5 LASTER
5.2 V ARIABLE LASTER (Q)
5.2.1 Trafikklast
Trafikklastene dimensjoneres i henhold til EK1 del 2. Forskrift for trafikklast dekker tilfeller som ikke dekkes av standarden, som engangstransporter.
EK1 del 2 deler trafikklaster inn i seks lastgrupper (gr), gr1a, gr1b, gr2, gr3, gr4 og gr5. Gr3 og gr4 er relativt like. gr4 gir den høyeste verdien av disse to, derfor utelates gr3.
Alle utregninger av trafikklaster finnes i vedlegg A2.
5.2.1.1 Beregningsmessige felt
I praksis vil kjørebanen ha to kjørefelt á 3,5 m. For beregninger av trafikklast brukes
beregningsmessige kjørefelt, også kalt lastfelt hvor hvert felt har en bredde w1 = 3 m. Kjørebanen på vår bru har bredden w = 10 m, dette gir tre beregingsmessige kjørefelt. Kjørefeltene nummereres slik at nr. 1 er det feltet som vil gi den mest ugunstige lastvirkningen, nr. 2 den nest mest ugunstige også videre (fig. 5.2). Nr. 4 er det resterende området, og blir liggende lengst fra g/s-veien. Når kjørefelt omtales i dette kapittelet, viser det til de beregningsmessige kjørefeltene.
23
Figur 5.2: Beregningsmessige felt [22]
5.2.1.2 Gr1a
Gr1a består av lastmodell 1 (LM1) og vertikale krefter på g/s-vei.
LM1
LM1 tar for seg laster påført av lastebiler og personbiler. Modellen består av to laster: et
tandemsystem (TS) bestående av en dobbeltaksling (fig. 5.3), og en jevnt fordelt last (JFL) (fig. 5.4).
Senteravstand på hvert hjul i en aksel er 2,0 m for TS. Det er minst 0,5 m mellom hver aksel.
Avstanden i kjøreretning mellom hver dobbelaksel er 1,2 m.
Figur 5.3: Plassering av TS når x = 22m
For generelle beregninger skal hver TS gå sentrisk parallelt med aksene til kjørefeltet. Hvert TS skal ha to identiske hjul som har halvparten av lastene.
24
Figur 5.4: Plassering av JFL i LM1
Tabell 5.1 oppsummerer lastene i lastmodell 1 (LM1).
Tabell 5.1 – Karakteristisk verdi for LM1
TS JFL
Kjørebane 1 300 kN 5,4 kN/m2
Kjørebane 2 200 kN 2,5 kN/m2
Kjørebane 3 100 kN 2,5 kN/m2
Gjenstående områder 0 kN 2,5 kN/m2
Last på g/s-vei
Lasten på g/s-vei kan deles i to, det er en jevnt fordelt last (qfk) og en todelt punktlast (Qserv).
qfk er den jevnt fordelte lasten påført av en tenkt folkemengde som beveger seg samlet over brua (fig. 5.5, venstre). Det nasjonale tillegget til EK1, NA.5.3.2.2, oppgir at lasten qfk er lik 2,5 kN/m2 når brua benyttes av fotgjengere samtidig som kjøretøy.
Qserv er last fra servicekjøretøy på brua (fig. 5.5, høyre). NA.5.3.2.3 gir her en last på 80 kN og 40 kN for henholdsvis bak- og framaksel. Plassering av akslingene er vist i figur 5.5. Senteravstand er 1,3 m mellom hjul og akselavstand 3 m.
Figur 5.5: Plassering av qfk og Qserv når x = 22m
25 5.2.1.3 Gr1b
Gr1b består av lastmodell 2 (LM2).
LM2 er en enkelt aksellast og lasten plasseres mest ugunstig (fig. 5.6). Aksellasten er lik BQ x Qak , der Qak = 400 kN. Etter NA.4.3.3 er BQ lik 1,0.
Figur 5.6: Plassering av LM2 når x = 22m
5.2.1.4 Gr2
Gr2 består av LM1 og horisontale krefter.
LM1
I gr2 skal det brukes ofte forekommende verdier av LM1. Se vedlegg A2 for utregning. Plasseringen er identisk som figur 5.4, med verdier fra tabell 5.2.
Tabell 5.2 – Ofte forekommende verdi for LM1
TS JFL
Horisontale krefter deles i to laster, bremse- og akselerasjonslast (Q1k) og tverrkrefter (Qtrk) (tabell 5.3).
Q1k er kreftene som skapes når kjøretøy bremser, eller akselererer på brua. Lasten er påført på toppen av dekket, i lengderetning av brua. (fig. 5.7)
Qtrk er kreftene som skapes når kjøretøy på brua beveger seg i andre retninger enn lengderetningen på brua. Dersom et kjøretøy skrenser, vil det for eksempel skapes krefter på tvers av bruas
kjøreretning. Fordi brua er uten horisontal kurvatur, er det kun tverrkraft fra skrens som er aktuelt.
Tverrkraften fra skrens er ifølge punkt 4.4.2 (4) lik 25 % av bremsekraften Q1k. Denne kraften virker som en punktlast på et hvilket som helst sted på brua.
26 Q1k og Qtrk plasseres midt mellom buene og halvveis ut på brua.
Figur 5.7: Plassering av horisontale laster
Tabell 5.3 – Bremse- og akselerasjonslaster og tverrkraft
Q1k Qtrk
Kjørebane 1 424,8 kN 106,2 kN
Kjørebane 2 270 kN 67,5 kN
Kjørebane 3 150 kN 37,5 kN
5.2.1.5 Gr4
Gr4 er lastene lastmodell 4 (LM4) og vertikale krefter fra g/s-vei.
LM4
Denne lastmodellen dekker en tenkt folkemengde samlet på veibanen, som utgjør en last på 5 kN/m2 (fig. 5.8).
g/s-vei
Lasten på g/s-vei består, som tidligere av to separate laster. For den jevnt fordelte lasten skal det ikke brukes en kombinasjonsfaktor. Det gir qfk lik 5 kN/m2 (fig. 5.8) og Qserv lik 80 kN + 40 kN (fig.
5.5).
Plassering
LM4 og qfk sjekkes for last på hele og halve lengden av brua.
Figur 5.8: Plassering av gr4
27 5.2.1.6 Gr5
Gr5 er Lastmodell 3 (LM3) som er et spesialkjøretøy og er gitt i forskrift for trafikklaster. Forskriften gir to forskjellige laster for engangstransporter. Da brua kun er 40 m, vil tilfellet med den lengste engangstransporten falle bort fordi det vil gi en last som også skal plasseres utenfor brua. Den andre lasten består av laster med akselavstand 17 x 1,5 m og aksellasten på 150 kN. Dette tilsvarer en totallast på 2700 kN.
Se figur 5.9 og 5.10 for lastplassering. Snitt A-A viser hvordan lasten er fordelt i hver aksel. I figurene er det også tatt hensyn til 0,3 m avvik fra sentrisk plassering.
Figur 5.9: Lastsystem for LM3
Figur 5.10: Plassering av LM3 med senter i x = 22 m. Pilene indikerer hver en last i z-retning på -75 kN
28 5.2.1.7 Oppsummering av trafikklaster
Tabell 5.4 gir en oppsummering av lastgruppene og lastene som er påført i de forskjellige lastkombinasjonene som er beregnet.
Tabell 5.4 – Lastgrupper og trafikklaster
Lastgruppe Lastmodell Symbol Verdi Benevning
Gr1a LM1 TS 300 + 200 + 100 kN
Snølast beregnes etter EK1 del 1-3. For vegbruer regnes det ikke med at snølast og trafikklast opptrer samtidig [19, s. 61]. Derfor neglisjeres snølast da hoveddelen av snølast ikke opptrer samtidig med trafikklasten.
Bølge-, strøm- og islast vil være av liten betydning fordi vannføringen i elva på brustedet er lav og lastene vil bli små eller ikke-eksisterende. Derfor neglisjeres disse også.
Temperaturlast oppstår når temperaturen på brustedet endrer seg. De planlagte opplagrene på brua vil ikke gi tvangskrefter, så det vil kun være endring i materialet som konsekvens av
temperaturendring. Beregningene av temperaturlastene er tidkrevende og komplisert i forhold til dens bidrag. Disse blir derfor neglisjert, men det vil være nødvendig å beregne dersom brua skal bygges.
5.3.1 Vindlast
Vindlast på brukonstruksjoner deles i tre klasser. Det forutsettes at det ikke tas hensyn til dynamisk lastvirkning fra vind, dette gjør at brua vil være i vindklasse I. Vindklasse I omfatter alle bruer med ubetydelig dynamisk lastvirkning fra vind og hvor maks egenperiode er mindre enn 2 sekunder. [19, s. 62] I denne vindklassen skal vindlasten beregnes samtidig med trafikklast i bruddgrensetilstand. I bruksgrensetilstand skal vindlasten beregnes uten trafikk.
Referansevindhastigheten (Vb,o) til Bardu kommune er 24 m/s og brustedet er i terrengkatergori II som er beskrevet som «landbruksområde, område med spredte små bygninger eller trær.» [23, s. 12 NA]Det velges en referansehøyde (Ze) lik 5 meter for dekket og en gjennomsnittlig Ze lik 8 m for buen og kablene.