Lillebæltsbroen af 1935 effekt af fundamentsforstærkning Kristian T. Brødbæk 1
Agenda Introduktion til forstærkningsprojektet Projektorganisation Løsning Overvågning i forbindelse med udførelsen Forstærkning i praksis Hvad blev der observeret? Afrunding 2
Lillebæltsbroen (1935) 825 m lang stålgitterbro Indviet i 1935 Funderet på palæogent ler (Lillebæltsler) Eneste baneforbindelse mellem Fyn og Jylland Vanddybde op til 40 m Stærk strøm 3
Introduktion til forstærkningsprojektet Udgangspunkt for start af projekt: Femern A/S Anvendte broen som case Udførte boringer tæt ved broen Gennemførte avancerede laboratorieforsøg Styrkeparametre blev målt lavere end tidligere Sætningsmålinger Sætningshastighed ikke aftagende 2 mm/år 4
Introduktion til forstærkningsprojektet (2) Banedanmark nedsatte et ekspertpanel i 2012 fra: 5 COWI, Rambøll, GEO, nmgeo, Grontmij, DTU and AAU Arbejdsgruppens kommissorium: Gennemgang af nyeste forskning relevant for emnet Analysere sætningsforløbet Opstille program for avancerede laboratorie-forsøg Gennemføre FEM-analyser for vurdering af sikkerhed mod brud
Introduktion til forstærkningsprojektet (3) Styrkeparametre generelt lave "Strain softening" opførsel af Lillebæltsler Pille 2 og 3 tæt på brud: Store tøjninger Nødvendig styrke: φ = 15 and c' = 4.5 kpa Medfører at pillerne er tæt på en karakteristisk brudtilstand! Årsagen til de store sætninger? 6
Introduktion til forstærkningsprojektet (4) Konklusion: Pille 2, 3 og (4) er tæt på en karakteristisk brudtilstand Ekspertpanelet anbefalede forstærkning af broens fundering: Stenforstærkning Udført inden 1. oktober 2014! 7
Projektorganisation Banedanmark opfordrede ekspertgruppen til at gå videre med selve forstærkningsprojektet Banedanmark bad COWI koordinere projekteringen 4 firmaer var involveret i selve projekteringen 8
Løsning Forstærkning ved hjælp af stenudlægning (forøgelse af q-led) 125.000 m³ sten 6,5 m lagtykkelse 1:7 hældning i strømretning 1:4 hældning vinkelret på strømretning Filterlag og dæksten Erosionssikring ved pillerne 9
Løsning (2) Forstærkning til CC2-niveau: Egenvægtsdomineret konstruktion ca. 35.000 tons! Partial faktor, γ G,dst kalibreret ved at anvende den probabilistiske metode Design optimering for maksimal bærevne-effekt og minimal sætningseffekt Konsekvens for overbygning blev belyst (max. 30 mm sammentrykning imellem pille 2 og 3) 10
Løsning (3) 11
Overvågning i forbindelse med udførelsen Sætninger "Automatisk overvågning" med totalstationer koblet op til alarmcentral Koter midles over 24 timer i grafer Hældning 2 målinger pr. pille (inclinometre) Godstogs-passage kan registreres "Farebånd" Broen kan lukkes 12
Forstærkning i praksis Entreprenør blev Aarsleff A/S Bygherreoverslag: 87,9 Mkr Tilbud: 88,1 91,0 Mkr Udførelse startede den 21. maj 2014 Sidste sten blev placeret den 17. dec. 2014 13
Forstærkning i praksis (2) Ca. 144.000 m³ sten Ingen "alarmer" under udførelsen grænser for sætning og hældninger blev ikke overskredet Ingen skader på pillerne Udfordringer med strøm 14
Forstærkning i praksis (3) Strømhastighed stor (i hvert fald ved havoverflade) 15
Forstærkning i praksis (4) 16
Forstærkning i praksis (5) 17
Hvad blev der observeret? (1) Ingen kritiske bevægelser Temperaturændringer betyder en del Temperaturforskel (sommer/vinter) i pillerne på 20 grader over vand (30 m) og 10 grader under vand (30 m) forskel i kote på 9 mm. Planlæg målinger med omhu Højeste position (mm) Laveste position (mm) Bevægelse (mm) Pille 1 2,75-6,0 8,8 Pille 2 3,25-3,5 6,8 Pille 3 3,5-5,5 9,0 Pille 4 2,0-3,5 5,5 18
Hvad blev der observeret? (2) 19
Fremadrettet Automatisk overvågning bibeholdes Årlig traditionel opmåling bibeholdes Stenudlægning verificeres i 2015 og igen i 2020. 20
Afrunding "2 geoteknikere 3 meninger" ikke i dette tilfælde! Stram tidsplan, men realiseret Ingen kritiske målinger løbende overvågning over de næste år Ros til vores bygherre 21
Tak for opmærksomheden Kristian T. Brødbæk ktbr@cowi.dk 22