Dimensjonerende laster og prøvelaster for betongrør til vegkonstruksjoner

Intern rapport nr. 1521

Dimensjonerende laster og prflvelaster for betongrflr

t il vegkons truks j oner

Januar 1992

Veg la boratoriet

D I M E N S J O N E R E N D E L A S T E R OG P R Ø V E L A S T E R F O R B E T O N G R D R T I L V E G K O N S T R U K S J O N E R

Vegdirektoratet

Veglaboratoriet

G a u r t r d r l l i i n 2 5 , P a i t b o k r 6390 E t t m r ~ t i d , 0110 6 T l f . 102) 63 99 OD

rakrbehanoler: o. ^Myhre dato: Januar 1992

d9

rapportsammendrag

v!GLAeoaalon!rT O p p d r a g s r a p p o r t

O 48 P-371 C M. 1521

Rapporten beskriver dimensjoneringsgrunnlag og krav til prøvelaster for betongrør til vegkonstruksjoner, med

utgangspunkt i vegnormalene, håndbok 018 Vegbygging (1991).

Dimensjoneringsgrunnlaget er i hovedsak det samme som i NBI-anvisning nr. 7 (1973), som har vært brukt som dimen- sjoneringsgrunnlag for rør etter NS 3028. Beregning av lastvirkning fra jord over og omkring rørene er endret i forhold til NBI-7, men endringene er små.

Det er utarbeidet prøvelasttabeller for både uarmerte og armerte rør etter ulike spesifikasjoner. Spesifikasjonene s o m e r brukt er NS 3028, NS 3027, samt ALFANOR og PRE-BAS.

Prøvelasttabellene dekker således de aller fleste rørtyper av betong som produseres i Norge pr. 01.07.91.

Prøvelasttabellene angir krav til rørstyrke avhengig av planlagt fyllingshøyde inntil 1 0 m over rørene. Det forut- settes at rørene legges og omfylles på vanlig, god måte ifølge vegvesenets leggeforskrifter. Spesialtilfeller med høyere fyllinger, avlastningslag 0.1. for rørene er ikke behandlet i denne rapporten.

Utgiverlbritilling: VEGLABORATORIET, Pb.6390 Etterstid, 0.10 6. ~ l f . 1 0 2 1 63 93 0 0 , Tilefix 1021 6 74 21

DIMENSJONERENDE LASTER OG PRETVELASTER FOR BETONGRØR TIL VEGKONSTRUKS JONER

INNHOLD

1. Sammendrag

2. Bakgrunn for rapporten

3. Gyldighet og bruk av rapporten 4. Beregning av lastvirkninger

5. Dimensjonerende last, krav til prøvelast - Generelt

- Prøvelast og dimensjonerende last, krav - Prøvelast, tabeller

6. Armeringsoverdekning

7. Godkjenning av produsenter

8. Merking av betongprodukter til avløpsformål Litteraturreferanser

VEDLEGG

1 Sammendrag av K-rådets bestemmelser: Egenkontroll ved rørproduks jon

2 Sammendrag av K-rådets bestemmelser: Merking av produkter kl. C

3 Beregning av lastvirkning fra jord (J. Vaslestad)

4 Dr. Lars Aadnesens beregninger av dimensjonerende last og prøvelast

1. SAMMENDRAG

Rapporten beskriver dimensjoneringsgrunnlag og krav til prøvelast for betongrør til vegkonstruksjoner, med

utgangspunkt i vegnormalene, handbok 018 Vegbygging (Ref. 4).

Dimensjoneringsgrunnlaget er i hovedsak det samme som i NBI-

anvisning nr. 7 (Ref. 3), som har vært brukt som

dimensjoneringsgrunnlag for rør etter NS 3027 og NS 3028.

Beregning av lastvirkning fra jord over og omkring rørene er endret i forhold til NBI-7, men endringene er små.

Det er utarbeidet prøvelasttabeller for både uarmerte og

armerte rør etter ulike spesifikasjoner. Spesifikasjonene som er brukt er NS 3027, NS 3028, samt ALFANOR og PRE-BAS.

Prøvelasttabellene dekker således de aller fleste rørtyper av betong som produseres i Norge pr. 1.7.91.

Prøvelasttabellene angir krav til rørstyrke avhengig av planlagt fyllingshøyde inntil 10 m over rørene. Det

forutsettes at rørene legges og omfylles på vanlig, god måte ifølge vegvesenets leggeforskrifter. Spesialtilfeller med høyere fyllinger, avlastningslag 0.1. for rørene er ikke behandlet i denne rapporten.

2. BAKGRUNN FOR RAPPORTEN

For betongrør med spesifikasjoner som avviker fra NS 3027 og NS 3028 (se vedleqq 4) har en savnet et felles opplegg for

fastsettelse av prøvelaster.

Dimensjoneringsgrunnlaget er utarbeidet av Dr. Lars Aadnesen,

eget firma, og av Jan Vaslestad, Veglaboratoriet. Prøvelastene er beregnet av Dr. Lars Aadnesen (Ref. 7), se vedleqq 4. En har begrenset antall lastkombinasjoner og ser bort fra

"unormale" og "verst tenkelige" situasjoner. Sikkerheten ivaretas av vanlige sikkerhetsfaktorer for geotekniske

beregninger og betongdimensjonering. Denne rapporten erstatter Veglaboratoriets internrapport 1305.

Prøvelastene for de uarmerte rørene tar utgangspunkt i dagens praksis for prøving av disse rørene, men verdiene er noe

justert. Prøvelastene for de armerte rørene er fastsatt ut fra nødvendig beregningsmessig styrke. Opplegget er vurdert og akseptert av betongrørbransjen v/NBIF (Norges betongindustri- forbund)

.

3 .

GYLDIGHET OG BRUK AV RAPPORTEN

Rapporten fastsetter krav til styrke (prøvelast) og armerings- overdekning for betongrør og gjelder fra 1.1.92. Rapporten er supplement til vegnormalene (Ref. 4), pkt. 415.2 (Rør og

rørdeler av betong). Sitat fra pkt. 415.2:

r ,

. . .

lastreduserende tiltak skal tilfredsstille nærmere spesifiserte krav til styrke og prøvelast

. . . .

For bedrifter som ikke har innarbeidet bruk av ny type

armering for dobbeltarmerte rør pr. 1.1.92 kan det fram til 1.4.92 gis unntak fra bestemmelsene.

Lasttabellene er utarbeidet for normal bruk av rør produsert etter standard-spesifikasjonene NS 3027 og NS 3028, samt diverse rørtyper fra produsentgruppene ALFANOR og PRE-BAS.

Ved endel spesielle forhold må lastvirkninger og utførelse av arbeidet vurderes av geoteknisk sakkyndig, eksempelvis ved:

1) Fundamentering av rør på peler

2) Fundamentering under fylling på meget setningsømfintlig grunn

3 ) Opptrekking av spunt etter tilbakefylling og komprimering

4 ) Fundamentering av rør i høy fylling

Ifølge vegnormalen, pkt. 441.0 (Generelt - rør i høye

fyllinger), kulverter og stikkrenner som ligger med mer enn 8 m fyllingshøyde over topp rør, prosjekteres spesielt av geoteknisk sakkyndig (Ref. 4).

4.

BEREGNING AV LASTVIRKNINGER

Generelt

Beregning av belastning på betongrør etter NBI-anvisning nr. 7 (Ref. 3) bygger p& Marston-Spangler's teorier. I formel-

grunnlaget inngår virkning fra:

- jordlast over røret og på siden av røret

- egenvekt av rør og vannfylling uten overtrykk - jevnt fordelt nyttelast på terrenget

- punktlaster (k jøretøy)

Lastvirkninger fra jord over og på siden av røret er beregnet etter formler utviklet av J. Vaslestad (Ref. 2), se vedleaa 3.

Lastvirkningene er tilnærmet de samme som ved bruk av eldre teori i NBI-anvisning nr. 7 (Ref. 3). De øvrige lastvirkninger er gitt i formler i Aadnesens rapport (Ref. 7), se vedleaa 4.

5. DIMENSJONERENDE LAST, KRAV TIL P-LAST

Generelt

Det er forutsatt at leggekvaliteten er "høy", dvs. at vanlige leggeforskrifter følges, og at belastningene på røret kan regnes som kvartsirkellaster. Som nevnt i pkt. 3 mi

lastvirkninger (og dermed krav til prøvelast) vurderes særskilt i en del tilfeller.

Prøvelast oq dimensjonerende last, krav (etter L. Aadnesen) Prøvene utføres som angitt i NS 3029, med følgende

presisering:

"Prøvelasten skal økes jevnt inntil røret er piført e n last lik den angitte risslast eller bruddlast. Lastøkningen p r . minutt skal være ca. 1/3 av krav til prøven. Risslast

defineres som den last som fremkaller riss med ipning 0,3 mm over en lengde pi maks. 300 mm."

Kravene til prøvelast er basert på opptredende momenter ifølge elastisk analyse. Bruksgrensetilstanden blir dimensjonerende ved seigt brudd (armerte rør), og 1,5 x bruksgrensetilstanden

(Q,,) blir dimens jonerende ved sprøtt brudd (uarmerte rør)

.

Prøvelast, generelt:

I

1

der

5

s = €.d, = bredde av lastfordelingen

(verdiene for s er fastlaqt i NS 3029, se også _. vedleqq 4, side 21-22)

d- = d

+

d = indre rørdiameter (m) t = godstykkelse (m)

og Q = dimensjonerende total belastning på rør (kN/m) Formler og tabeller for dimensjonerende totalbelastning (Q) på rør er gitt vedleqq 4:

- Bruksgrensetilstand: side 14-16 i vedlegget (Q) - Bruddgrensetilstand: side 18-20 i vedlegget (QB2)

Prøvelast for armerte rør oq rør med diameter 600 mm oq større Krav til prøvelast som skal tilfredsstilles for ulike

rørdimensjoner og fyllingshøyder er gitt i nedenstaende tabell 1 (bruksgrensetilstand, 0,3 mm riss) og tabell 2 (bruddgrense- tilstand). Se også side 23 og 26 i vedleqq 4 . Produsenten må dimensjonere og eventuelt armere rørene slik at kravene til prøvelast er oppfylt.

Alle rør skal minimum tilfredsstille prøvelast tilsvarende 0,5 m fyllingshøyde. Enkelte prøvelaster knyttet til cm&

fyllingshøyder er derfor noe høyere enn det som trengs ut fra betraktning av fyllingshøyden alene. Der det ikke er gitt verdier for riss, leveres rørene uarmerte.

R ø r - Vegg- d i a m . t y k -

k e l s e

F y l l i n g s h ø y d e , H, o v e r t o p p r ø r ( m )

l

Tabell 1 . Prøvelast før 0,3 mm riss (kN/m)

.

Armerte rør og rør med diameter 600 mm og større.

Rer- Vegg-

diam. t y k - k e l s e

F y l l i n g s h ø y d e , H, o v e r t o p p r ø r ( m )

Tabell 2. Prøvelast før brudd (kN/m).

Armerte rør og rør med diameter 600 mm og større.

Prøvelast for uarmerte rør med diameter 500 mm oq mindre

Dette er rør som leveres med bestemt styrke for hver dimensjon og rørtype. Prøvelasten i tabell 3 er fastsatt ut fra

erfaringsmessig kvalitet for rørene. Minimum og maksimum fyllingshøyde er innenfor det beregningsmessig tillatte, se side 24-25 i vedleqq 3 . Om ledninger og kulverter med mer enn 8 m fyllingshøyde over rørene, se pkt. 3.

NB! Til stikkrenner gjennom veg anbefales det ikke d bruke mindre rørdimensjon enn 400 mm (i visse tilfeller 600 mm). Til stikkrenner under avkjarsler anbefales det ikke d bruke mindre dimensjon enn 300 mm, kfr. vegnormalenes pkt. 413.2 (Ref. 4)

.

FAVA l f a l s r s r )

3 0 0 65 * i

4 0 0 7 0 * t

5 0 0 8 5 *

Rnrtype

Rer- Vegg- Bygge-

diam. t y k k e l s e l e n g d e

d t L

(mrni (mm1 (mm1

PREBAS ( f a l s r n r )

4 O0 8 5 t *

500 92

Prsve- F y l l i n g s h a y d e o v e r l a s t t o p p r 0 r . H

P Min. Maks.

(kN/ml (ml ( m )

* Ved f y l l i n q s h n y d e r s t n r r e enn 8 m s k a l l e d n i n g e n p r o s j e k t e r e s a v g e o t e k n i s k s a k k y n d i g

* * Varierende b y q q e l e n q d e r , k f r . p r o d u s e n t e n e s b r o s j y r e r .

Tabell 3. Prøvelast før brudd (kN/m)

.

Uarmerte rør med diameter 500 mm og mindre.

6. ARMERINGSOVERDEKNING

For dobbeltarmerte rør til stikkrenner og kulverter skal

nominell armeringsoverdekning ' ) være 25 mm. Generell toleranse for overdekningen er 2 10 mm. I tillegg tillates 3 ringer med overdekning ned til 10 mm pr. rør.

Toleranser for plassering av armering i enkeltarmerte rør er under utarbeidelse.

Nominelle dimensjoner for armeringsringene finnes i tabeller utarbeidet av Norges betongindustriforbund (NBIF)

.

regler for måling av armeringsoverdekning gis av Kontrollrådet for betongprodukter (KR)

.

Merknader:

) Nominell armeringsoverdekning = t ilsiktet verdi, som også inngir i beregninger, skal være 25 mm. Angitt toleranse (10 mm) betyr at armeringen overalt skal ha overdekning 15-35 mm,

dog tillates inntil 3 ringer 2 ha overdekning ned til 10 mm pa ett eller flere steder. Overdekningen måles fra rørets

kont urlin je, uten fradrag for dybden av eventuelle porer.

Kravet e r fastsatt ut fra nye prosedyrer for produksjon a v armerinosringer. Kravet vil bli løpende vurdert, avhengig av b1.a. erfaring med de nye prosedyrene.

7. GODKJENNING

AV

Produsenter av betongrnr til vegkonstruksjoner skal være godkjent av Kontrollrådet for betongprodukter. Kontrollrådet

(KR) sender hvert år ut meddelelse om hvilke produsenter (bedrifter) som er godkjente for produksjon av ulike typer betongprodukter (Ref. 6)

.

Vedlesa 1 viser sammendrag av Kontrollrådets bestemmelser for kontrollhyppighet ved produsentenes egenkontroll, herunder kontroll av risslast og bruddlast (Ref. 5).

8.

MERKING AV PRODUKTER TIL AVLØPSFORMÅL

Alle produkter i klasse C (Betongprodukter til avløpsformål) skal være sortert og merket etter type og kvalitet, etter nærmere regler fra Kontrollrådet for betongprodukter (KR).

Produktene skal b1.a. merkes med maksimum tillatt overdekning (fyllingshøyde over topp rør). Unntatt er rør med diameter mindre enn eller lik 250 mm, som ikke skal merkes med

overdekning (fyllingshøyde)

.

Vedleaa 2 viser mer detaljert hva som skal inngå i merkingen av produktene; utdrag av Kontrollrådets bestemmelser (Ref. 5 ) .

NB! AN-merkede produkterskal ikke brukes i vegkonstruksjoner!

LITTERATURREFERANSER

1. Statens vegvesen (1987) : Intern rapport 1305, Betongrør, delrapport 3 - Forslag til dimensjonerende laster og

prøvelaster

2. Jan Vaslestad (1990) : Soil structure interaction of buried culverts (Dr.ing. avhandling, Norges Tekniske Høgskole)

3 . L a r s Azdnesen: Beregning og dimensjonering av nedgravde b e r o n g r ~ r (NBI-anvisning nr. 7, Norges byggforsknings- institutt, 1973)

4 . SEateris vegvesen (1991) : Vegnormalene, håndbok 018 Vegbygging

5. Kontrollrådet for betongprodukter (1989): Bestemmelser for klasse C - betongprodukter til avløpsformål

6. Kontrollrådet for betongprodukter (årlig): Meddelelse om godkjenning

7. Lars Aadnesen (1990): Betongrør - forslag til krav til dimensjonerende laster og prøvelaster

VEDLEGG 1 S i d e 1 a v 1

T i l o r i e n t e r i n g - sammendrag a v K o n t r o l l r å d e t s b e s t e m m e l s e r :

T a b e l l e n v i s e r e t sammendrag a v K o n t r o l l r å d e t s b e s t e m m e l s e r f o r e g e n k o n t r o l l i b e d r i f t e r som p r o d u s e r e r b e t o n g p r o d u k t e r t i l a v l ø p s f o r m å l ( k l a s s e C ) . T a l l e n e a n g i r h v o r s t o r a n d e l a v p r o d u k s j o n e n som s k a l k o n t r o l l e r e s , e v t . h v o r mange p r o d u k t e r som s k a l k o n t r o l l e r e s .

K l a s s e C , b e t o n g p r o d u k t e r t i l a v l ø p s f o r m å l , e r g e n e r e l t

i n n d e l t i v a r e g r u p p e 1 ( t i l a v l ø p s s y s t e m e r

uten

h a n d e l e n med s l i k e p r o d u k t e r b e t e g n e s d e som G-merkede r e s p e k t i v e T-merkede p r o d u k t e r .

* ) F.eks. 1(3)/1000 betyr 1 prøve (3 rør) pr. pabegynt 1000 produserte rør 1 (2)/1000 betyr 1 prøve (2 rør) pr. pabegynt 1000 produserte rør osv.

1(1)/75 betyr 1 prøve (1 produkt) pr. pabegynt 1000 produserte.

kumelementer, lokk, topplater

aregruppe

pa spissende

REFERANSE

Armeringskontroll med detektor

- K o n t r o l l r å d e t f o r b e t o n g p r o d u k t e r ( K R ) , 1 9 8 9 : B e s t e m m e l s e r f o r k l . C - B e t o n g p r o d u k t e r t i l a v l ø p s f o r m å l

- - -

pr. serie 10 % av produsert mengde

VEDLEGG 2 Side 1 av 1 Til orientering - sammendrag av KontrollrAdets bestemmelser:

BETONGPRODUKTER TIL AVL~PSFO&

-

Tabellene viser et sammendrag av Kontrollrådets bestemmelser for merking av betongprodukter til avl~psformål (klasse C).

Alle produkter i klasse C skal være sortert og merket etter type og kvalitet. Produktene sorteres i kvalitetene T, G og AN som vist i tabell 1. Omfang av merkingen skal være som vist med "x" i tabell 2. Detaljer for merkingen, se Kontrollr5dets bestemmelser.

NB! AN-merkede og SEKUNDA-merkede r@r skal ikke brukes til vegkonstruksjoner og er derfor ikke tatt med i tabell 2.

TABELL 1

T-merkede produkter = tette spillvanns- og overvannsledninger med spe- sifiserte tetthetskrav til ledning og enkelt rør G-merkede produkter = overvannsledninger 0.1. uten spesifiserte tett-

hetskrav til ledning, men med krav til enkelt rør AN-merkede produkter = drenasje- og overvannsledninger uten spesifiserte

tetthetskrav og uten bruk av tetningsringer i

skjøtene

1

TABELL 2

Merking T-merkede G-merkede

produkter produkter K-merket

Type produkt (NS 3027, NS 3028, M W A , IG, Rørnumer (gjelder rør etter NS 3028) T-merket

G-merket

Reg.nr. hos Kontrollradet Støpeuke/-Ar

Fyllingshøyde, maks. (ikke kummer) * )

Innvendig d i a m e t e m A l / r i n g s t ø r r e l s e

Uarmert (nar rørets diameter er L ^{600 m )}

Vekt (nar vekten er 2 500 kg)

* ) Iflg. KR'S rundskriv 1/91 skal rør med diameter

<

med fyllingshøyde. Rør med diameter > ^{250 m} skal merkes med maks.

fyllingsh~yde.

SEKUNDA

Sitat fra Kontrollradets bestemmelser: "Produkter som ikke tilfredsstiller spesifiserte krav samt skadde produkter skal merkes med sekunda."

. . .

"PA sekunda-merkede produkter skal all annen merking fjernes eller blendes, slik at kun reg.nr. og sekunda-merket er leselig."

REFERANSER

- Kontrollradet for betongprodukter (KR), 1989: Bestemmelser for kl. C

- Kontrollradet for betongprodukter (KR), 1991: Rundskriv 1/91

VEDLEGG 3 Side 1 av 1 J. VASLESTAD: VIRKNING A V JORDLAST P Å NEDGRAVDE, STIVE R 0 R Den angitte lastvirkning forutsetter at fundamentering og omfylling utføres etter vegnormalenes krav til massetyper, lagtykkelser, komprimering m.v. Se vegnormalenes pkt. 441.2 og pkt. 441.3 (Statens vegvesen, 1991: Handbok 018 Vegbygging).

Vertikallast: Q,.,= = CF.y.D2

der C, = (e"""

-

+

Forutsetter friksjonsvinkel @ = 31' (som i NBI-anvisning nr. 7) og ruhet r = 0,8. Dette gir friks jonstallet SV, = 0,124 slik at:

Horisontallast: Q,,, = y . ~ ~ . (0,485.H/D + 0,243) (som i NBI-7)

Momentgivende last: Q, = Q,,,, - Q,,, = y.D2. (1,157 . H / D - ~ , 447) Q, regnes i kN/m,

y = egenvekt av jord [kN/m3) D = utvendig rørdiameter (m)

H = leggedybde = fyllingshøyde over topp rør (m) Formelen for Q, tilsvarer formel (1) side 5 i "Betongrør -

forslag til krav til dimensjonerende laster og prøvelaster"

(rapport v/Dr. Lars Aadnesen, 1990) Ovriqe lastvirkninqer

Formlene for de øvrige lastvirkninger er gitt i Aadnesens rapport :

- Egenvekt rør og vannfylling: Formel (2) side 5 - Jevnt fordelt nyttelast: Formel (3) side 6

- Punktlast: Formel (6) side 6

REFERANSER

-

- Lars Aadnesen: Beregning og dimensjonering av nedgravde betongror (NBI- anvisning nr. 7, Norges byggforskningsinstitutt, 1973)

- Lars Aadnesen (1990): Betongrør - forslag til krav til dimensjonerende laster og prøvelaster

..I---' '

..l -. ^{.. -4.}

-

.- - -1

.,,l.',;... '.,

I L , ,

..

VEGLABORATORIET

BETONGRDR

FORSLAG l i L KRAV TiL DIMENSJONERENDE LASTER

OG PRDVELASTER

DR. LARS AADNESEN & CO A/S

RADGNENDE INGENIDRER I BYGGETEKNIKK ROSENBORGGT. 18

-

SENiRALBORD 80 43 95 TELEFAX W 68 32

Oslo, dea. 1880

INNHOLD

1 . INNLEDNING

2 . LEGGE- OG SRADERONSEKVENSRLASCER

3. 'RBRTYPER OG -DIMENSJONER

4 . BASIS FOR BEREGNING AV LASTER P A RBR

4 . 1 Generelt

4 . 2 Belastning pi rar fra jord

4 . 3 Belastning fra egenvekt rer o g vannfylling

4 . 4 Jevnt fordelt nyttelast pi terrenget

4 . 5 Punktlaster

5. BELASTNINGER PA BETONGRBR

5 . 1 Belastning fra jord

5 . 2 Belastning fra egenvekt o g vann

5 . 3 Belastning fra jevnt fordelt last pB terreng

5 . 4 Belastning fra punktlast

6 . LASTKOMBINASJONER

6 . 1 Generelt

6 . 2 Total belastning, bruksgrensetilstand

6 . 3 Total belastning, bruddgrensetilstand 1

6 . 4 Total belastning, bruddgrensetilstand 2

7. MOMENTER I ROR

8 . KRAV T I L PRBVELASTER

8 . 1 Generelt

8 . 2 Grunnlag for bestemmelse av pravelaster

8 . 3 Krav til utferelse av prevene

9. KRAV T I L PRBVELASTER. BRUKSGRENSETILSTANDEN

1 0 . KRAV T I L PRBVELASTER. BRUDDGRENSETILSTANDEN

1 1 . ANDRE KRAV

SIDE

2 2

1 2 . LITTERATURHENVISNING

1 . INNLEDNING

Ved Veglaboratoriet's internrapport nr. 1305 delrapport 3 , [ I l * ' er det lagt frem et forslag til dimensjonerende laster og provelaster for betongror. I den foreliggende rapport be- handles dette sporsmil videre ph grunnlag av diskusjoner med ferst og fremst representanter for Veglaboratoriet og Norges Betongindustriforbund. Norges Betongindustriforbund's syns- punkter er gitt i brev av 23/2-90 til Veglaboratoriet. Den

foreliggende rapport felger disse synspunkter nhr det gjelder beregning av belastninger og prevelaster for henholdsvis

bruks- og bruddgrensetilstand.

Rapporten behandler ikke sporsmil som kan relateres til ut- forelse av rorene ved fabrikk. merking samt legging av rorene pi byggeplass. Dette forutsettes ivaretatt andre steder.

NBr det gjelder beregning av laster p& rar. benyttes stort sett samme forutsetninger som i delrapport 3 nevnt ovenfor.

Det er imidlertid foretatt noen smh korreksjoner i formelene for belastning for ror fra fylling ( 1 ) og for virkning av jevnt fordelt nyttelast p& terreng ( 3 ) i [ I l . Disse endring- ene er foretatt av Veglaboratoriet [ 2 1 . De resulterende be-

lastninger blir imidlertid ikke endret vesentlig fra del- rapport 3 .

Det henvises forevrig til de folgende punkter 2 og 3. Det forutsettes at man ved bruk av rorene folger leggeforskrifter som er godkjent av Veglaboratoriet.

2. LECGE- OG SKADEKONSEKVENSKLASSER

I Veglaboratoriet's internrapport I l l . var det foreslhtt brukt to leggeklasser. henholdsvis hey leggeklasse og lav

leggeklasse.

Nir kravene til hoy leggeklasse ble fulgt, ble det antatt at belastningene ph rerene ble kvartsirkellaster. Dersom

kravene til lav leggeklasse ble fulgt. antok e n en lastfor- deling i bunn og topp som var mer konsentrert slik at moment- faktoren ble eket.

Norges Betongindustriforbund har foreslhtt at man kun be- nytter en leggeklasse. Denne vil tilsvare den nevnte heye leggeklasse. og det antas at de leggeforskriftene som

Veglaboratoriet baserer seg p&, vil tilsi resultater som tilsvarer kravene til lastfordeling etter hay leggeklasse.

* ) Litteraturhenvisningene er gitt i pkt. 12.

I 1 1 1 ble det ogsb foreslbtt d bruke t o skadekonsekvens- klasser. Dette hadde sin bakgrunn i at rar brukes under vidt forskjellige forhold. Noen steder vil utskifting av skadede rar ikke volde noen videre vanskeligheter. mens andre steder k a n det vere praktisk talt umulig. Et eksempel pb det siste er rar under motorveier og andre sterkt trafikkerte gater og veier. Her kan reparasjonsarbeider være meget vanskelig b utfare. uten en sterkt ekt omkostning ved f.eks. nattarbeid eller ved en sterk hindring i trafikken.

I den foreliggende rapport har man valgt ikke 6 bruke t o skadekonsekvensklasser. Det anbefales imidlertid at de pro- sjekterende tar hensyn til dette. slik at man ved prosjekter hvor mulighetene for utskifting er sterk begrenset. velger ror med en hayere styrke i bruks- o g bruddgrensetilstanden enn det de etterfalgende tabeller viser.

Da belastninger pi ror vil vere avhengig av rardimensjonene har man i denne rapport valgt d t a hensyn til de rortyper o g -dimensjoner som finnes pb markedet ifalge opplysninger fra Norges Betongindustriforbund. Disse opplysninger er gitt ved brev av 12/10-90 til Veglaboratoriet o g telefax av 22/11-90.

De viktigste dimensjoner for disse rar er som gitt i falgende tabeller. Her er d = indre rardiameter. t = godstykkelse, D = d + 2 . t o g d m = d + t

R Ø R TYPE N S 3027 - UARNERT RØR T Y P E HUVA

-

I '

.A .L'.

~---,

t .

-

.. . ^{- '} -2

\',l \\i,.! ~.,

,-

d t D d m

mm m m mm mm

. . .

i

250,O 42,O 334.0 292.0 250,O 45,O 340, O 295,O 250,O 48,O 346.0 298,O 300,O 45,O 390,O 345, O 300,O 53,O 406, O 353, O 400.0 50.0 500.0 450.0 400,O 63,O 526,O 463.0

ROR T Y P E F A V A - UARHERT

RØR T Y P E P R E - B A S - UARHERT

R0R T Y P E NS 3028, FAVA OG PRE-BAS ARHERT

4. BASIS FOR BEREGNING AV LASTER PA ROR 4.1 Generelt

Laster pl rer beregnes pl grunnlag av [l]. 1 2 1 og t 3 1 .

4 . 2 Belastnina P& rer fra l o r a

Fyllingsteorien benyttes alltid.

Q , = rDZ. (1.157 h/D

-

...

Tilsvarende til ligning ( 4 ) i [31 med modifikasjon iflg.

i 2 1 .

hvor Q ,

> o

r = tyngdetettheten

= 20 kN/m3

D = utvendig rardiameter (i m )

h = leggedybde (i m) regnet fra overkant rer opp til terreng

4.3 Belastnina fra eaenvekt r w r o s vannfvlling

Belastning fra egenvekt rar og vannfylling uten overtrykk regnes

tilsvarende til ligning ( 5 ) i 133

hvor

t = rerets godstykkelse (i m) d = innvendig rerdiameter (i m )

4.4 J e v n t f o r d e l t nvtt-st ~ i t e r r e m

M e d j e v n t f o r d e l t n y t t e l a s t p ( k N / m Z ) pi t e r r e n g e t b l i r b e l a s t n i n g e n p i r e r e t g i t t ved

T i l s v a r e n d e t i l l i g n i n g ( 6 ) i C31 med m o d i f i k a s j o n i f l g . 121.

S o m i t31 r e g n e s n y t t e l a s t e n p = 1 0 k N / m Z o g d e n m a k s i - m a l e last p i r w r e t f r a f o r d e l t last

w

B e l a s t n i n g e n e b e r e g n e s p i s a m m e f o r u t s e t n i n g e r som i [ l 1 F i g . 1 gir r a r b e l a s t n i n g e r for 2 5 0 k N a k s e l t r y k k ( 1 2 5 k N hjultrykk). D e n b e l a s t n i n g d e t n i s k a l r e g n e s med. er 2 6 0 kN a k s e l t r y k k ( 1 3 0 kN h j u l t r y k k ) s o m er b a s e r t p i 7 5 % s t w t t i l l e g g . U t e n s t a t t i l l e g g er d e r f o r b e l a s t n i n g - e n e 2 6 0 / 1 , 7 5 = 1 4 8 , 6 k N a k s e l t r y k k (74.3 kN h j u l t r y k k ) . D e t t e m6 m u l t i p l i s e r e s med et k o n s e n t r a s j o n s t i l l e g g ( l + K ) som i [31 er g i t t ved

K = 0 . 7 for h/D

>

1

. . .

0 , 7 h/D

K = for h/D < 4 , 5

4 , 5

D e s s u t e n s k a l s t w t t i l l e g g e t i f w l g e t31 r e g n e s

dvs. m a k s 3 0 8 s o m r e d u s e r e s t i l O ved l e g g e d y b d e h = 2.1 m.

V i r k n i n g e n e a v p u n k t l a s t e r p i s t e r r e d y b d e r e n n 3-4 m k a n d i s k u t e r e s . I m i d l e r t i d e r Q, > ^{Q p} for l e g g e d y b d e r s t a r r e e n n 3-4 m for d < 6 0 0 m m o g for l e g g e d y b d e r

s t a r r e e n n 2-3 m for d > 6 0 0 m m . Det er d e r f o r u i n t e r - e s s a n t i v u r d e r e d e t t e s p w r s m h l i d e t a l j i f o r b i n d e l s e med b e r e g n i n g e n a v Q p ( h v o r Q p e r t o t a l r a r b e l a s t n i n g f r a p u n k t l a s t P).

R e s u l t e r e n d e r w r b e l a s t n i n g f r a p u n k t l a s t e r blir d a g i t t ved:

[ I I I ! I I I I I l I I l I I l l l 1 l I I I I I I I I I I I I I ,

500 W00 1500 2000 2500 3000

Y TRE MRDIAEIE TER, D I mm

Fig. 1 R s r b e l a s t n i n g fra 250 k N a k s e l t r y k k u t e n k o n s e n t r a - s j o n s - og s t s t t i l l e g g .

hvor

Q P f i g . finnes fra fig. 1 K er gitt ved ligning (4)

u

Hjultrykkene i fig 1 er fordelt p6 200/500 mm lastflate.

Dette er noe ugunstigere enn lastforskriftenes 200/600 mm, men det blir ikke korrigert for dette.

5. BELASTNINGER PA BETONGRER 5.1 Belastninq fra lord

Belastningene er gitt ved ligning ( 1 ) i pkt. 4.2:

Q f = y D 2

.

-

R Ø R TYPE NS 3027 - UARHERT

RØR TYPE HUVA

-

* i

- ,'

~A.41 l\!..K\

,..L ..., ..

0.5 l,o 2,o 3.0 4,o 5.0 6,O 7.0 8,O 9.0 10.0

. . .

d

ROR TYPE FAVA - UARHERT

ROR T Y P E P R E - B A S UARMERT

RØR T Y P E NS 3028, FAVA OG PRE-BAS

-

5.2 g e l a s t n i n a f r a e a e n v e k t o a

vann

B e l a s t n i n g er g i t t ved l i g n i n g ( 2 ) i pkt. 4.3:

Q, = 24 t d + 5 d 2 ( k N / m med t og d i m )

R Ø R TYPE NS 3027 UARHERT

ROR TYPE FAVA UARHERT

ROR T Y P E HUVA UARHERT

RØR TYPE IG-RØR UARHERT

ROR T Y P E PRE-BAS RBR T Y P E NS 3028, FAVA O G

UARHERT PRE-BAS

-

5.3 B e l a s t n i n s f r a l e v n t f o r d e l t l a s t P& t e r r e n q B e l a s t n i g e n e er g i t t ved l i g n i n g ( 3 ) i p k t . 4.4.

'Q, = 1 1 . 5 7 D ( k N / m m e d p = 10 k N / m z o g D i m )

R Ø R T Y P E N S 3027 U A R H E R T

R Ø R T Y P E H U V A U A R H E R T

R Ø R F A V A R Ø R T Y P E P R E - B A S U A R H E R T U A R U E R T

R Ø R T Y P E I G - R Ø R U A R H E R T

R Ø R T Y P E N S 3028, F A V A OG P R E - B A S

-

.

J.+::

*. .I

--:..d.

,441 IAl:! ' \

r.,.... -..

5.4 B e l a s t n i n q f r a ~ u n k t m

B e l a s t n i n g e n e er gitt f r a l i g n i n g ( 6 ) i pkt. 4.5:

R Ø R TYPE NS 3027 - ^UARHERT R0R TYPE NUVA

-

RØR TYPE IG-RØR - ^UARHERT ROR TYPE FAVA - UARHERT

5 , l 3, O 2,

o

6 , 1 3, 5 2, O 6 . 1 3 . 5 2 . 0 7 . 7 4,O 2 , s

7 . 7 4 . 0 2 . 5 7 . 7 4 . 0 2 . 5 9 . 2 5 . 1 3,

o

9 . 2 5 , l 3 , o R 0 R TYPE PRE-BAS

-

1 0 . 8 6 . 6 4 . 0 1 0 . 6 6, 6 4,O

h 0 , s 1 , 0 2 , O 3,O

d

R Ø R T Y P E N S 3028, F A V A O G P R E - B A S A R U E R T

6. L A S T K O M B I N A S J O N E R 6.1 G e n e r e l t

F o r at et r o r s k a l t i l f r e d s s t i l l e a l l e k r a v s o m d e t er n e d v e n d i g & s t i l l e . m i d e t d i m e n s j o n e r e s b a d e i b r u k s - g r e n s e t i l s t a n d e n og b r u d d g r e n s e t i l s t a n d e n .

Generelt vil et uarmert rar fh sprett brudd o g dimensjoner- ende last vil vcre O s 2 s o m krever e n minimum sikkerhet mot brudd p h

1 . 5

.

D e n n e sikkerhet k r e v e s o g s h for armerte rar. For r a r armert m e d blatt sthl eller kamsthl vil antagelig dette k r a v e t vere u t e n betydning d a kravet t i l bruksgrensetilstanden vil vcre dimensjonerende. D e t k a n imidlertid t e n k e s brukt armerings- typer i fremtiden f.eks. fiberarmering. H v i s slike armer- ingstyper gir s p r e t t brudd. vil ovennevnte k r a v vcre beretti- g e t o g nedvendig.

F o r armerte rsr s o m fhr seigt brudd. vil s o m nevnt bruks- grensetilstand vcre dimensjonerende. D e t t e kravet er satt s l i k at r a r i bruksgrensetilstanden ikke fir r i s s med

bredde s t a r r e enn 0 . 3 mm.

bruksarensetilstan 6 . 2 'Jptal belastnina d

Lastfaktorene r e g n e s 1 , 0 for a l l e lasttyper.

RØR TYPE NS 3027

-

R O R T Y P E H U V A

-

R O R T Y P E I G - R O R - U A R H E R T

R Ø R T Y P E F A V A

-

R0R TYPE PRE-BAS - UARHERT

R0R TYPE NS 3028, FAVA OG PRE-BAS

-

6.3 T o t a l b e l a s t n i n a , b r u d d a r e n s e t i l s t a n d 1

L a s t f a k t o r = ^{1.0 for} Q f o g Q, o g 1.3 for n y t t e l a s t e r . 1.3 Q,

o g ,

R0R TYPE NS 3027

-

R 0 R T Y P E H U V A

-

RØR T Y P E I G - R 0 R - U A R H E R T

R B R T Y P E F A V A

-

R B R T Y P E P R E - B A S

-

R Ø R T Y P E N S 3028, F A V A OG P R E - B A S

-

6.4 T o t a l b e l a s t n i n q , bruddqrensetilst-

L a s t f a k t o r 1.5 for t o t a l e l a s t e r i b r u k s g r e n s e t i l s t a n d e n .

Q g Z = 1'5 Q hvor Q er gitt i pkt. 6 . 2 i kN/m

R Ø R T Y P E N S 3027

-

RQR T Y P E H U V A

-

RQR T Y P E I G - R O R - U A R H E R T

R O R T Y P E F A V A

-

R Ø H TYPE PRE-BAS - UARHERT

ROR TYPE H 5 3028, FAVA OG P R E - B A S - ARMERT

7. MOMENTER I RBR

Opptrende momenter som et rar m6 dimensjoneres for. vil vcre avhengig av belastningene p6 reret og belastningens for- deling pi reret.

S O D nevnt tidligere vil belastningenes fordeling p& et rer

vcre avhengig av hvordan raret legges. hvilke materialer som benyttes og hvordan gjenfyllingen blir foretatt. Felgelig vil leggeanvisninger vcre av stor betydning. I det felgende regnes at en leggeanvisning godkjent a v Veglaboratoriet blir benyttet. o g det antas at dette vil fere til at rerene f&r kvartsirkellaster som benyttet i _{[ 3 1 .} Siden bruksgrensetil- standen vil bli dimensjonerende for armerte rer, o g siden uarmerte rer f&r sprett brudd. regnes opptredende momenter i e t rer ifalge elastisk analyse som angitt i [ 3 3 .

hvor

Q = total belastning i kN/m (kvartsirkellast) d, = midlere rerdiameter ( i mi

8 . KRAV TIL PRBVELASTER

8 . 1 Generelt

Det forutsettes a t prevningen utfwres i henhold til NS

3 0 2 9 [ 6 1 .

Siden bruksgrensetilstanden blir dimensjonerende ved seigt brudd, og 1 . 5

.

Med kvartsirkellast som basislast blir som nevnt M,' = 0 . 0 8 4 4

.

.

Prsvelast iflg. NS 3 0 2 9 gir moment L 3 1

hvor s = bredde av lastfordelingen

= c . d,

Settes momentene M,' = H,'

blir

og forholdet mellom kvartsirkellast Q og prevelast gitt ved

I f l g . NS 3 0 2 9 er

s = 4 0 mm for r e r d = 100. 1 2 5 o g 1 5 0 mm s = 8 0 mm f o r r e r d = 200, 2 5 0 o g 3 0 0 mm s = 100 mm f o r r e r d = 400. 5 0 0 o g 6 0 0 m m s = 1 0 0 mm f o r r e r NS 3 0 2 8

8.2 C r u n n l a q for b e s t e m m e l s e a v v r w v e l a s t e ~

P r e v e l a s t e n iflg. NS 3 0 2 9 blir s o m nevnt gitt ved

1

h v o r n =

-

F s l g e n d e k r a v t i l p r e v e l a s t e r vil d a g j e l d e : a ) B r u k s g r e n s e t i l s t a n d e n

P = E . Q

. ..

hvor Q er g i t t i pkt. 6.2 b ) B r u d d g r e n s e t i l s t a n d 1

P = E

.

...

hvor Q,, e r g i t t i pkt. 6.3

C ) B r u d d g r e n s e t i l s t a n d 2

hvor Q,, er g i t t i pkt. 6.4.

S i d e n

P a l

8 . 3 K r a v t i l u t f e r e l s e a v D r e v e n e

P r e v e n e u t f e r e s g e n e r e l t som a n g i t t i NS 3 0 2 9 1 6 1 . S i d e n d e n n e s t a n d a r d b a r e o m h a n d l e r p r e v n i n g t i l b r u d d , ber f e l g e n d e t i l f e y e s i p k t . 5 i d e n n e s t a n d a r d :

" P r e v e l a s t e n s k a l e k e s j e v n t i n n t i l r e r e t e r p a f e r t e n l a s t l i k d e n a n g i t t e r i s s l a s t e l l e r b r u d d l a s t .

L a s t e k n i n g e n p r . m i n u t t s k a l v c r e c a . 1/3 a v k r a v t i l p r e v e n . R i s s l a s t d e f i n e r e s som d e n l a s t som f r e m - k a l l e r r i s s med h p n i n g 0.3 mm o v e r e n l e n g d e p a m a k s . 3 0 0 m m . " .

9 . K R A V T I L PROVELASTER, BRUKSGRENSETILSTANDEN

K r a v i kN/m f o r maks r i s s ^0.3 mm i ^{3 0 0} mm l e n g d e i f l g . l i g n i n g ( 1 0 ) .

ROR TYPE N S 3028, FAVA OG PRE-BAS

-

..

. ^,

J , , & < ;

~ p-~

' r'

.lill\!..!

J.. L..., ....

10. KRAV TIL PRBVELASTER. BRUDDGRENSETILSTANDEN

K r a v i kN/m v e d b r u d d g r e n s e t i l s t a n d e n i f l g . l i g n i n g ( 1 2 ) .

RBR TYPE NS 3027

-

R Ø H TYPE HUVA

-

RØR T Y P E I G - R 0 R - U A R M E R T

R 0 R T Y P E F A V A - U A R H E R T

RØH T Y P E P R E - B A S

-

R B R T Y P E N S 3 0 2 8 , F A V A OG P R E - B A S

-

1 1 . A N D R E KRAV

I d e n n e r a p p o r t blir bare k r a v t i l r e r e t s s t y r k e b e h a n d l e t . F o r e v r i g e k r a v ber h e n h o l d s v i s N S 3 0 2 7 og N S 3 0 2 8 f e l g e s . D e s s u t e n har m a n s o m n e v n t b a s e r t seg p& l e g g e f o r s k r i f t e r g o d k j e n t av V e g l a b o r a t o r i e t .

12. L I T T E R A T U R H E N V I S N I N G E R

1 . V e g l a b o r a t o r i e t s i n t e r n r a p p o r t nr. 1305. B e t o n g r e r d e l r a p p o r t 3. F o r s l a g t i l d i m e n s j o n e r e n d e l a s t e r o g p r e v e l a s t e r , j a n u a r 1987.

2. V e g l a b o r a t o r i e t . T e l e f a x a v 21/11-90.

3. Aadnesen. L.: B e r e g n i n g o g d i m e n s j o n e r i n g a v n e d g r a v d e

b e t o n g r e r . A n v i s n i n g nr. 7. N o r g e s B y g g f o r s k n i n g s i n s t i t u t t . a u g u s t 1973.

4. N S 3 0 2 7 B e t o n g r e r . R o r o g r e r d e l e r a v u a r m e r t betong.

N o r g e s B y g g s t a n d a r d i s e r i n g s r 6 d 2. utgave. a u g u s t 1975.

5. N S 3 0 2 8 B e t o n g r e r . A r m e r t e f a l s r e r u t e n fot. N o r g e s B y g g s t a n d a r d i s e r i n g s r & d , d e s e m b e r 1970.

6. N S 3 0 2 9 B e t o n g r e r . P r e v n i n g s m e t o d e r . N o r g e s B y g g s t a n d a r d i - s e r i n g s r & d . n o v e m b e r 1970.

d i v 1 0 7 2 k r a v