällöin huomattava päätyrakenteiden suunnitelmissa korostaa siirtymälaatan konsolille sijoittuvien kiinnitystappien sijaintitarkkuusvaatimuksia. 5.5 Teräspalkisto Kuva 5.12 Sillan teräspalkiston tietomalli. Ruukki tekee parametrista tietomallityökalua hyödyntäen sillan teräspalkin tietomallin sillan rakennussuunnitelmavaiheessa sillansuunnittelijan määrittämien lähtötietojen mukaan, ja toimittaa sen sillansuunnittelijalle. Toimitetussa tietomallissa parametrisoidut arvot on vakioitu. Sillansuunnittelija muokkaa tietomallin suunnitelman mukaiseksi sekä tilaajan niin edellyttäessä, laatii teräspalkiston piirustukset hyödyntäen tietomallin mukana toimitettuja piirustustemplateja. Mikäli silta on muokattu versio tyyppirakenteesta, esim. vinopäinen silta, on työpohjaksi hyvä ottaa vastaavan jännemitan mukaisen suorapäisen sillan tietomalli. Vakiojännemitoista 11, 13, 35 m poikkeavia arvoja käytettäessä valitaan sillan teräspalkiston korkeus (taulukko 5.3) seuraavasta suuremmasta vakiojännemitasta. Teräspalkiston lyhentäminen suoritetaan parametrisessa tietomallissa symmetrisesti siten, että poikkipalkkien sijainnit ja pääpalkkeina toimivien hitsattujen levypalkkien levyjen vaihtumiskohdat pysyvät jännemitan suhteessa paikoillaan ja levynpaksuudet ennallaan. Lisäksi vaarnatapit säilyvät lukumäärältään ennallaan palkin päistä katsottuna, missä teräspalkin ja kansilaatan liittovaikutuksesta aiheutuvat työntövoimarasitukset ovat suurimmillaan. Sillan lyhentyessä vaarnatapit säilyttävät etäisyytensä sillan päästä ja siirtyvät kohti sillan keskialuetta, mistä vastaavasti poistetaan tapit lyhennystä vastaavalta matkalta. Ruukki Easy Bridge 19

20 Jm (m) Hl (m) 11 4,5 13 4,5 15 4,5 17 4,5 19 4,5 21 4,5 23 4,5 25 4,5 27 4,5 29 4, Teräspalkiston korkeus (h s ) Classic Premium h s (mm) b (mm) h s (mm) b (mm) Taulukko 5.3 Teräspalkiston korkeus (h s ) kaarevuussäteen suuntaan ja alalaipan leveys (b). Vaarnatappien sijoittelu noudattaa elementtikannen varauskolojen sijainteja. Mikäli niistä halutaan poiketa, esim. vinopäinen silta, tappien jakaminen tasaisemmin paikallavaletun kansirakenteen yhteydessä tai jännemitan poikkeaminen elementtikansirakenteelle pienin muokkauksin soveltuvasta jännemitasta, on sillansuunnittelijan muokattava tietomallia vaarnatappien osalta, sekä päivitettävä sillan vaarnapulttiluettelo. Konepajavalmistuksen edellyttämät vaarnapulttiluettelot on valmiiksi laadittu suorapäiselle sillalle, kun silta on vakiojännemittainen tai sitä lyhyempi 0,8 tai 1,6 m:n verran. Luettelo toimitetaan erillispyynnöstä muokattavaksi. Sillan pystygeometria määritetään vakiosäteisellä ympyrän kaarella kolmen, tukilinjoilta ja jännemitan keskeltä valittujen, tien tasausviivan pisteen avulla. Näin määritettyyn kaareen lisätään valinnan mukaan ennakkokohotukset pysyvistä kuormista, sekä sillansuunnittelijan määrittämästä optisesta kohotuksesta. Optinen kohotus on tarpeen vähintään silloin, kun siltaa ei voida sovittaa ylöspäin kaarevaan tasaukseen, ja sen jännemitta on yli 15 m. Sopiva optisen kohotuksen arvo on suuruusluokkaa Jm/1000, mutta kuitenkin enintään 30 mm. Teräspalkiston kaarevuuksien määrityksissä säilytetään kunkin tason kaarevuutta määrittäessä kaarevuuskeskipiste paikoillaan. Siten teräspalkiston ylä ja alapinnalla on eri kaarevuussäteen arvo ja teräspalkin korkeus on kaarevuussäteen suuntainen. Liittosillan ennakkokohotus on suunniteltu tukemattomalle rakennustavalle, missä teräspalkisto kannattaa ilman betonikannen liittovaikutusta itsensä ja kansilaatan omanpainon samoin kuin mahdolliset kansilaatan muotit ja telineet, ja vasta kansilaatan valun kovettumisen jälkeen toimii liittorakenteena hyötykuormille sekä muille pysyville kuormille. Tietomalli toimitetaan ennakkokohotukset sisältävänä mallina, ellei toisin edellytetä. Tarvittaessa tietomalli voidaan toimittaa lisäksi esim. ilman ennakkokohotuksia pysyvistä kuormista. Mallin mukana toimitetaan tieto sen sisältämän ennakkokohotuksen suuruudesta jänteen keskellä osiin jaettuna vakiojännemitan mukaan määriteltynä. Pysyvän kuorman taipumaa vastaava ennakkokohotus jakaantuu neljään osaan: teräspalkin omasta painosta, kansilaatan ja päätyrakenteiden omasta painosta, muista pysyvistä kuormista (kaiteet ja pintarakenteet lisäpäällysteineen) sekä betonikannen kutistumasta aiheutuvan taipuman edellyttämä ennakkokohotus. Sillansuunnittelija voi myös määrittää ennalta määritetyistä poikkeavia ennakkokohotuksen arvoja. Tällainen päivitys voi olla tarpeen, esim. mikäli ennakkokohotus halutaan säätää tarkaksi vakiojännemitasta poikkeavalla sillalla, elementtikannen yhteydessä halutaan poistaa kutistuman vaikutus tai jos pintarakenteiden korvaaminen betonisella kulutuskerroksella otetaan huomioon. Toisaalta ylimääräistä pysyvän kuorman ennakkokohotusta voidaan hyödyntää optisena kohotuksena. Käytettäessä säänkestävää terästä paksunnetaan tarpeen mukaan teräsosia ilmastolliset rasitukset huomioon ottaen. Säänkestävien teräslevyjen paksuusvalinnat on automatisoitu parametrisessa tietomallissa. Päivitykset tehdään säilyttäen palkinkorkeudet ja pituudet ennallaan. Koska tyyppisarjassa ei ole käytetty laipoilla lisälevyjä, rajoittuu levynpaksuussaatavuussyistä sään 20 Ruukki Easy Bridge

21 kestävän teräksen käytettävyys Premiumilla yli 33 metrin jännemitalla hyötyleveyden arvoon m. Sillan tukilinjoilla ja jänteen kolmannespisteissä sijaitsevat pääpalkin pystyjäykisteisiin kiinnittyvät poikkipalkit ovat yleensä pulttikiinnitteisiä valssattuja profiileja, joiden korkeus on 500 mm Classicsilloilla ja 600 mm Premiumsilloilla. Ne voivat olla myös hitsikiinnitteisiä. Valssattujen profiilien sijasta voidaan poikkipalkit koostaa levyistä hitsaamalla. Tällöin niiden levynpaksuudet ovat valssattuja profiileja vastaavia, tai säänkestävästä teräksestä valmistettaessa paksumpia hyödyntäen lähinnä olevia pääpalkin levynpaksuuksia. Vaihtoehtoisesti säänkestävästä teräksestä valmistetussa sillassa voi olla myös tavanomaiset poikkipalkit, mikäli ne ovat kuumasinkittyjä. Kuumasinkityt poikkipalkit ovat aina pulttikiinnitteisiä. Sillansuunnittelija voi vaikuttaa käytettäviin poikkipalkkirakenteisiin, mutta niiden osalta on syytä konsultoida Ruukin teknisiä asiantuntijoita. Ensisijaisesti Ruukki määrittää edellä kuvatun mukaisesti poikkipalkkien parametrisoinnin. Sillan pääpalkkien levykenttien jäykistys on toteutettu sillan tukilinjoilla ja jänteen kolmannespisteissä sijaitsevin pystyjäykistein. Tuella jäykisteet sijaitsevat uuman molemmin puolin ja kiinnittyvät uuman lisäksi pääpalkin ylä ja alalaippaan. Siltaukossa vain uuman sisäpuolella sijaitsevat jäykisteet on hitsattu kiinni uumaan ja ylälaippaan. Säänkestävää terästä käytettäessä jäykistelevyn paksuus valitaan hyödyntäen pääpalkistossa käytettyjä levynpaksuuksia. Vinopäisessä sillassa sillansuunnittelijan on päivitettävä tietomalliin sillan vinouden aiheuttamat muutokset. Teräspalkissa sillan vinon pään aiheuttamat muutokset otetaan huomioon siirtämällä palkit vinolle tukilinjalle sekä muokkaamalla palkin päät, poikkipalkit sekä jäykisteet vinouskulman mukaisiksi. Vinouskulman vaikutuksesta poikkipalkkien pituudet kasvavat pääpalkkien kohtisuoran keskinäisen etäisyyden säilyessä ennallaan. Sillan pystygeometrian poiketessa suorasta linjasta, eivät pääpalkit ole muodoltaan vinopäisessä sillassa identtisiä. Lisäksi on vaarnatappien ryhmittelyyn kiinnitettävä huomiota. Pääpalkkien päätylevyjen tarve ja rakenne sekä muut päätyosien detaljit, kuten alalaippojen alapuolelle mahdollisesti kiinnittyvä teräksistä päätyrakennetta kannattava konsoli tai liikuntasaumallisessa sillassa kansilaatan päätyreunan paksunnuksen edellyttämä pääpalkkien ylänurkkien loveus, määräytyvät valitun päätyrakennetyypin mukaisesti tietomallissa. Myös pääpalkkien tukilinjan ylittävän osuuden lyhennys on mallissa mahdollista liikuntasaumoin varustetulla Classic sillalla. Mikäli sillan päätyrakenteet poikkeavat tyyppisarjan mukaisesti, on teräspalkiston osalta huomattava, että kasvavat päätyrakenteen kuormitukset vaikuttavat myös pääpalkkien päätylevyihin, joita vasten sillan päätyrakenteet tukeutuvat. Mikäli päätylevy paksunee, on sillansuunnittelijan lyhennettävä vastaavasti pääpalkkia, jotta pääpalkin tukilinjan ylittävä osuus päätylevyineen säilyy ennallaan. Vastaava päivitys tehdään parametrisessa mallissa automaattisesti käytettäessä säänkestävää terästä, sillä silloin päätylevyn paksuus valitaan hyödyntäen pääpalkistossa käytettyjä levynpaksuuksia (ks. kuvat 5.4, 5.6 ja 5.8). Mikäli sillan pääpalkkien laipoissa ei ole käytössä päätylevyksi soveltuvaa paksuutta, eikä sellaista ole varastokokona, tehdään päätylevy tavanomaisesta rakenneteräsestä ja pintakäsitellään TIEL 4.12 mukaisesti. Tällainen tilanne saattaa olla Classicilla kun Hl = 4,5 m tai Jm 13 m ja Hl = m. Premiumilla vastaava saattaa esiintyä vain kun Jm 17 m ja Hl = m. Pääpalkit ja työmaalla asennettavat poikkipalkit varustetaan tietomallissa nostokorvilla, joita ei lähtökohtaisesti pintakäsitellä. Paikoilleen jätettyjen poikkipalkkien nostokorvien pintakäsittely noudattaa poikkipalkkien vastaavaa, tai vaihtoehtoisesti teräsmateriaalia säänkestävää terästä käytettäessä. Pääpalkkien nostokorvat sijoittuvat elementtien varauskoloon, joten elementtikannen yhteydessä niitä ei ole tarpeen poistaa. Paikallavalukannen yhteydessä sillansuunnittelijan on ohjeistettava katkaisemaan ne tarvittaessa siltä osin kuin ne rajoittavat kannen alapinnan poikittaisen raudoituksen sijoittelua. Nostokorvat jätetään poikkipalkkeihin lähtökohtaisesti paikoilleen, ellei sillansuunnitelmissa toisin edellytetä. Liikennevirasto edellyttää laakerivaihdon aikaisen tunkkauksen suunnittelua ennalta ja suunnitelmissa tunkkauspisteiden ja voimien esittämistä. Sillansuunnittelija määrittää tunkkauksen edellyttämät vahvistukset teräspalkistolle ja päivittää tarvittaessa tietomallia niiltä osin, hyödyntäen tässä ohjeessa esitettyjä sillan tukirasitustietoja. Lähtökohtaisesti silta on tarkoituksenmukaista suunnitella tunkattavaksi tukilinjan vierestä pääpalkkien uumalinjoilta, ja lisätä matalin pystyjäykistein teräspalkiston paikallista pistekuormankestävyyttä. Tietomallissa on valmiina mahdollisuus lisätä laakerin pysyvälle kuormalle mitoitettu jäykiste uuman sisäpuolelle valitulle etäisyydelle tukilinjalta. Muita mahdollisia tietomallin päivitystarpeita ovat mm. paikallavalukannen edellyttämien muotti ja telinerakenteiden rei ityksien sekä laakerialueen detaljien tarkennukset. Teräspalkistoa valmistavalla Ruukin konepajalla on toteutusstandardin EN 1090 mukainen CEmerkintäoikeus. Suunniteltaessa silta eurokoodeilla, on se myös toteutettava ENstandardien mukaisesti. CEmerkintä on virallinen hyväksytty tapa osoittaa eurokoodeilla suunniteltujen kantavien metallirakenteiden ENstandardien mukaisen toteutuksen vaatimustenmukaisuus. Ruukki Easy Bridge 21

22 6 Alusrakenteet 6.1 Yleistä Sillan alusrakenteet on suunniteltava yksilöllisesti kunkin siltapaikan olosuhteiden mukaisesti siten, että ne pystyvät ottamaan kaikki päällysrakenteelta tulevat rasitukset. Soveltuvia alusrakenneratkaisuja ovat esim. suurpaaluperustus, betoniset pääty ja maatukirakenteet tai vanhat alusrakenteet. 6.2 Tukirasitukset Alusrakenteiden ja laakereiden suunnittelua varten on annettu päällysrakenteen tukirasitukset taulukoissa 6.1 ja 6.2. Tukirasituksien ominaisarvot ovat suorapäisen sillan ääriarvoja jännemitan ja hyötyleveyden vakioarvoilla. Jm (m) Hl (m) Pysyvä / minimi kuorma (kn) Ajoneuvokuorma LM1 0,8 (kn) Jarrukuorma (kn) pituussuunt. poikkisuunt. Tuulikuorma (kn) Siirtymä pituussuunt. (mm) Kiertymä LM1 0,8 (10 3 rad) 11 4, ,7 31,7 2,5 2,9 13 4, ,6 33,6 3,6 4,0 15 4, ,6 35,6 3,8 4,2 17 4, ,5 37,5 3,8 4,3 19 4, ,4 39,4 4,0 4,4 21 4, ,3 41,3 4,2 4,4 23 4, ,2 43,2 4,4 4,7 25 4, ,2 45,2 4,2 4,3 27 4, ,1 47,1 4,2 4,2 29 4, ,0 49,0 4,2 4,1 Taulukko 6.1 Tukirasituksien ominaisarvot (Classic). Pystykuormat laakerikohtaisia. Poikkisuuntaiset vaakakuormat tuki ja pituussuuntaiset siltakohtaisia. Siirtymäarvot ovat vapaasti liikkuviin laakereihin kohdistuvia maksimiliiketilan arvoja yhteen suuntaan. 22 Ruukki Easy Bridge