Støj- og vindafskærmning

VEJUDSTYR Støj- og vindafskærmning langs Skærup-Vejle N Motorvejen Udbygningen af E45 Østjyske Motorvej mellem Skærup og Vejle N har længe været et trafikalt mål og et politisk ønske. Strækningen er den mest trafikerede i Jylland, hvorfor den også er helt central for trafikafviklingen. Strækningen har længe været en trafikal flaskehals og er derfor udbygget fra 4 til 6 spor. Ejnar Overlund Hansen, Møller & Grønborg AS, landskabsarkitekt maa, mdl eoh@mgarkitekter.dk Alan Hansen, COWI A/S, civilingeniør, broer og bygværker aah@cowi.dk Figur 1. Fælles åbningshøjtidelighed med vejdirektøren og transportministeren i efteråret 2013 for den nordlige delstrækning af E45 Skærup-Vejle N, og den sydlige delstrækning af Rute 18 Riis-Ølholm-Vejle N. Jesper Jensen, COWI A/S, civilingeniør, broer jeje@cowi.dk I nord deler strækningen sig i to grene, E45 mod Aarhus og den nye motorvej Rute 18 mod Herning. I syd deler strækningen sig også i to grene, E45 mod Flensborg og E20 mod København. Udbygningsstrækningen er 13,5 km lang og blev ibrugtaget i efteråret 2013 med sammenlagt ca. 4 km støjskærme langs vejen og 2 x ca. 1,7 km vind- og støjskærme på Vejlefjordbroen. Motorvejsstrækningen mellem Skærup og Vejle N er blevet den mest urbane strækning uden for Hovedstadsområdet. 5I detailprojekteringsfasen har Møller & Grønborg Arkitekter og Planlæggere AS bistået Vejdirektoratet med rådgivning for Figur 2. Konstruktionens elementer, set på tæt hold. vejarkitektur og landskab, design af udbyggede og nye broer, design af støjskærme langs motorvejen, design af støj- og vindskærme på Vejlefjordbroen og afslutningsvist med projektering for genplantning af de meget store åbne arealer, især gennem skovområderne. Cowi har bistået Vejdirektoratet som bygherrerådgiver med beregninger og udbud for støjskærme langs motorvejen og for vind- og støjskærme på Vejlefjordbroen. Design og indpasning af støjskærme langs motorvejen Motorvejen ved Vejle blev planlagt som en 6-sporet motorvej med et 38 m bredt tværprofil, men blev bygget som en almindelig 4-sporet motorvej og ibrugtaget i 1980. De fleste broer for overførte veje og stier blev bygget til det brede profil også Vejle Fjord Broen, men denne var dog med reducerede nødsporsbredder. Motorvejen blev dengang ført igennem de eksisterende byområder uden støjskærme. Der blev dog bygget støjvolde af overskudsjord nord for Vejlefjordbroen. Terrænet langs motorvejen igennem byom- 36 TRAFIK & VEJE 2014 MARTS

rådet er nu hævet med 3,0 m og hvor dette ikke har kunnet lade sig gøre af arealmæssige årsager, eller hvor vejen ligger på dæmning, er der i stedet indarbejdet 3,0 m høje støjskærme. Langs strækningen er der sammenlagt blevet opstillet ca. 4 km støjskærme fordelt på 9 lokaliteter. Skærmene er udført dels som lukkede og støjabsorberende skærme i syd, dels som åbne, transparente støjskærme i nord. Ved Smidstrup i syd er der placeret en 700 m lang støjabsorberende skærm i vejens vestside. Skærmene på den nordlige del gennem Vejle-byområderne på begge sider af fjorden er alle transparente. Møller & Grønborg har for Vejdirektoratet udarbejdet en designmanual for støjafskærmningen langs vejen. Designmanualen dannede efterfølgende grundlag for detailprojekteringen og var indeholdt i udbudsmaterialet til entreprenørerne som bygherrens arkitektoniske krav til støjskærmene. Skærmen er tænkt vertikalt orienteret. Konstruktionen består nederst af et langsgående betonskørt opdelt i moduler på 4,90 m, som er fikseret på lodrette stålpæle i jorden. Lodposterne (søjlerne) er fastgjort vandret ind på siden af skørtets øverste del, i indstøbte spor på skørtets lodrette side. Alle lodposter er forsynet med top- og bundinddækninger. Imellem lodposterne er der monteret akrylplader i et modul på 0,7 m. Overkanten af akrylpladerne er udkraget 0,25 m over lodposterne, for at skærmen ikke skal aftegne sig med nogen markant horisontlinje. Akrylpladerne er indfarvede i float green, som er den farve, der giver det mest naturlige glas -udtryk. Lodposterne, hulplader ved absorberende elementer, top- og bundinddækninger og alle beslag er udført i eloxeret aluminium dvs. i en naturlig lys grå farve, der indgår roligt og naturligt i forhold til vejens øvrige udstyr, og som også er neutrale at forholde sig til både set inde fra vejen og set ude fra landskabet dvs. fra nabosiden. Skærmens vertikale orientering og små moduler gør, at den er fleksibel og velegnet til at følge vejens linjer og kurver, både vertikalt og horisontalt. Skærmkonstruktionen er også i stand til at følge overkanten af en afgravning, men her var det vigtigt at planlægge tracéringen for skærmen nøje, herunder tilpasse terrænet, så skærmens form efterfølgende kan udtrykke sig ved nogle naturlige, lange og bløde former langs vejen. Som en del af opgaven blev entreprenørerne bedt om at bygge en Mock-up dvs. et lille skærmstykke i 1:1 på et par prøvefundamenter og med de forskellige typer og højder repræsenteret. Herved kunne skærmen optimeres fra helhed til detalje en sidste gang, inden produktionen og opstillingen langs vejen kunne begynde. Smidstrup-skærmen er placeret langs vestsiden af motorvejsdæmningen for at skærme for støj mod Smidstrup by. Skærmen her er udført støjabsorberende på vejsiden for at undgå lydreflekser mod de spredte bebyggelser i det åbne landskab langs østsiden af vejen. I begge ender og over den underførte lokalvej, Vellingvej, er skærmen dog ud- Figur 3. Absorberende støjskærm på vejdæmningen ved Smidstrup. Figur 4. Absorberende støjskærm på vejdæmningen ved Smidstrup, set fra naboside ved underført lokalvej. Figur 5. Støjskæm langs en rampe og tæt langs et boligområde. TRAFIK & VEJE 2014 MARTS 37

ført delvist transparent. Der er tale om helt samme type skærmkonstruktion, her blot uden de absorberende elementer på vejsiden. Overgangene imellem absorberende og transparente elementer er udført randomiseret som stregkoder i længderetningen. Smidstrup-skærmen er vendt med lodpostsiden mod bebyggelsen/naboerne og betonskørt-siden ind mod vejen. Figur 6. Støjskærmens overlap mellem skærm langs vejen på dæmning og skærm på toppen af afgravningsskråninger. Figur 7. Støjskærmen på toppen af en vold set fra nabosiden. Figur 8. Støjskærmen langs et boligområde, hvor der ikke er plads til at forhøje terrænet med en vold. Figur 9. Støjskærmen langs et skovområde. Vejle-skærmen er placeret på to måder. I situationer på dæmninger tæt langs motorvejen er skærmen vendt som Smidstrup-skærmen med lodpost-siden mod bebyggelsen og betonskørt-siden mod vejen. Ved placering på toppen af afgravningsskråninger og/ eller på toppen af voldkroner er skærmen vendt modsat, dvs. med lodpost-siden mod vejen og med betonskørt-siden mod naboerne. Teknik for støjskærme langs motorvejen Støjskærmene langs motorvejen er udført af præfabrikerende betonskørter, der er modstandsdygtige i forhold til kontakt med terrænet og kan modstå vejens hårde miljø med stenslag og saltsprøjt. Betonskørterne er indstøbt i stålrørspæle, som er vibreret ned i jorden. Stålrørspælene har en udvendig diameter på ø 660 mm og er etableret langs motorvejen med en modulafstand på 4,90 meter. På de bærende betonskørter er der monteret lodretstående søjler, kaldet lodposter, i ekstruderet aluminium. De er fastgjort til betonskørternes indstøbte montageskinner ved hjælp af gevindstænger. Lodposterne er udformet med et rektangulært tværsnit og er monteret med en indbyrdes modulafstand på 700 mm. Imellem lodposterne er der fastgjort støjskærmskassetter vha. glasog gummilister. Støjskærmskassetterne kan enten være transparente eller lukkede hhv. lydreflekterende eller lydabsorberende. Kassetterne monteres let lodret mellem lodposterne efter samme princip, som anvendes ved montering af en termorude. Skærmens design tilgodeser en montagevenlig og robust støjskærmsløsning, som muliggør at betonskørternes overside følger vejens eller det bagvedliggende terræns længdeprofil. Samtidig kan lodposter og støjskærmskassetter monteres lodret. Den valgte funderingsløsning med stålrørspæle giver en robust og montagevenlig samlingsdetalje mellem funderingspæl og betonskørt. Betonskørterne leveres fra elementfabrikken med udragende armeringsbøjler og indstøbes på stedet i toppen af de nedvibrerede stålrørspæle. De tunge betonskørt un- 38 TRAFIK & VEJE 2014 MARTS

derstøttes og fikseres i montagesituationen til de nedvibrerede stålrørspæle. Samtidigt anvendes den øverste del af stålrøret som form i forbindelse med støbearbejdet. Design af vind- og støjafskærme på Vejlefjordbroen Det var forudsat i VVM en og i Anlægsloven, at Vejlefjordbroen skulle forsynes med en 2 m høj, transparent vind/støjskærm i begge sider og i broens fulde længde. Skærmens funktion er således dels at reducere vindens påvirkning af lette køretøjer på broen og dels at reducere støjen mod fjorden og især Vejle by. Vejlefjordbroen er 1712 m lang, opdelt på 18 fag og har en fri gennemsejlingshøjde på 40 m. Brobanen har et kontinuerligt længdefald på 5 promille faldende mod nord. Broen er en cantileverbro, dvs. en særlig type bjælkebro, der er karakteriseret ved, at understøtningen af brobjælken sker på midten af bjælken, og at konstruktionen er selvbærende i byggefasen. Man bygger ud fra midten af søjlen og samtidigt til begge sider, indtil man får kontakt med nabo-faget. Broen blev indviet i 1980 efter en 5 år lang anlægsperiode. Broen er tegnet af arkitekterne Hvidt & Mølgaard, der har skabt en særdeles enkel bro, som med sine klare, ortogonale linjer giver landskabet fokus til trods for bygværkets størrelse og skala. Intentionen for at vind- og støjskærmen kunne indgå i broens arkitektur har som følge af forudsætningerne været baseret på enkelhed og transparens. Møller & Grønborg har for Vejdirektoratet også udarbejdet en designmanual for vind- og støjskærmene på Vejlefjordbroen. Designmanualen dannede efterfølgende grundlag for detailprojekteringen, og designmanualen var indeholdt i udbudsmaterialet til entreprenørerne som bygherrens arkitektoniske krav til skærmene. Skærmen er skabt ud fra et ønske om at understrege broens vertikale linjer, hvorved motivet af broen som horisontal linje forbliver intakt. Skærmen er også tænkt i tæt familieskab med støjskærmene langs vejstrækningen, ikke mindst fordi der i tre af broens hjørner er overlap mellem skærmtyperne. Skærmen består af en række lodposter med transparente plader imellem. Pladernes bredde er relativ lille, så der ikke skabes tvivl om den lodrette orientering. Pladerne er udkraget 0,4 m over lodposternes top, således at en synlig overkant ikke fremkommer. Skærmens top er 2,0 m over motorvejens overflade, og akrylpladerne har en faglængde på 0,86 m, et modulmål som var det mest hensigtsmæssige i forhold til brokonstruktionen. Lodposterne er monteret/ boltet enkeltvis og sidevejs ind i den øverste Figur 10. Støjskærme langs begge vejsider igennem et skovområde. Figur 11. Vind- og støjskærme på Vejle Fjord Bro, udsigten set fra vejen i forskelligt vejr og lys. TRAFIK & VEJE 2014 MARTS 39

Figur 12. Vejlefjordbroen med vind- og støjskærme i begge sider. Figur 13. Vind- og støjskærme på Vejlefjordbroen, set nedefra. del af kantbjælken, som i hele broens længde har en konstant højde på 1,1 m. Afsætningen af lodposterne er udført digitalt og præcist, så skærmens overkant forbliver rolig og ikke afspejler ujævnhederne i betonkantbjælkens forløb. Lodposterne er udført i eloxeret aluminium dvs. i en naturlig lys, grå farve, der tilpasser sig broens farver. Alle lodposterne er forsynet med top- og bundinddækninger og med samme overfladebehandling alle beslag ligeså. De transparente akrylplader er indfarvet i float green dvs. den farve som giver det mest naturlige glas -udtryk. Ved broens 5 dilatationsfuger brydes skærmens tracé i længderetningen med åbninger på ca. 1 m. Skærmstykker med overlap i begge sider af åbningerne er her vendt om og fæstnet indvendigt til to vandret orienterede bjælker, som er monteret mellem autoværnsposterne. Skærmen reducerer den tidligere næsten helt frie udsigt til fjordlandskabet, men vil fortsat tillade et rimelig godt udsyn, som dog er afvekslende i forhold til vejret. Som en lille visuel og fysisk kompensation i den positive retning blev alle udfyldningslister i brorækværkerne, som følge af vindskærmen, overflødiggjort og derfor fjernet. Teknik for vind- og støjskærme på Vejlefjordbroen Skærmen består af transparente akrylplader understøttet på de lodrette sider af lodposter i ekstruderet aluminium. Lodposterne er fastgjort til ydersiden af broens kantbjælker ved hjælp af montagebeslag, der er monteret med klæbeankre i kantbjælken. I forbindelse med design af vind- og støjskærmen er der lagt stor vægt på skærmens kritiske detaljer. Med 2 x ca. 1700 m skærmstrækning gentages den samme detalje mange gange, og det er derfor vigtigt, at detaljerne designes og udføres korrekt. Både lodposter og montagebeslag er udført i ekstruderet aluminium med natureloxering til et oxidlag på 25 µm, der med de valgte samlingsdetaljer bør give en levetid på minimum 50 år. Akrylpladerne er støbte, og over underført vej, jernbane og sejlrende er de endvidere armeret og forsynet med rustfrie stålwirer efter aftale med sikkerhedsrepræsentanter fra BaneDanmark. Den indstøbte armering (som tråde i et tæppe) sikrer, at akrylpladerne bliver holdt sammen i ét sammenhængende stykke i tilfælde af brud som følge af stenslag, tabt gods eller lignende. Akrylpladerne har en udkragning på 500 mm i toppen, og overgangen fra toppen af lodposterne til den udkragede del af akrylpladerne er en følsom detalje. Der er gummilister mellem lodposterne og akrylpladerne, men spændingerne vil uundgåeligt koncentreres omkring denne detalje. Den udførte detalje er testet med cyklisk belastning hos Teknologisk Institut, og forsøget viser, at akrylpladerne og detaljen har tilstrækkelig udmattelsesstyrke. Ved samme lejlighed blev det eftervist, at ældning som følge af UV-stråling ikke udgør et problem for de valgte akrylplader. Akrylpladernes frie kanter er desuden afrundet for at minimere risikoen for fløjtelyde fra vinden. På den totale strækning er der iboret mere end 8000 rust- og syrefaste M20 klæbeankre og monteret mere end 4000 montagebeslag med tilhørende lodposter. Forud for designet af vind- og støjskærmen er Vejlefjordbroens kantbjælker blevet målt op, og hvert enkelt broautoværnsscepter er blevet indmålt for at sikre, at der under udførelsen ikke ville opstå konflikt mellem indstøbningsdelene til broautoværnet og de mange klæbeankre. Hvert klæbeanker er derefter omhyggeligt afsat og boret med diamantbor for at opnå korrekt placering i lodret og langsgående retning. Montagebeslagene er understøbt med hurtigthærdende epoxybaseret flydemørtel. Dermed tages der højde for variationer i flugten på den eksisterende kantbjælke samtidigt med, at der etableres en jævn og stærk kontaktflade mellem montagebeslag og kantbjælke til forspænding af klæbeankrene. Klæbeankrene forspændes med en klemlængde på ca. 10 gange diameteren af ankrene af hensyn til udmattelse i disse. Udførelsen af de mange klæbeankre var en af entreprenørens største udfordrin- 40 TRAFIK & VEJE 2014 MARTS

ger inden for den korte udførelsestidsplan, der skulle sikre kortest mulig trafikgene på broen. Udførelsestidsplanen havde igangsætningsfrist 30. november 2012, færdiggørelsesfrist for den vestlige kantbjælke 31. maj 2013 og samlet færdiggørelsesfrist 1. august 2013. CG Jensen, der blev udpeget som den udførende entreprenør, valgte at fremstille særlige, flytbare arbejdsplatforme til formålet. Platformene kunne monteres på kantbjælkernes yderside og broautoværnet. Det gav en særdeles velegnet og sikker platform til at kunne udføre arbejdet på behørig vis selv i vinterperioden, hvor platformen blev skærmet af teltdug og opvarmet, så epoxyarbejder i hele perioden kunne udføres ved temperaturer over +5 C. Det gav også entreprenøren mulighed for at effektivisere sine arbejdsprocesser, og allerede 21. juni 2013 kunne der holdes afleveringsforretning også takket være et rigtig godt samarbejde omkring et projekt, hvor detaljerne var tænkt igennem fra start, og hvor entreprenøren angreb udfordringerne på konstruktiv vis. < Figur 14. Flytbar arbejdsplatform for montage af lodposter og montagebeslag. TRAFIK & VEJE 2014 MARTS 41