ROSKILDE HAVN Projekt Kunde Notat nr. Dato Til Fra Kopi til Udvidelse af Roskilde Havn Roskilde Kommune 03 Vurdering af beregninger, Revision 2016-01-07 Esben Haarder Paludan Morten Boolsen 1. Indledning Revision 3 er etableret efter et møde med havneselskabet og Esben Haarder Paludan fra Roskilde Kommune, hvor konklusionerne og notatet blev diskuteret. 2. Grundlag En komplet oversigt over materialet der ligger til grund for nærværende notat kan ses i dokumentoversigt rev. C, dateret 27-10-2015 og vedlagt i Bilag 1. Formålet med nærværende notat er at vurdere egnetheden af dette materiale som dokumentation af den statiske bæreevne iht. gældende normsystemer. En plantegning af den planlagte udvidelse kan ses nedenfor på Figur 1. Figur 1: Plan af havneudvidelsen Havneudvidelsen er beskrevet nedenfor på Figur 2. Rambøll Danmark A/S CVR NR. 35128417 1/8 Medlem af FRI
Figur 2: Beskrivelse af havneudvidelsen Figur 3: Pæleplan 2/8
3. Vurdering af jordbundsforhold Der er ikke foretaget jordbundsundersøgelser ifm. design af havneudvidelsen. Jordbundforholdene er vurderet ud fra ref. [3], der oplyser koterne for overside af moræneler i havnen, se Figur 5, samt nedenstående tekst taget fra ref. [4], og en enkelt boring ca. 150 m fra den planlagte udvidelse, gengivet i ref. [26]. Figur 4: Koter for overside moræneler Det bemærkes at ref. [3] ikke dækker område 1. Af Den Danske Havnelods fremgår det er vanddybderne i området for udvidelsen generelt er omkring 3 m, se havneplan på Figur 6. 3/8
Figur 5: Havneplan for Roskilde Havn Det er i materialet ikke angivet til hvilken kote pælene til fastholdelse af bådebroerne rammes, men det er oplyst mundtligt af entreprenøren at alle pælene rammes minimum 4,0 m ned i morænen uafhængig af i hvilken kote denne befinder sig. Det nuværende materiale vurderes ikke at være tilstrækkeligt til at foretage en statisk dimensionering, da der ikke foreligger noget information omkring designparametre af moræneleret og overliggende gytje/havnedynd på lokaliteten for udvidelsen. I bilag 2 lavet en opdateret geoteknisk beregning baseret på jordprofil fra ref.[26]. Beregningen vil dog være behæftet med stor usikkerhed da beregningen kun baseres på en enkelt boring, der er placeret for langt væk fra lokaliteten ift. normens krav. Jordprofilet vurderes heller ikke at være benyttet i den eksisterende dokumentation foretaget af entrenøren. Lars Brammer Nejrup fra Orbicon, der har været involveret i udarbejdelse af ref. [3], har tilbudt at være behjælpelig med at undersøge arkivet hos RUC for yderligere oplysninger, mod betaling. Dette kan være et muligt næste skridt, alternativt vil det være nødvendigt at foretage egentlig jordbundsundersøgelser. 4. Vurdering af parametre Følgende parametre er anvendt i designet: Bølgehøjde Vindhastighed Strøm H s = 0,7 m udenfor havnen H s = 0,4 m inde i havnen v = 20 m/s Ikke relevant 4/8
Værdierne er redegjort for i bilag 1 ref. [4] Beregning SF Pontona og ref. [10] Vurdering af bølgeuro, DHI. Der mangler dog en redegørelse for islaster og informationer omkring vandstandsvariationer. Materialet bør indeholde en redegørelse før samtlige naturkræfter, alternativt en begrundelse for hvorfor de ikke undersøges, især med henblik på at disse som oftest vil være dimensionsgivende. I ref. [10] foreligger dokumentation for signifikante bølgehøjder op til overskridelser på 1 time pr. 25 år. Der skal dog gøres opmærksom på at en afgørende faktor ved fastlæggelse af naturkræfter er konstruktionens levetid, og tilhørende design retur-periode for naturlasterne. Da havneudvidelsen ligger lige ved siden af Vikingeskibsmuseet virker en acceptabel overskridelse af beregnede bølgehøjder på 1 time pr. 25 år højt. 5. Vurdering af beregningsmetode Der er i det modtagne materiale foretaget beregninger af stålpælenes evne til fastholdelse af flydepontonerne, dog uden at indeholde information omkring hvilken kote pælene installeres i, hvilket må siges at være en meget væsentlig mangel. Som beskrevet tidligere er det oplyst mundtligt at pælene til fastholdelse af flydebroerne rammes minimum 4,0 m ned i moræneleret, Helt generelt mangler en fyldestgørende dimensioneringsrapport for havneudvidelsen, indeholdende bl.a. fastlæggelse af jordbundsforhold, naturkræfter og returperioder og dimensioneringen af stål- og fortøjningspæle. 5.1 Beregning af pæle Generelt er proceduren for hvorledes snitkræfter beregnes ikke tilstrækkelig. Der regnes kun på snitkræfter i pælen, og ikke på om pælen vil være indspændt som det er antaget i forudsætningerne. Det er som nævnt blevet oplyst mundtligt at pælene installeres minimum 4,0 m i moræneleret, men der ligger ingen dokumentation for at dette er tilstrækkeligt. Momentet i pælene er fundet ved at multiplicere den horisontale kraft med pælens højde, hvilket ikke er korrekt, da det ikke tager højde for jordens evne til at optage pælekræfterne ved passivt jordtryk, og den ikke redegøre for om hvorledes pælen vil være indspændt i jorden. Beregning bør ændres så pælen betragtes som en tværbelastet pæl med vurdering af både pæl og jord i interaktion. Ved beregning af pælenes bæreevne er der ikke taget højde for korrosion, alternativt beskrevet overfladebehandling. Derudover er der i beregningen antaget at den vandrette kraft fra flydebroen kan fordeles ligeligt ud på antallet af pæle. Dette vil ikke være tilfældet med den placering af pælene der fremgår af ref. [2]. 5/8
Der mangler en beregningen af pælene opførelse under en normal driftssituation (SLS lastkombination). Der savnes beregning af hvor store belastninger der kommer i flydebroens koblinger, og om koblingerne har tilstrækkelig bæreevne til at modstå denne belastning. 6. Supplerende beregninger Der er foretaget supplerende beregninger af pælenes bæreevne, og de forventede bølgehøjde i området. 6.1 Supplerende beregninger af pælenes bæreevne Rambøll har foretaget supplerende beregninger ud fra princippet om tværbelastet pæl for at vurdere om pælen kan antages at være indspændt såfremt den rammes 4,0 m ned i moræneleret. Beregningerne er overslagsberegninger, og tager udgangspunkt i pæle belastningerne bestemt af pæleleverandøren SF Marina, og estimerede jordbundsforhold, baseret på ref. [26] Beregningen er gengivet i Bilag 2, og viser at momentet for pælene til fastholdelse af den nordøstlige bølgebryder bliver væsentlig større end det af SF Marina beregnede. Beregningen viser også at pælen er stabil, når den er 2.6m nede i moræneleren, med de forudsætninger der går ind i beregningen. 7. Konklusion Følgende nedenstående punkter skal redegøres for, før at det udleverede materiale kan benyttes som statisk dokumentation: Der bør anvendes korrekt statisk model for beregning af snitkræfter for pælene Ved beregning af pælens bæreevne bør der tages højde for korrosion, alternativt beskrevet overfladebehandling af pælene Informationer om jordbundsforholdene er meget mangelfulde. Der bør foretages jordbundsundersøgelser ifm. designet Beskrivelse af fordeling af kræfterne fra flydebroen Beskrivelse af anvendt returperioder der ligger til grund for designet Vandstandsvariationer samt lastpåvirkniger fra is Beregning af pælene i anvendelsesgrænsetilstand Derudover bør havnen overveje nedenstående punkter: At lave en egentlig dimensioneringsrapport der redegør for alle relevante forhold, og kan fungere som samlet statisk dokumentation (Geotekniske forundersøgelser, Geoteknisk rapport, Designbasis, Designrapport, Konstruktionstegninger) Ud fra ovenstående betragtninger vurderes det at modtaget materiale som værende ikke tilstrækkeligt til statisk dokumentation for den foreslåede havneudvidelse. 6/8
7/8 Bilag 1 Dokumentliste
Bilag 1 Dokumentliste, havneudvidelse Roskilde lystbådehavn rev. C Dato 27.10.2015 Dokument Ref Type Dato Rev. Kommentarer Havneplan 1 Plan (oversigt) 05.09.2014 - Modtaget fra Julie Indmåling af flydebroer/pæle 2 Plan (oversigt) 02.01.2015 - Modtaget fra Henrik Breuning (Sfpontona) Morænekote 3 Plan (oversigt) - - Modtaget fra Julie Roskilde havn - Piling 4 Beregninger, SF Pontona 25.11.2014 A Modtaget fra Julie SF1000 5 datablad, SF Pontona 01.04.2010 - Modtaget fra Henrik Breuning (Sfpontona) SF300-600 6 datablad, SF Pontona 01.04.2010 - Modtaget fra Henrik Breuning (Sfpontona) Princip skiss koplingar W300 7 tegning (snit) - - Modtaget fra Henrik Breuning (Sfpontona) Tilladelse til udvidelse af Roskilde Lystbådehavn, 8 Brev, Kystdirektoratet 24.01.2014 - Modtaget fra Jan Bille Standardvilkår ved arbejder på søterritoriet 9 Notat, Søfartsstyrelsen 01.07.2013 Modtaget fra Jan Bille Vurdering af bølgeuro 10 Rapport, DHI 29.06.2009 0 Modtaget fra Jan Bille Konsekvensvurdering (miljø) 11 Rapport, Orbicon 01.02.2009 1 Modtaget fra Jan Bille Notat vedr. udvidelse af Roskilde Lystbådehavn (spørgsmål fra NST) 12 Notat, Orbicon 05.05.2011 1 Modtaget fra Jan Bille Supplerende notat (Spørgsmål fra KDI) 13 Notat, Orbicon 05.11.2012 1 Modtaget fra Jan Bille Natura 2000 konsekvensvurdering - Supplerende notat 14 Rapport, Orbicon 01.10.2010 2 Modtaget fra Jan Bille Pejlekort - Bathymetrisk opmåling 15 Plan (oversigt) 08.12.2012 - Modtaget fra Jan Bille Marinearkæologi - Frigivelseserklæring 16 Brev, Kystdirektoratet 10.04.2015 - Modtaget fra Jan Bille Geofysiske undersøgelser 17 Plan (oversigt) - - Modtaget fra Jan Bille Samarbejdsaftale RHS og RS 18 Notat 25.06.2014 - Modtaget fra Jan Bille Sedimentprøvetagning 19 Rapport, Orbicon 03.10.2013 1 Modtaget fra Jan Bille Marinarkæologisk forundersøgelse 20 Rapport, Vikingeskibsmuseet 01.06.2015 - Modtaget fra Jan Bille Geofysiske og geologiske undersøgelser, december 1979 21 Rapport ( 61 sider) 1997 - Modtaget i fysisk eksemplar fra Orla Kristensen Forundersøgelser, udvidelse af lystbådehavn 22 Plan (oversigt) 05.10.1995 - Modtaget i fysisk eksemplar fra Orla Kristensen Situationsplan, Lystbådehavn Ø-Havn 23 Plan (oversigt) 19.09.1997 Modtaget i fysisk eksemplar fra Orla Kristensen Pejleplan, Roskilde Havn 24 Plan (oversigt) 01.09.1970 Modtaget i fysisk eksemplar fra Orla Kristensen Oversigt over boringer 25 Plan (oversigt) - - Modtager fra Lars Brammer Nejrup (Orbicon) Boring B2 26 Boring, dansk geoteknik Modtager fra Lars Brammer Nejrup (Orbicon) Til rådighed ved gennemgang af dokumentation Modtaget efterfølgende
8/8 Bilag 2 Tværbelastet pæl
Dybde (m) TVÆRBELASTET KORT, STIV PÆL BESTEMMELSE AF DEN REGNINGSMÆSSIGE VANDRETTE BÆREEVNE VERSION 5.5. KARAKTERISTISKE JORDPARAMETRE Lodret bæreevne, parametre REGNINGSMÆSSIGE RESULTATER Udrænede/Drænede c u / c' f pl / f' g m g' Moment (knm) N m, træk N m 0.2 Vandret bæreevne, H 40.05 kn 0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 Dybde (m) kn/m 2 > 25 kn/m 3 kn/m 3 N m, tryk N 20.00 m 0.6 Lodret trækbæreevne, V træk kn 0 0 0.01 12 2 Mat. faktor m 0.7 Lodret trykbæreevne, V tryk kn 5 0 0.01 12 2 Reg. koeff. r 0.4 #VALUE! 20 200 0.01 20 10 20.50 Egenvægt af pæl, G 10.00 kn 25 200 0.01 20 10 Funderingskl. Sikkerhedskl. 30 200 0.01 20 10 Normal Normal SKRÅNING Spids i meget fast moræneler, cv>300 kpa. Skærpet Talfaktor Høj Sætningsgivende jordlag indtil en dybde af (m u.t.) : 2.10 - Brudberegning, DGI Bulletin nr. 12, J. Brinch Hansen Valg af pæletype og -mat. - Maksimalt snitmoment: 846 knm - Bæreevne ikke reduceret for skråning Geometri Dybde D m 22.60 m Højde A 1.00 m Højde A a 20.00 m Grundvand, GVS 0.00 m u.t. Rammet pæl Boret pæl Armeret Beton Stål Træ 21.00 21.50 22.00 V træk Skråning: Udad Indad H BEREGNING, MELLEMRESULTATER Dybde Bredde 0.00 0.50 2.00 0.50 4.00 0.50 15.00 0.50 Vandret 22.50 23.00 Træk Tryk Pæl A A a D q B M Br. H. Hor.Def. Rs. Sp. E M i A m Q Q th 0.2678 lag1 20.13 41.34 0.50 846.5 1056.5 1056.5 141.4 2989.3 0.54 19.99 19.99 lag2 20.40 44.02 0.50 819.3 1056.9 1056.9 141.5 3028.2 0.54 19.99 19.99 lag3 20.67 46.69 0.50 754.3 1057.2 1057.2 141.5 3067.0 0.54 19.99 19.99 lag4 20.94 49.37 0.50 651.4 1057.5 1057.5 141.6 3105.9 0.54 19.99 19.99 D r 21.3388 lag5 21.20 52.05 0.50 510.5 1057.9 1057.9 141.6 3144.8 0.54 19.99 19.99 tl 0.2522 lag6 21.46 54.65 0.50 336.9 1058.2 1058.2 133.5-2998.1 0.50 18.83 18.83 lag7 21.72 57.17 0.50 202.2 1058.4 1058.4 133.5-3032.5 0.50 18.83 18.83 lag8 21.97 59.69 0.50 101.1 1058.7 1058.7 133.5-3067.0 0.50 18.83 18.83 lag9 22.22 62.22 0.50 33.7 1059.0 1059.0 133.6-3101.5 0.50 18.83 18.83 lag10 22.47 64.74 0.50 0.0 1059.3 1059.3 133.6-3136.0 0.50 18.83 18.83 Sum(Mi): 0.0 side: 194.1 194.1 kn, kar. spids: 200.0 kn, kar. Udført af: MATK Dato: 02-11-2015 Sag: Kontrol: AEP Dato: ######### Sag nr.: Godkendt: Dato: Emne: Bilag 2 V tryk D m D r Rotationscentrum Bilag 2-Rev 1.xls DGI Bulletin No. 12 (J. Brinch Hansen) "The Ultimate Resistance of Rigid Piles against Transversal Forces" Iht. API-Norm og DS415, 4. udgave. 02-11-2015 13:50