1. Lähtökohdat 1.1. Siltapaikka Suunnittelukohde sijaitsee TKK:n R osaston takana olevassa puistossa. Sillalla on tarkoitus mahdollistaa kulku IK:n Huvimajalta Otaniemen Ossinlammessa olevaan pieneen saareen. 1.2. Tekniset vaatimukset Sillan on tarkoitus kestää 30 vuotta. Silta on mitoitettu kestämään 400 kg/m² kuorma. 1.3. Pohjatutkimukset Alueen pohjatutkimukset on tehnyt TKK:n pohjarakennuksen ja maamekaniikan laboratorio. Alue sijaitsee savialueella, joka on vaikeasti rakennettavaa aluetta. Pohjatutkimusten perustamissuosituksissa ei suositella perustamaan alueelle mitään maanvaraisesti. Silta suositellaan perustettavan paaluilla kantaviin maakerroksiin.
2. Sillan tiedot Silta on yksiaukkoinen puinen ansassilta. Sen vapaa aukko on 7,9 metriä ja hyödyllinen leveys 1,7 metriä. Kokonaispituus on 12,3 metriä ja vapaa alikulkukorkeus 50 senttimetriä.
3. Laskelmat 3.1. Laskelmien lähtökohdat Laskelmat tehtiin LUSAS 14.0 mallinnusohjelmalla. Silta mallinnettiin sauvaelementein sillan palkkeja vastasi sauvat. Sauvojen poikkileikkaukset ja materiaaliarvot asetettiin vastaamaan todellisia. Malliin kohdistettiin seuraavat kuormat: 1. Omapaino: Gravitaatio sillan omista osista 2. hyötykuorma1: vain sillan keskiosaan kohdistuva hyötykuorma 400 kg/m² 3. hyötykuorma2: sillan muille osille kohdistuva hyötykuorma 400 kg/m² 4. Lämpölaajeneminen: 25 C lämpötilamuutosta vastaava pakkovoima 5. Tuulikuorma: 1,6 kn/m² sivuttainen kuorma sillan kaikkiin osiin. Kuorma on Tielaitoksen Siltojen kuormat ohjetta vastaava tuulikuorma. 6. Nojauskuorma: Kuormitus, joka vastaa kaiteeseen nojaamista. 500 kn/m sivuttainen ja saman suuruinen alas suuntautuva kuormitus kaiteeseen. 7. Kaikki: Kaikki kuormitustapaukset yhdisteltynä ilman kertoimia 3.2. Tulokset Voimasuureet otettiin ulos solmukohtaisesti. Ne ovat kuormitustapauksittain lajiteltuna liitteenä (Liite1 / voimasuureet.pdf) Kustakin kuormitustapauksesta ja voimasuureesta laskettiin maksimi ja minimiarvo. Lukemisen mahdollistamiseksi mallin solmuista on kuva (Liite2 / solmukartta.pdf). Kuormituksista aiheutuvat kuvaajat on printattu liitteeksi (Liite3 / rasituskuvat kansio). Taipumatarkastelu suoritettiin karkeasti siten, että kuormitustapaukset yhdisteltiin ja laskettiin taipuma. Taipuman maksimiarvoksi saatiin pystysuunnassa 10,8 mm. L/500 tarkastelulla taipuma saa olla enintään 7900mm / 500 = 15,8 mm, joten taipumat riittävät hyvin. Taipumat mukana liitteenä (Liite4 / taipumat.pdf). Lisäksi laskettiin puun lujuusominaisuudet normaali ja leikkausvoimaa vastaan, jotta rakenteissa käytettyjen dimensioiden riittävyys voidaan todeta. Lujuusominaisuudet liitteenä (Liite5 / laskelmat_puu.pdf). 3.3. Laskelmat perustuksista Perustusten tukireaktiot ja niiden kuormitusyhdistelyt ovat liitteenä (Liite6 / tukireaktiot.pdf). Niiden perusteella laskettiin viidelle paalulle, jotka ovat sijoitettu Kuva1:n osoittamalla tavalla kiertokeskiöksi piste, joka sijaitsee 40 cm betoniperustusten alalaidasta ja horisontaalisuunnassa perustusten keskellä.
Kuva1: kiertokeskiön sijainti. Kuormitukset ovat niin symmetrisiä molemmin puolin, että samoja laskelmia voidaan käyttää niin länsi kuin itäpuoleisille perustuksille. Perustusten paaluina käytetään Onnisen ruostumatonta teräsputkea 1101046 (http://www.onninen.fi/teollisuus +ja+infra asiakkaat/hinnastoja/rsthinnasto032007.pdf). Se on ulkohalkaisijaltaan 48,3 millimetristä ja paksuudeltaan 2 millimetristä teräsputkea. Laskelmien (Liite7 / laskelma_perustukset.pdf) mukaisesti saadaan yhden teräsputken kestävyydeksi 171 kn. Toisaalta paaluryhmässä yhden paalun maksimikuormaksi saadaan <86kN, joten voidaan todeta, että paalut kestävät kuva1:ssa osoitetulla tavalla.
4. Alustava suunnitelma työstä 4.1. Pohjarakenteet Siltapaikan perustusten kohdalta kaivetaan molemmilta puolilta maata sen verran, että saavutetaan kerros, jolla vedenpinta on. Maata kaivetaan niin, että perustusten ja kuopan reunan väliin jää joka puolella 50 cm. Kuopan reunan kaltevuus on 1:1. 4.2. Perustukset Paaluina toimivat teräsputket työnnetään kaivinkoneen kauhalla kantavaan kerrokseen saakka. Kun kerros tulee vastaan ja putki ei enää painu syvemmälle, maanpinnan yläpuolelle jäävä teräs katkaistaan 30 cm korkeudelta. Perustusten muotit tehdään laudasta. Perustuksiin sijoitetaan tarpeen vaatiessa rautaverkko lisäämään lujuutta. Tarkemmat laskelmat osoittavat, onko tämä tarpeen. Perustukset valetaan K20 betonista. Syntynyt kuoppa täytetään soralla ja täyttöön jätetään styroxlevy routaeristeeksi. Perustusten päälle rakennetaan 100x100 parruista kehikko. Päällimmäisiksi jääviin parruihin lovetaan detalji 1:n osoittamat lovet tukiparruja varten ja kiinnitetään metallipeitteet. Kuoppa täytetään soralla. 4.3. Kansirakenteet Kansirakenteista asennetaan ensin tukiparrut. Kahdesta 100mm x 100mm parrusta tehdään vaarnapalkki ja sen perustusten kanssa kosketuksissa oleva kohta peitetään metallipalalla, jotta puu ei kulu pitkittäisten pakkovoimien rasituksessa. Poikittaiset tukipuut lisätään seuraavaksi, jolloin niiden päälle voidaan tehdä vanerista väliaikaisia työtasoja. Kannen alalaidan ja betoniperustuksen väliin asennetaan tukiansaat detalji2:n osoittamalla tavalla. Kantta jäykistävät ansaina toimivat kaiderakenteet asennetaan. Kaiteen yläpalkki lovetaan pystypilareiden kohdalta hieman, jotta pitkittäiset voimat välittyvät tehokkaammin eteenpäin. Ansasrakenne viimeistellään diagonaalirimoilla. Diagonaalirimoin varustetut suorakaiteen muotoiset aukot ovat suurin piirtein samanlaisia kuin rannalla olevassa huvimajassa olevat vastaavat. Lopuksi asennetaan kansilaudat ja laitoihin tulevat pystylaudat, joiden tarkoitus on tehdä kannesta pienimuotoinen kaukalo, että mahdollisesti sitä pitkin kulkevat esineet eivät vierisi veteen. 4.4. Varusteet ja viimeistely Mantereen puolelle rakennetaan ramppi ja saaren puolelle rappuset. Rampin tarkoituksena on mahdollistaa esimerkiksi kottikärryillä ylimääräisen tavaran tuominen siltaa myöten saarelle. Toisaalta saari on hyvin pieni. Näin rappuset hidastavat sillalla kuljettavaa mahdollista liiallista nopeutta ja pakottavat varovaisuuteen saaren
päässä. Betonisten perustusten päällä olevat puukehikot verhoillaan laudoilla. Viisi kuudestatoista suorakaiteen muotoisesta aukosta peitetään rimoin. Rimakehikosta tehdään suurin piirtein samanlainen kuin rannalla olevassa huvimajassa olevat vastaavat. Kaiteen päälle asennetaan lauta. Sora viimeistellään.
5. Määrälaskelmat ja kustannusarvio Määrälaskelmat ja kustannusarvio ovat liitteenä (Liite8 / kust_arv.pdf). Kustannusarviossa käytettävien hintojen perusteena käytettiin puutavarassa Sahakonttorin nettisivuilla ollutta hinnastoa (www.sahakonttori.fi). Betonituotteiden hintana käytettiin Betoni lehden sivuilta (www.betoni.com) löytynyttä hintaa. Teräsputkien hintana käytettiin Onnisen sivuilta (www.onninen.fi) sivuilta löytynyttä hinnastoa.