Ny Dallvej. Tilslutning til Motorvej E45. Hovedrapport

Ny Dallvej Tilslutning til Motorvej E45 Hovedrapport Det Teknisk- Naturvidenskabelige Fakultet Aalborg Universitet Gruppe C104 B3 - Projekt 2005

Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet Byggeri og Anlæg Sohngårdsholmsvej 57 9000 Aalborg http://www.sohn.aau.dk/ Titel: Ny Dallvej tilslutning til Motorvej E45 Tema: Infrastrukturelle Anlæg Projektperiode: B3, efterårssemesteret 2005 Synopsis: Projektgruppe: C104 Deltagere: Carsten Rune Jensen Jakob Lemming Jesper Jensen Kasper Skyum Kjeldsen Laura Sand Pedersen Morten Christiansen Vejledere: Lektor: Christian Frier Civilingeniør: Michael Eilersen M.Sc., Ph.D: Søren Thorndal Gennem længere tid har trafikken i Nordjylland været støt stigende, hvilket er årsag til problemer med afvikling af trafikken ved Skalborg. Undersøgelser viser, at trafikken på Hobrovej ved Skalborg kan reduceres med op til 35%, ved at anlægge en tilkørsel til Motorvej E45 ved Dall Villaby. Rapporten tager udgangspunkt i anlæggelse af denne tilkørsel. Der udarbejdes løsningsforslag til en linieføring, der indebærer en stålbro over motorvejen. Stålbroen detailprojekteres som en dobbelt statisk ubestemt bjælkebro med skrå søjler. Da området er af særlig drikkevandsinteresse, ledes regnvand via grøfter og ledninger til to regnvandsbassiner, der bundfælder de værst forurenende stoffer, inden vandet ledes videre ud i Østerå. Oplagstal: 11 Sidetal hovedrapport: 106 Sidetal bilagsrapport: 180 Afsluttet den: 22 12 2005 Rapportens indhold er frit tilgængeligt, men offentliggørelse (med kildeangivelse) må kun ske efter aftale med forfatterne.

Forord Dette projekt er udarbejdet af gruppe C104 på Aalborg Universitet, Byggeri og Anlægs 3. semester, i perioden fra 2. september 2005 til 22. december 2005. Projektet er udarbejdet ud fra det overordnede tema Infrastrukturelle anlæg og omhandler tilslutningen af Motorvej E45 ved Dall Villaby. Formålet med projektet har været at opnå forståelse for problemstillinger i forbindelse med analyse og projektering af anlægskonstruktioner, herunder projektering af en vej, afvanding af vejen og dimensionering af en stålbro. Disse hovedemner opbygger rapporten i tre dele, vægtet som følgende: Konstruktion 50%, Vej- og trafikteknik 30% og Vand og miljø 20%. Projektgruppen vil gerne rette tak til Teknisk Forvaltning i Aalborg Kommune for et godt samarbejde under udarbejdelse af rapporten. De har været til stor hjælp mht. anskaffelse af analytiske trafiktal for området samt en god sparingspartner mht. planer for området. Læsevejledning Projektet er opdelt i en hovedrapport og en bilagsrapport. Hovedrapporten indeholder resultater og konklusioner på de enkelte delemner, hvor bilagsrapporten indeholder beregninger og teori, der ligger til grund for hovedrapportens konklusioner. Henvisninger mellem hovedrapporten og bilagsrapporten findes i teksten. Litteraturlisten findes sidst i hovedrapporten. Til litteraturhenvisning er der i rapporten benyttet Harvard-metoden. Disse henvisninger vil også kunne findes i teksten. Henvisninger til Dansk Standard skrives som DS efterfulgt af det relevante normnummer. Tabeller og figurer bliver henvist med tabel- og figurnummer, og ligninger bliver

ii henvist med ligningsnummer omgivet af paranteser. Henvisninger, som indledes med et bogstav, findes i bilagsrapporten. Til rapporten hører en tegningsmappe. I rapporten er der henvist til tegningsmappen ved c104-xxx, hvor x angiver tegningens nummer. Flere beregninger er udført i computerprogrammer som Calfem og Matlab, hvilket der oplyses om gennem rapporten. På den vedlagte CD findes programmerne samt et overskueligt index. På CD en findes også en digital version af rapporten, bilag, trafiktællinger for området, ind- og uddata fra Novapoint og tegninger udarbejdet i Novapoint og AutoCAD. I rappoten benyttes mange betegnelser for de forskellige laster. For overskuelighedens skyld er de listet nedenfor. G x,y er egenlaster Q x,y er punktlaster q x,y er linielaster og fladelaster M x,y er momenter Her angiver x en beskrivende parameter for de enkelte laster. y angiver, om det er hhv. den karakteristiske eller den regningsmæssige last, k hhv. d. Carsten Rune Jensen Jakob Lemming Jesper Jensen Kasper Skyum Kjeldsen Laura Sand Pedersen Morten Christiansen

Indhold 1 Indledning 1 1.1 Præsentation af området......................... 3 1.2 Problemanalyse.............................. 4 1.2.1 Initierende problem........................ 4 1.3 Problemstilling.............................. 4 I Vej- og trafikteknik 7 2 Vej- og trafikteknik 9 2.1 Projektets relation til 3. Limfjordsforbindelse og vestlig omfartsvej.. 9 2.2 Trafiksituationen i området ved City Syd................ 10 2.3 Fremskrivning af ÅDT.......................... 12 2.4 Problemformulering............................ 13 3 Korridoranalyse 15 3.1 Mulige korridorer............................. 15 3.2 Ideskitse.................................. 17 3.3 Problemafgrænsning........................... 19 4 Tracéring 21 4.1 Forudsætninger.............................. 22 4.2 Tommestokslinieføring.......................... 22 4.3 Segmenter................................. 22 4.4 Klotoider................................. 24 4.5 Længdeprofil............................... 25 4.6 Opsummering............................... 27 5 Masseberegninger 29 6 Dimensionering af vejbefæstelse 33 7 Vejkryds 35

iv Indhold 7.1 Beskrivelse af mulige krydstyper..................... 35 7.1.1 Kryds............................... 36 7.1.2 Rundkørsel............................ 37 7.2 Valg af vejkryds.............................. 37 7.2.1 Kryds ved Hobrovej........................ 37 7.2.2 Kryds mellem Dallvej og Ny Dallvej............... 38 7.3 Skitsering af vejkrydsene......................... 38 7.3.1 Hobrovej.............................. 38 7.3.2 Dallvej............................... 38 7.4 Kapacitetsberegning af T-kryds..................... 40 II Vand og miljø 41 8 Vand og miljø 43 8.1 Problemformulering............................ 43 8.2 Terrænanalyse............................... 44 8.3 Problemafgrænsning........................... 45 9 Afvanding i grøft 47 9.1 Forudsætninger for grøftberegninger................... 47 9.2 Beregning af regnvarigheden....................... 49 9.3 Oplandsarealer.............................. 51 9.3.1 Ekstern opland.......................... 52 9.3.2 Intern opland........................... 53 9.3.3 Reducerede oplandsarealer.................... 54 9.4 Dimensionsgivende vandføring...................... 55 9.5 Grøftens dimensioner........................... 55 9.6 Grøftdimensioner............................. 56 10 Rørdimensionering 57 11 Dimensionering af regnvandsbassin 59 11.1 Dimensionering af rør til recipienten................... 60 11.2 Kontrol af regnvejrsbassin........................ 62 11.3 Påvirkning af recipient.......................... 62 III Konstruktion 63 12 Brokonstruktion 65 12.1 Valg af bro................................. 65 12.2 Problemformulering............................ 67

Indhold v 12.3 Problemafgrænsning........................... 68 13 Fremgangsmåde 69 14 Broens topologi 71 15 Forudsætninger for dimensionering 75 15.1 Laster................................... 75 15.2 Lastkombinationer............................ 76 15.2.1 Stålstyrke............................. 76 16 Broplader 79 17 Længdebjælker 83 18 Tværbjælker 87 19 Søjler 91 19.1 Vindafstivning............................... 92 20 Boltesamlinger 93 21 Forsimplede modeller 97 22 Sammenfatning 99 Litteratur 103

Kapitel 1 Indledning I 1957 oprettede den daværende regering Vejdirektoratet, der primært skulle administrere tilskud til drift og vedligeholdelse af vejnettet. I takt med at økonomien i Danmark blev bedre gennem 50 erne, steg antallet af biler. Dette øgede belastningen på de anlagte veje, og infrastrukturen var ikke længere tilstrækkelig. Staten tog derfor del i infrastrukturens udvikling ved at finansiere motorvejsnettet. Fra 1960 til 1970 blev antallet af biler i Danmark tredoblet (Wendel 2004), og der var ikke nogen antydning af, at denne udvikling ville stoppe. Derfor blev en række fremtidige forbedringer til infrastrukturen planlagt og påbegyndt. Bl.a. blev Limfjordstunnelen åbnet i 1969 og etablering af flere motorvejsstrækninger blev vedtaget. Finansieringen heraf blev helt overdraget til staten. I 1971 blev en endelig vejlov vedtaget med ikræfttrædelse i april 1972. Samtlige veje blev opdelt i hhv. stats-, amts- og kommuneveje, og den respektive afdeling under hver statsenhed skulle stå for vedligeholdelse og nye tiltag. Den øgede bilpark og motoriserede trafik medførte flere trafikuheld, og hastighedsbegrænsninger blev derfor indført på de forskellige vejtyper. Projekteringen blev mere omfattende, og der blev mere fokus på sikkerhed, serviceniveau, fremkommelighed og informationsniveau. Planlægningen af nye veje skete således ud fra tre parametre sikkerhed, miljø og tryghed. I 90 erne blev der skabt yderligere interesse for påvirkning af miljøet, og en såkaldt VVM-undersøgelse (Vurdering af Virkning på Miljøet) blev en fast del, der gik forud for projektering og etablering af større anlægsprojekter derunder en vejstrækning. VVM-undersøgelsen vurderer anlæggets påvirkning på den eksisterende flora og fauna i området.

2 Indledning Da beslutningsgangen fra planlægning til etableret vejstrækning er meget lang, og veje generelt anlægges med en forventning om, at de skal holde i en hvis årrække, skal projekteringen ske ud fra de behov, som forventes 20 30 år frem i tiden. Som det ses af figur 1.1 forventes i perioden 2002 2015 en stigning i trafikken. Vejdirektoratet fremskriver med en landsdækkende vækstrate på 1,7 %, mens Nordjyllands Amt i deres planlægning regner med en noget højere trafikvækst på 2,6 % frem til år 2010. Figur 1.1: Trafikudviklingen i Nordjyllands Amt i perioden 1988 2002, samt forventet fremskrivning ud fra Vejdirektoratets (1,7 %) hhv. Nordjyllands Amts (2,6 %) vækstrate (Nordjyllands Amt 2005b). I Aalborg forventes en tilsvarende stigning i trafikmængden. De mest belastede trafikstrækninger i Nordjylland er de to forbindelser over Limfjorden Limfjordsbroen i Aalborg bymidte og Limfjordstunellen v. Aalborg Øst. For at aflaste de eksisterende forbindelser, samt at lede en større del af trafikken uden om bymidten, er planlægningen af en 3. limfjordsforbindelse påbegyndt. Dette omfattende projekt skal tages med i overvejelserne under etablering af øvrige vejprojekter i området, for at undgå komplikationer når forbindelsen en gang skal etableres. I området omkrænset af Dall Villaby, City Syd og Skalborg Bakke opleves allerede nu problemer med daglige kødannelser. Denne lokalitet er et af de steder, hvor vejnettet ønskes aflastet eller udviddet, så kapaciteten ikke overstiges med kødannelser til følge.

1.1 Præsentation af området 3 1.1 Præsentation af området Dette projekt tager udgangspunkt i at projektere en tilslutning til Motorvej E45 fra området ved Dall Villaby. På figur 1.2 ses området omkring det sydlige Aalborg og Dall Villaby. Figur 1.2: Kort over Aalborg samt udsnit af området omkring Dall Villaby og City Syd. Fra Aalborg Centrum og ud mod Skalborg løber Hobrovej, som er den primære trafikåre til City Syd og videre syd ud af byen. I City Syd ligger bl.a. Aalborg Storcenter, Bilka og andre store varehuse, der medfører biltrafik fra et stort opland. I området omkring City Syd løber Hobrovej parallelt med Motorvej E45 en central del af Danmarks motorvejsnet. Der eksisterer ikke nogen direkte tilslutning mellem City Syd området og Motorvej E45, de nordfrakommende trafikanterne må derfor benytte Hobrovej op ad Skalborg Bakke, som i forvejen er hårdt belastet af den sydgående trafik ud af byen. På arealet mellem Hobrovej og Motorvej E45 ligger Dall Villaby, og nord for byen findes et åbent ubebygget markareal, der udformer sig med en bakketop og enkelte små træbeplantninger. I det mellemliggende område er endvidere opført nogle kolonihavehuse. Ydermere snor Østerå sig gennem landskabet til Aalborg Centrum og udløbet i Limfjorden.

4 Indledning 1.2 Problemanalyse Vejforbindelsen fra Aalborg Centrum og ud til City Syd er jf. ovenstående hårdt belastet af de store trafikmængder, særligt op ad stigningen ved Skalborg Bakke opstår ofte tilstoppelse. Derfor har Aalborg Kommune udarbejdet forslag til udvidelse af vejnettet i området, så den nuværende trafikale situation på Hobrovej afhjælpes. De forskellige løsninger indbefatter en udvidelse af Dallvej, der skal fungere som tilkørsel til Motorvej E45. Kommunen har lavet beregninger, der viser, at en sådan løsning vil reducere trafikken på Hobrovej med op mod 35 % ved at flytte en del af trafikken over på motorvejsnettet (Aalborg Kommune et. al. 2004). Det betyder også, at de nordfra kommende trafikanter ikke skal igennem midtbyen for at komme til City Syd, hvorfor en sådan løsning vil aflaste både Hobrovej og Aalborg Centrum. Der er udformet flere forskellige forslag til løsning af trafikproblemet. Sideløbende arbejdes som nævnt med etablering af en 3. limfjordforbindelse. Stat, Amt og Kommune arbejder alle med ideen om denne forbindelse. De tre Instanser har tilsammen udgivet en VVM-rapport (AKN 2003) med fire forskellige forslag til placering af denne. Et af forslagene leder trafikken vest om Aalborg med tilslutning i området ved Dall Villaby. De øvrige forslag leder forbindelsen forbi Dall Villaby, og vil derfor ikke aflaste Hobrovej i samme grad. Det er imidlertid relevant for alle forslagene, at overveje tilslutningsmulighederne fra City Syd til den Nordjyske Motorvej. 1.2.1 Initierende problem Hvordan kan en tilslutning fra City Syd området til Motorvej E45 projekteres, så trafikproblemet på Hobrovej og særligt Skalborg Bakke afhjælpes bedst muligt? 1.3 Problemstilling Projektet tager udgangspunkt i etablering af en tilslutningsvej ved Dallvej. Vejen skal anlægges, så den bedst muligt afhjælper trafikken på Hobrovej, ved at føre trafikken fra Skalborg til motorvejen og omvendt. For at løse dette problem vil der efter en korridoranalyse blive skitseret forslag til linieføring, og den bedste skitsering bliver analyseret i detaljer. Ved anlæggelse af vejen, skal det sikres, at regnvand fra vejen kan ledes bort både for at opretholde sikkerheden på vejen i regnvejr, men også for at skåne miljøet for udledning af det potentielt forurenede vejvand. Dette løses ved at føre vandet fra vejen til ét eller flere opsamlingsbassiner. Processen for dette, bliver beskrevet, og et stykke af grøften samt bassinet dimensioneres. Yder-

1.3 Problemstilling 5 mere kræver motorvejstilslutningen, at en del af trafikken krydser motorvejen. Der udformes derfor skitseforslag af mulige broløsninger og den bedste løsning udvælges til detailprojektering i detailprojekteringen dimensioneres det valgte forslag i detaljer. For at overskueliggøre rapporten vil den være opdelt i tre; startende med vej og trafik, herefter fokuseres på vandafledning fra vejnettet, og endelig beskrives konstruktionsdelen. Den ovenstående beskrivelse af rapporten er overfladisk, og ved hver del vil en desideret problemformulering for pågældende del være at finde det er i den problemformulering, berøringsområdet bliver afgrænset.

Del I Vej- og trafikteknik

Kapitel 2 Vej- og trafikteknik Vejnettet i området mellem Aalborg Centrum og City Syd i Skalborg er efterhånden blevet så belastet, at det er nødvendigt at foretage ændringer, der bidrager til en bedre trafiksituation i området. Aalborg Kommune har fundet frem til, at én løsning kan være en tilslutning af Motorvej E45 omkring Dall Villaby til City Syd området jf. figur 1.2. Der er i denne forbindelse fra projektplanlæggernes side lavet beregninger, der viser, at trafikmængden på Hobrovej i så fald reduceres. Der vil med tilkørselsanlægget ved Dall Villaby være en række udførelsesmæssige udfordringer mht. projektering af en ny vejstrækning. Vejforløbet gennem dalen skal anlægges, så trafiksikkerhed og kørselskomfort sikres, samtidig med at trafikken afvikles hensigtsmæssigt. Herunder hører også en række anlægsmæssige krav, som skal overholdes. Derudover skal de eksisterende forhold tilpasses mht. naturarealerne i dalen og tilslutning til det eksisterende vejnet. Ovenstående vil i nærværende afsnit blive undersøgt, med henblik på at kunne præsentere en god løsning. Ovenstående leder frem til følgende problemformulering. 2.1 Projektets relation til 3. Limfjordsforbindelse og vestlig omfartsvej Den gældende trafikstigning i Aalborg-regionen har medført et stigende pres på de to mulige passager af Limfjorden Limfjordsbroen og Limfjordstunellen. Allerede idag kan der i myldretiden opstå kødannelser, hvilket betyder, at et yderligere øget pres vil medføre problemer for trafikanternes fremkommelighed. Med udviklingen af Havnefront II, hvilket dog ikke beskrives yderligere i denne rapport, vil fremkommelighedsproblemerne omkring Limfjordsbroen udløse store trafikale problemer i det

10 Vej- og trafikteknik centrale Aalborg. Trafikken ønskes derfor ledt udenom centrum (Aalborg Kommune 1999). For at imødekomme hele problematikken er der af Nordjyllands Amt, Vejdirektoratet og Aalborg Kommune udarbejdet en række løsningsforslag, der alle går under navnet 3. Limfjordsforbindelse. På figur 2.1 er de forskellige løsninger anskueliggjort (AKN 2003). Figur 2.1: De umiddelbare linieføringer i forbindelse med 3. Limfjordsforbindelse. Forbindelsen til E45 fra City Syd ved Dall Villaby er i forbindelse med 3. Limfjordsforbindelse relevant, idet den aflaster tilkørselsanlægget ved Dall Kirkeby, hvis Vestforbindelsen vælges. Derudover vil den bidrage til en reducerering af trafikken på Hobrovej mellem Aalborg Centrum og City Syd (AKN 2003). 2.2 Trafiksituationen i området ved City Syd Det nuværende vejnet i den sydlige del af Aalborg er opbygget omkring en central nord- og sydgående vej Hobrovej. Denne forbinder centrum med det sydlige opland og regionen via tilslutningen til Motorvej E45 ad Mariendalsmølleindføringen, hvilket ses på figur 2.2.

2.2 Trafiksituationen i området ved City Syd 11 Figur 2.2: Kort over Aalborg Centrum. Hobrovejs forløb fra Skalborg gennem Aalborg Centrum er fremhævet ved en rød linie. Indkildevej og Ny Nibevej er fremhævet ved en blå linie. Den lokale trafik i området er udpræget trafik til centerområdet City Syd, hvor en lang række forskellige butikker er samlet. Tilkørslen til City Syd området sker hovedsageligt fra Hobrovej og i mindre udstrækning via Nibevej. Center- og erhvervsområderne skaber store trafikmængder på vejnettet, hvilket giver anledning til kødannelser i flere af de store kryds på Hobrovej i spidsbelastningsperioderne. Ud over trafikken fra centrum kommer også et væsentligt bidrag fra både regional trafik fra E45 og lokal trafik til City Syd fra den østlige hhv. vestlige del af Aalborg. Det er primært tilslutningen af Indkildevej hhv. Ny Nibevej ved Skalborg Bakke, illustreret på figur 2.2, der tilfører denne øgede trafikmængde, som giver anledning til lokale problemer. Den tætte trafik medfører flere uheld og især trafiksikkerhedsproblemerne på Skalborg Bakke er inddraget i Kommunens sortpletarbejde. Trafiktallene for de nævnte veje ses på figur 2.3.

12 Vej- og trafikteknik Figur 2.3: Fremskrevne trafiktal for området ved City Syd. Der arbejdes ud fra de røde tal, som er fremskrevet til år 2015. Dette har dog ingen betydning, da forholdet er de samme i dag, idet der er brugt den samme fremskrivningsfaktor for alle delstrækninger (Aalborg Kommune et. al. 2004). 2.3 Fremskrivning af ÅDT For at dimensionere Ny Dallvej, så vejens kapacitet og belægning kan holde i 15 år, er det nødvendigt at fremskrive årsdøgnstrafikken ÅDT til år 2020. Normalt fremskrives ÅDT i op til 20 år for større veje som Ny Dallvej, men da kommunen inden år 2019 forventer en ny Limfjordsforbindelse, laves fremskrivningen kun 15 år. Dette gøres da kommunen, i forbindelse med den nye limfjordsforbindelse, forventer at etablere en omfartsvej vest om Aalborg. Det antages, at den kommende omfartsvej vil mindske trafikken på Ny Dallvej og at fremskrivningen på 15 år, egentlig vil svare til en fremskrivning på 20 år for Ny Dallvej. Ved fremskrivningen af trafikken på Ny Dallvej benyttes ÅDT fra kommunen, der allerede er fremskrevet til 2015 med en fremskrivningsfaktor på 2 %. Da der til dimensioneringen af Ny Dallvej ønskes en fremskrivning til år 2020, tilbageskrives kommunens tal til år 2005. Herefter fremskrives ÅDT igen for 15 år til år 2020, med en fremskrivningsfaktor på 1,7 % (Nordjyllands Amt 2005b). Til disse udregninger benyttes (2.1).

2.4 Problemformulering 13 hvor K n = K(1 + r) n (2.1) K n er den samlede ÅDT i køretøjer om n år K er den nuværende ÅDT i køretøjer ved Ny Dallvej r er den årlige frem-/tilbageskrivningsfaktor af trafikken n er antal år som trafiken fremskrives/tilbageskrives Først tilbageskrives kommunens ÅDT tilbage til år 2005, ud fra (2.1). ÅDT 2005 = 14700 (1 0,02) 10 = 12011 Herefter fremskrives det fundne ÅDT til år 2020 efter samme formel. ÅDT 2020 = 12011 (1 + 0,017) 15 = 15467 Denne ÅDT på 15467 køretøjer benyttes til dimensionering af Ny Dallvej. 2.4 Problemformulering Med udgangspunkt i den tidligere beskrevne trafikproblematik i City Syd-området undersøges mulighederne for et nyt vejanlæg i området, der nedbringer disse problemer. Dette gøres med henblik på at bestemme et endegyldigt valg af linieføring, hvorved optimale kørsels- og oversigtsforhold opnås, under hensynstagen til lokalområdet. Ud fra den valgte linieføring fastlægges vejens tracé. Vejbefæstelsen fastlægges ved den stigende trafikbelastning, så vejen kan bære denne belastning.

Kapitel 3 Korridoranalyse For at kunne vælge den mest optimale placering af en kommende vejstrækning, er det nødvendigt først at lave en korridoranalyse. I denne tages der hensyn til områdets overordnede geografiske, miljømæssige og samfundsmæssige forhold. Herved fastlægges afgrænsede områder, hvor en kommende linieføring kan lægges. 3.1 Mulige korridorer For tilslutningen mellem Hobrovej og Motorvej E45 ved Dall Villaby har projektgruppen udarbejdet tre mulige korridorer, der hver især afgrænser en mulig linieføring. Alle tre følger de Dallvej til jernbaneoverskæringen er passeret. Herfra lægges korridorerne hhv. nord og syd om bakketoppen, for at undgå en gennemskæring af bakketoppen med betydelige landskabsændringer til følge. Det tredje forslag løber parallelt med jernbanen og Østerå med henblik på tilslutning til Mariendalsmøllemotorvejen. Alle forslag kan ses på figur 3.1. Alle tre korridorer går gennem oplande med drikkevandsinteresse, dog går ingen af korridorerne ind i nuværende indvindingsoplande. Korridorerne syd om bakketoppen og parallelt med jernbanen bevæger sig dog primært gennem områder med almindelig drikkevandsinteresse, mens den mere direkte korridor nord om bakketoppen bevæger sig ind i områder med særlig drikkevandsinteresse. Der skal således tages forbehold herfor ved at sikre en miljørigtig vandopsamling af vejens spildevand uafhængigt af korridorvalg (Carl Bro Gruppen 2005). Eng- og moseområderne langs Østerå er næsten alle udpeget beskyttet natur ifølge 3 i naturbeskyttelsesloven. Dette begrundes ved forekomst af flere sjældne plantearter omkring åens flade brinker, der giver grundlag for et rigt dyreliv i området. På

16 Korridoranalyse Figur 3.1: De farvede felter markerer de mulige korridorer. Kortet er hentet fra (Carl Bro Gruppen 2005). baggrund heraf kan der overvejes en helhedsplan for faunapassager på strækningen mellem Skalborg og Rasteplads Dall, idet vejanlægget medfører en barriere for områdets spredningskorridorer. I anlægsfasen vil levestederne uundgåeligt indskrænkes, men må nødvendigvis genetableres (AKN 2003). Korridoren langs jernbanen kommer til at løbe parallelt med Østerå, og det vil flere steder være svært at finde en linieføring, som går fri af å- og søbeskyttelseslinien, som omgrænser Østerå. Desvidere vil vejen afskære forbindelserne til kollonihavehusene mellem motorvejen og Østerå. Korridoren langs jernbanen forkastes derfor. For de to øvrige korridorer sal der tages nogenlunde tilsvarende forholdsregler mht. omlægning af ledningsnet og støjafskærmning mod kolonihaverne. gennem dalen løber elledninger, hvorom hensigten er at rørlægge disse under jordoverfladen. For at begrænse støjgener for besøgende i kolonihaverne, kan det overvejes at opføre støjreducerende anlæg nord for vejanlægget. Dette bør gøres under hensynstagen til æstetiske forhold i området.

3.2 Ideskitse 17 Derudover tages tilsvarende forholdsregler for bevarelse af miljø og begrænsning af ekspropriering. Korridoren syd om bakketoppen kommer tæt på den bymæssige bebyggelse i Dall Villaby, mens korridoren nord om bakken bevæger sig tæt omkring kolonihaverne mellem motorvejen og Østerå. Projektgruppen har på den baggrund vurderet, at det er mest hensigtsmæssigt at vælge korridoren nord om bakketoppen. Således afgrænses mulighederne for byudviddelse af Dall Villaby heller ikke. Endvidere er korridoren nord om bakketoppen den mest direkte, og mulighederne for linieføringen vil være mere frie. 3.2 Ideskitse I forbindelse med aflastningen af trafikintensiteten i City Syd-området er der taget udgangspunkt i to løsningsforslag udarbejdet af Aalborg Kommune, der ses figur 3.2. I henhold til de tre forslag til en 3. Limfjordsforbindelse jf. figur 2.1 er det vurderet, at løsningen med tilslutningsanlæg ved Rasteplads Dall er den mest hensigtsmæssige. Denne giver en mere direkte forbindelse til City Syd-området. Derudover har det været hensigten at få reduceret trafikken på Hobrovej ad Skalborg Bakke, hvilket bedst lader sig gøre ved valg af denne løsning. Herved aflastes Skalborg Bakke med ca. 7000 biler pr. døgn mod ca. 5000 biler pr. døgn for tilslutningen ved Mariendalsmølleindføringen, hvilket er en forholdsvis stor del i forhold til vejens nuværende trafiktal (AKN 2003). Den vestlige tilslutning sker ved at forlænge nuværende Dallvej i en ret linie efter baneoverskæringen. Den eksisterende forbindelse til Dall Villaby tilsluttes Ny Dallvej i et T-kryds. Derudover tilsluttes Motorvej E45 med et trompetanlæg, som yderligere er beskrevet herunder. Bilister, der skal sydpå, følger bakkens højdekurve i et højresving nord om bakken og tilsluttes motorvejen syd for Rasteplads Dall. De bilister, som fra Skalborg skal nordpå eller fra syd skal mod Skalborg, benytter samme tilslutningsanlæg, hvilket kræver at motorvejen krydses. Dette løses ved at begge spor føres med en ny flyover over motorvejen. Nordfrakommende bilister, som skal mod Skalborg, benytter afkørselsrampen, der indflettes med Ny Dallvej. Tilslutningsanlægget ved Mariendalsmølleindføringen kræves omlagt. I forbindelse hermed foreslås det at anlægge parallelspor langs Motorvej E45, hvorved indflet-

18 Korridoranalyse Figur 3.2: Skitsering af de to løsningsforslag til en tilslutning mellem Dallvej og E45. ningsstrækningerne flyttes fra motorvejen til de paralelle spor. Herudover vurderes det nødvendigt at flytte den nuværende Rasteplads Øst, igen for at undgå indfletning på den forholdsvis korte strækning. Det er valgt at Rasteplads Dalls nuværende funktion skal opretholdes, da det især vil have store økonomiske konsekvenser hvis den i stedet skulle flyttes. Der tages her hensyn til størrelsen og tilhørende faciliteter restaurant, kiosk, legeplads, toilet mm. Det er derfor af sikkerhedsmæssige årsager, valgt rastepladsens nuværende tilkørsel til Motorvej E45 omlægges og sammenføres med den kommende tilkørsel, jf. figur 3.2.

3.3 Problemafgrænsning 19 3.3 Problemafgrænsning Det er valgt kun at dimensionere nogle udvalgte dele af hele vejprojekteringen. Herunder listes projektets afgrænsninger: Trompetanlægget, til- og frakørsler og tilslutningsanlæget ved Mariendalsmølleindføringen dimensioneres ikke, men forbliver skitseringer Der er valgt en entreprisegrænse ved station 1200. Vejens tracé er derfor ikke bekrevet herefter og der er ikke udført masseberegninger for motorvejsskråningerne. I den valgte løsningsmodel afgrænses der fra passering af Østerå. Her bør ud fra flere forskellige synspunkter overvejes, om åen skal rørlægges eller en bro skal konstrueres Vejudstyr medtages ikke i dimensioneringen Krydsets geometri dimensioneres ikke, men der foretages en skitsering Vejbefæstelsen dimensioneres ikke ud fra en betragtning af undergrundens egenskaber eller klimatiske omgivelser.

Kapitel 4 Tracéring En vejs tracé viser vejens rumlige forløb og består af to dele linieføring og længdeprofil. Vejens tracé fastlægges ud fra et samspil mellem oversigtskrav, kørselsdynamik og æstetiske hensyn. I afsnit 3 er der valgt en endelig korridor, hvor linieføringen kan laves, hvilket leder til bestemmelse af den bedst mulige tracering. Nærværende afsnit søger i forlængelse af korridoranalysen og idéskitsen at fastlægge det bedst mulige tracé for den givne strækning. Dette gøres ud fra et argumenteret valg af linieføringen samt tilhørende længdeprofil. Vejens tracé bestemmes løbende ud fra følgende fire punkter: Bestemmelse af dimensionsgivende parametre Tommestokslinieføring Linieføring i Novapoint Længdeprofil i Novapoint Efter tommestokslinieføringen er skitseret, arbejdes der videre i EDB-programmet Novapoint, hvor vejens endelige horisontale kurveradier, fixpunkter, klotoider og præcise linieføring fastlægges. Ud fra linieføringen genereres et terrænprofil, og der indlægges her vertikale kurveradier og fixpunkter som forudsætning for fastlæggelse af endeligt længdeprofil. Slutteligt kan linieføring og længdeprofil kombineres til det endelige tracé. Ved kombination med vejens tværprofil kan masseberegning for jordarbejdet, oversigtsforhold i horisontal- og vertikalkurver og simulering af vejens forløb bestemmes.

22 Tracéring 4.1 Forudsætninger Før tommestokslinieføringen udarbejdes, er det nødvendigt at bestemme en række parametre, der er dimensionsgivende for den egentlige linieføring. Her er der tale om vejens hastighedsbegrænsning, vejtype med tilhørende tværprofil og endelig de minimale horisontalradier. Disse parametre bestemmes i bilag A. Værdier fra dette bilag benyttes bl.a. når den endelige linieføring udarbejdes i Novapoint. 4.2 Tommestokslinieføring For at komme igang med en formodet linieføring laves en såkaldt tommestokslinieføring, der udelukkende består af rette linier. Derved er de rette linier i linieføringen placeret nogenlunde indenfor den valgte korridor. Der tages udgangspunkt i, at vejforløbet gennem dalen skal følge bakkens kurver så dramatiske indgreb i bakkens kurver og naturområdet undgås. Derudover har det været hensigten at tage hensyn til beboere i kolonihavehuse, hvorved linieføringen lægges i en afstand på 100 m fra disse. Herved overtrædes de vejledende støjgrænser for kolonihavehuse ikke, jf. bilag B. Afslutningsvis skal vejen krydse motorvejen, hvilket gøres så vejene går vinkelret på hinanden. Tommestokslinieføringen ses på figur 4.1. 4.3 Segmenter Tommestokslinieføringen indtegnes i Novapoint, hvorefter der ønskes cirkelbuer og overgangskurver i de skarpe knæk. For at Novapoint kan løse linieføringen matematisk, inddeles denne i elementer og segmenter. Af elementer findes; den rette linie, cirklen og klotoiden, og sammensætning af elementer kan ske vilkårligt. Et segment beskrives som liniestykket mellem to tvangspunkter, og der findes 0-, 2- og 3-segmenter. Segmenttypen afhænger af hvor mange ubekendte elementfaktorer, der findes mellem tvangspunkterne. Når vejens linieføring beregnes, er det nødvendigt, at antallet af elementfaktorer og tvangspunkter er valgt, så løsningen bliver geometrisk bestemt. Dette betyder, at alle elementer skal tangere hinanden, og koordinaterne er bestemt. Det medfører en række regler for sammensætning af de forskellige segmenttyper (Kjems 2005c). Her tænkes på følgende:

4.3 Segmenter 23 Figur 4.1: Tommestokslinieføringen for den projekterede strækning. 0-segmenter kan placeres vilkårligt, da alle elementfaktorer er kendt 2-segmenter skal placeres ved siden af minimum ét kendt/beregneligt nabosegment, da to elementfaktorer er ukendte 3-segmenter skal placeres mellem to kendte/beregnelige nabosegmenter, da alle tre elementfaktorer er ukendte Mellem to 0-segmenter skal der være mindst ét 3-segment Af ovenstående ses, at segmenternes afhængighed af hinanden medfører et bestemt antal segmentkombinationer, der giver en geometrisk bestemt løsning. På figur 4.2 ses elementer og segmenter for linieføringen af Ny Dallvej. De rette linier i hver ende af linieføringen har hver to finxpunkter og indgår som 0-segmenter. Det umiddelbare segment mellem disse to 0-segmenter har 4 ubekendte de to cirkelbuer samt dele af de rette liniestykker som støder op til klotoiderne. Klotoiderne kan altid beregnes ud fra de tilstødende liniestykker. Det er ikke muligt at fastlægge et segment med 4 ubekendte, derfor indlægges et fixpunkt på én af cirkel buerne på figuren er dette indlagt på cirkelbuen nærmest Hobrovej. Herved opdeles det midterste segment i to, som har 2 hhv. 3 ubekendte, altså et 2-segment og et 3-segment. Derved opfyldes kravet om, at der mellem to 0-segmenter skal ligge mindst ét 3-segment. 2-segmentet ligger op mod et kendt nabosegment nemlig

24 Tracéring? A?? A A? A? 0-segment 2-segment 3-segment 0-segment Figur 4.2: Segmentinddeling af linieføringen. 0-segmentet og 3-segmentet ligger mellem ét kendt og ét beregneligt segment. De gældende regler for sammensætning af segmenter er derfor overholdt. 4.4 Klotoider Af hensyn til kørselskomfort og æstetik benyttes overgangskurver klotoider til at sammenbinde cirkelkurver med forskellig radius, modsat vendte cirkelkurver eller blot til at forbinde retliniede strækninger med cirkelkurver. Formålet er at lave en blød overgang mellem de enkelte elementer. Ved brug af klotoider som overgangskurver gælder, at krumningen tiltager lineært gennem kurven. For en trafikant betyder dette, at rattet drejes med konstant vinkelhastighed, hvormed kørselskomforten forbedres. Der kan anvendes forskellige typer klotoider, bestemt ud fra hvilke elementer de forbinder. Her kan nævnes enkeltklotoider, vendeklotoider, ægklotoider og klotoider, der anvendes i accelerations- og bremsekurver. Når der i Novapoint er indsat cirkelbuer i linieføringen, indføres afslutningsvist klo-

4.5 Længdeprofil 25 toider. Her bestemmer EDB-programmet automatisk en værdi for A, men der er imidlertid tre forhold der bør overholdes. Dette er krav til klotoidens vinkeldrejning, overhøjden i kurven og ændring i sideacceleration, hvilket er beskrevet og bestemt i bilag A.4. Der blev fundet, at klotoideparameteren bestemmes ud fra vinkeldrejningen, og at minimumsværdien er 234 m. Klotoideparametrene, der er brugt i Novapoint i linieføringen, har værdien 256 m, hvormed alle tre krav er opfyldt. Hermed er vejens linieføring færdiggjort, hvorefter vejens længdeprofil kan bestemmes. På tegning C104-001 ses Ny Dallvejs endelige linieføring. Der er anført skråningsanlæg for at indtrykket af længdeprofilets terræntilpasning forbedres. Som supplerende information findes, i bilag C, ind- og uddata fra Novapoint i form af koordinattabel for hovedpunkter og stationering samt retningsvinkler for hovedpunkter. Derudover findes fire snit, der viservejens normaltværsnit på tegning c104-003. Det er valgt at udvælge station 100, 560, 860 og 1200. Disse er valgt idet de beskriver start- og slutstationeringer, samt linieføringens to kurver. 4.5 Længdeprofil Under udformelse af længdeprofilet skal der gøres nogle overvejelser tilsvarende dem, som er knyttet til linieføringen. Længdeprofilet, som beskriver vejens forløb i det vertikale plan, skal sammensættes, så det tilgodeser kørselsdynamik, oversigtsforhold og æstestiske konsekvenser. De tre faktorer går i mange tilfælde i modsat retning, eksemplificeret ved en vej, som lægges ned i terrænet herved opnås de for føreren bedste kørselsdynamiske forhold, men i sving vil oversigtsforholdene begrænses, ligesom det æstetisk kan være uhensigtsmæssigt at skære ned i terrænet. Det handler altså om at opnå det bedst mulige kompromis mellem de tre faktorer, når det endelige længdeprofil skal fastlægges. Jf. eksemplet opnås den bedste kørselsdynamik på udjævnede veje uden lange og stejle stigninger. Særligt lastbiler vil forsinke trafikken på skråninger med stor stigning af samme grund anbefales det at anlægge et ekstra spor til tunge køretøjer på strækninger med stigning over 35 0 / 00 (Vejdirektoratet 1999c). Ud fra den valgte linieføring kan terrænprofilet findes ved at se på højdekurverne i området. Terrænprofilet er udgangspunkt for fastlæggelse af længdeprofilet, og det søges at finde en så jævn linie som muligt, dog bør der tilstræbes jordbalance, mere herom i afsnit 5. Længdeprofilet sammensættes af rette linier, og overgangen mellem forskellige stigninger afrundes med cirkel- eller parabelbuer. I praksis benyttes cirkelbuer, da disse angives lettest ved blot en radius. Krav til vertikalradius findes

26 Tracéring i bilag A.5. Æstetisk er det mest hensigtsmæssigt at vejen svinger, hvor der skæres ned i terrænet eller gennem en skov. Derved ses indgrebet ikke så tydeligt, eksempler herpå ses på figur 4.3. Figur 4.3: Retlinet hhv. krum linieføring gennem skov (Vejdirektoratet 1999c). Ud fra krav om mindste vertikalradier, ses det af bilag A.5, at kravet om oversigtsforhold bliver dimensionsgivende for vertikalradius. I længdeprofilet bruges radius 12000 m, som ligger lidt højere end mindste kravet på 10200 m. Ud fra linieføringen genereres et terrænprofil, hvorpå længdeprofilet lægges ind. For tilslutningen mellem Dallvej og Ny Dallvej skal gælde, at dette sker i samme niveau. Derudover vil det være uhensigtsmæssigt, hvis tilslutningen sker under nuværende terræn hvorved oversigtsforhold nedsættes. Det er derfor valgt, at Ny Dallvej anlægges nær ved nuværende terræn omkring station 270 hvor Dallvejs centerlinie rammer Ny Dallvej. Når Ny Dallvej skal krydse Motorvej 45, er det nødvendigt at hæve terrænet ved jordpåfyldning. Dette gøres, så frihøjden over motorvejens kørebaner på 4,7 m overholdes jf. afsnit J. Dette medfører at Ny Dallvej skal anlægges i kote 10,7 ved station 1200, når følgende forudsætninger betragtes: Det forudsættes at Motorvej 45 ligger i nuværende terræn, da der ikke er andre tilgængelige informationer kote 5 Frihøjden over motorvejens kørespor skal være 4,7 m Det færdige brodæk får en højde på 1 m Motorvejsskråningerne udføres med anlæg 2 Det endelige længdeprofil findes på tegning c104-002.

4.6 Opsummering 27 4.6 Opsummering Nu hvor linieføring og længdeprofil er fastlagt, kan tracéet genereres. Ved kombination med det ønskede tværprofil, er det endvidere muligt at generere en 3D model af vejens forløb gennem landskabet. Herpå kan endvidere indlægges sigtelinier, så det konstrolleres, at de ønskede oversigtsforhold overholdes. På figur 4.4 ses vejens forløb gennem den længste horisontalkurve. Figur 4.4: 3D simulering af Ny Dallvejs forløb gennem terrænet her ses oversigtsforholdene gennem den længste horisontalkurve. Figuren er genereret i Novapoints Vejmodel.

Kapitel 5 Masseberegninger Følgende afsnit bygger på (Thagesen 2000). Når tracéet er fastlagt, vil det medføre at vejen nogle steder lægges ned i terrænet eller hæves over dette. For at dette lader sig gøre, skal der på nogle delstrækninger foretages afgravning og andre steder påfyldning af jord. Da der ofte er tale om store jordmængder, bør det tilstræbes at påfyldnings- hhv. afgravningsmængderne så vidt muligt udligner hinanden for at minimere udgifterne til jordtransport. Til trods for forbedrede maskinel er det fortsat en omfattende og økonomisk tung opgave at bortskaffe eller tilføre flere tusinde kubikmeter jord. Det øverste lag jord er ikke velegnet til at fundere vejen på, såfremt de består af muld. Det er derfor kotume, at muldlaget afgraves med henblik på anveldelse til beklædning af skråninger og andre arealer, der skal beplantes. Der kan også være andet uegnet jord tilstede eksempler herpå er sætningsfarlige jordarter som tørv, dynd og affald; forurenet jord, som kræver deponering og rensning. Der foreligger ikke nogle aktuelle boreprøver for området, hvorfor der i beregningerne skønnes et konstant muldlag på 30 cm langs hele strækningen. Denne tykkelse er den danske gennemsnitstykkelse (Kjems 2005a). Til beregning af jordbalancen laves en opgørelse af de jordmasser, som skal afgraves, påfyldes hhv. flyttes under et jordarbejde. Som oftest anvendes prismemetoden, hvor de forskellige delvolumener regnes som små prismer tilmærmet ved (5.1). V = 1 2 (A 1 + A 2 )L (5.1) hvor

30 Masseberegninger A 1 er arealet af den ene endeflade [ m 2 ] A 2 er arealet af den anden endeflade [ m 2 ] L er prismets længde [ m] Tværsnitsarealet bestemmes ved optegnelse og efterfølgende opgørelse af afgravningshhv. påfyldningsareal et tværsnit indeholder i mange tilfælde begge dele. Tværsnitsarealerne udregnes for hver station samt i punkter, hvor der er betydelige ændringer, og delvolumerne kan findes ud fra den kendte stationeringsafstand. For at skabe overblik over jordarbejdet udarbejdes et massediagram, som viser afgravnings- hhv. påfyldningsmængderne for hver stationeringsstrækning. En sumkurve over arealerne, også kaldet en massekurve, kan da afgøre om jordarbejdet giver et over- eller underskud af jord. Afgravnings- hhv. påfyldningsvolumener bør korrigeres efter optegnelse af massekurven der kan evt. korrigeres herfor under udregningerne, såfremt det anvendte program understøtter dette. Følgende korrektioner bør overvejes i forbindelse med jordberegningerne: Muldlaget kan ikke genanvendes i vejens fundering, det skal således også fjernes fra påfyldningsstrækninger Påfyldningsjord vil ofte fylde mindre end afgravningsjord pga. efterfølgende komprimering Uegnet jord fjernes fra lokaliteten og kan ikke anvendes i påfyldningen Beregningerne udføres i edbprogrammer, som ud fra opgivne input udregner og optegner massediagram og -kurve. Herunder ses de forskellige parametre der bestemmer massediagram og -kurve: Længdeprofil Terræn Tværsnitsareal Muldlag Vejklasse H2 for hovedlandeveje Dimensionerings- og ønsket hastighed

31 Vejens elementbredder Afvandingskanaler For at forsimple Novapoint-modellen antages der at være 1 m brede trug, i stedet for grøfter. Disse sættes til at have et fald på 0,5 m/m. Overbygningstykkelse Det antages, at 0,7 m er en rimelig værdi. Idet den dimensionerede værdi er nogenlunde ens, vil der være en ubetydelig forskel til jordberegningerne. I dette projekt er benyttet programmet Novapoint, og massediagram og -kurve for Ny Dallvej ses på tegning c104-004. Her ses at massekurven ender således at der er 712,9 m 3 overskudsjord og 2986,8 m 3 muld i overskud. Denne værdi er imidlertid ikke den endelige, idet Novapoint ikke beregner afgravning af muld på strækninger, hvor der laves påfyldninger. Dette må fjernes, så der ikke sker sætninger i vejkonstruktionen. Jf. bilag D skal der påfyldes yderligere 1708 m 3 jord på strækningen fra station 1020 til station 1200 hvor der sker påfyldning. Herved ender jordbalancen i et underskud på 995,1 m 3.

Kapitel 6 Dimensionering af vejbefæstelse Ved anlæggelse af Ny Dallvej, skal vejbefæstelsen dimensioneres, så den i dimensioneringsperioden kan holde til trafikbelastningen. Dimensioneringsperioden for vejbefæstelsen sættes til 20 år og trafikbelastningen er, jf. afsnit 2.3, 12011 køretøjer pr. døgn i 2005. Ud fra eksisterende trafiktællinger på Hobrovej og en antagelse om at lastbilprocenten bliver 50 procent højere for Ny Dallvej end for Hobrovej, er lastbilprocenten beregnet. Lastbilprocenten antages at være 50 procent højere for Ny Dallvej, da det vurderes, at alle lastbiler, som skal fra motorvejen til City Syd, vil benytte vejen. Tællingerne kan ses på CD en. I bilag E.2.1 har dette i dimensioneringsperioden ført frem til et ækvivalent antal 10 tons akseltryk på 5,2 10 6. Ud fra det ækvivalente antal 10 tons akseltryk, kan tykkelserne på de forskellige vejlag dimensioneres. En vejbelægning består typisk af flere lag, der har hver deres egen funktion, jf. bilag E.1. Øverst er slidlaget, som er valgt til at være af typen AB 70/100. Herefter kommer der et ekstra slidlag, der er ABB 40/60 og et bærelag af typen GAB 1 40/60. Disse tre lag udgør den samlede asfaltbelægning. Under asfaltlaget ligger et bærelag af grus af typen SG og herunder et bundsikringslag. Bundsikringslaget er af typen BL. Under bundsikringslaget findes et fint lag sand, som er betegnet planum. De enkelte lags tykkelse er bestemt, så lasten fra trafikken kan blive ført ned i underbunden uden, at der sker skadelige deformationer i vejbefæstelsen. De forskellige lags tykkelser er beregnet i bilag E.2.2 og ses på figur 6.1. For at kunne kontrollere om de fundne lagtykkelser er tilstrækkelige, er normalspændingerne mellem de enkelte lag beregnet. Disse værdier er herefter sammenholdt med de tilladte værdier, som ligeledes er beregnet. Tabel 6.1 viser de aktuelle og tilladte

34 Dimensionering af vejbefæstelse Figur 6.1: Vejbefæstelsens opbygning samt normalspændinger hhv. tøjninger i undersiden af asfaltbelægningen, anført ved σ og ǫ. værdier for normalspændingerne. Tykkelse Aktuel spænding Tilladte spænding Differens mm MPa MPa MPa AB 70/100 40 ABB 40/60 60 0,1417 0,1688 2,7 10 2 GAB1 40/60 115 SG 91 0,04714 0,04719 4,2 10 5 BL 315 0,01629 0,01630 1,1 10 5 Tabel 6.1: De enkelte lags tykkelse, samt de aktuelle normalspændinger, de tilladte normalspændinger og differencen derimellem. Udover normalspændinger under de forskellige lag, kommer der også tøjninger i undersiden af det samlede asfaltlag. I bilag E.2.4 er den aktuelle tøjning fundet til 16,8 10 5. Den tilladte tøjning blev beregnet til 16,8 10 5, og det kan hermed konkluderes, at den dimensionerede vejbefæstelse har en tilstrækkelig bæreevne.

Kapitel 7 Vejkryds Ved anlæggelse af Ny Dallvej vil flere vejkryds være nødvendige. Heraf beskrives to vejkryds: Tilslutning mellem Ny Dallvej og Hobrovej Tilslutning mellem Dallvej og Ny Dallvej For Hobrovej vil der blive udarbejdet en idéskitse, der illustrerer, hvordan trafikken kan afvikles, hvis Ny Dallvej bliver en realitet. For krydset mellem Dallvej og Ny Dallvej vil der blive skitseret og dimensioneret et vejkryds, der opfylder de gældende krav for kapacitet og serviceniveau (Vejdirektoratet 1999b). 7.1 Beskrivelse af mulige krydstyper Før de to vejkryds vælges, er det nødvendigt at skelne mellem de forskellige typers fordele og ulemper. Disse vil blive beskrevet i dette afsnit, efterfulgt af en diskussion og en endelig udvælgelse. Der er tre vejkrydstyper, der kan bruges til de to kryds: Prioriteret kryds Signalreguleret kryds Rundkørsel

36 Vejkryds Figur 7.1: Oversigtskort for området, hvor de to vejkryds skal laves. Krydsene er markeret med en pil. 7.1.1 Kryds Når der tales om et prioriteret vejkryds, menes der et T-kryds, hvor en vej udmunder i en anden vej af samme eller højere klasse. I det prioriterede vejkryds har sekundærvejen ubetinget vigepligt for de øvrige trafikanter på primærvejen. Fordelene ved det prioriterede vejkryds er, at det ikke behøver et specielt stort areal og oftest kan tilpasses efter landskabets udformning. Ligeledes er udgifterne til anlæg, drift og vedligeholdelse begrænsede. Modsat er det ikke sikkerheds- og kapacitetsmæssigt fordelagtigt at afvikle store trafikmængder i prioriterede kryds, da det er svært at opnå fartdæmpning ved prioriterede kryds i forhold til signalerede kryds og rundkørsler Hvis det prioriterede T-kryds i perioder ikke fordeler trafikken tilfredsstillende for de svingende trafikanter, er det muligt at etablere et signalreguleret T-kryds. Fordelene ved signalregulerede vejkryds er, at de kan afvikle store trafikmængder fra både primær- og sekundærvejen p.g.a. mulighed for prioritering af trafikstrømme. Herudover markerer de sig tydeligt for trafikanter med signal- og belysningsmaster.

7.2 Valg af vejkryds 37 Ulemperne ved signalregulerede vejkryds er, at de kan virke irriterende i perioder med lav trafikintensitet, hvilket kan få trafikanter til at overtræde færdselsloven. Herved bliver krydsets ellers tilfredsstillende sikre afvikling af trafikken ødelagt. Udover dette aspekt er de dyre i drift og vedligeholdelse samt er svære at få til at fungere med omgivelserne på æstetisk vis. 7.1.2 Rundkørsel Rundkørsler kan ved rigtig placering give en komfortmæssig glidende afvikling af trafikken, da trafikanterne ikke nødvendigvis behøver at vige for anden trafik. Af samme grund er rundkørslen god til store trafikmængder og medvirker til at øge fremkommeligheden for trafikanter fra sekundærvejen. Det er nødvendigt at nedsætte farten betydeligt ved indkørsel i en rundkørsel, hvilket gør at den sikkerhedsmæssig også er god. Dog kan det være svært at overskue lette trafikanter. Fordi der skal være plads til, at trafikanter fra alle tilsluttende veje kan flette ind i rundkørslen, er det en arelkrævende løsning. Dette gør at anlægsudgifterne til rundkørsler bliver meget store. Herudover kan fremkommeligheden for tunge og lange køretøjer være problematisk grundet det kurvede forløb. 7.2 Valg af vejkryds Ved at sammenligne fordele og ulemper bestemmes hvilken af de tre ovenstående muligheder, der vil være bedst i de to tilfælde. 7.2.1 Kryds ved Hobrovej Trafikmængderne fra hver retning i krydset forventes meget store, hvormed det prioriterede vejkryds udelukkes. Både det signalerede kryds og rundkørslen er generelt i stand til at afvikle store trafikmængder. Det er dog et kryds med betydelige mængder af tunge trafikanter, hvilket kan give anledning til problemer i en rundkørsel. Derfor vil det signalerede kryds umiddelbart være en god ide at bibeholde. Da der i forvejen ligger flere signalregulerede kryds på Hobrovej, vil det æstetiske udtryk i området ikke forværres. Det signalregulerede kryds vil derfor være at foretrække.

38 Vejkryds 7.2.2 Kryds mellem Dallvej og Ny Dallvej Da krydset er placeret i åbent land, vil et signalreguleret kryds ikke æstetisk passe ind i området. Ligeledes vil en rundkørsel kræve et stort areal, og derved påvirke miljøet i området betydeligt. Det vil hovedsageligt være Ny Dallvej, der bliver belastet. Derfor vil et prioriteret vejkryds, hvor primærvejen er Ny Dallvej, være en brugbar løsning. 7.3 Skitsering af vejkrydsene I dette afsnit beskrives de to løsningsforslag til vejkrydsene ved hhv. Hobrovej og Dallvej. 7.3.1 Hobrovej Projektet afgrænser sig fra at lave kapacitetsberegninger for det signalregulerede T-kryds ved Hobrovej, hvorfor skitsen på figur 7.2 blot vil være en ide til, hvordan det kan komme til at se ud ved Ny Dallvejs tilslutning på Hobrovej. Afhængig af hvor store trafikmængder der vil komme til krydset fra Ny Dallvej, bør det overvejes, hvor mange tilfartsspor der skal bruges til hver retning mod Hobrovej. På figur 7.2 er der to tilfartsspor fra Ny Dallvej, hvilket ligeså godt kunne være fire. For at afgøre dette skal der laves kapacitetsberegninger på krydset. 7.3.2 Dallvej For tilslutningen af Dallvej til Ny Dallvej er der som tidligere nævnt valgt et prioriteret T-kryds. Der er foretaget kapacitetsberegninger til bestemmelse af krydsets udformning vha. DanKap. Ved disse beregninger er det vurderet, at en krydsningsmulighed for de venstresvingende fra sekundærvejen Dallvej ikke kan lade sig gøre pga. en for stor middelforsinkelse og kølængde. Som det ses på figur 7.3, skal de vensresvingende fra Dallvej ikke have muligheden for at komme til Skalborg ad dette vejkryds. Denne trafik ledes i stedet for ad Hjortevej,

7.3 Skitsering af vejkrydsene 39 Figur 7.2: Skitse af det signalregulerede T-kryds ved Hobrovej (Ej målfast). se figur 7.1. Hvis de venstresvingende fra Dallvej skal have en retfærdig mulighed for at komme gennem krydset, kan der i stedet anlægges en tosporet rundkørsel. De krydsende cyklister ved T-krydset har vigepligt for trafikken på Ny Dallvej, så de ikke giver unødige standsninger for den gennemkørende trafik. Cyklisternes mulighed for sikkert at passere Ny Dallvej forstærkes ved en bred midterhelle, så de blot skal vige for én trafikstrøm af gangen. Dette kan ses på figur 7.3. Figur 7.3: Skitse af det prioriterede T-kryds ved Dallvej (Ej målfast).

40 Vejkryds 7.4 Kapacitetsberegning af T-kryds Ved hjælp af Dankap er der udført beregninger på krydset mellem Dallvej og Ny Dallvej ud fra tallene i bilag F. Dankaps beregninger er kontrolleret ved håndberegninger, jf. bilag F.1. Resultaterne af beregninger beskriver, hvordan trafikken afvikles i krydset i spidstimen. Resultaterne ses i tabel 7.1. Gren Strømretning B t sek./kt n 5% køretøjer Gren A Højresvingende fra prim.-vej 0,08 3 1 Gren B Venstresvingende fra prim.-vej 0,40 17 3 Gren C Højresvingende fra sek.-vej 0,33 13 2 Tabel 7.1: Middelforsinkelsen og kølængden i tilfartssporet. hvor B er belastningsgraden, der beskriver forholdet mellem tilfartssporets trafikintensitet og den maksimale kapacitet t er middelforsinkelsen i sekunder pr. køretøj n 5% er kølængden i 5 % af beregningsperioden Som det ses i tabel 7.1, kan køretøjerne fra tilfartssporene svinge indenfor 17 sek. Dette er mindre end de ca. 25 sekunder, der bør overholdes iflg. (Vejdirektoratet 1999b). Hermed kan det konkluderes, at serviceniveauet er tilfredsstillende. Den største kølængde er ved de venstresvingende fra primærvejen iflg. tabel 7.1. Her kan opstå en kø på op til tre køretøjer, hvorfor tilfartssporet skal anlægges, så det som minimum kan holde dette antal køretøjer.

Del II Vand og miljø

Kapitel 8 Vand og miljø Det følgende kapitel omhandler dimensionering af et afvandingssystem, hvilket er nødvenig ved anlæggelsen af en ny vej. Ved et vejprojekt vil miljøet omkring vejen blive påvirket. Der vil være forurening og ændring af fauna og flora, imens anlægsarbejdet står på, og efter anlæggelsen vil vejen skabe yderligere forurening fra både brugere og vejen selv. Især vand skaber problemer, da vejen kan blive oversvømmet, hvilket gør vejen sikkerhedsmæssigt uforsvarlig. Når regnen rammer vejen, betragtes dette vand som spildevand, der skyller tungmetaller, olieforbindelser og andre skadelige stoffer ud i oplandsområdet. For at undgå at disse problemer skader mere end nødvendigt, skal ovenstående problemer afhjælpes, så de skader miljøet mindst muligt, og gør vejen forsvarlig at bruge. Regn, der lander på en anlagt vejstrækning, skal føres væk og renses, inden det ledes ud i de naturlige recipienter. Der vil derfor blive dimensioneret for både intern og ekstern afvanding ved hjælp af grøfter på dele af vejens forløb, afhængig af vejens udformning. Herudover vil bassiner, hvis formål er at forsinke vandet, inden det ledes ud i recipienten samt at bundfælde spildevandet for diverse affaldsstoffer inden udløb til recipienten, blive dimensioneret. Ledninger, der fører vandet fra grøft til bassin, vil ligeledes blive dimensioneret. Endelig vil en ledning fra bassin til recipient blive dimensioneret. 8.1 Problemformulering Et afvandingssytem der kan lede regnvand fra Ny Dallvej til Østerå, ønskes udformet efter gældende miljøregler. Afvandingen skal forløbe gennem grøfter til et lednings-

44 Vand og miljø system, der fører vandet til et forsinkelsesbassin. Herfra ledes vandet videre ud i recipienten Østerå, efter gældende miljøregler. 8.2 Terrænanalyse Inden der kan foretages afvanding af Ny Dallvej, skal der tages højde for hvordan det opsamlede vand vil bevæge sig, og hvor det videre kan føres hen, inden det ender i recipienten. Ved at kigge nærmere på længdeprofilet for vejen, ses det at vejen ved stationering 720 m når et toppunkt, hvorfor det er valgt at afvandingen deler sig i denne stationering. Længdeprofilet kan ses på tegning c104-002. Figur 8.1: Samlet afvandingsystem for Ny Dallvej. Den sorte firkant indrammer den del af vejen, hvor afvandingssystemet bliver dimensioneret. På figur 8.1 ses et forslag til, hvordan Ny Dallvej kan blive afvandet. Til afvandingssystemet benyttes de eksisterende regnvandsbassiner, der er anlagt til motorvejen, samt to nye bassiner ved Østerå. Herudover føres en del af vandet langs motorvejen til det nye tilkørselssystem, hvor et større afvandingsanlæg skal oprettes. Forslaget bygger til dels på skøn ud fra højdekurver, samt opsamlet viden fra markundersøgelser. Østerå ligger i stationering 360 m, og det er herfra til stationering 720 m, afvandingen af vejen vil blive dimensioneret. Vejafvandingen på dette stykke er valgt, da vejens

8.3 Problemafgrænsning 45 længdefald ikke gør det muligt at lede det opsamlede vand til opsamlingsbassinet ved motorvejen. 8.3 Problemafgrænsning Det følgende afsnit vil ikke betragte brugernes forurening af oplandsområdet. Her kan nævnes diverse udledningsstoffer fra biler og andre forbrugere af vejen. Forureningen fra anlægget af vejen vil heller ikke blive betragtet, ligesom der vil blive set bort fra indvirkningen på områdets fauna og flora. Herudover vil der ikke blive beregnet på indvirkningen af recipienten. Ligeledes vil der kun ses nærmere på den del af Ny Dallvej, hvor vandet ledes til Østerå. Dette gøres, da beregning på de andre områder blot vil være en gentagelse af beregningerne med andre oplandsarealer og afstande, samt at dette vand vil blive ført til andre opsamlingsanlæg. Der vil for den del af anlægget, der befinder sig på vestsiden af motorvejen, blive foreslået en komplet afvanding i modsætning til østsiden. Når regnvandsbassinnet dimensioneres, afgrænses der for varierende bunddybder eller skillevægge. Dette bør anvendes for dermed at udnytte hele volumenet af bassinet og øge opholdstiden. Herved kan sedimentationen af forurenede stoffer øges.

Kapitel 9 Afvanding i grøft Der findes flere forskellige anlæg til afvanding af en vej afhængig af, hvor vejen er placeret. Da Ny Dallvej bliver anlagt i åbent land, er det mest nærliggende at se nærmere på etablering af grøfter eller trug. Ved et trug forstås et ubefæstet rabatareal, hvor overfladevand opsamles og bortledes. Trugets dybde er normalt 0,1 0,2 m og har en bredde på 2 3m. Dette gør, at det udover at fungere som afvandingsanlæg også kan bruges til rabatareal (Vejdirektoratet 2003). I modsætning til trug er grøfter smallere og dybere. Bunden af en grøft lægges normalt 0,5 m under terræn og bundbredden skal være mindst 0,35 m. Denne smalle trapetz udformning gør, at grøfter i forhold til trug kan aflede mere vand. De har derfor også et krav om et minimumsfald på mindst 1 0 / 00. Grøfter etableres oftest på vejstrækninger, der ligger i påfyldninger, men kan også anlægges i en afgravning, hvor der ellers bruges trug (Vejdirektoratet 2003). Det vælges at anlægge en grøft på vejstrækningen, da dele af vejstrækningen ligger på en påfyldning, og da vejen på den ene side har et meget stejlt opland, der bidrager med betydelige mængder vand til afvandingssystemet. Oplandet ses på figur 9.3. 9.1 Forudsætninger for grøftberegninger Til beregning af grøfternes dimensioner bruges den rationelle metode. Denne forudsætter at regnvarigheden sættes lig med afstrømningstiden, da dette repræsenterer den mest kritiske situation.

48 Afvanding i grøft Inden dimensioneringen kan foretages, skal det bestemmes hvor ofte grøftens kapacitet må overstiges. Konsekvens Oversvømmelse af landbrugsarealer, rabatarealer 2 og øvrige ikke-bebyggede områder. Oversvømmelse af gang- og cykelstier. 5 Oversvømmelse af lokalvejes kørebanearealer 10 Oversvømmelse af trafikvejes kørebanearealer, 25 inkl. nødspor, samt bebyggede arealer. Gentagelsesperiode T (år) Tabel 9.1: Krav til gentagelsesperiode for oversvømmelse (Vejdirektoratet 2003). Ud fra tabel 9.1 ses det, at markarealer og ubebyggede områder ikke har samme gentagelsesperiode som trafikvejens kørebanearealer og bebyggede områder, da en overskridelse i disse områder ikke er lige risikobetonede. Ved kraftig regn på Ny Dallvej er der risiko for oversvømmelse af kørebanearealet. Da Ny Dallvej er en trafikvej benyttes en gentagelsesperiode på 25 år. Dette er muligvis en overdimensionering, da kørebanearealet ikke nødvendigvis bliver oversvømmet ved kapacitetssvigt i grøfterne, på grund af rabatarealet. F.eks. regnes der, ved brug af rør til afvanding, generelt med en gentagelsesperiode på 1 år for fuldtløbende rør. Herefter dimensioneres nedløbsbrøndene til en periode på 25 år, hvorved kravet om vejoverfladens oversvømmelse overholdes. Det er dog vurderet ud fra tabel 9.1, at for den givne situation, er det ved en gentagelsesperiode på 25 år, beskrivelsen passer bedst. Derfor bruges denne gentagelsesperiode i dimensioneringen. For at beregne grøftens maksimale vandføringsevne skal det beregnes, hvor store mængder vand vejen og de omkringliggende oplande bidrager med. For at finde disse, antages det at landsregnrækken er gældende for området, hvormed regnintensiteten kan findes vha. enten landsregnrækken eller regnformlen. disse ses i tabel 9.2 og tabel 9.3. For at kunne benytte tabellen skal der udover regnperioden også findes en regnvarighed, der som tidligere beskrevet sættes lig afløbstiden. Ved dimensionering af grøfterne, antages der først en kendt dimension på grøften. Denne regnes igennem med henblik på at finde den maksimale vandspejlskote for den dimensionsgivende regn. Herefter vil resultatet blive vurderet, og grøftens dimensioner kan evt. ændres. En principskitse af den trapezformede grøft kan ses på

9.2 Beregning af regnvarigheden 49 Gentagelsesperiode T (år) Varighed, t r (minutter) 5 10 15 20 25 30 40 60 120 20 350 280 240 205 172 149 119 86 64 10 310 230 190 170 142 123 98 72 43 5 260 190 160 128 108 94 76 56 33 2 200 140 114 92 78 68 56 43 26 1 150 110 88 72 61 54 44 33 21 0,5 110 83 64 53 46 41 34 26 17 0,2 80 52 40 34 29 26 22 17 11 Tabel 9.2: Landsregnrækken bestemt ud fra 139 års målinger. Regnintensiteterne findes i l/(s ha) (Bentzen 2005). Gentagelsesperiode T(år) c α Gyldighedsområde for t r 20 55600 0,79 20 min - 4 døgn 10 45960 0,79 20 min - 4 døgn 5 28070 0,76 15 min - 4 døgn 2 16290 0,73 15 min - 4 døgn 1 10980 0,71 15 min - 4 døgn 0,5 5300 0,65 10 min - 3 døgn 0,5 11200 0,73 3 timer - 4 døgn 0,2 2730 0,62 5 min - 4 timer 0,2 9490 0,75 4 timer - 4 døgn Tabel 9.3: Parametre til regnformel for landsregnrækken (Bentzen 2005). figur 9.1. Til dimensioneringen antages det at bundbredden er smallest mulig, og at grøften har et anlæg på 1. Det antages, at der i grøften er ensformige og stationære strømninger, der medfører, at alle strømningslinier er parallelle, at hastigheden ikke ændrer sig over tid i forskellige snit af grøften og at grøften er impermeabel. Det betyder, at den naturlige dybde y 0 og hastigheden V er konstant gennem hele snittet. 9.2 Beregning af regnvarigheden Til beregningerne er grøfterne delt op i mindre dele, på hver 20 m. Der vil for hver af disse dele blive udført beregninger. For at kunne beregne den nødvendige dybde af grøften skal regnintensiteten findes.

50 Afvanding i grøft Figur 9.1: Trapez-formet grøft. For at finde denne skal regnens varighed, den dimensionsgivende afstrømningstid t r, findes. Den dimensionsgivende tid er enten overfladeafstrømningstiden fra oplandet eller den akkumulerede grøftafstrømningstid, afhængig af hvilken der er størst. Da vejen, pga. dens betydeligt større afløbskoefficient, vil give en større vandmængde pr. areal end det omkringliggende oplandsareal, er t r valgt til at være afstrømningstiden fra det fjerneste punkt af det interne opland til grøften. Dette gælder, selvom afstandene i det eksterne opland er større. Afstrømningstiden t r kan beregnes ud fra formel (9.1). t r = S V + t opstrøms grøftlængde (9.1) Ud fra formel (9.1) ses det, at vandets hastighed V og strækningen S, skal findes inden regnvarigheden kan beregnes. Hastigheden er imidlertid ikke så enkel at finde, da den varierer som følge af vanddybden og hældningen af vejen. Der er i bilag G.2.1 opstillet et udtryk ved hjælp af modstandsformlen samt Colebrook & Whites formel, der kan udtrykke hastigheden. Denne skal dog kun ses som et beregnet overslag på hastigheden, da vanddybden på overfladen er antaget. Hvis en præcis beregning skulle udføres, ville det være nødvendigt at lave en række hydrodynamiske undersøgelser af, hvordan vandet opfører sig, når det rammer vejbanen. Derfor er hastigheden blot en anslået hastighed.

9.3 Oplandsarealer 51 Strækningen er til gengæld en enkel trekantsberegning, hvorved afstanden til det fjerneste punkt findes. Dette kan ses i bilag G.2.2. Efter de ubekendte værdier er fundet, kan regnintensiteten i beregnes med regnformlen, se (9.2), eller aflæses i tabel 9.2. Mere specifikke beregninger af i er udført i Matlab. i = c t r α Hvor parametrene c og α ses i tabel 9.3. (9.2) Da Ny Dallvejs gentagelsesperiode minimum skal være 25 år, rækker hverken landsregnrækken eller tabellen til regnformlen. Derfor er er værdierne i tabel 9.3 ekstrapoleret, hvorved parametrene for en gentagelsesperiode på 25 år er estimeret plottet kan ses på figur 9.2. Figur 9.2: Tendenslinier for parametrene c og α i forhold til regnperioden For en gentagelsesperiode på 25 år er fundet følgende: c = 72549 α = 0,82 Når regnintensiteten er fundet, kan vandføringen fra vejen og oplandet beregnes ud fra de pågældene arealer. 9.3 Oplandsarealer Der er to typer af oplandsarealer, ekstern og intern. De eksterne arealer indbefatter alle de arealer omkring vejen, der bidrager med vand til grøften. Den interne er vejen

52 Afvanding i grøft selv. Begge skal tages i betragtning, når der regnes på vandføring og dimensioner af grøfterne på den tidligere omtalte strækning. 9.3.1 Ekstern opland Som det ses på figur 9.3, består det meste af oplandet, til den del af vejen der betragtes, af en bakke. Dette bevirker, at vandet fra bakkearealet nord for den kommende vej ikke ender i vejens grøfter, men vil søge nordpå. Derimod vil vand helt fra toppen af bakken søge ned mod grøften, hvilket vil give vand fra et stort opland syd for vejen. Det er nødvendigt at udregne det aktuelle oplandsareal for hver enkelt stationeringsstrækning. Figur 9.3: Eksterne oplandsarealer Da bakken hælder forskelligt over strækningerne, vil nogle arealer være større end andre. For at finde disse arealer trækkes der streger vinkelret på bakkens højdekurver, hvorved ruten, vandet vil følge ned af bakken, findes. De bidragende oplandsarealer nord for vejen ses også på figur 9.3. På nordsiden af vejen er oplandet forholdsvis fladt, derfor antages det, at oplandsarealet strækker sig 50 m ud fra hver statione-

9.3 Oplandsarealer 53 ring. Det ses på figur 9.3, at der fra stationering 620 m til 720 m ikke kommer noget bidrag fra oplandet, da dette hælder væk fra vejen. Herefter udregnes de bidragende arealerne til de forskellige grøftstrækninger, og ud fra disse kan den endelige vandføringen i det pågældende område bestemmes. De fundne arealer ses i tabel G.1. Det samlede oplandsareal til grøfterne udgør, for henholdsvis det sydlige og nordlige opland, 1,6 ha og 10 ha. 9.3.2 Intern opland Det interne oplandsareal består af vejen og rabatten. Ligesom det eksterne oplandsareal, skal arealerne findes for hver enkel stationeringsstrækning på 20 m. På lige strækninger, hvor vejen er tagformet, er det ganske simpelt en rektangel fra midten af vejen over strækningen. Da dele af vejstrækningen, der skal afvandes, er udformet som en klotoide, forløber højderyggen ikke ens over hele strækningen. De vandbidragende arealer til de to grøfter skal da findes ud fra, hvordan højderyggen ligger. En principskitse af vejens højderyg ses på figur 9.4, og eksempler på vejens tværsnit findes på tegning c104-003. Figur 9.4: Figuren viser hvordan vejens højderyg forløber. (Vejdirektoratet 1999c) Selve vej- og rabatarealet er beregnet ud fra de i afsnit 4.1 givne tværsnitsdimensioner, hvor vejens bredde fra midten af vejen til rabatten er 3,5 m, og rabatbredden er 2,5 m til grøften. De forskellige arealer kan ses i tabel G.1.

54 Afvanding i grøft 9.3.3 Reducerede oplandsarealer Efter arealerne, der bidrager til afvandingen, er fundet i afsnit 9.3, kan de reducerede oplandsarealer findes. De reducerede arealer betragtes som de dimensionsgivende arealer. De reducerede arealer er det samlede oplandsareal multipliceret med en afløbskoefficient ϕ. Denne afløbskoefficient beskriver, hvor impermeabelt oplandet er. Dvs. hvor meget vand, der bliver ført fra oplandet til afvandingssystemet. Afløbskoefficienten bliver fastsat ud fra oplandets karakter, altså om oplandet består af asfalt, græs osv. Andre faktorer, såsom stort længdefald og leret jord, spiller også en rolle ved fastsættelsen af værdien, der varierer fra 0 til 1. Selve koefficienten kan fastlægges udfra tabelværdier for givne områders terræn, men er i høj grad en vurdering, der skal tages for det enkelte område (Vejdirektoratet 2003). For det omkringliggende eksterne opland ved Ny Dallvej sættes afløbskoefficenten til 0,1, da hele området er dækket af græs. Selvom oplandet syd for vejen har en stejl hældning, hvilket vil bidrage med mere vand til grøften, er det anslået, at 90 % af vandet siver ned i jorden, inden det når afvandingsanlægget. Afløbskoefficienten for rabatarealet mellem grøften og vejen sættes ligeledes til 0,1. Afløbskoefficienten for vejen sættes til 1, da vejarealet består af asfalt og derfor er tilnærmelsesvis impermeabel. Afløbskoefficienten for grøften sættes til 1, da det regner direkte i grøften. De reducerede oplandsarealer findes ud fra (9.3), og værdierne er listet i tabel G.1. F red = ϕ F (9.3) hvor F red er det reducerede oplandsareal ϕ er afløbskoefficienten F er det oprindelige oplandsareal Efter de reducerede arealer er fundet, kan den dimensionsgivende vandføring Q opland bestemmes.

9.4 Dimensionsgivende vandføring 55 9.4 Dimensionsgivende vandføring Overordnet skal en grøftdimensionering sikre, at grøften kan afvikle den vandføring, der kommer fra de forskellige oplande indenfor de givne kriterier om, hvor ofte kapaciteten af grøften må overskrides. I dette tilfælde må kapaciteten overskrides hvert 25. år. Som beskrevet i afsnit 9.1 giver denne gentagelsesperiode på 25 år, sammen med en given regnvarighed t r, se 9.2, en mulighed for at finde en dimensionsgivende regnintensitet i. Ud fra den dimensionsgivende regnintensitet og det dimensionsgivende areal kan det beregnes, hvor stor vandføringen er fra det pågældende område. Denne vandføring betragtes som den dimensionsgivende vandføring for grøften og findes ud fra (9.4). Q opland = ϕ F i = F red i (9.4) 9.5 Grøftens dimensioner I princippet findes grøftens nødvendige dybde, som egentlig er vandspejlets kote, ved at sætte vandføringen fra oplandet Q opland lig den maksimale vandføringen i grøften Q grøft. Dette gøres ud fra kontinuitetsligningen. (9.5) viser at det er nødvendigt at grøftens vandføring er større end oplandets vandføring, da grøften ellers vil oversvømmes. Q opland = ϕ A i Q grøft (9.5) Efter vandføringen i grøften er fundet, kan den maksimale dybde umiddelbart findes, hvis hastigheden, vandet bevæger sig med, er kendt. Da denne normalt ikke er kendt, er det nødvendigt at opstille et udtryk, der kun afhænger af dybden y 0. Ved at kombinere Colebrook & Whites formel med modstandsformlen, samt omskrive vandføringen, opnås en sådan ligning. I bilag G.3 kan en mere detaljeret beskrivelse af metoden findes. Resultater findes i afsnit 9.6.

56 Afvanding i grøft 9.6 Grøftdimensioner Til beregning af grøftedybderne er den dimensionsgivende tid t r for station 720-700 fundet til 3,69 minutter jf. bilag G.2. Ud fra samme bilag er t r for station 360-380 udregnet til 3,95 minutter. Det er disse tider, der benyttes til at finde de resterende afløbstider i grøftestrækningerne og dermed grøftedybderne y. Beregninger ses i bilag G og de fundne dybder y ses i længdeprofilet i figur 9.5. Figur 9.5: Grøftens længdeprofil for dybde, bundbredde og anlæg. Figuren viser udover dybden også bundbredde og anlæg over hele strækningen. Det ses, at den største dybde er fundet til 0,49 m, og da der ønskes en ens grøftedybde over hele vejens forløb, sættes den til 0,5 m. Ved at gøre dette sikres det, at alle grøftestrækninger kan indeholde den tilførte vandmængde, og dens kapacitet bliver dermed ikke overskredet oftere end gentagelsesperioden tillader. Herudover er det fundet at vandføringen på det sted, hvor vandet ledes via ledningssystemet over i bassinerne er følgende: Q syd =0,398 m 3 /s Q Nord =0,144 m 3 /s Med disse oplysninger kan der fortsættes med rørdimensioneringen.

Kapitel 10 Rørdimensionering Efter de naturlige dybder samt vandføringen i grøfterne er fundet som i afsnit 9.6, kan vandet ledes videre ud i et forsinkelsesbassin, hvorefter det ender i Østerå. Et sådan system bliver dimensioneret for begge sider af vejen, da et rør under vejen, der samler alt spildevandet i et bassin, ikke lader sig gøre, idet grundvandsspejlet ligger 1,1 m (GEUS 2005) under terræn. Et evt. rør under vejen skal have en minimumsafstand op til vejbefæstelsen på 0,6 m (Vejdirektoratet 2003), og da vejbefæstelsen jf. afsnit 6 er på 0,62 m, skal den øverste del af røret ned i en dybde på 1,22 m. På figur 10.1 ses scenariet, hvor røret føres under vejen. Rørets dimensioner er regnet ud fra Manningformlen. Da der ikke er et fald i terrænet fra opsamlingsbrønden til bassinet, vil røret, som fører vandet til bassinet, altid oversvømmes pga. grundvandsspejlets højde. Dette kan ikke tillades, idet regnvand og grundvand vil blive blandet, og der ses derfor kun nærmere på systemet, hvor vandet fra grøfterne bliver ført ud til hver deres forsinkelsesbassin. På tegning c104-005 ses det planlagte rørsystem. Det ses, at de rør, der skal føre vandet ud til forskinkelsesbassinerne, har to knæk på hver 45. Disse knæk medfører hver et energitab. For at tage højde for energitabet, der forekommer under vandets forløb gennem røret, benyttes energiligningen, hvormed hastigheden i røret beregnes. Den samlede vandføring beregnes ud fra rørets diameter og den fundne hastighed. Diameteren reguleres, så den samlede vandføring i røret bliver lig med den dimensionsgivende vandføring. Derved findes de dimensionsgivende rørdiametre for de rør, der føres ud til to seperate forsinkelsesbassiner. Beregningerne er foretaget i Matlab. Fremgangsmåde, formler og beregninger ses i bilag H.1. Herudover benyttes følgende forudsætninger til udregningen af de dimen-

58 Rørdimensionering Figur 10.1: Scenarie hvor der føres et rør under vejen. sionerende rørdiametre: Der regnes med, at den maksimale naturlige dybde y 0 er sat til den i afsnit 9.6 fundne maksimale vandstand i grøfterne ved station 400 Røret regnes fuldtløbende Den dimensionsgivende vandføringe ved stationering 400, fundet i afsnit 9.6 til hhv. 0,144 m 3 /s for den nordlige del af vejen og 0,398 m 3 /s for den sydlige, bruges til beregning af rørene Det forudsættes, at vandets hastighed ved stationering 400 er nul Da vandføringen i de to grøfter er forskellige jf. afsnit 9.6, findes de to dimensionsgivende rørdiametre til hhv. 0,4 m for det nordlige rør og 0,5m for det sydlige rør.

Kapitel 11 Dimensionering af regnvandsbassin Det opsamlede regnvand fra vej og opland skal bortledes. Eftersom vejvand kategoriseres som værende spildevand, skal der foretages en form for rensning, inden vejvandet ledes tilbage i naturens kredsløb. I tilfælde hvor det ikke er muligt at bortlede vandet til en recipient, kan nedsivning overvejes, men det er ikke tilrådeligt på nuværende eller fremtidige vandindvindingsområder. Området ved Dall Villaby har særlig drikkevandsinteresse (Carl Bro Gruppen 2005), og derfor vælges en løsning, hvor vejvandet ledes ud i et forsinkelsesbassin, hvor 40-80% af de forurenede stoffer bundfælder (Vejdirektoratet 2003), hvorefter vandet ledes ud i Østerå. For ikke at påvirke vandmiljøet i Østerå unødigt, er der begrænsninger på den tilladte udledning. Ved at etablere et forsinkelsesbassin i forbindelse med afstrømningen til recipienten sikres det, at Østerå ikke tilføres mere vand pr. tid end ønsket, og samtidig undgås opstuvning i grøftesystemet og på vejen. Ved at etablere regnvandsbassinet som et vådbassin, mindskes erosion og dermed videreførsel af bundfællede forureningsstoffer. Samtidig kan vådbassiner tilplantes, så de indpasses i landskabet, og tilplantningen kan tilmed have en rensende virkning. Efter vandet er passeret gennem bassinet, skal koncentrationen af forurenende stoffer være nede på et niveau, som overholder udledningskrav til recipienten (Vejdirektoratet 2003). Til udfomning af et vådbassin findes der en række vejledende krav (Vejdirektoratet 2003): For at opnå den længste gennemløbsstrækning og dermed bedste rensning placeres ind- og udløb så langt fra hinanden som muligt Bassinets længde bør være mindst 2 4 gange bredden

60 Dimensionering af regnvandsbassin Maksimal vanddybde ved udløbsniveau bør ikke være over 1,0 1,5 m for at mindske risikoen for anaerobe forhold på bunden Vanddybden ved udløbsniveau anbefales ikke mindre end 0,8 m, da dette begrænser padders overvintringsmulighed samt nedsætter bundvegetationen Stuvningsvolumen skal kunne rumme den indstrømmende regnmængde fra oplandet Et opholdsvolumen på 250 m 3 /ha reduceret opland sikrer, at opholdstiden kun nogle få gange årligt bliver under 3 døgn dermed tilbageholdes 40 80 % af de forurenende stoffer Flade skråningsanlæg anbefales for bedre tilpasning til terrænet anlæg 5 er acceptabelt og anlæg 2 et absolut minimum Hvis muligt bør nordsiden anlægges lavvandet, så solopvarmning af vandet lettes, hvorved flora og fauna fremmes Bassinernes anlægsskråninger projekteres i anlæg 10 på deres nordvendte side og anlæg 5 på de tre øvrige sider, for at opnå en lavvandsside mod nord. Bassinernes længde-/breddeforhold ved opholdsvoluminets overflade sættes 2:1, således en tilfredsstillende gennemløbslængde opnås. Bassindybden fra bund til opholdvoluminets overflade vælges til 0,8 m. For at indpasse indløbsrørene så den ønskede hældning fra grøfterne opnås, lægges bassinet lidt længere ned i terrænet end påkrævet. Det betyder, at bassinet nedgraves, så vandoverfladen i tørvejrsperioder ligger i niveau med indløbsrøret. Rørene ligger hhv. 0,9 m under terræn for det sydlige bassin og 0,6 m under terræn for det nordlige bassin. Det er vigtigt, at bassinet ikke placeres så lavt, at vandoverfladen ved opholdsvolumet kommer til at ligge lavere end grundvandsspejlet, der i området nær bassinerne er ca. 1,1 m under terræn (GEUS 2005). Bassinernes dimensioner fremgår af tabel 11.1 og 11.2 Herudover kan en tegning over rør- og bassinsystemet ses i tegning C104-005. 11.1 Dimensionering af rør til recipienten Når vandet samles i forsinkelsesbassinet, skal det ledes videre ud i Østerå, hvilket kan ses på figur 11.1 og 11.2. Som det er beskrevet i bilag I er der en begrænsning for hvor stor denne udledning må være, da en for stor udledning kan beskadige recipienten. Den maksimale udledning for det nordlige bassin er, ud fra nordjyllands

11.1 Dimensionering af rør til recipienten 61 Bredde [m] Længde [m] Dybde (under terræn) [m] Overflade ved max stuvning 15,66 27,92 0,43 Overflade i tørvejrperioder 13,11 26,22 0,60 Bund 1,11 18,22 1,40 Tabel 11.1: Dimensioner for det nordlige regnvandsbassin. Bredde [m] Længde [m] Dybde (under terræn) [m] Overflade ved max stuvning 21,47 37,34 0,62 Overflade i tørvejrperioder 17,27 34,54 0,90 Bund 5,27 26,54 1,70 Tabel 11.2: Dimensioner for det sydlige regnvandsbassin. amts forudsætninger, fundet til 10 l/s og for det sydlige til 10,09 l/s (Nordjyllands Amt 2005a). Figur 11.1: Skitse af røret fra det nordlige bassin til Østerå (Ej målfast). Ved brug af energiligningen er den maksimale diameter for udløbsrørene i hhv. det nordlige og sydlige bassin fundet til 0,114 m og 0,0997 m. I bilag I er det vurderet, at et Wawin PP-MD afløbsrør, med en ydre diameter på 0,110 m og en indre diameter på 0,1024 m, giver en tilfredsstillende vandføring for både det nordlige og sydlige rør (Wavin 2005). Ud fra de to rørs hældning, længde og udløbets dybde under terræn er det kontrolleret, at røret har et frit udløb til Østerå. Det nordlige rør har en hældning på 10 0 / 00

62 Dimensionering af regnvandsbassin Figur 11.2: Skitse af rør fra det sydlige bassin til Østerå (Ej målfast). og det sydlige rørs hældning er på 2 0 / 00. På figur 11.1 og 11.2 ses det, at rørene kommer ud i en højde på henholdsvis 0,33 m og 0,19 m over åen. 11.2 Kontrol af regnvejrsbassin Ved hjælp af energiligningen er der er i bilag I.4 blevet kontrolleret hvorvidt bassinets dimensioner er tilstrækkelig. Her er det fundet at opstuvningen i nord- og sydbassinet ved en regnvarighed på bare 15 minutter, vil være henholdsvis 0,8 og 0,6 meter. Dette er betydeligt mere end de tidligere beregnede stuvningsvolumener. Derfor er det vigtigt at have et overskydende areal, der kan indeholde den ekstra store opstuvning af vandet i ekstreme regnsituationer. 11.3 Påvirkning af recipient Recipienten til det dimensionerede afvandingssystem er Østerå, en mindre å, der antages ikke at have en stor vandføring, inden vejen anlægges. Derfor må to bassinudløb indenfor 100 m have en betydning for recipienten. Ved en egentlig anlæggelse af Ny Dallvej, bør det derfor være nødvendigt, at undersøge om der skal laves tiltag for at bevare åens fauna og flora. Ligeledes bør der foretages undersøgelser af mængderne af udledning i forhold til åens størrelse, da denne kan være betydelig.

Del III Konstruktion

Kapitel 12 Brokonstruktion I henhold til del I er der planlagt en vej, som forbinder Hobrovej i City Syd med den nord- sydgående motorvej E45 for at aflaste Skalborg Bakke. Den skitserede vejløsning kræver en bro over motorvejen, som benyttes ved på- og afkørsel fra motorvejens nordgående spor, hvilket kan ses på figur 3.2. I dette kapitel laves først et skitseprojekt, hvor fem brotyper undersøges, hvorefter den bedste løsning detailprojekteres. 12.1 Valg af bro I skitseprojektet er der valgt at fokusere på fem brotyper, som ses på figur 12.1. Broen med lodrette søjler bliver både betragtet som værende statisk bestemt, enkelt statisk ubestemt og dobbelt statisk ubestemt, hvilket ses i bilag J. Det vises i bilag J.2, at broen skal spænde over en afstand på 46,8 m og have en højde på 4,7 m over motorvejen. Hermed får gitterbroen et frit spænd på 46,8 m, mens de to bjælkebroer får et maksimalt frit spænd på 28 m. Broerne belastes jf. bilag J.2.2 med en regningsmæssig punktlast på 1560 kn og en regningsmæssig linielast på 109 kn/m. Broen, som senere detailprojekteres, vælges ud fra følgende kriterier: Stålforbrug Samlinger Æstetik

66 Brokonstruktion Figur 12.1: Statiske systemer af de fem brotyper. Ud fra bilag J.3 ses det, at gitterbroen får et samlet stålforbrug på 4,76 m 3, hvortil der kommer et tillæg fra de tværgående stænger, som skal bære brodækket samt nogle stænger foroven i konstruktionen, der skal stabilisere gitrene. Det antages, at dette tillæg bliver på 4,10 m 3, hvormed stålforbruget kommer op på 8,86 m 3, hvilket ses i tabel 12.1. Jf. bilag J.5 resulterer de to statisk bestemte bjælkebroer i et stålforbrug på 11,36 m 3, og hertil kommer der et tillæg fra de tværgående bjælker, som spænder fra søjle til søjle. Dette tillæg antages at blive på ca. 0,96 m 3. Hermed vil gitterbroen set ud fra stålforbruget være den bedste løsning, men da gitrene bliver 4,7 m høje vil den æstetisk fylde for meget i landskabet. Gitterbroen har også et stort antal samlinger, som ved opførelsen af broen vil resultere i store omkostninger vedr. aflønning af arbejdskraft. Derfor vælges gitterbroen fra. Den enkelt statisk ubestemte bjælkebro giver et stålforbrug for de langsgående bjælker og for søjlerne på 21,73 m 3, hvilket ses i bilag J.7. Denne løsning fravælges grundet det store stålforbrug.

12.2 Problemformulering 67 I bilag J er forskellen i stålforbruget for de statisk bestemte bjælkebroer fundet minimal, hvormed det konluderes, at en bro med skrå søjler ikke øger stålforbruget. Som det ses på figur 12.1, står søjlerne tættere på vejen, hvis en bro med lodrette søjler vælges frem for en bro med skrå søjler. Dette vil umiddelbart give et større behov for at sikre søjlerne mod påkørsel. Ydermere virker broen med skrå søjler til at have et større gennemkørselsareal, hvilket vil give en større tryghed for bilisterne på motorvejen. Stålforbrug æstetisk samlinger Gitterbro 8,86 m 3 Ikke godkendt Mange Bjælkebro, lodret 11,36 m 3 Godkendt Få Bjælkebro, skrå 11,36 m 3 Godkendt Få Bjælkebro, enkelt ubestemt 21,73 m 3 Godkendt Få Bjælkebro, dobbelt ubestemt 12,62 m 3 Godkendt Få Tabel 12.1: Kriterier opsat mod hinanden. Ud fra tabel 12.1 kan det ses, at de to statisk bestemte bjælkebroer har det mindste stålforbrug. De er også fordelagtige at vælge ud fra de øvrig kriterier. Den dobbelt statisk ubestemte bro, der ikke kræver meget mere stål jf. bilag J.7, er dog mere stiv end de bestemte broer. Derfor formodes det, at denne vil være den bedste løsning, hvis lasten placeres anderledes end i bilag J. For at vælge imellem en bjælkebro med skrå eller lodrette søjler, betragtes også de to søjletilfældes statiske foredele. En bro med skrå søjler har en fordel i, at søjlerne kan optage vandrette belastninger såsom bremselasten. Derfor vælges en dobbelt statisk ubestemte bjælkebro med skrå søjler til videre detailprojektering. 12.2 Problemformulering Den valgte stålbro ønskes detailprojekteret, så alle elementer kan klare den mest ugunstige placering af de laster, der påvirker en sådan konstruktion. Dette medfører detailprojektering af plader under befæstelsen, længdebjælker, tværbjælker, søjler og boltesamlinger. Herudover ønskes broens rummelige stabilitet sikret.

68 Brokonstruktion 12.3 Problemafgrænsning Følgende afgrænsninger vælges for detailprojekteringen af broen. Fundamenterne dimensioneres ikke Der dimensioneres kun to af broens samlinger Den dynamiske virkning af broens rumlige opbygning medtages ikke Optimering af søjlernes placering medtages ikke Broens udstyr medtages ikke i detailprojekteringen

Kapitel 13 Fremgangsmåde Ved detailprojekteringen af broen, som er valgt i skitseprojektet, redegøres først for broens topologi for at give et indblik i broens rummelige forhold. Her beskrives det også, hvordan de enkelte elementer spænder af på hinanden, og hvordan lasterne føres fra brodækket og ned igennem broens elementer. Efterfølgende redegøres der for detailprojekteringens forudsætninger, herunder hvilke laster og lastkombinationer der benyttes. I afsnittet indgår også valg af stålkvalitet og partialkoefficienter. Partialkoefficienternes værdi beregnes ud fra valg af sikkerhedsklasse og materiale kontrolklasse. Herefter dimensioneres de enkelte elemter. De øverste elementer dimensioneres først, så deres tyngde kan medregnes i dimensioneringen af de underliggende elementer. Senere sikres brokonstruktionens rummelige stabilitet, hvorefter to boltesamlinger dimensioneres. Afslutningsvis laves en kort resonering over hvilke forsimplede statiske systemer, der er benyttet gennem detailprojekteringen. Der redegøres også for, hvilke konsekvenser det har for detailprojekteringens resultater. Under detailprojekteringen eftervises det, at de valgte elementer overholder kravene for brud- og anvendelsesgrænsetilstande. Iterationsprocessen som følger forud for det endelige elementvalg dokumenteres ikke.

Kapitel 14 Broens topologi Den komplekse brokonstruktion, som har til opgave at føre laster fra trafik mv. ned til fundamentet, er opbygget af flere elementer. Brodækket hviler i hver side på et fundament, og spændet understøttes af to rækker søjler. På tegning C104-006 findes et længdesnit af broen. Selve brodækket er opbygget af flere lag, øverst et belægningslag, som skal sikre et godt underlag for trafikken og give mulighed for vedligeholdelse af vejbefæstelsen i takt med trafikkens slid. Som basis for belægningslaget indlægges en broplade, der igen hviler på nogle langsgående bjælker. Hvor længdebjælkerne skal forbindes til søjlerne indlægges tværgående bjælker. Brodækkets opbygning kan ses på figur 14.1, derudover er broens tværsnit vist på tegning C104-007. Figur 14.1: Opbygning af brodækket. Broens bredde på 13,0 m opdeles på fem rækker plader, som dermed hverisær får en bredde på 2,6 m. For håndterlighedens skyld vælges en pladedybde på 1,0 m. Over

72 Broens topologi broens samlede længde på 46,8 m skal der placeres 47 plader efter hinanden i hver af de fem rækker. Pladerne spænder af på de underliggende længdebjælker, jf. figur 14.2. Da hver plade spænder over tre længdebjælker, og bropladen skal være sammenhængende, er det nødvendigt at etablere 11 parallelle længdebjælker. Længdebjælkerne spænder af på fundamentet ved hver brokant samt på tværbjælkerne placeret over søjlerne. De tværgående bjælker over hver søjlerække skal fordele de langsgående bjælkers reaktioner ud mellem søjlerne. I hver søjlerække opføres tre søjler for at fordele lasten over flere elementer. Af hensyn til den rummelige stabilitet og lastpåvirkning ind på broens side indlægges vindkryds mellem søjlerne. Det forventes, at skiveeffekten fra bropladen vil kunne sikre den rummelige stabilitet i brodækket og videreføre eventuelle tværgående laster fra eksempelvis vind. Bropladen og spredning af trafiklaster Lasten fra trafikken jævnt fordelt fladelast q i hhv. akseltryk Q i angriber ved belægningens overside og skal føres ned til den underliggende stålplades tyngdepunkt. Da angrebsarealet udgør en stor del af selve pladen, regnes akseltrykkene som fladelaster på pladen og ikke punktlaster. Det antages, at lasterne fra akseltrykkene spredes ned gennem belægningslaget til stålpladens tyngdepunkt med en udbredelsesvinkel på 45 (Eur 2002). Det bevirker, at angrebsfladen for hvert hjultryk er forøget i begge dimensioner når det rammer stålpladen, skitse ses på figur L.2. Akseltrykkenes angrebsareal i pladens tyngdeflade kan findes ved at betragte fordelingen gennem belægningslaget som en pyramidestub. I bilag L.1 er længden, hvorover akseltrykket angriber på bropladen, L angreb fundet til 0,614 m. På bropladen virker endvidere tyngden fra belægningslaget G B samt pladens egenlast G P. Længdebjælker Når pladerne spænder af på de underliggende længdebjælker overføres de i pladen fundne reaktioner til laster på længdebjælkerne. Pladernes reaktioner påføres som linielaster på længdebjælkerne, eftersom reaktionen fra hver enkel plade virker over én meter i bjælkernes længderetning. På figur 14.2 er brodækkets opbygning uden belægningen illustreret, og det ses, hvorledes pladernes reaktioner spænder af som

73 en linielast. Længdebjælkerne er foruden lastoverførslen fra bropladen belastet med deres egenlast G L. Figur 14.2: Principskitse af brodækkets opbygning. Længdebjælker er understøttet ved fundamenterne i hver side og ved de to søjlerækker. For hver længdebjælke findes reaktionerne ved de fire understøtninger. Understøtningerne i hver side er fundamenter, som fører lasterne direkte i jorden. De to midterste reaktioner på hver længdebjælke overføres til tværbjælkerne. Tværbjælker Tværbjælkerne bliver påvirket af en last fra hver enkelt længdebjælke. Lasterne overføres på kontaktfladen mellem længdeprofilerne hhv. tværprofilerne fladelasterne er forsimplet som en punktlast, der angriber i kontaktfladens center. Derved belastes hver af de to tværbjælker med 11 punktlaster én fra hver længdebjælke. Tværbjælkerne er understøttet af søjlerne, og hver tværbjælke understøttes som tidligere nævnt af tre søjler. Den ene er placeret ved tværbjælkens midte, og de to andre i afstanden 5 m fra centersøjlen. Ligesom de øvrige elementer er tværbjælkerne belastet med en egenlast G T fra tværbjælkens tyngde. Tværbjælkerne og søjlerne skal samles i en vinkel, hvorfor et mellemstykke indlægges. Samlingen er uddybet i bilag P. Søjler Søjlerne regnes centralt belastede efter Eulers søjleteori og den generelle stålteori. Det er som nævnt reaktionerne fra tværbjælkerne, der optages i søjlerne. Eftersom søjlerne er skrå, skal reaktionen projiceres ud i den for søjlen centrale retning.

74 Broens topologi Placering af laster Eftersom flere af lasterne er variable og kan placeres vilkårligt, skal det for hvert element overvejes, hvor lasterne skal påføres for at finde værste og dermed dimensionsgivende lastpåvirkning. Disse overvejelser er beskrevet i forbindelse med dimensionering af hvert broelement.

Kapitel 15 Forudsætninger for dimensionering Som forudsætning for beregningerne af brokonstruktionen benyttes (Vejdirektoratet 2002) og (Eur 2002). 15.1 Laster Ved dimensioneringen af brokonstruktionen skal de laster, der påvirker broen, bestemmes. Lasterne opdeles i permanente, variable og ulykkeslaster. Følgende laster har betydning for dimensionering af den valgte brokonstruktion: Permanente Egenlast Belægningslast Variable Trafiklast Bremse- og accelerationslast Sidekraft Masselast Snelast Vindlast Temperaturpåvirkninger

76 Forudsætninger for dimensionering Lejefriktion Eftergiven af understøtninger Ulykkeslast Påkørselslast Brand I dette projekt er det valgt ikke at tage højde for laster fra lejefriktion, temperaturpåvirkninger og eftergiven af understøtninger. Snelasten er ligeledes undladt, hvilket er rimeligt, når trafiklasten er dominerende (Vejdirektoratet 2002). Påkørselslasten medregnes ikke, da konstruktionens søjler er beskyttet af autoværn. Der undersøges i bilag K.1.5, hvorvidt den vandrette masselast er dimensionsgivende. Det er fundet, at vindlasten er dominerende i forhold til den vandrette masselast. Derfor benyttes masselasten ikke i dimensioneringen. Bestemmelsen af de øvrige laster kan findes i bilag K. Her findes først de karakteristiske laster, og herefter de regningsmæssige laster. 15.2 Lastkombinationer Ved dimensionering af en brokonstruktion skal det dokumenteres, at broelementerne overholder kravene til brud- og anvendelsesgrænsetilstande. Vejdirektoratet har opstillet flere lastkombinationer, som skal benyttes ved detailprojektering af en brokonstruktion (Vejdirektoratet 2002). Ud fra hvilke laster, der er dominerende, kan en eller flere af lastkombinationerne fravælges. De vigtigste lastkombinationer for denne detailprojektering er listet i tabel 15.1. Det gælder for de enkelte lastkombinationer, at partialkoefficienterne multipliceres på den respektive karakteristiske last, hvilket enten øger eller sænker dennes værdi. Da trafiklasten ved denne konstruktion er betragtelig i forhold til øvrige laster, er der kun en interessant kombinationstilfælde ved anvendesesgrænsetilstanden. 15.2.1 Stålstyrke I dimensioneringen benyttes stålkvalitet S355. Ved brudgrænsetilstande fastlægges en partialkoefficient γ m for materialet, der er afhængig af den valgte sikkerhedsklasse

15.2 Lastkombinationer 77 Lastkombination Brud 2.1 Anvendelse Last: a b c a Permanent: Egenlast 1,0 1,0 1,0 1,0 Variabel: Trafiklast - Tandem-aksellast 1,3 0,5 0,5 0,75 - Jævnt fordelt last 1,3 0,5 0,5 0,40 Bremselast m/u sidekraft 0,5 1,3 0,5 - Vind 0,5-1,5 - Tabel 15.1: Lastkombinationer ved brud- og anvendelsestilstande. γ 0 og materialekontrolklasse γ 5. Motorvejsbroen hører under broklasse I, da det er en offentlig vej, hvormed den skal dimensioneres i høj sikkerhedsklasse (Vejdirektoratet 2002). Herudover vælges normal materialekontrolklasse. Partialkoefficienterne for ståls flydespænding f y samt elasticitetsmodul E er: γ m = 1,17 γ 0 γ 5 = 1,17 1,1 1,0 = 1,29 For ståls trækstyrke f u er materialets partialkoefficient: γ m = 1,43 γ 0 γ 5 = 1,43 1,1 1,0 = 1,57 Hermed kan den regningsmæssige flydespænding udregnes for forskellige profiltykkelser. Værdierne kan ses i tabel 15.2. tykkelse [mm] f y [MPa] f yd [MPa] f u [MPa] f ud MPa t 16 355 276 16 < t 40 345 268 490 312 40 < t 335 260 Tabel 15.2: Flydespænding og trækstyrke for stål. Den karakteristiske værdi for elasticitets-modulet E er 0,21 10 6 MPa, hvilket giver et regningsmæssigt Elasticitets-modul E d på 0,16 10 6 MPa.

Kapitel 16 Broplader For dimensionering af de stålplader, der skal fungere som underlag af vejbelægningen, er det nødvendigt at finde de laster, der virker på pladerne. Herefter kan brudgrænsetilstanden og anvendelsesgrænsetilstanden for pladerne eftervises. De forskellige påførte laster ses i bilag L.1. Dimensionerne på pladen er valgt til 2,6 m x 1 m. Denne dimension bevirker, at pladen skal spænde over tre længdebjælker, med et frit spænd på 1,3 m. Ved at påføre de forskellige laster på pladen, så de virker til størst ugunst, er den mindste pladetykkelse fundet til 0,032 m jf. bilag L.2. Lastplacering Der er opstillet to lasttilfælde, hvor det er søgt at gøre snitmoment hhv. forskydningskraft i pladen størst mulig. For at opnå et stort snitmoment belastes det ene fag central, og det andet fag belastes mindst muligt, dette ses på figur 16.1 lasttilfælde A. I lasttilfælde B placeres lasterne tæt ved understøtningerne for at opnå størst mulig forskydningskraft. Efter de endelige dimensioner og de virkende kræfter på pladen er fundet, kan pladens brud- og anvendelsesgrænsetilstand eftervises. Brudgrænsetilstand Eftervisningen af brudgrænsetilstanden findes i bilag L.3. Det viser sig at lasttilfælde A bliver dimensionsgivende for brudgrænsetilstanden. Snitkraftkurver for dette

80 Broplader Figur 16.1: Statisk system for pladen. Lasttilfælde A svarer til værste forventelige tilfælde mht. moment. Lasttilfælde B betegner tilfældet med størst forventeligt forskydningskraft. lasttilfælde ses på figur 16.2. Ved prøvning i von Mises brudhypotese, er det fundet, at pladen kan optage og distribuere de påførte laster. De fundne spændinger er listet i tabel 16. Anvendelsesgrænsetilstand I Calfem blev den største nedbøjning på pladen fundet til 6,4 mm, hvilket overholder den vejledende grænse på 6,5 mm, beregninger ses i bilag L.2. Lasttilfælde A Snit 1 Snit 2 f yd Spændinger [MPa] 233,4 140,2 268 Tabel 16.1: Maksimale spændinger for lasttilfælde A.

81 Snit 1 Snit 2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Moment - 100 knm Forskydningskraft - 100 kn 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Meter Figur 16.2: Forskydnings- og momentkurve for lasttilfælde A. Det er forpladerne valgt at tillade en større nedbøjning, da der er tale om en lokal del broen, hvorfor der tillades en nedbøjning på 1/200 l. Til trods herfor viser det sig, at anvendelsesgrænsetilstanden er dimensionsgivende for bropladerne.

Kapitel 17 Længdebjælker Bjælkerne i broens længderetning udføres i HE900B-profiler, og dimensioneringen i bilag M er gennemført således, at bjælkerne kan optage de laster, som virker derpå. HE900B-profilet er illustreret på figur 17.1. Længdebjælkernes placering i broens topologi kan ses på tegning c104-006, og er forklaret i afsnit 14. Figur 17.1: HE900B-profil med mål og akser. Lastplacering Ved dimensioneringen skal den mest ugunstige kombination af laster findes. Herved sikres det, at profilet holder i alle lasttilfælde. Der er i Calfem udregnet snitkræfter, flytninger og reaktioner for tre forskellige placeringer, der kan ses på figur 17.2. I bilag M er det fundet, at lastplacering 1 giver de største snitkræfter og den største

84 Længdebjælker Figur 17.2: De tre betragtede lastsituationer. Forklaring til symbolerne kan ses i tabel M.1 nedbøjning i længdebjælkerne. Følgende afsnit beskriver de fundne resultater for lastkombination 1 ved både brud- og anvendelsesgrænsetilstanden. Brudgrænsetilstand Længdebjælkerne dimensioneres for brudgrænsetilstanden ved at eftervise, at de maksimale spændinger i profilet, fundet ved von Mises brudhypotese, er mindre end den regningsmæssige flydespænding jf. afsnit 15.2.1. Inden von Mises brudhypotese kan bruges, er det nødvendigt at finde de snit, hvor snitkræfterne er størst. Figur 17.3 viser, hvordan snitkræfterne varierer over hele broens længde. Det ses, at det er moment og forskydningskræfter, der dominerer, hvorfor snittene placeres, hvor disse er størst. Snitkræfterne i de to snit kan ses i tabel M.2. Ved brug af Grashofs og Naviers formler kan normal- og forskydningsspændingerne i profilet udregnes. En illustration, af hvordan disse virker, kan ses på figur 17.4. Figuren viser ligeledes, hvor snittene i profilet er lagt for at finde forskydningsspændingerne. Herefter kan von Mises brudhypotese bruges til at kontrollere, om længdebjælkerne er i stand til at bære de normsatte belastninger. I tabel 17.1 kan resultaterne ses.

85 2500 Snit 1 Snit 2 2000 1500 1000 500 0 500 1000 1500 2000 Normalkraft - kn Forskydningskraft - kn Moment - knm 2500 0 10 20 30 40 50 Meter Figur 17.3: Moment, normal- og forskydningskraftskurver ved lastkombination 1. Figur 17.4: Normal- og forskydningsspændinger i HE900B-profilet. Da alle resultater er mindre end den regningsmæssige flydespænding f yd, vil længdebjælkerne være i stand til at klare belastningerne. Herefter skal nedbøjningen kontrolleres. Umiddelbart er der langt fra de aktuelle spændinger til de masimalt tilladte spændinger. Dette skyldes, at de vejledende krav for broens nedbøjning også skal tages i betragtning, og her viser sig at blive dimensionsgivende. Anvendelsesgrænsetilstand Ved beregning af nedbøjningen benyttes lastkombination a for anvendelsesgrænsetilstand. Den tilladte nedbøjning for vejbroer sættes til 1/400 af det frie spænd (Vejdirektoratet 2002). Dette er dog et vejledende krav, der skal forsøges opfyldt. Det frie spænd for længdebjælkerne er 28 m, hvormed nedbøjningen ikke bør overstige 70 mm.

86 Længdebjælker Snit 1 Snit 2 f yd Snit A 201 219 Snit B 190 202 268 Snit C 54 3 Tabel 17.1: Eftervisning af længdebjælkernes styrke ved von Mises brudhypotese [MPa]. I bilag M er broens maksimale nedbøjningen fundet til 66 mm, hvilket opfylder det vejledende krav.

Kapitel 18 Tværbjælker Tværbjælkerne spænder over søjlerne, hvilket kan ses i afsnit 14. I bilag N er det eftervist, at bjælkerne overholder kravene i anvendelses- og brudgrænsetilstande, hvis der anvendes et HE600B-profil. Profilet kan ses på figur 18.1. Figur 18.1: HE600B-profil med mål og akser. Lastplacering Ved dimensioneringen af tværbjælken i bilag N er de to mest kritiske placeringer af lasterne fundet. Placeringen af lasterne kan ses på figur 18.2 og figur 18.3. I den første situation er punktlasterne C, D og E forsøgt gjort størst mulige. I den anden situation er punktlasten D forsøgt gjort størst mulig, da denne last ligger tættest på

88 Tværbjælker midten mellem to af understøtningerne for tværbjælken. Via Calfem er snitkræfter og reaktioner i tværbjælken beregnet for hver af de to tilfælde. Figur 18.2: Den første placering af trafiklasten. Symbolerne forklares i bilag J.2.1 Figur 18.3: Den anden placering af trafiklasten. Symbolerne forklares i bilag J.2.1 I bilag N er det vist, at den værste placering af trafiklasterne er den, som ses på figur 18.2. På figur 18.4 ses snitkræftkurven for denne lastplacering. Som i afsnit 17 er von Mises brudhypotese benyttet til at undersøge for flydning i snittene med maksimal forskydningskraft og maksimalt moment. Der laves tre snit i profilerne A, B og C, hvilke er vist på figur 17.4. I tabel 18.1 og 18.2 kan det ses, at de aktulle spændinger i tværbjælken er mindre end den regningsmæssige flydespænding f yd, hvormed kravene til brudgrænsetilstanden er overholdt.

89 1 1,0 Snit 1 Snit 2 0,5 0.5 0 0-0,5 0.5-1,0 1 Normalkraft - MN Forskydningskraft - MN Moment - MNm -1,5 1.5 10 0 2 4 6 8 10 12 14 Meter Figur 18.4: Snitkraftkurve for situation 1. Snit 1 Snit A Snit B Snit C f yd Spændinger [MPa] 221 216 102 268 Tabel 18.1: Spændinger ved Von Mises for snittet med maksimalt moment. Snit 2 Snit A Snit B Snit C f yd Spændinger [MPa] 176 245 233 268 Tabel 18.2: Spændinger ved Von Mises for snittet med maksimal forskydningskraft.

90 Tværbjælker Anvendelsesgrænsetilstand I bilag N er det vejledende krav til den maksimale nedbøjning fundet til 12,5 mm for det frie spænd mellem to understøtninger. Den maksimale aktuelle nedbøjning er her 3,7 mm hvormed kravet er overholdt. Ved tværbjælkens ender er det vejledende krav på 3,75 mm. Den maksimale opbøjning er fundet til 2,8 mm. Hermed kan det konkluderes, at tværbjælkerne overholder kravene for anvendelsesgrænsetilstanden.

Kapitel 19 Søjler Da søjlernes længde bliver 3,5 m, er det i bæreevneeftervisningen i bilag O.2 fundet, at et passende profil for søjlen vil være et HE400B-profil. Lastplacering Ved dimensionering af broens søjler skal de laster, der virker på broen, kombineres, så de virker til størst ugunst for søjlen. Det forventes, at den centrale søjle vil udsættes for den største belastning, da denne optager last fra et større areal end de yderste søjler. Det er opstillet to forskellige lastkombinationer, hvorpå centersøjlen belastes ved at placere trafiklasten så centralt over broens midte som muligt. Trafiklastens placering for de to tilfælde ses i figur 19.1 hhv. 19.2. Figur 19.1: Placering af akseltryk og teoretiske baner for tilfælde A-E i kørebanens bredde.

92 Søjler Figur 19.2: Placering af akseltryk og teoretiske baner for tilfælde 1-5 i kørebanens bredde. Bæreevneeftervisning Ved beregninger foretaget i Calfem er det fundet, at den maksimale normalkraft i søjlen forekommer for lasttilfælde A-E. Normalkraften, som virker i søjlernes længderetning, bliver N = 4,081 MN bidrag fra vindvindkryds er medregnet, jf. bilag O.4. Herefter kan søjlen dimensioneres ud fra stålnormen (DS412 1998). I bilag O.2 ses det statiske system for søjlen, hvorfra dimensionering og bæreevneeftervisning er udført. Udregninger af disse ses i bilag O.3. Det valgte søjleprofil HE400B kan optage en trykkraft på 4,330 MN, hvilket er tilstrækkeligt, da normalkraften N i søjlen er lavere. 19.1 Vindafstivning For at sikre broens stabilitet rummeligt, dimensioneres et vindgitter til at optage de horisontale laster fra vind og sidekraft. Det er i bilag O.4 fundet, at stængerne, der udgør vindgitteret, belastes med en trækkraft på 130 kn. Dette svarer til, at stængerne skal udføres i cirkulære rør DIN2458 76,1 mm. Endvidere bidrager vindgitteret til en øget belastning af søjlerne med 80 kn og tværbjælkerne med 204 kn.

Kapitel 20 Boltesamlinger Da bygningselementerne skal fragtes til byggepladsen, er det nødvendigt at bruge nogle bjælkedimensioner, der muliggør dette. Da broens frie spænd er meget stort, er det nødvendigt at samle længdebjælkerne af flere elementer. Dette kan bl.a. gøres via boltesamlinger. I dette afsnit er der dimensioneret to boltesamlinger, der ses på figur 20.1. Samling 2 Samling 1 Figur 20.1: De to samlinger der detailprojekteres. Samling 1 er en momentstiv samling mellem delelementerne i broens længdebjælker. Samling 2 er en samling af den type, som skal forbinde tværbjælkerne og med søjlerne. Den første samling er en momentstiv samling i brodækkets længdebjælker, mens den anden samler brodækket og søjlen. Dette gøres ved hjælp af to mellemstykker, hvorimellem samlingen placeres. Samlingen laves ikke med tværbjælken underflange, da blokforskydningsbæreevnen i så fald ikke er tilstrækkelig, hvilket også er nævnt i bilag P.

94 Boltesamlinger Lastplacering Det er valgt at dimensionere de hårdest belastede samlinger og udføre lignende samlinger derefter. Forud for dimensionering af samling 1 placeres lasten, så snitkræfterne i længdebjælkerne bliver størst lige i samlingen. På figur 20.2 ses de på broen påførte laster, hvormed samlingerne belastes hårdest muligt. Snitkræfterne bliver størst ved samling B på figur 20.2, hvorfor der dimensioneres efter disse snitkræfter listet i tabel 20.1. Figur 20.2: Lastplacering ved bestemmelse af maksimale snitkræfter i Calfem. Længdebjælkernes samlinger er markeret med et kryds i bjælken. Værste belastning for samlingen mellem tværbjælkerne og søjlerne opnås, hvor lasterne placeres som i afsnit 19. Her tilstræbes det at belaste søjlerne og dermed samling hermed hårdest muligt. Samling 1 Samlingen ses på tegning c104-008 og består af én samling på profilets krop og to samlinger på hver af profilets flanger. For at boltegrupperne kan modstå de virkende kræfter udføres samlingerne med materialestørrelser, der ses i tabel 20.2. Samlingernes bæreevne er eftervist i bilag P. Samling 2 Samlingen, der ses på tegning c104-009, overfører en trykkraft fra tværbjælken til søjlen, hvilket gør boltegruppen forskydningspåvirket. For at boltegruppen kan modstå Forskydningskraft V Normalkraft N Snitmoment M 217,1 kn 58,7 kn 1616 knm Tabel 20.1: Maksimale snitkræfter for længdebjælkerne ved de valgte samlinger.

95 Konstruktionsdel Bolte - ydre gevinddiameter [mm] Laskeplader (l,b,t) [mm] Boltesamling på kroppen M14 Se bilag P Boltesamling på flangen M14 900, 100, 46 Tabel 20.2: Materialevalg for boltesamlingen mellem længdebjælkerne. den virkende kraft, laves samlingerne med materialestørrelser, der ses i tabel 20.3. Konstruktionsdel Boltesamling mellem tværbjælke og søjle Bolte - ydre gevinddiameter [mm] Laskeplader (l,b,t) [mm] M36 986, 381, 105 Tabel 20.3: Materialevalg for boltesamlingen mellem tværbjælkerne og søjlerne. Samlingens bæreevne er eftervist i bilag P.

Kapitel 21 Forsimplede modeller Under detailprojekteringen af broen er der opstillet flere forsimplede modeller og antagelser, som har betydning for dimensioneringen af de enkelte elementer. I det følgende nævnes nogle af tilfældende og konsekvenserne heraf. Statiske modeller De brugte statiske modeller er forenklet, da det rumlige perspektiv ikke er medtaget. Dette kan give en overdimensionering af elementerne, hvilket bl.a. gør sig gældende ved dimensioneringen af længdebjælkerne. Her er det antaget, at bjælken skal optage hele den påførte last, hvor lasten ved nedbøjning af bjælken vil fordele sig på de onkringliggende bjælker. Trafiklastens fordeling på de underliggende længdebjælker er beregnet ud fra stålpladernes statiske system og reaktionerne herfra. Da belægningningen er solid vil lasterne kunne sprede sig til andre stålplader end den, som de er placeret over. Dette giver også en overdimensionering af de underliggende elementer. Lasters angrebspunkter Når lasterne på vejbefæstelsen føres ned til stålpladens tyngdepunkt, tages der højde for trykspredningen gennem belægningen og stålpladen, jf. afsnit 14. Når lasterne er ført gennem brokonstruktionen er reaktionerne fra ovenliggende elementer ført videre som laster på de underliggende elementer. Her er der ikke taget højde for trykspredningen fra elementernes kontaktflade og ned til det respektive elements tyngdepunkt. Hvis trykspredningen var medregnet ville lasterne blive mindre koncentreret, hvor-

98 Forsimplede modeller med de dimensionsgivende snitkræfter ville mindskes. Dette ville muligvis resultere i mindre profilvalg. I afsnit 14 er reaktionerne fra længdebjælkerne simplificeret som punktlaster på tværbjælken, der angriber i kontaktfladens center. Dette betyder, at den yderste længdebjælke er placeret halvt ude over tværbjælken, hvilket kan ses på figur 21.1. Den yderste stålplade regnes også til at ende ved midten af flangen. En mere præcis detailprojektering opnås ved at forskyde de to yderste længdebjælker ind under brodækket eller forlænge belægningen, stålpladen og tværbjælken. Dette er illustreret på figur 21.1. Figur 21.1: Et tværprofil af den yderste del af brodækket.

Kapitel 22 Sammenfatning Afslutningsvis gives en sammenfatning af projektets hovedtræk samt en opsummering på projektets vigtigste konklusioner. I projektet er det valgt at se nærmere på tilslutningen af Motervej E45 til Dall Villaby. Der er derfor i projektet set på tre hovedområder Vej- og trafikteknik, Vand og miljø hhv. Konstruktion. Vej- & trafikteknik Indenfor området Vej- og trafikteknik er der fundet en løsningsmodel for Motorvej E45 s tilslutning til Hobrovej ved Dall Villaby Ny Dallvej. Denne løsning indeholder en korridoranalyse af området, hvor en del af Ny Dallvejs endelige tracé er lagt. Ved fastlæggelse af linieføringen er det fundet, at vejen kan anlægges, så reglerne for stopsigte overholdes. Under projektering af den planlagte vej er der endvidere taget højde for linieføringens skæring med den eksisterende vej ved Dall Villaby, hvor der er lavet kapacitetsberegninger af et T-kryds. Den nyanlagte vejs befæstelse er ligeledes dimensioneret. Der er i beregning af linieføringens sigtelinier forudsat, at grøftebredden er 2 m. Denne værdi har ikke vist sig gældende, idet den ved grøftedimensioneringen er beregnet til 1,35 m. Dette betyder, at horisontalradierne er mindre end egentligt tilladt. Ved at medtage grøfterne i beregningen af horisontalradierne opstår en iterationsproces, der ellers kunne være undgået. Under udarbejdelse af længdeprofilet er Ny Dallvej blevet hævet til kote 10,7 med henblik på, at vejbanen i terrænet møder vejbanen på brokonstruktionen. Der blev

100 Sammenfatning arbejdet efter, at det laveste punkt i vejtværsnittet ville ende i denne kote, hvorimod det gælder for vejens centerlinie. Centerlinien burde derfor være hævet til kote 10,9, for at fritrumshøjden over Motorvej E45 er tilstrækkelig. Vand & miljø Efter projekteringen af vejen er der set nærmere på et afvandingssystem herfor. Det er undersøgt, hvor meget vand der vil komme fra de forskellige oplande. Ud fra dette er grøfter på hver side af vejen dimensioneret til en dybde på 0,5 m ved en gentagelsesperiode på 25 år. Normalt ville der vælges en periode på 10 år, hvorfor grøfterne formentlig er overdimensionerede. Ud fra rørdimensioneringer af ledninger, der skal føre vandet til bassinet, er det, grundet den lave vandspejlskote i området, fundet nødvendigt at anlægge et bassin på hvert side af vejen for at undgå at regnvand og grundvand bliver blandet. Regnvandbassinerne er ligeledes dimensioneret ud fra regnrækkerne, hvorefter beregningerne er kontrolleret ved hjælp af energiligningen. Kontrolberegningerne viser, at stuvningshøjden bliver større end først beregnet, hvorfor det er nødvendigt at lave dybere bassiner end egentligt bestemt. Konstruktion For den valgte løsning af tilslutningen for Motorvej E45 ved Dall Villaby skal vejen krydse motorvejen med en 46,8 m lang stålbro. Flere forskellige statiske modeller af broen er blevet analyseret, hvorefter løsningen, der blev vurderet bedst æstetisk og sikkerhedsmæssig, blev valgt ud. Herefter er de enkelte elementer af broen dimensioneret, så brud- og anvendelsesgrænsetilstande overholdes. De enkelte elementers dimensioner kan ses i tabel 22.1. Stålplade Længdebjælke Tværbjælke Søjle Afstivning (l b t) profilnr. profilnr. profilnr. profilnr. (2,6 1,0 0,032) m HE900B HE600B HE400B DIN 2458 76,1 mm Tabel 22.1: Resultater fra detaildimensionering af broelementer. Grundet det store spænd over Motorvej E45 på 28 m bliver brodækkets højde på 1,023 m med et fritrumshøjde på 4,7 m. Hvis et mindre brodæk ønskes, kan der

101 eventuelt placeres en række søjler i motorvejens midterrabat, hvormed det frie spænd mindskes. Måden, hvorpå broens enkelte elementer er dimensioneret, forventes at give en overdimensionering, da de er betragtet som enkelte elementer i en forsimplet 2Dmodellering. Hvis der var udarbejdet en rummelig model, hvor alle elementer kunne påvirke hinanden på samme tid, ville der foregå dynamiske reaktioner mellem de enkelte elementer. Disse dynamiske reaktioner kan sammenlignes med en fjedereffekt, hvormed de ville enkelte laster blive fordelt mere ud over hele konstruktionen, og mindre dimensioner vil evt. kunne opnås. Ligeledes er udspredningen af lasterne gennem stålprofilerne ikke betragtet, da forudsætningerne herfor ikke er til stede. Søjlernes skrå placering medfører, at disse kan optage horisontale laster og føre dem til fundamentet. Beregningerne af denne reaktion er blevet forenklet, hvilket kan medføre en upræcis dimensionering af søjlerne.

102 Sammenfatning

Litteratur Aalborg Kommune (1999), Byen og fjorden, Website. http://www.aalborg.dk/ images/teknisk/b&m/pdf/planvis/stadark/fjord.kat/fjordk99.pdf. Aalborg Kommune et. al. (2004), Vejudbygningsplan for aalborg-området 2005-16 baggrundsrapport, Website. http://www.aalborg.dk/serviceomraader/trafik+og+veje/planer+og+ rapporter/baggrundsrapportscreen20050701ny.pdf. AKN (2003), 3. limfjordsforbindelse - vvm-sammenfatning, landskabsvurderinger, scenarier, Technical report, Aalborg Kommune, Nordjyllands Amt, Vejdirektoratet. Bent Bonnerup et al (2004), Stålkonstruktioner efter DS412, Vol. 2., Nyt Teknisk Forlag. Bentzen, T. R. (2005), Notat vedr. regn, rørdimensionering og bassindimensionering., Web-site. http://www.civil.aau.dk/~i5trb/ education/b3/notat_vedr_roer_og_bassindimensionering.pdf. Carl Bro Gruppen (2005), Cbkort nordjyllands amt, Website. http://arealinfo.nja.dk:8080/index.html. DS 410 (1998), Vol. 121 of 1., Danish Standards Association, Charlottenlund. ICS 91.080.01. DS412 (1998), 1., Danish Standards Association, Charlottenlund. Eur (2002), Eurocode 1: Actions on structures - Part 2: Traffic loads on bridges. G. Mohr et al (2004), Teknisk Ståbi 18. udgave, Vol. 386 of 5., 18. edn, Nyt Teknisk Forlag, Ingerslevsgade 44, 1705 København V. ISBN: 87-571-2134-6. GEUS (2005), Geologiske - hydrogeologiske databaser, website. www.geus.dk.

104 Litteratur Kjems, E. (1998), Beregningsmodel for vejtrafikstøj, Website. http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/b3-2005-grundmateriale/ Kursusmateriale/Trafikteknik/Uddrag_Vejtrafikstoej.pdf. Kjems, E. (2003), Notesamling vej- og trafikteknik. http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/b3-2005-grundmateriale/ Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_10.pdf. Kjems, E. (2005a), Jordarbejde, Website. http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/b3-2005-grundmateriale/ Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_9.pdf. Kjems, E. (2005b), Trafikstøj, Website. http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/b3-2005-grundmateriale/ Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_2.pdf. Kjems, E. (2005c), Vejgeometriske grundbegreber, Website. http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/b3-2005-grundmateriale/ Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_7.pdf. Larsen, B.. (2003), Lærebog i hydraulik, Aalborg Universitet. Mortensen, N. L. (2005), Eksempel på kørebanebelægning på stålbro, website. http://www.civil.aau.dk/~i6nlm/b3-05/projekt/k%f8rebanebel% e6gning.pdf. Nordjyllands Amt (2005a), website. http://www.nja.dk/serviceomraader/ NaturOgMiljoe/Spildevand/RegnbetingedeUdledninger.htm. Nordjyllands Amt (2005b), Fakta om trafikken, Website. http://www.nja.dk/serviceomraader/vejeogtrafik/faktaomtrafikken/ FaktaOmTrafikken.htm. Nordjyllands Amt (2005c), Regionplan 2005, Website. http://www.nja.dk/nr/rdonlyres/esvqkjn4lipb55zs5az2sqzww_ kqifsten7zjamdkfcjgyrnixlrx3uyaltyfzcjafwjq3lfm3mao_ djzqrfs2qnr2tdf/afsnit+6_2.pdf. Thagesen, B. (2000), Veje og stier, 1. edn, Polyteknisk forlag, Lyngby. ISBN 87-502-0804-7. Vejdirektoratet (1984), Vejregler for dimensionering af befæstelser, Web-site. http://www.vejregler.dk/pls/vrdad/vr_layout.vis?p_gren_id=2557. Vejdirektoratet (1998), Vejregler for vejes geometri under og over broer - kap. 2, Web-site. http://www.vejregler.dk/pls/vrdad/vr_layout.vis?p_gren_id=1053.

Litteratur 105 Vejdirektoratet (1999a), Forudsætninger for den geometriske udformning, Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/vr01_f_1_forudsaet_ geometri_050301_lda.pdf. Vejdirektoratet (1999b), Kapacitet og serviceniveau, Website. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/vr01_f_dankap_050301_lda.pdf. Vejdirektoratet (1999c), Tracering, Website. http: //webapp.vd.dk/vejregler/pdf/vr01_f_2_tracering_050301_lda.pdf. Vejdirektoratet (2002), Veje og stibroer - belastnings- og beregningsregler, Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/vr04_g_belastberegn_ broer_050301_sfi.pdf. Vejdirektoratet (2003), Konstruktion og vedligehold af veje og stier - hæfte 2, Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/vr04_e_konstr_ Vedligehold_2_Afvanding_050301_LDA.pdf. Vejdirektoratet (2004), Vejregler for projektering af bitumenbaseret fugtisolering og brobelægning, Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/vr04_g_ Fugtiso_P-regel_V1_050210_SFI.pdf. Vejdirektoratet (2005), Dimensionering af vejbefæstelser og forstærkningsbelægninger, Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/ pdf/vr03_g_dimbefaestelser_vejregel_v6_050801_sfi.pdf. Wavin (2005), Website. http://dk.wavin.com/products/product_detail.jsp? PRODUCT%3C%3Eprd_id=845524445160228&FOLDER%3C%3Efolder_id= 2534374304975559&bmLocale=da. Wendel, T. (2004), Vejdirektoratet i 55 år, Website. http: //www.vejdirektoratet.dk/dokument.asp?page=document&objno=77113.