Projektgrundlag Fagnotat, fase 1 Ny forbndelse Storstrømmen
PROJEKTNR. A023755 OKUMENTNR. A0237555003 VERSION 2.0 UIVELSESATO 27.03.2012 UARBEJET MES/PSK/ANMA/IBK KONTROLLERET LR/LRH/JK OKENT LHE Ny forbndelse Storstrømmen ISBN: 9788771261080 Banedanmark Anlægsudvklng Amerka Plads 15 2100 København Ø www.banedanmark.dk COWI A/S Parallelvej 2 2800 Kongens Lyngby anmark www.cow.dk
Projektgrundlag Indhold Sde 1 Indlednng 5 1.1 Baggrund 5 1.2 Introdukton tl projektgrundlag 6 2 enerelt 7 2.1 Levetd 7 2.2 Maksmal hastghed 7 2.3 Trafkal belastnng på vej 7 2.4 Trafkal belastnng på bane 7 2.5 Skbstrafk 8 2.6 Sporunderbygnng 9 2.7 Koordnat* og kotesystem 9 2.8 Søkabler 9 2.9 Belysnng 10 2.10 Normgrundlag 10 3 Funderngsforhold 12 3.1 Undersøgelser og resultater 12 3.2 en geoteknske model 13 3.3 Funderngsforhold 13 4 eometrske krav 15 4.1 Tværprofl, vejbro 15 4.2 Tværprofl, Banebro 18 4.3 Tværprofl, kombneret vej* og jernbanebro 23 4.4 Maksmal gradent længderetnngen 23 4.5 ennemsejlngsfag for broløsnng 23 5 Skkerhedskoncept 30 5.1 Flugtvej 30 5.2 Rednngs* og servcevej 31 5.3 Uhelds* og rednngsscenarer 31 5.4 Forbedrngsmulgheder for beredskabet 34 6 Autoværn og rækværker 35 6.1 Autoværn 35 6.2 Rækværk på gang* og cykelst 35 6.3 Rækværk på rednngs* og servcevej 35 7 Trafklast 36 7.1 Trafklast på vej 36 7.2 Trafklast på bane 36 7.3 Trafklast på gang* og cykelst 37
7.4 Trafklast på rednngs* og servcevej 38 7.5 Last på afsporngsværn 38 8 Islast 40 9 Skbsstød 41 9.1 Bovkollson 41 9.2 ækhuskollson 41 10 Komfortkrterer 43 Blag Blag A eoteknsk notat Blag B EO rapport, Storstrømsforbndelsen Blag C Besejlngsforhold Blag Ekssterende lednnger Blag E e 5 scenarer på grafsk form
1 Indlednng 1.1 Baggrund Som forberedelse af Femernforbndelsen planlagde man en hovedstandsættelse af Storstrømsbroen. I den forbndelse vste særeftersyn og omfattende undersøgelser, at jernbanebroen kke kunne leve op tl kravene, når Femernforbndelsen åbner 2020. er var derfor behov for en undersøgelse af, hvorledes vej og banetrafkken kan opretholdes på den mest samfundsøkonomske måde, bl.a. forhold tl prognoserne for udvklngen jernbanetrafkken. Folketnget gangsatte derfor november 2011 en forundersøgelse af handlemulgheder vedrørende Storstrømsbroen. Undersøgelsen er blevet udført med henblk på at udarbejde et beslutnngsgrundlag, som medo 2012 skal danne grundlag for en poltsk beslutnng om forbndelsen ved Storstrømmen. Forundersøgelsen er afgrænset tl at omfatte følgende fem scenarer: Scenare 1: Broen forstærkes og bevares som jernbane og vejbro. Scenare 2: Broen forstærkes og bevares som jernbanebro. I scenaret undersøges mulgheden for nedlæggelse af vejforbndelsen på den ekssterende bro lyset af, at vejtrafkken er begrænset, og standsættelse vl være dyr. Scenare 3: Ny jernbanebro og opretholdelse af vej på den ekssterende bro. Scenare 4: Ny kombneret vej og jernbanebro. I scenaret ndgår nedrvnng af den ekssterende bro. Scenare 5: Ny jernbanebro og nedlæggelse af vejforbndelsen. I scenaret ndgår nedrvnng af den ekssterende bro. En grafsk fremstllng af de fem scenarer ndgår som sdste blag, Blag E. I scenarerne med nye anlæg undersøges både enkelt og dobbeltsporede løsnnger. I den ndledende undersøgelse er det kortlagt, at en tunnel kke er en ønskværdg løsnng, og der arbejdes derfor kun med en ny forbndelse form af en bro. Forundersøgelsen belyser de teknske mulgheder for etablerng af en ny forbndelse og forstærknng af den ekssterende. Undersøgelsen belyser desuden anlægs og vedlgeholdelsesomkostnnger, levetden af bygværkerne, mljøkonsekvenser samt rskoforhold. Ny forbndelse Storstrømmen 5 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Banedanmark analyserer samarbejde med Vejdrektoratet de samfundsøkonomske og trafkale effekter ved de fem scenarer. 1.2 Introdukton tl projektgrundlag ette fagnotat er udarbejdet parallelt med Anlægsbeskrvelsen for en ny broforbndelse over Storstrømmen, og er en uddybnng af afsnttet projektgrundlag her. ette fagnotat omhandler kun scenarerne 3, 4 og 5. Ny forbndelse Storstrømmen 6 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
2 enerelt 2.1 Levetd Broen desgnes tl en levetd på 120 år, svarende tl krav BN1594 10. 2.2 Maksmal hastghed Vejen projekteres for en maksmal hastghed på 80 km/t. Banen projekteres for følgende: Passagertog, maksmal hastghed: odstog, maksmal hastghed: 200 km/t 140 km/t 2.3 Trafkal belastnng på vej Årsdøgntrafkken for den ekssterende bro er ca. 5000 køretøjer (2010). For køretøjer hvor L5,8 m (lastbler) er årsdøgntrafkken 350 køretøjer (klassfkatonstællng udført 2010). er forventes en stgnng årsdøgntrafkken, såfremt der bygges en ny kombneret vej og jernbaneforbndelse. Årsdøgntrafkken 2020 estmeres tl 7000 køretøjer (Vejdrektoratet, Storstrømsbroen Forholdene vedr. vejtrafkken, COWI rapport, udkast, januar 2012). Antal lastbler 2020 er estmeret tl 850 per døgn ud fra en forudsætnng om, at den procentvse andel af lastbler er 12 % (vurderet ud fra strømkortdata fra Vejdrektoratet). Tabel 2.1: Nuværende og forventet årsdøgntrafk for den ny forbndelse over Storstrømmen. Køretøj 2010 2020 Personbler 4650 køretøjer 6150 køretøjer Tung trafk 350 køretøjer 850 køretøjer Total 5000 køretøjer 7000 køretøjer 2.4 Trafkal belastnng på bane et antages, at jernbanetrafkken anvendt som bass for projekterng af Femern Bælt, danske jernbanelandanlæg også er repræsentatvt for desgn af ny forbndelse over Storstrømmen den nuværende fase. Togntensteter 2025 fremgår af "Forudsætnnger for støj og vbratonsundersøgelser", Femern bælt, danske jernbanelandanlæg, Banedanmark, 31012012. Ny forbndelse Storstrømmen 7 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Tabel 2.2: Trafkntenstet 2025. For persontog gælder data for 20 drftstmer pr. døgn. For godstog gælder data for et mddel årsdøgn. Togbetegnelse Intenstet Togtype Intercty Ét tog hver anden tme IC3/ER4 Regonal, ual Mode Ét tog hver anden tme ET (Øresundstog) Regonal, Sngle Mode Ét tog tmen ET (Øresundstog) Nattog 4 daglge tog IC3/ER4 I alt Persontog 44 tog per døgn Persontog odstog 60 tog pr. døgn (78 pr. 280 drftsdøgn/år) odstog 2.5 Skbstrafk Ud fra AIS data fra peroden jul 2008 jun 2009 er farvandet omkrng Storstrømmen analyseret, se Fgur 2.1. AIS står for Automatc Identfcaton System. AIS gør det mulgt at udveksle oplysnnger mellem skbe ndbyrdes og mellem skbe og landstatoner. Oplysnngerne omfatter f.eks. skbets navn, poston, fart, kurs, skbets destnaton og aktuelle dybgang. Alle skbe over 300 tons skal udstyres med AIS. e analyserede data omfatter skbe større end 300 T (bruttotonnage). er er peroden fundet 1276 passager af broen med 260 forskellge fartøjer. Skbe over 4000, WT (ton dødvægt) optræder sjældent farvandet. I peroden er der regstreret 16 passager med skbe, der er større end 4000 WT, svarende tl 1,3 %. et drejer sg om 5 forskellge skbe. et største skb den undersøgte perode er fartøjet Belterwede på 6000 WT. et er observeret, at dsse store skbe sejler ballast gennem Storstrømmen. Havde skbene været fuldt lastet, vlle de stkke dybere end de 5 meter, der er udgravet rønsund. er er kke fundet bass for, at der skulle komme betydnngsfulde ændrnger lokalområdet, der vl resultere ændrnger skbstrafkken den nærmere fremtd. erfor er sgnfkante ændrnger trafkken på baggrund af en ny forbndelse over Storstrømmen kke fundet sandsynlge. Se blag C for yderlgere nformaton. Ny forbndelse Storstrømmen 8 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 2.1: Søkort af Storstrømmen sammen med skbstrafk gvet ved AIS data. 2.6 Sporunderbygnng er forudsættes ballasteret spor med mnmum 350 mm ballast under sveller. 2.7 Koordnat/ og kotesystem er anvendes UTMkoordnatsystem: ETRS89 / UTM zone 32N. Kotesystem: VR90. 2.8 Søkabler er lgger 3 søkabler (132 kv) over Storstrømmen, som kollderer med brolnjeførng ved broens tlslutnng tl Masnedø. Se blag for en tegnng af ekssterende lednnger. Ifølge lednngsejeren skal der være 200 meter mellem søkablerne og den nye bro, og derfor er det antaget, der etableres en ny søkabellnjeførng vest for den planlagte brolnjeførng. Herudover er det antaget, at der udføres en transmssonsforbndelse mellem Masnedøværket og den nye lnjeførng, og at de ekssterende luftlednnger belggende gennem gartneret nedtages. Ny forbndelse Storstrømmen 9 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
2.9 Belysnng I den nuværende fase er det valgt at forudsætte, at der etableres belysnng på vejbro samt på gang og cykelst. 2.10 Normgrundlag Broen projekteres henhold tl danske normer, standarder og vejlednnger. Vejlednng tl belastnngs og beregnngsgrundlag, Broer, Vejregel, Vejdrektoratet, jul 2010. Belastnngs og beregnngsforskrft for sporbærende broer og jordkonstruktoner, BN1594, 01.11.2010 (verson 5 forventes udgvet 2. kvartal 2012) EN 1990:2007 nkl. K NA:2009 (dansk natonalt anneks) EN19912:2003 nkl. K NA:2009 (dansk natonalt anneks) EN19922:2005 nkl. K NA:2009 (dansk natonalt anneks) EN19932:2007 nkl. K NA:2009 (dansk natonalt anneks) Sporregler 1987 rev. 231, Banedanmark, 01.09.2011 Frtrumsprofler rev., Banedanmark, 01.04.2011 Tværprofler for ballasteret spor, Banedanmark, BN163, 01.03.2011 Indbyrdes placerng af spor og perron, Banedanmark, BN1491, 01.10.2006 Skkerheds og opholdszoner på perroner, BN192f (draft) Banedanmark CR TSI INF, Teknsk Specfkaton for Interoperablty, TransEuropean Conventonal Ral System, Subsystem Infrastructure, 2011 CR TSI Energy, Teknsk Specfkaton for Interoperablty, TransEuropean Conventonal Ral System, Subsystem Energy, 2011 CR TSI PRM, Teknsk Specfkaton for Interoperablty, Subsystem Infrastructure and Rollng Stock, Aspect: Accessblty for persons wth reduced moblty, 2007 EU drektv 2001/16/EC, Skkerhed jernbanetunneler, december 2007 nklusv TSI SRT Håndbog, Tracerng, Anlæg og planlægnng, Hørngsudgave, Vejdrektoratet, januar 2012 Trafkarealer, Land, Hæfte 3, Tværprofler, Vejdrektoratet, september 2008 eometrsk udformnng af stbroer, Vejlednng, Vejdrektoratet, november 2011 Vejregler for vejes geometr over og under broer, Vejdrektoratet, november 1998 Ny forbndelse Storstrømmen 10 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Vejregler, Udstyr, Autoværn, Opsætnng af broautoværn og rækværker, Vejdrektoratet, jul 2006. ansk natonalt anneks, Tllæg K:2009 Islast, Vejdrektoratet og Banedanmark. Bekendtgørelse nr. 577 af 06/06/2011, Bekendtgørelse om køretøjers største bredde, længde, højde, vægt og akseltryk (mensonsbekendtgørelsen) Ny forbndelse Storstrømmen 11 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
3 Funderngsforhold 3.1 Undersøgelser og resultater Funderngsforholdene er bedømt på baggrund af følgende geoteknske undersøgelser og observatoner: Forundersøgelser 1931 forud for projekterngen af den ekssterende Storstrømsbro Undersøgelserne blev foretaget en vestre lnje og en østre lnje. en ekssterende Storstrømsbro er belggende den østre lnje, hvormod en stor del af lnjeførngen for dette projekt er belggende tæt på den vestre lnje. Undersøgelserne vser, at der er glacale lag fra havbund eller under nogle få meter post og senglacale lag. På tdspunktet for forundersøgelserne var styrkemål for jord kke udvklet samme grad som nu, men det kan ud af undersøgelserne konkluderes, at styrken de glacale lag er større den østre lnje, end de er den vestre lnje. Undersøgelserne vser også, at overfladen af skrvekrdt lokalt har et dybdepunkt, som måske er en erosonsrende skrvekrdtet, der så senere er fyldt op med glacale aflejrnger. Undersøgelserne vser endelgt, at der tæt på land kan være få meter svag og stærkt sætnngsgvende gytje. Beretnng af 1937 om opførelse af den ekssterende Storstrømsbro Af denne fremgår det, at funderngstrykket for den ekssterende Storstrømsbro er 3,5 kg/cm², hvlket efter datdens termnolog betyder, at underbunden vurderedes at være "fast". Tl sammenlgnng vurderedes den Vestre Lnjes glacale lag at være "nogenlunde fast". Forundersøgelser 1966 udført af eoteknsk Insttut for forskellge mulge lnjeførnger for den påtænkte Farøbro Også her blev den østre lnje og vestre lnje undersøgt som mulge lnjeførnger, før man senere valgte den aktuelle placerng af Farøbroen. e få bornger hver af dsse lnjeførnger bekræfter, at styrken af de glacale lag, form af moræneler mv., må vurderes at være funderngsegnede; den vestre lnje dog mndre egnede end den østre lnje. Undersøgelserne vste øvrgt, at de glacale lags egenskaber omkrng den ekssterende Storstrømsbro, vestre og østre lnje, stort set svarer tl samme lags egenskaber ved Farøbroen. er blev denne forbndelse udført to korte bornger det lavvandede område Kalverev, hvor vanddybden svnger omkrng 2 m. sse to bornger vser, at der er moræneler under et tyndt sanddække. Kalverev er således et hårdt område, hvor der også kan forventes drekte funderng få meters dybde. etalundersøgler udført 1970'erne for den nu ekssterende Farøbro Undersøgelserne konkluderede, at de glacale lag er egnede for drekte funderng, hvlket ndkerer, at det er de glacale lag østre og vestre lnje også. Rapporterne dskuterer ndgående egenskaberne af skrvekrdtet. Indtrykket er, at styrkeegenskaberne af skrvekrdt er af samme størrelsesorden som de overlggende glacale lag. Ny forbndelse Storstrømmen 12 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Beskrvelse af Farøbroernes funderng ved A. Ole Jensen, Chrstan & Nelsen et fremgår heraf, at Projekt Farøbroerne blev udbudt med drekte funderng, men entreprenøren valgte at udføre fundamenter med funderngsnveau højere end 9 m vanddybde med drekte funderng og de dybere fundamenter med pælefunderng. et er således kke geoteknske forhold, der har været årsagen tl, at halvdelen af fundamenterne for Farøbroerne er pælefunderede. Sesmsk undersøgelse 2012 enne undersøgelse er udført for dette projekts fase 1 på vanddybder større end 4 m, det vl sge svarende tl ca. halvdelen af lnjeførngen. Undersøgelsen omfatter også bestemmelse af havbundskote og havbundstype. Tolknngen af den sesmske undersøgelse er, at der er glacale lag umddelbart fra havbund eller under få meter post og senglacale lag den aktuelle lnjeførng. 12 tl 20 meter dybere fndes oversden af omlejret eller faststående skrvekrdt. et har kke været mulgt at dentfcere den dybe rende, som undersøgelserne for den ekssterende Storstrømsbro ndkerer. et skal understreges, at undersøgelsen kke har omfattet de kystnære områder, hvor borngerne øverst har vst få meter gytje. Resultatet af denne undersøgelse fremgår af Blag B. 3.2 en geoteknske model en geoteknske model for den aktuelle lnjeførng er: Ved kystnære områder øverst få meter gytje Øverst lokale post og senglacale sandforekomster Herunder, dvs. generelt under havbund eller under gytje og sand, er der glacale lag, mest form af moræneler, men også form af smeltevandsler, slt og sand. e glacale lag er meget varerende sammensætnng I 12 tl 20 m dybde under oversden af de glacale aflejrnger træffes skrvekrdt, der øverst generelt er omlejret (eller med andre ord på sekundært leje). Lokalt kan der være en dyb erosonsrende skrvekrdtet en geoteknske model er nærmere beskrevet Blag A 3.3 Funderngsforhold 3.3.1 enerelt Med generelt mere end 10 m glacale aflejrnger, mest form af moræneler, må man opfatte dsse som den naturlge funderngsjord for en drekte funderng. Selv om moræneleren kan være ret svag (relatvt tl andre grå moræner øst for sens hovedstlstandslnje), må man stadg betragte den som Ny forbndelse Storstrømmen 13 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
funderngsjorden, omend man på grund af de små vngestyrker den vestre lnje bør anvende moderate styrker. Også smeltevandsler og smeltevandsslt må opfattes som udmærkede funderngsjordarter, hvs de også efter udgravnng for fundamenter er belggende under moræneler, dvs. kke blver afdækket. Man må også opfatte skrvekrdt som acceptabel funderngsjord, det overfladen af skrvekrdt er belggende så dybt, at der sker en stor tryksprednng, og at skrvekrdtet har været gletsjerbelastet, altså forbelastet. Endelg må man på baggrund af den ekssterende Storstrømsbro antage, at pælefunderng lokalt kan blve nødvendg. et er uskkert, hvor mange pælefundernger, der kan forventes. På det nuværende grundlag vurderes det fornuftgt at medtage en rsko for, at 20 % af fundamenterne skal stå på pæle. Konsekvensen heraf er kvantfceret projektrskoanalysen. 3.3.2 Styrkeegenskaber Ved drekte funderng glacale lag bør regnes med styrkeparametre som anført Tabel 3.1. sse værder vl gvet blve modfceret, når der er udført flere undersøgelser en senere fase. Tabel 3.1: Karakterstske styrkeparametre Jordtype Effektv Udrænet for/ rænede parametre rumvægt, γ' skydnngsstyrke, c u φ' c' [kn/m³] [kpa] [ ] [kpa] ytje 0 NA NA NA Senglacale aflejrnger 10 NA NA NA lacale aflejrnger 11,5 120 30 12 3.3.3 Stvhedsegenskaber Under forudsætnng af, at brofundamenterne blver korrekt dmensoneret brudgrænsetlstanden, forventes der kke problemer med dfferenssætnnger. Ny forbndelse Storstrømmen 14 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
4 eometrske krav I det følgende angves geometrske krav for tværproflet af broen samt gang og cykelst. For vej samt st følger kravene Vejdrektoratets vejregler. For jernbanen følger kravene Banedanmarks normer og regler nkl. TSI'er. Hvor der eventuelt er afvgende krav, er der gvet referencer tl nyere danske jernbaneprojekter, hvor alternatve krav har været gældende. Tl de enkelte krav er der angvet reference tl relevant norm, standard eller vejregel. 4.1 Tværprofl, vejbro Selve vejforbndelsen består af 2 kørebaner á 3,5 m, 2 kantbaner på 0,5 m og en mdterrabat på 1,7 m (Tværprofler, V, 4.2.4) svarende tl gennemfartsvej med 2 spor og maksmalt 80 km/t, type 2M +. en ekstra vejbredde, der opnås med en mdterrabat kan evt. reduceres tl 1 m. en totale bredde af kørebanearealet er dermed 9,0 m. Såfremt den maksmale hastghed er 6070 km/t kan der ses bort fra mdterrabatten, hvlket svarer tl typen 2M med en bredde på 8 m. Fgur 4.1: Tværsntsprofl for 2/sporet gennemfartsvej med mdterareal, 80 km/t, Tværprofler, V, 4.2.4 Mnmumsbredde af gang og cykelst er 3,0 m for kombneret gang og cykeltrafk (eometrsk udformnng af stbroer 5.3). Såfremt der etableres en ensrettet fællesst for begge retnnger er mnmumsbredden 2,0 m (Trafkarealer Land, Hæfte 3, Tværprofler 4.5.2). Ny forbndelse Storstrømmen 15 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 4.2: Tværprofl for fællesst, eometrsk udformnng af stbroer 5.3 en fre højde over vejbanen skal følge Vejes geometr over og under broer, V, 2.1 være mndst 4,5 m. ertl skal der lægges tolerance for sne og fremtdg belægnngsforøgelse på 0,10 m samt udførelsestolerance på 0,03 m. I alt tllægges en tolerance på 0,13 m. en fre højde over gang og cykelst skal følge Vejregel, Hæfte 1, Trafkarealer, Land, Forudsætnnger for den geometrske udformnng, V, 5.2.2 være mndst 2,8 m, såfremt der benyttes masknel vedlgeholdelse af sten. ertl skal der lægges udførelsestolerance på 0,03 m. er foreslås følgende foreløbge tværsnt. Kant er udvdet tl 1,0 m som kompensaton for manglende 1 m mdterrabat svarende tl 0,5 m+0,5 m. Fgur 4.3: Foreslået tværprofl for vej uden gang/ og cykelst. Ny forbndelse Storstrømmen 16 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 4.4: Foreslåede tværprofler for vej med gang/ og cykelst. Mnmums totalbredde (ndenfor autoværn) på vejbro uden cykelst er: 9,00 m. Bemærk at der skal være plads tl eventuel belysnng og tavler på kantbjælken. Mnmums totalbredde (ndenfor autoværn og rækværk) på vejbro med cykelst er: 12,5 m, såfremt gang og cykelsten etableres som en fællesst med dobbeltrettet trafk. Forudsættes det stedet, at der etableres en fællesst på begge sder af vejbroen tl ensrettet gang og cykeltrafk er mnmumsbredden 14,0 m. 4.1.1 Oversgt over nødvendge tværprofler for vejbro Tabel 4.1: Afstand mellem autoværn/rækværker og frhøjder for tværprofler vej *Bemærk at der skal være plads tl eventuel belysnng og sklte på kantbjælken Afstand mellem autoværn eller rækværker Frhøjde Vejbro uden st 9,00 m * 4,63 m Vejbro med én fællesst 12,50 m * Vej: 4,63 m St: 2,83 m Vejbro med to ensrettede fællesster 14,00 m * Vej: 4,63 m St: 2,83 m Ny forbndelse Storstrømmen 17 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
4.2 Tværprofl, Banebro I henhold tl BN1594 9.3 skal der enten monteres beskyttelsessknner eller etableres afsporngsværn form af hævede nødfortove, forstærket mod påkørsel, da brolængden 75 m. Broprojekterngen følger kravene BN1594 9.2.1 og 9.2.2. I det følgende er de overordnede mål angvet. 4.2.1 Fre afstande en fre afstand a (se Fgur 4.5) fra spormdte tl afgrænsnng for gangareal (nødfortovets kant) er mnmum 3500 mm svarende tl krav specfceret BN1594 9.2.1, fgur 9.2.12. Afstanden fra spormdte tl faste genstande nveau med svelleoversde er mnmum 2200 mm svarende tl krav specfceret BN1594 9.2.1, fgur 9.2.12. Nødfortovenes bredde vælges tl 750 mm, som foreskrevet som mnmumsbredde på nødfortov jernbanetunneler (CR TSI SRT). et bør overvejes, hvorvdt der skal et bredere nødfortov tl for at kunne evakuere bevægelseshæmmede kørestol. Såfremt der forudsættes hævede nødfortove skal den lodrette afstand mellem SO (sknneoverkant) og gangarealet på nødfortovet være 550 mm. Fgur 4.5: Fgur fra BN1/59/4 (9.2.1/2). I henhold tl BN1594 skal afstanden fra spormdte tl fast genstand være mnmum 2200 mm. Ny forbndelse Storstrømmen 18 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
4.2.2 Frtrum omkrng spor Kantafgrænsnng (nødfortov) mod ballast udformes med en ndvendg højde over svelleoversde på mndst 100 mm. ertl skal tllægges fremtdg sporjusterng på 100 mm. I alt 200 mm, se Fgur 4.6. Afstanden mellem SO og oversde beskyttelsesbeton er mnmum ballasttykkelsen på 350 mm plus højden på sporkonstruktonen. ertl skal lægges byggetolerance på henholdsvs 50 mm og 25 mm. Fgur 4.6: Fgur fra BN1/59/4 (9.2.2/1). 4.2.3 Frtrumsprofl et antages, at frtrumsprofl EBa for Fjernbaner Hovedspor, elektrfcerede stræknnger, som omfatter nyanlæg og større ombygnng, anvendes (Frtrumsprofler, Banedanmark 01.04.11). Frtrum er markeret med blåt Fgur 4.7. Ny forbndelse Storstrømmen 19 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 4.7: Frtrumsprofl EBa markeret med blåt, Frtrumsprofler, Banedanmark 01.04.11. Mnmumskravet tl den fre højde er dog hævet tl mnmum 6850 mm, det dette er krævet for TSI godkendte kørelednngsanlæg (reference: København Rngsted projektet). et forudsatte frtrumsprofl for en dobbeltsporet løsnng er vst Fgur 4.8. Frtrumsprofl for en enkeltsporet løsnng svarer tl en spejlng af mål centerlnen for sporet. Mnmumsafstanden mellem spor er fastlagt tl 4500 mm. ette svarer tl krav angvet Banenormen BN11542 "Sporafstand og frspormærker" svarende tl maksmal hastghed på 200 km/t. Ny forbndelse Storstrømmen 20 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 4.8: Forudsat frtrumsprofl for dobbeltsporet løsnng. H=6850 mm, =4500 mm. Mål på sktse er mm. 4.2.4 Rednngs/ og servcevej I den nuværende fase er det forudsat, at adgangsvej for rednngs og servcekøretøjer på bro vl være va vej, kke spor. et er blandt andet af hensyn tl en anbefalng fra Beredskabet, da det betragtes som en stor fordel, at ndsats fra f.eks. brandvæsen og ambulancetjeneste kan udføres med det almndelge materel. Bygges der udelukkende en jernbaneforbndelse eller etableres vejforbndelsen separat fra jernbaneforbndelsen, etableres der en adgangsvej for rednngs og servcekøretøjer parallel med jernbaneforbndelsen. Adgangsvejen kan være gang og cykelst, såfremt denne er dmensoneret tl at kunne klare belastnngen, og bredden er tlstrækkelg. Mnmumsbredden er forudsat at være 3,5 m. Se afsnt 5 for uddybnng. Last fra køretøj på rednngs og servcevej er angvet afsnt 7.4. Ny forbndelse Storstrømmen 21 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
4.2.5 Tværsnt for banebro er foreslås foreløbgt følgende tværsnt for broløsnngen. Fgur 4.9: Foreslået tværprofl for jernbanen (EBa), broløsnng. Følger v ovenstående fås en mndste bredde af bro for en enkeltsporet jernbanebro tl: 7750 mm (4250 mm + 3500 mm, nødfortov én sde). ertl lægges en rednngs og servcevej på 3,5 m og 0,1 m tl rækværk. For en dobbeltsporet jernbanebro fås: 13000 mm (4250 mm + 4500 mm + 4250 mm). ertl lægges en rednngs og servcevej på 3,5 m og 0,1 m tl rækværk. et antages for de rene jernbanebroløsnnger, at rednngs og servcevejen kan anvendes som gang og cykelst. Rednngs og servcevejen kan kke anvendes som nødfortov. 4.2.6 Oversgt over nødvendge tværprofler for jernbanebro Tabel 4.2: Afstand mellem rækværker og frhøjder for tværprofler bane. Afstand mellem rækværker Frhøjde Jernbanebro, 1 spor, uden cykelst 7,75 m 6,85 m Jernbanebro, 2 spor, uden cykelst 13,00 m 6,85 m Jernbanebro, 1 spor, med rednngs og servcevej (nkl. gang og cykelst) Jernbanebro, 2 spor, med rednngs og servcevej (nkl. gang og cykelst) 11,35 m Bane: 6,85 m Vej: 4,63 m 16,60 m Bane: 6,85 m Vej: 4,63 m Ny forbndelse Storstrømmen 22 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
4.3 Tværprofl, kombneret vej/ og jernbanebro et er forudsat, at mnmumsafstand mellem spormdte og kant af vejbro er 4000 mm. ette skal dog en senere fase undersøges nærmere. Lnjeførngen er foreløbgt udarbejdet med 10700 mm mellem centerlne jernbanebro og centerlne vejbro for den enkeltsporede løsnng og 12950 mm for den dobbeltsporede løsnng. 4.4 Maksmal gradent længderetnngen For jernbanen tllades generelt en maksmal stgnng/fald på 12,5, svarende tl normalbestemmelserne Banedanmarks Sporregler, 1/9 2011 2.10 For stbroer (gang og cykelster) bør den maksmale stgnngsprocent kke overstge 40, eometrsk udformnng af stbroer 4. For vejstræknnger må den maksmale stgnng kke overstge 60, Tracerng, V, 6.2.1. et anbefales dog, at stgnngen kke overstger 35, det lastblers hastghed nedsættes væsentlgt, og der så fald bør overvejes krybespor, Tracerng, V, 6.2.2. Heraf ses, at jernbanen har det strengeste krav tl den maksmale gradent længderetnngen, og der forudsættes maksmalt 12,5. 4.5 ennemsejlngsfag for broløsnng I det følgende angves grundlaget for at fastlægge en mnmumsbredde og mnmumshøjde af gennemsejlngsfag for broløsnngen. En uddybnng af emnet fndes Blag C. 4.5.1 Bredde af gennemsejlngsfag ennemsejlngsfagene på den nuværende Storstrømsbro har en spændvdde på 136 m for østgående trafk og 102 m for vestgående trafk. ennemsejlngsgeometren på broen er 26 m høj og 125 m bred for østgående trafk og 25,5 m høj og 95 m bred for vestgående trafk. Vestgående trafk der har brug for en gennemsejlngshøjde på 26 m har dog lov tl at tage det høje fag. e ndledende undersøgelser ndkerer, at der har været 4 påsejlnger af broen sden 1992. Med den gvne skbstrafk området, gver dette antal påsejlnger en høj frekvens for kollsoner. ette kunne ndkere at den nuværende gennemsejlngsbredde kke er tlfredsstllende. et antages, at der etableres 2 gennemsejlngsfag for en ny forbndelse over Storstrømmen. For at kunne fastlægge en mnmumsbredde på fremtdge gennemsejlngsfag tages der udgangspunkt den nuværende skbstrafk Storstrømmen. enne er bestemt ud fra AIS (Automatc Identfcaton system) data fra skbe, der har passeret forbndelsen peroden jul 2008 Ny forbndelse Storstrømmen 23 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
jun 2009. Ved at bruge domæneteoren kan man fnde et første estmat på mnmumsbredden af gennemsejlngsfaget. omæneteoren, der er udvklet af den japanske forsker Yahe Fuj, kan bruges tl at bestemme, hvor stort et frareal der bør være omkrng et skb for at kaptajnen føler sg tryg. Kommer andre skbe, pller mv. nden for denne ellpseformede skkerhedszone, er der rsko for at skbsføreren reagerer uhensgtsmæssgt. er forefndes undersøgelser omkrng brugen af denne teor forhold tl ekssterende broforbndelser, eksempelvs (Frandsen, Olsen, Lund, & Bach, 1991), som understøtter valdteten af at bruge dette som et udgangspunkt for at fastsætte mnmumsspændvdden. Fgur 4.10: Eksempel på brug af domæneteor for skbe (Larsen, 1993). Afblledet er skbet og det samhørende domæne. I Fgur 4.10 er der gvet et eksempel på brugen af domæneteor for skbe, der passerer en bro med en smal åbnng. Størrelsen på domænet er gvet for sejlløb med fr navgaton, en skbsfart på 58 m/s og uden forhndrnger form af øer, lavt vand eller lgnende. For smalle kanaler og lgnende, hvor fartøjerne har en reduceret hastghed, kan der bruges en reduceret størrelse på domænet på 6,0L længderetnngen og 1,6L tværretnngen, hvor L er skbets længde. Ved separerng af trafkken de to retnnger med 2 gennemsejlngsfag, som det også er tlfældet for den nuværende Storstrømsbro, kan man tage udgangspunkt Fgur 4.11. Ny forbndelse Storstrømmen 24 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 4.11: Krav tl navgatonsspænd for broer med envejstrafk (Larsen, 1993) Ved Vestbroen på Storebæltsforbndelsen er en grænse på 1000 WT (ton dødvægt) for passerende skbe. Fastsættelsen af denne grænse er baseret på smulernger af skbsfarten. Et 1000 WT skb har typsk en længde på omkrng 60 m. Hvs denne skbslængde omsættes va domæneteoren gver dette krav tl gennemsejlngsbredden på 1.660 m = 96 m. ette er mndre end de 103,6 m, som er den gennemsejlngsbredde, der er på broen, og krteret er således opfyldt. Ved et typsk skb på 2000 WT med en længde på 80 m vl mnmumskrteret med domæneteoren gve et krav tl gennemsejlngsbredden på 1.680 m = 128 m. ette er således kke opfyldt for broen og understøtter den fastsatte grænse for størrelsen af passerende skbe. I området, hvor broen placeres, er der flere forhold, som skal nddrages: Områder med lavt vand, at Farøbroen lgger tæt på, at større skbe skal foretage nogle svng nær gennemsejlng, og at der er relatvt begrænset skbstrafk området. erfor tages der udgangspunkt mndstekravet, som er et gennemsejlngsfag på 1,6L, selvom skbstrafkken Storstrømmen kke lever op tl antagelsen (Frandsen, Olsen, Lund, & Bach, 1991) om, at skbenes hastghed skal være reduceret. I (Frandsen, Olsen, Lund, & Bach, 1991) er der brugt 95 % fraktlen forhold tl skbslængden. ette gver for skbstrafkken Storstrømmen en længde på 89 m, som leder tl et mnmumskrav tl gennemsejlngsfagene på 1,689 m = 142 m. ette må anses som mnmumskravet forbndelse med fastlæggelse af størrelsen af gennemsejlngsfagene ved hjælp af domæneteor. Ved hjælp af yderlgere undersøgelser, eksempelvs smulernger med den fremtdge broløsnng, kan det en senere fase testes, om dette mnmumskrav er tlstrækkelgt for søfarten. Hvs det største skb det observerede tdsrum benyttes vl det gve en mnmumsbredde på gennemsejlngsfagene på 1,6114 m = 183 m. For denne forundersøgelse antages, at kravet er en mnmumsbredde på 142 m. Ny forbndelse Storstrømmen 25 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Mnmumsbredden skal opfyldes vnkelret på skbenes sejlretnng, som her er forudsat at være vnkelret på brolnjen. enne forudsætnng vl gvet være opfyldt, hvs den nuværende Storstrømsbro fjernes. Hvs denne bro bevares, er det mulgt, at forudsætnngen kke kan opfyldes. et vurderes, at den større gennemsejlngsbredde, som så vl være nødvendg, vl kunne rummes med den nuværende placerng af den nye bros pller. er er afholdt et ndledende møde med Søfartsstyrelsen, hvor lnjeførngen og eventuelle andre ønsker tl en broforbndelse blev dskuteret. I den forbndelse har Søfartsstyrelsen gvet udtryk for, at de foretrækker, at sejlruten er vnkelret på brolnjen. Hvs broen kke placeres vnkelret på sejlruten vl Søfartsstyrelsen acceptere samme tltag som anvendt ved Øresundsbroen, hvor der er opsat afmærknngspæle, der leder skbstrafkken tl broens gennemsejlngsfag. Brodrageren udstyres endvdere med radarreflektor og pontofbestpassage passage markerng. 4.5.2 Højde af gennemsejlngsfag et er forudsat, at mnmumshøjden af gennemsejlngsfagene er 26 m svarende tl højden af gennemsejlngsfaget på Farø Falster broen. et vurderes kke nødvendgt med 26 m på hele navgatonsspændet på 142 m. Jævnfør, at 18 m gennemsejlngshøjde på Storebæltsforbndelsens Vestbro kun er opfyldt på 70 m ud af en samlet afstand på ca. 103 m mellem bropllerne I den nuværende fase vurderes følgende krav tl gennemsejlngshøjden tlstrækkelge. Fgur 4.12 Krav tl gennemsejlngshøjde. et er som nævnt afsnt 4.5.1 en forudsætnng, at sejlretnng er vnkelret på brolnjen. Hvs dette kke er tlfældet kan det være nødvendgt at øge de 90 m. ette vl kunne gøres uden ekstra omkostnnger. runden tl, at det kan gøres uden ekstra omkostnnger er, at området på brodrageren markeret på Fgur 4.13 kan reduceres uden problemer for broens bæreevne. ermed opnås en bredere gennemsejlngsåbnng med 26 m. Ny forbndelse Storstrømmen Projektgrundlag Fagnotat, fase 1 26
Fgur 4.13 Opstalt af gennemsejlngsfag. Med den vste udformnng af gennemsejlngsfagene vl der være en llle rsko for dækhuskollson mod brooverbygnngen tæt ved pllerne. Brooverbygnngen desgnes for en dækhuskollsonskraft, som skrer en tlstrækkelg skkerhed (se afsnt 9.2) 4.5.3 Sekundært gennemsejlngsfag Indsejlngen tl Orehoved Havn sker va en gravet rende med en dybde på 7,0 m. er er den nuværende fase forudsat et sekundært gennemsejlngsfag for adgang tl Orehoved Havn med en mndste bredde på 60 m og en mndste gennemsejlngshøjde på 17 m. Bredden på 60 m vurderes umddelbart at være tlstrækkelg, da den gravede rende er smallere. ermod kan gennemsejlngshøjden på 17 m betyde en begrænsnng anvendelsen af havnen. et kan derfor være nødvendgt at grave en ny rende nd tl havnen, så den kan anløbes uden at passere den nye bro. Umddelbart synes der at være gode mulgheder for en sådan omlægnng. Ny forbndelse Storstrømmen 27 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 4.14: Markerng af Orehoved Havn og ndsejlng tl havnen. Såfremt den ekssterende Storstrømsbro fjernes, og der bygges en ny bro med en lnjeførng vest for den ekssterende bro, skal konsekvenserne af at begrænse gennemsejlngshøjden va den sekundære sejlrute llustreret Fgur 4.15 vurderes. Herunder bl.a. konsekvenserne for den llle havn (Jernhavnen) på sydsden af Masnedø. Ny forbndelse Storstrømmen 28 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 4.15: Markerng (rød crkel) af mulg sekundær sejlrende. Jernhavnen et vurderes umddelbart, at en begrænsnng af gennemsejlngshøjden denne sekundære sejlrute kke vl få konsekvenser, så et eventuelt sekundært gennemsejlngsfag er påkrævet. 4.5.4 Referencer Frandsen, A.., Olsen,. F., Lund, H. T., & Bach, P. E. (1991). Evaluaton of mnmum brdge span openngs applyng shp doman theory. Transportaton Research Record No. 1313, Freght Transportaton: Truck, Ral, Water, and Hazardous Materals, 8390. Larsen, O.. (1993). Shp Collsons wth Brdges. Zürch, Swtzerland: IABSE AIPC IVBH. Ny forbndelse Storstrømmen 29 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
5 Skkerhedskoncept Et betydelgt bdrag tl skkerheden for en ny forbndelse over Storstrømmen opnås med et passende desgn. esgnet tlstræber, at: Ulykker så vdt mulgt forhndres Ulykkernes konsekvenser begrænses vdest mulgt omfang Rednngsarbejdet skres gode forhold. Effektv rydnng af forbndelsen er mulg. Hurtg genopretnng af trafkken efter en hændelse skres. et anbefales at etablere en rådgvergruppe, der kan bstå med ekspertse ndenfor skkerhed, uheld, rednng og rydnng lgnende de SURR (Skkerhed Uheld Rednng Rydnng) og KKSURR (KystKyst Skkerhed Uheld Rednng Rydnng) grupper, der er dannet forbndelse med Storebælts og Øresundsforbndelsen. sse grupper består af repræsentanter (for Øresund omfattende både danske og svenske) fra offentlge myndgheder, vejmyndgheder, jernbanemyndgheder, polt, brandvæsen, rednngskorps, Arbejdstlsynet, offentlge sundhedsmyndgheder og hosptaler samt bygherre, bygherrens rådgvere, hovedentreprenørerne (når valgt) og hovedentreprenørernes rådgvere. I det følgende er der udelukkende opstllet krav for de emner, som vl være betydende for selve tværsnttet af broen. Øvrge og lge så relevante emner for et skkerhedskoncept er kke undersøgt nærmere nuværende fase. 5.1 Flugtvej er etableres passende flugtvej langs såvel vej som jernbaneforbndelse. sse flugtveje kan benyttes forbndelse med hændelser og ulykker. På jernbanen etableres der nødfortove langs sporet. Mnmumsbredden for nødfortovet er 0,75 m svarende tl kravet angvet BN1594 9.2.1. Flugt fra en ulykke på vejbroen adskller sg kke væsentlgt fra flugt fra en ulykke på en landevej på land, hvor vejen anvendes. På vejen kan kanten begge sder af vejen á 1 m's bredde anvendes som flugtvej (tl fods) eller såfremt en gang og cykelst etableres kan denne også benyttes. Såfremt der etableres en vejforbndelse umddelbar nærhed af jernbaneforbndelsen etableres der overgange mellem vejbro og jernbanebro. Udformnngen skal en senere fase dskuteres med Beredskabet og Banedanmark. Som udgangspunkt anvendes samme løsnng som på Vestbroen. Ny forbndelse Storstrømmen 30 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
5.2 Rednngs/ og servcevej er etableres passende adgangsvej tl ndsats fra rednngstjenester tl såvel vej som jernbane. enne rednngsvej fungerer lgeledes som servcevej for drft og vedlgehold. Rednngsvejen for en hændelse eller ulykke på vejen adskller sg kke fra rednngsvejen for en ulykke på en landevej på land, hvor vejen anvendes. Rednngsvejen for en hændelse eller ulykke på jernbanen ønskes etableret som en vejforbndelse. Såfremt forbndelsen etableres som en kombneret vej og jernbanebro, kan vejbroen fungere som rednngsvej. Såfremt der udelukkende etableres en jernbaneforbndelse, eller vej og jernbane er adsklt uden mulghed for overgange, er det forudsat, at der etableres en rednngs og servcevej med tlstrækkelg bredde og bæreevne tl at gve adgang for beredskabet. er forefndes kke drekte lovmæssge krav tl, at der skal etableres en særlg rednngsvej for adgang tl jernbanebroer anmark. En ny jernbaneforbndelse over Storstrømmen på 4 km uden mulghed for adgang fra en vej vl dog være et enestående tlfælde anmark. I dag er den længste jernbanebro uden vejadgang jernbanebroen over Lmfjorden på ca. 400 m. er har derfor været afholdt et ndledende møde med Beredskabet for at præsentere og dskutere mulge rednngsveje. I en eksempelsamlng tl bygnngsreglementet (Eksempelsamlng om brandskrng af bygger) er der angvet en mnmumsbredde på 2,8 m for, at rednngskøretøjer kan få adgang va port eller gennemkørsel. enne bredde er vurderet at være utlstrækkelg tl også at fungere som ndsatsområde. I denne fase er det valgt at regne med en bredde på 3,5 m for adgangsvejen. Bredden er fastlagt under hensyntagen tl økonom, at de fleste brændende tog forventes at kunne passere broforbndelsen uden at gøre holdt på broen, og at sandsynlgheden for, at en alvorlg ulykke med behov for ndsats fra brandvæsen og ambulancetjeneste er meget llle. Se afsnt 5.3. I en senere fase skal der gennemføres en mere helhedsorenteret analyse af behovet for og udformnngen af en rednngsvej. I afsnt 5.4 er der angvet forslag tl mulge tltag for forbedrede forhold for Beredskabet. 5.3 Uhelds/ og rednngsscenarer Uheld på jernbanebroen kræver særlge overvejelser. els vl en større ulykke eventuelt kræve en evakuerng af mange passagerer og dels kan adgangen tl jernbanebroen være begrænset, hvs der kke etableres en vejforbndelse umddelbar nærhed. For vejforbndelsen antages det, at de uheld der måtte ndtræffe umddelbart kan håndteres af beredskabet, da de har tlnærmelsesvs samme vlkår som på en almndelg landevej. Europæsk statstk over jernbaneulykker vser, at tre typer af ulykker er domnerende: Ny forbndelse Storstrømmen 31 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Afsporng af tog Togkollsoner Brand tog I forbndelse med Femern Bælt broprojektet er statstkken blevet fortolket, og det er fundet, at en ulykke vl ndtræffe omtrent 6 gange per 100 år. ette er anvendt som grundlag for at vurdere uheldsfrekvensen for en ny forbndelse over Storstrømmen. Forholdet mellem længden af de to forbndelser (4 km/18 km) er anvendt tl en skalerng af uheldsfrekvensen. ermed vurderes en uheldsfrekvens for en ny forbndelse over Storstrømmen at være af størrelsesorden 1 gang per 100 år. et bemærkes, at statstkken ndeholder alle ulykker altså også mndre ulykker, som kke nødvendgvs vl kræve evakuerng af passagerer og rednngsndsats med sluknngsudstyr og lgnende. Ud fra statstkken er det vurderet, at ulykkerne fordeler sg med 50 % forårsaget af afsporng, 25 % forårsaget af kollsoner og 25 % forårsaget af brande tog. Broen udstyres med enten beskyttelsessknner eller afsporngsværn, hvlket vl reducere konsekvenserne af en afsporng væsentlgt de fleste tlfælde. Rskoen for kollson styres kke af selve brodesgnet, men af jernbaneteknsk udstyr som f.eks. ATC og Banedanmarks nye sgnalprogram ERTMS. En togbrand på den type bro, som er valgt for en ny forbndelse over Storstrømmen forventes kke umddelbart at have alvorlge konsekvenser for brokonstruktonen. els forventes det, at et tog brand som oftest vl kunne passere broen, og dels er brandbelastnngen på selve konstruktonen, der er af beton, som yderlgere er beskyttet af ballasten og befnder sg under branden, kke krtsk for desgnet. I det følgende er flugtvejen og rednngsvejen llustreret for en ulykke, hvor der er brand et tog. Scenaret er llustreret for to af broløsnngerne: obbeltsporet jernbanebro med rednngs og servcevej samt kombneret vej og dobbeltsporet jernbanebro. Fgur 5.1 vser et uhelds og rednngsscenare med brand et passagertog, hvor løsnngsforslaget med en særsklt jernbaneforbndelse med dobbeltspor betragtes. enne type uheld stller store krav tl ndsatsen, det der både er behov for assstance fra brandvæsnet og ambulancer. Ny forbndelse Storstrømmen 32 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 5.1: Illustraton af flugt/ og rednngsveje for dobbeltsporet jernbanebro. Ved sden af sporet fndes den 3,5 m brede rednngs og servcevej. I fguren er flugtvejen llustreret med grøn farve. Passagererne flygter langs sporet på hævede nødfortove og skal så enten flygte tl landfæstet tl fods eller samles op af et passagertog. et er vanskelgt at anvende busser tl transport af passagerer, da det vl gve konflkt med brandbler og ambulancer. I en senere fase skal det endelgt fastlægges beredskabsplanen, hvordan passagerer skal transporteres tl landfæste. Indsatsen fra brandvæsnet er markeret med rød farve. Brandbler kører va rednngs og servcevejen så nær uheldsområdet som mulgt. Brandfolkene får adgang tl nødfortovet va lodrette trappetrn, som etableres med passende afstand (~2550 m). Med den gule farve er ndsatsen fra ambulancefolk markeret. Ambulancer kører lgeledes va rednngs og servcevejen. et er med den 3,5 m brede rednngs og servcevej kke mulgt for to køretøjer at passere hnanden, og de kan kke vende på broen. et er hensgten, at køretøjerne fortsætter samme retnng, som de er kommet, alternatvt bakker afhænggt af afstanden mellem landfæstet og ulykkesstedet. I Fgur 5.2 er gen vst et uhelds og rednngsscenare med brand et passagertog, men hvor løsnngsforslaget med en kombneret vej og jernbaneforbndelse betragtes. Ny forbndelse Storstrømmen 33 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 5.2: Illustraton af flugt/ og rednngsveje for kombneret vej/ og dobbeltsporet jernbanebro. Prncpelt er flugtvejen og ndsatsvejen de samme som angvet for løsnngen med en ren jernbaneforbndelse med en rednngs og servcevej. Her er adgangsvejen blot væsentlg bredere og svarer tl en almndelg landevej. ermed har beredskabet væsentlgt lettere ved at yde den rette ndsats, det det både er mulgt for to køretøjer at passere hnanden, og det er mulgt at vende et køretøj. Endvdere er det mulgt at anvende busser tl at transportere togpassagerer væk fra broen. 5.4 Forbedrngsmulgheder for beredskabet I den nuværende fase er der forudsat etableret en rednngs og servcevej på 3,5 m's bredde for de broløsnnger, der nkluderer rene jernbaneforbndelser. et er som nævnt forrge afsnt kke nogen optmal løsnng for beredskabet, det der kke er plads tl at vende køretøjer eller for to køretøjer at passere hnanden. et vl dog være mulgt at forbedre denne løsnng ved følgende tltag: Etablerng af brandvand på broen Etablerng af vgepladser på rednngs og servcevejen Etableres der brandvand på broen, vl der kke være behov for tankbler tl brandsluknng. et vl reducere antallet af nødvendge køretøjer på broen en uheldsstuaton. et kan overvejes at udvde rednngs og servcevejen lokalt, så der etableres vgepladser med passende afstande. ermed blver det mulgt for to køretøjer at passere hnanden, og det blver også mulgt for køretøjer at vende. Ny forbndelse Storstrømmen 34 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
6 Autoværn og rækværker 6.1 Autoværn I henhold tl K NA EN 19932 forudsættes der mnmum anvendt styrkeklasse H2 henhold tl EN 1317. I en senere fase bør det undersøges nærmere, hvorvdt der skal etableres et stærkere autoværn H4a henhold tl EN 1317. 6.2 Rækværk på gang/ og cykelst er etableres et brorækværk på begge sder langs gang og cykelsten. Håndlsten placeres mndst 1,2 m over gang og cykelbanenveau. Last på rækværk er angvet Vejregel, Udstyr, Autoværn, Opsætnng af broautoværn og rækværker 5.2. 6.3 Rækværk på rednngs/ og servcevej er forudsættes etableret et rækværk langs rednngs og servcevejen. et vurderes tlstrækkelgt med kun et rækværk, da køretøjer kun begrænset omfang vl færdes på vejen og udelukkende af autorserede personer, vejen er meget smal og passage af andet køretøj er kke mulgt. I Vejregel, Udstyr, Autoværn, Opsætnng af broautoværn og rækværker 1.4 fremgår det, at på stbroer opsættes der kun brorækværk, også selvom kørsel med vedlgeholdelsesmaterel kan forekomme. Ny forbndelse Storstrømmen 35 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
7 Trafklast I det følgende er vst en oversgt over de lodrette trafklaster for henholdsvs vej og jernbanebroen nkl. gang og cykelst. For øvrge laster henvses tl K NA EN19912. 7.1 Trafklast på vej er forudsættes broklasse 1. Tabel 7.1: Vejtrafklast ht. K NA EN1991/2. Tandem system (TS) Aksellaster Qk UL system Ensfordelt last qk Bane 1 (3 m) 300 kn 6,0 kn/m² Bane 2 (3 m) 200 kn 2,5 kn/m² Bane 3 (3 m) 100 kn 2,5 kn/m² Øvrge arealer 0 kn 2,5 kn/m² Broen klassfceres desuden tl klasse 150 for normalpassage. 7.2 Trafklast på jernbane Broen projekteres for LM71og SW0 med α=1,33, som angvet BN1594 (og K NA EN19912). Ny forbndelse Storstrømmen 36 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Fgur 7.1: Trafklast for jernbanebro. Laster er nkl. α=1,33. LM71: Q vk = 333kN 333kN 333kN 333kN q vk = 106 kn/m 0.8m 1.6m 1.6m 1.6m 0.8m Maks. 750 m SW0: q vk [kn/m] a [m] c [m] V max [km/t] SW/0 177 15.0 5.3 80 7.3 Trafklast på gang/ og cykelst Lasten er foreskrevet svarende tl K NA EN19912:2003. Ensfordelt last: Fgur 7.2: Ensfordelt trafklast på gang/ og cykelst q fk = 5 kn/m² Ny forbndelse Storstrømmen 37 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Koncentreret last: Erstattes af last fra servcekøretøj. ang og cykelst projekteres for rednngskøretøjer (servcekøretøj). Lasten er som følger: Fgur 7.3: Last fra rednngskøretøjer Q SV1 = 120 kn Q SV2 = 60 kn 7.4 Trafklast på rednngs/ og servcevej en ensfordelte last på rednngs og servcevejen er som for gang og cykelst. Koncentreret last: Som angvet for gang og cykelst, men med 3 aksler: Q SV1 = 70 kn Q SV2 = 120 kn Q SV3 = 70 kn Akselafstand mellem Q SV1 og Q SV2 er 3,0 m og akselafstanden mellem Q SV2 og Q SV3 er 1,3 m. Lasten er angvet svarende tl den maksmale totalvægt og akselvægt angvet mensonsbekendtgørelsen (BEK nr. 577, 06/06/2011) for et 3akslet køretøj. 7.5 Last på afsporngsværn Såfremt det vælges at anvende afsporngsværn stedet for beskyttelsessknner projekteres dsse for følgende ulykkeslast. Ny forbndelse Storstrømmen 38 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
En vandret enkeltkraft på 300 kn påføres afsporngsværnet 50 mm under oversden af afsporngsværnet. Ovennævnte krav er svarende tl projekterngslasten for afsporngsværn på Øresundsbroen. Ny forbndelse Storstrømmen 39 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
8 Islast Islasten er estmeret ud fra Tllæg K:2009 Islast. en karakterstske slast fra knusnng, Q, er foreløbgt estmeret som følger. Tabel 8.1: Karakterstsk slast Rektangulært ybt vand Crkulært ybt vand Rektangulært Lavt vand Crkulært Lavt vand Rektangulært ybt vand Crkulært ybt vand Rektangulært Lavt vand Crkulært Lavt vand k 1 k 2 r c [MPa] e [m] d [m] k 3 Q [MN] 1,0 1,0 1,90 0,57 2,5 1,46 3,8 0,9 1,0 1,90 0,57 2,5 1,46 3,6 1,0 1,5 1,90 0,57 2,5 1,46 5,8 0,9 1,5 1,90 0,57 2,5 1,46 5,2 1,0 1,0 1,90 0,57 4,0 1,31 5,7 0,9 1,0 1,90 0,57 4,0 1,31 5,1 1,0 1,5 1,90 0,57 4,0 1,31 8,6 0,9 1,5 1,90 0,57 4,0 1,31 7,7 Rombeformede bropller med spds omtrent strømretnngen betragtes foreløbgt som ækvvalente med crkulære tværsnt. I denne fase er der udelukkende betragtet den maksmale slast hdrørende fra knusnng af fastfrosset sdække påvrket af vnd og strøm eller hdrørende fra drvende sflager. Ny forbndelse Storstrømmen 40 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
9 Skbsstød 9.1 Bovkollson I den nuværende fase er skbsstødkræfter vurderet ud fra et krav om en tlstrækkelg høj skkerhed, hvor rskoen for svgt kke overskrder en maksmal årlg svgtsandsynlghed på 10 6. erudover er følgende antaget: Bropller gennemsejlngsfag projekteres for et skb af en størrelse, der tlnærmelsesvs modsvarer det størst forekommende skb Bropller tlslutnngsfagene projekteres for en stødkraft fra et mndre skb, som resulterer, at acceptkrteret er overholdt. et forventes, at sejlruterne ved broen forløber på en sådan måde, at der kke er knæk sejlruterne, hvorfra skbe, der glemmer at dreje her, kan ramme broen. I denne fase er der kke gennemført en egentlg rskovurderng for skbsstød. Skbsstødkræfter er estmeret på baggrund af overordnede sandsynlghedsberegnnger og sammenlgnet med tlstrækkelge bropllekapacteter for den ekssterende Storstrømsbro og FarøFalster broen. er forudsættes følgende stødkræfter, hvor vanddybden nden for 80 m fra bropller er 2 m eller mere: Tabel 9.1: Skbsstødkræfter, bovkollson Broplle ennemsejlngsfag Tlslutnngsfag Stødkraft 60 MN 25 MN For den ekssterende Storstrømsbro er der peroden 20022009 ("Frekvensanalyse for skbsstød, Storstrømsbroen", Rambøll 2002, "Storstrømsbroen, Revurderng af skbsstødsfrekvenser", Rambøll, 2009) gennemført en vurderng af rskoen for skbsstød. et er den forbndelse fundet, at broen har tlstrækkelg skkerhed mod skbsstød med bropllekapacteter på ca. 30 MN for gennemsejlngsfagene og 1720 MN for tlslutnngsfagene. FarøFalster broens bropller ved gennemsejlngsfaget har en kapactet på ca. 60 MN. Skbsstødkræfter skal en senere fase fastlægges på bass af en egentlg rskovurderng. 9.2 ækhuskollson I denne fase er der kke gennemført en egentlg rskovurderng for dækhuskollson. Skbsstødkræfter er estmeret på baggrund af overordnede betragtnnger. er forudsættes følgende stødkræfter for brodrager, hvor vanddybde er 2 m eller mere: Ny forbndelse Storstrømmen 41 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Tabel 9.2: Skbsstødkræfter, dækhuskollson Broplle ennemsejlngsfag Tlslutnngsfag Stødkraft 15 MN 15 MN Skbsstødkræfter skal en senere fase fastlægges på bass af en egentlg rskovurderng. Ny forbndelse Storstrømmen 42 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
10 Komfortkrterer I den nuværende fase er følgende komfortkrterum undersøgt: CRIT1: Maksmal vnkeldrejnng ved dlatatonsfuger en maksmale vnkeldrejnng θ v det vertkale plan ved dragerenderne dlatatonsfugerne begrænses tl følgende: Fgur 10.1: Vnkeldrejnng det vertkale plan ved dragerenderne Tabel 10.1: Maksmal vnkeldrejnng ved ekspansonsfuger. Toghastghed Én dragerende θ v To dragerender θ v,1+θ v,2 200 km/t θ v 3.0 mrad θ v,1+θ v,2 4.0 mrad Vnkeldrejnngen verfceres for to separate lasttlfælde (vejtrafk og jernbanetrafk kombneres kke): LM71 med α=1,33 på ét spor nkl. relevant stødfaktor og temperaturlast. TS + UL vejlast som angvet Tabel 7.1 én vejbane (kø én retnng) og temperaturlast. Lasttlfælde undersøges som anvendelsesgrænsetlstand karakterstsk med partalkoeffcent 1,0 på lasten. Ny forbndelse Storstrømmen 43 Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Blag A eoteknsk notat Ny forbndelse Storstrømmen Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
PROJEKTNR. A023755 OKUMENTNR. A0237555004 VERSION 2.0 UIVELSESATO 27.03.2012 UARBEJET PSK KONTROLLERET LRH OKENT LHE Ny forbndelse Storstrømmen ISBN: 9788771261080 Banedanmark Anlægsudvklng Amerka Plads 15 2100 København Ø www.banedanmark.dk COWI A/S Parallelvej 2 2800 Kongens Lyngby anmark www.cow.dk
eoteknsk notat Indhold Sde 1 Baggrundsmaterale 4 1.1 Undersøgelser 1931 4 1.2 Undersøgelser 1966 4 1.3 Senere undersøgelser for Farøbroerne 5 1.4 Beskrvelse af Farøbroernes funderng 5 2 en tlgængelge nformaton 6 2.1 Undersøgelser 1931 6 2.2 Undersøgelser 1966 6 2.3 Undersøgelserne halvfjerdserne 7 2.4 Sesmsk undersøgelse 2012 7 3 Tolknng af nformatonerne 8 3.1 eologsk længdeprofl 8 3.2 en geologske model 8 3.3 Styrke* og stvhedsforhold 9 4 Funderngsforhold 13 4.1 enerelt 13 4.2 Styrkeegenskaber 13 4.3 Stvhedsegenskaber 14 4.4 Funderngsmetode for Farøbroerne 14 Blag Appendks A Længdeprofl, Tegnng A23755*05*101
1 Baggrundsmaterale 1.1 Undersøgelser 1931 I 1931 blev der udført bornger en østre lnje, stort set svarende tl centerlnjen for den ekssterende Storstrømsbro, og en vestre lnje belggende ca. 1,5 km vest for den ekssterende Storstrømsbro. Borngerne er benævnt a, b, c etc. Placerngen af lnjerne er vst på vedlagte Længdeprofl, Appendks A, hvor også lnjeførngen for den nye påtænkte forbndelse er vst. Som det fremgår, er borngerne den østre lnje placeret øst for lnjeførngen for en eventuel ny bro, og den vestre lnje er placeret vest for samme, dog stort set lnjeførngen for den nye bro tæt på under Masnedø. e tdlgere undersøgelser omkranser dermed projektet og er derfor af stor nteresse for projektet. Borngerne blev udført med skylleborng og med optagelse af prøver pr. ca. 3 m. Under borearbejdet blev jorden beskrevet vsuelt geoteknsk. Efterfølgende blev prøverne fra østre lnje geologsk bedømt på anmarks eologske Undersøgelser, og der blev optegnet et geologsk længdesnt gennem den østlge lnje. Undersøgelserne og deres resultater er detaljeret beskrevet "e anske Statsbaner, Baneafdelngen (1932). Beretnng om Forundersøgelser Storstrømmen og Masnedsund 1931. I denne beretnng fndes også et geologsk afsnt forfattet af Ellen Louse Mertz. Herudover fndes der en mere summarsk beskrvelse af forholdene et 91 sder lang beskrvelse af Storstrømsbroens tlblvelse e anske Statsbaner. Storstrømsbroen af 26. september 1937 en geologske tolknng af borngerne østre lnje fndes anmarks eologske Undersøgelser II række, Nr. 60. Ellen Louse Mertz. eologske Profler gennem danske Sunde og Fjorde. 1937 1.2 Undersøgelser 1966 I forbndelse med planlægnng af Farøbroerne 1966 blev der foretaget undersøgelser form af bornger udført af eoteknsk Insttut (nu EO). Borngerne er nummererede og deres placernger er vst på vedlagte længdeprofl, Appendks A. e mest nteressante bornger for det aktuelle Ny forbndelse Storstrømmen 4 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
projekt er borngerne 19, 13 og 14 den østre lnje og borngerne 11, 12, 21 og 22 den vestre lnje. V har stuatonsplaner, boreprofler og længdesnt for alle bornger dsse to lnjer. Resultatet af undersøgelserne 1966 ved Storstrømsbroen og lnjer ved de senere opførte Farøbroer er dskuteret eoteknsk Insttuts Bulletn 31 af 1978: unnar Larsen, Carl BækMadsen og Nels Foged. Storstrømmen. eologske forhold Farølnjen. 1.3 Senere undersøgelser for Farøbroerne a undersøgelserne af 1966 beskrver, at der overordnet set er ret god overensstemmelse mellem de glacale aflejrngers styrke og stvhed ved de to lnjer ved Storstrømsbroen og ved den endelge placerng af Farøbroerne, er det af nteresse at følge de senere undersøgelser foretaget af eoteknsk Insttut halvfjerdserne. Rapporterne omfatter: eoteknsk rapport nr. 2, 3, 4, 5 og 6, alle fra 1971 eoteknsk rapport nr. 100, 101, 102, 103, 104, 105, 105A, 106, 106A og 107, alle fra 1977 eoteknsk rapport nr. 7, 8 og 9, alle fra 1977 eoteknsk hovedrapport af 1979 1.4 Beskrvelse af Farøbroernes funderng Farøbroernes funderng er beskrevet flere steder. Mest nformaton relevant for denne opgave er en 8 sders artkel, A. Ole Jensen, Chrstan & Nelsen: Farøbroernes Funderng. Artklen er fundet Vejdrektoratets arkv og er af ukendt dato, lgesom det kke er angvet, hvor den er publceret. Forfatteren tl dette notat er bekendt med A. Ole Jensen, og da han var ansat Chrstan & Nelsen, som varetog projekterng af underbygnngen, må det vurderes, at artklen har vægt og kan anvendes her. Ny forbndelse Storstrømmen 5 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
2 en tlgængelge nformaton 2.1 Undersøgelser 1931 I 1931 var faget geoteknk kke udvklet som dag. Man havde således kke et veletableret styrkemål. I stedet blev jordens styrke kategorseret efter: Meget blødt Blødt Nogenlunde fast Fast Meget fast Man forsøgte at basere denne kategorserng på målng på de optagne prøver, men uden overbevsende resultater. ennemlæsnngen af de forskellge rapporter, der beskrver undersøgelserne, efterlader dog det ndtryk, at beskrvelsen af jordens sammensætnng er ret systematsk, og at det er mulgt at anvende styrkekategorerne relatvt. en geologske bedømmelse af borngerne østre lnje, der blev udført af Ellen Louse Mertz, bærer præg af, at faget geolog var ganske langt fremme 1931, hvorfor man kan forvente, at den ngenørgeologske bedømmelse af dsse bornger er retvsende, også dag, selv om antallet af optagne prøver er så llle, at der kan gemme sg lag af anden beskaffenhed end det, der er vst på de enkelte boreprofler. et vl derfor sge, at v fra 1931 har et godt bllede af de geologske forhold langs den østre lnje, men må tolke nformatonerne fra den vestre lnje for at bedømme de geologske forhold. Hertl kommer, at v det mndste har et relatvt mål for jordens styrke. e tolkede boreprofler er vst på længdesnttet, Appendks A 2.2 Undersøgelser 1966 Undersøgelserne 1966 omfatter bornger med geoteknsk/geologsk beskrvelse, mange forsøg, hvoraf skal nævnes vngeforsøg (ntakt og omrørt), vandndhold, rumvægt og glødetab. Herudover blev der udført andre forsøg, så som sgteanalyser, konsolderngsforsøg, traxalforsøg og smple trykforsøg. Ny forbndelse Storstrømmen 6 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
Boreproflerne fremstår helt nutdge, dvs. at de er lette at læse og tolke. Boreproflerne er gengvet på længdeproflet på Appendks A. 2.3 Undersøgelserne halvfjerdserne Undersøgelserne halvfjerdserne har samme nutdge kvaltet som 1966 undersøgelserne. Men her er der tale om området ved den senere opførte Farøbro. 2.4 Sesmsk undersøgelse 2012 Beskrvelsen og resultaterne af den sesmske undersøgelse er gengvet EO. Storstrømsforbndelsen. EO projekt nr. 35362, rapport 1 20120302 en sesmske undersøgelse har været begrænset tl vanddybder på mndst 4 m. Undersøgelserne omfatter: En bathymetrsk opmålng En opmålng af havbunden med sde scanner sonar tl fastlæggelse af bundtyper og lokalserng af anormale objekter på havbunden (f. eks. kabler) En sesmsk undersøgelse med EOSparker Hovedresultaterne er vst som Blag B1 B6 ovennævnte rapport fra EO. Ny forbndelse Storstrømmen 7 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
3 Tolknng af nformatonerne 3.1 eologsk længdeprofl e geologske nformatoner borngerne fra 1931 og 1966 er vst på længdeproflet, Appendks A, hvor også resultaterne fra den sesmske opmålng er vst form af havbund, oversde tolket overflade af glacale lag samt oversde krdt, hvor denne overflade har kunnet tolkes, omend med nogen uskkerhed. Borngerne a, b, c etc. den østre lnje er vst med EUS' nummererng 232.70A, 232.70 B, 232.70C etc. Borngerne a, b, c etc. den vestre lne er vst som B.a, B.b, B.c etc. Borngerne udført 1966 er vst med B foran borngsnummeret. et skal understreges, at oversde glacale lag kun er bestemt med nogen uskkerhed ved de udførte sesmske undersøgelser. ette ses mest tydelgt ved borng nr. B13 den østlge lnje, se Appendks A. Her har det kke været mulgt at genfnde overgangen mellem de post og senglacale lag form af skredjord og nedskylsaflejrnger tl den underlggende glacale lagsere. et må antages, at der langs brolnjen fndes andre tdlgere huller den glacale overflade, der senere er fyldt op. Man må derfor kke basere den forventelge gennemsntlge funderngsdybde på de sesmske længdesnt, men bør stedet anlægge en mere pessmstsk holdnng, som det fremgår af nedenstående. 3.2 en geologske model er henvses tl længdeproflet, Appendks A. Øverst kan der, specelt ved kystnære områder være få meter gytje, organsk holdgt sand eller blot sand. ette er mest udpræget ved den østre lnje, det den vestre lnje kke ndeholder bornger på lavt vand umddelbart nord for Falster. Herunder er der generelt et mere end 10 m tykt lag af moræneler. En undtagelse er borng B13 den østlge lnje, hvor der under ca. 3 m gytje er et 5 m tykt lag af senglacale aflejrnger af uskker herkomst. En anden undtagelse er borng c den vestre lnje, hvor den eneste mulge tolknng af sgnatur fra 1931 er smeltevandsaflejrnger fra undersde øvre sand tl prækvartæret. Ofte underlejres moræneleret af glacalt smeltevandsler eller smeltevandsslt. enerelt kan der de glacale lag være sandlag og/eller sandlommer. Ny forbndelse Storstrømmen 8 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
Undersden af dsse glacale lag er generelt fundet kote 21 tl 37 m. Ved borng g den østre lnje er lagene kke gennemboret kote 58 m. Herunder er der truffet skrvekrdt, som kan repræsentere løse flager, men også kan være faststående. et er kendt, at der denne glacale sere kan være flager af skrvekrdt. e glacale lag kan karakterseres som rodede som et resultat af flere sfremstød, som kan have medtaget lokalt materale med det resultat, at der forekommer lokalmoræne. et skal også nævnes, at kalkndholdet ofte er højt ( 50 %), således at det mndste en del af moræneleren måske skulle benævnes kalkmoræne. ybdepunktet ved borng g den østlge lnje modsvares af et tlsvarende dybdepunkt borng 1251 for Farøbroerne belggende 67 km østsydøst for Storstrømsbroen. Selv om der kke er fundet et tlsvarende dybdepunkt den vestre lnje, og der heller kke er fundet et dybdepunkt ved de sesmske undersøgelser, må denne observaton lede frem tl, at der er mulghed for, at der har været en dyb, formentlg smal erosonsrende Storstrømmen, som så senere er fyldt op med sand. 3.3 Styrke' og stvhedsforhold 3.3.1 enerelt er er generel erfarng for, at hvs jordarter har tlstrækkelg styrke for en projekterng brudgrænsetlstanden, så har den også tlstrækkelg stvhed beregnngerne for anvendelsesgrænsetlstanden. ette afsnt vl derfor være koncentreret om styrkeparametre. 3.3.2 lacale lags styrke et nævnes alle rapporterne for undersøgelserne 1931, at funderngsjorden den østre lnje er stærkere end den vestre lnje. en østlge lnje er typsk "fast", hvormod den vestre lnje mest er "nogenlunde fast". et fremgår også af materalet, at man har anvendt et tlladelgt tryk på bunden på 3,5 kg/cm 2. ette svarer tl "udmærket byggegrund" tl "god byggegrund" henhold tl første udgave af Funderngsnormen af 1952. (Alternatvet er "nogenlunde god byggegrund"). Erfarngerne fra 1931 var således, at underbunden den østre lnje er stærkere end den vestre lnje. enne vurderng afprøves ved at foretage en smpel analyse af senere bestemte vngestyrker den vestre lnje og den østre lnje. Ny forbndelse Storstrømmen 9 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
Fordelngen af vngestyrker fra 1966 den vestre lnje og østre lnje er vst på Fgur 3.1. Fgur 3.1: Fordelng af vngestyrker fra 1966 for moræneler den vestre lnje og den østre lnje. Noter, at dybde er dybde under overflade øvre moræne 0 Vestre lnje, moræneler Vngestyrke [kpa] 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 Østre lnje, moræneler Vngestyrke [kpa] 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 1 2 2 3 3 ybde under morænelersoverflade [m] 4 5 6 7 8 9 10 11 ybde under morænelersoverflade [m] 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 Borng 11 Borng 12 Borng 21 Borng 22 120 kpa 11 12 13 14 Borng 19 Borng 13 Borng 14 170 kpa for bor. 19 300 kpa for bor. 13 og 14 er er fguren lagt et skøn af en karakterstk udrænet styrke, som blver ca. 120 kpa den vestre lnje, men 170 tl 300 kpa den østre lnje. Ny forbndelse Storstrømmen 10 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
e tlsvarende værder for smeltevandsler og smeltevandsslt er vst på Fgur 3.2. Fgur 3.2: Fordelng af vngestyrker fra 1966 for smeltevandsler og smeltevandsslt den vestre lnje og den østre lnje. Noter, at dybde er dybde under overflade øvre moræne 0 Vestre lnje, smeltev. slt og ler Vngestyrke [kpa] 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 Østre lnje, smeltevandsler Vngestyrke [kpa] 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 1 2 2 3 3 ybde under morænelersoverflade [m] 4 5 6 7 8 9 10 11 ybde under morænelersoverflade [m] 4 5 6 7 8 9 10 170 kpa for bor. 19 300 kpa for bor. 13 og 14 Borng 19 12 11 13 14 120 kpa Borng 11, slt Borng 11, ler 12 13 15 14 Som man ser, er der også for smeltevandsler og smeltevandsslt forskel på den vestre og østre lnje. et vl sge, at dsse få resultater bekræfter vurderngen 1931, at den vestre lnje funderngsmæssgt er svagere end den østre lnje. 3.3.3 Skrvekrdt Skrvekrdtet er for Farøbroerne beskrevet som slamkalk. en fremstår som generelt uhærdnet og dermed svagere end skrvekrdtet generelt er. et er et åbent spørgsmål, om skrvekrdtet her er svagere end normalt. Tl orenterng kan "uhærdnet" (H1) oversættes tl "jordkonsstens", hvormod svagt hærdnet (H2) kan oversættes tl "svag klppekonsstens". Ny forbndelse Storstrømmen 11 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
En ndkaton kan man opnå ved at betragte vngestyrkerne skrvekrdt. sse er fordelt efter dybde under overflade skrvekrdt Fgur 3.3. Fgur 3.3: Fordelng af vngestyrker skrvekrdt 0 Vestre lnje, skrvekrdt Vngestyrke [kpa] 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 Østre lnje, skrvekrdt Vngestyrke [kpa] 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1 1 2 2 ybde under krdtoverflade [m] 3 4 5 6 7 8 9 ybde under krdtoverflade [m] 3 4 5 6 7 8 9 Borng 14 10 11 12 120 kpa Borng 11 Borng 12 10 11 12 170 kpa for bor. 19 Som det fremgår, kan vngestyrkerne de øvre få metre være særdeles beherskede, og Borng 11 er høje styrker, skønsmæssgt svarende tl H2, først fundet 9 meters dybde under skrvekrdtets overflade. 3.3.4 Styrkeforhold forhold tl området ved Farøbroen ennemgangen af materalet for Farøbroen vser, at de skønnede karakterstske udrænede styrker svarer ret nøje tl de resultater, der er vst afsnt 3.3.2 og 3.3.3. Ny forbndelse Storstrømmen 12 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
4 Funderngsforhold 4.1 enerelt Med typsk mere end 10 m glacale lag med generelt moræneler øverst den glacale lagsere må man opfatte den glacale lagsere som den naturlge funderngsjord, hvor drekte funderng er mulg. Selv om moræneleren kan være ret svag (relatvt tl andre grå moræner øst for sens hovedstlstandslnje), må man stadg betragte den som funderngsjorden, omend man på grund af de små vngestyrker den vestre lnje bør nedgradere funderngsforholdene fra "udmærket byggegrund" / "god byggegrund" tl "god byggegrund" / "nogenlunde god byggegrund", for at anvende sprogbrugen første udgave af den danske funderngsnorm. Også den underlggende smeltevandsler og smeltevandsslt må opfattes som udmærkede funderngsjorde, hvs de også efter udgravnng for fundamenter er belggende under moræneler, dvs. kke blver afdækket. en glacale smeltevandssand anses også for en udmærket funderngsjordart. Endelg må man også opfatte skrvekrdt, selv med så dårlge vngestyrker som vst på Fgur 3.3, som acceptabel funderngsjord, det overfladen af skrvekrdt er belggende så dybt, at der sker en stor tryksprednng, og det det erndres, at skrvekrdtet har været gletsjerbelastet, altså forbelastet. Man må på baggrund af den ekssterende Storstrømsbro forudsætte, at pælefunderng lokalt kan blve nødvendg. et er uskkert hvor mange pælefundernger, der kan blve tale om. Herudover må man forudse, at der lokalt kan være ret dårlge funderngsforhold, hvorfor funderngen her vl blve dyrere end standardløsnngen. et vurderes, at dsse rsc kan prssættes som merprsen for pælefunderng af 20 % af fundamenterne med en sandsynlghed på 50 %. 4.2 Styrkeegenskaber Ved drekte funderng glacale lag bør der forudsættes et udgravnngsnveau, der svarer tl 3 m under havbunden, og der bør ndlednngsvst regnes med styrkeparametre som anført Tabel 4.1. Ny forbndelse Storstrømmen 13 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
Tabel 4.1: Karakterstske styrkeparametre den nye brolnje for næste fase Jordtype Effektv rumvægt, γ' Udrænet for' skydnngsstyrke, c u rænede parametre [kn/m 3 ] [kpa] [ ] [kpa] ytje 0 NA NA NA Senglacale aflejrnger 10 NA NA NA Moræneler 11,5 120 30 12 φ' c' Som det fremgår af tabellen, er der alene angvet parametre for moræneler som funderngsmaterale. ette skyldes, at det er vgtgt denne fase at defnere meget smple styrkeparametre for funderngsjorden for at kunne præsentere de mange brovaranter, der overvejes. Som det fremgår af det tdlgere, er vngestyrkerne for smeltevandsler og smeltevandsslt af samme størrelsesorden som for moræneler, hvorfor den udrænede styrke på 120 kpa uden problemer kan bruges for smeltevandsler og smeltevandsslt. e drænede parametre for funderngsjorden moræneler er bevdst valgt ldt lavt forhold tl de værder, der reelt forventes. ette vl efter vor opfattelse kompensere for, at de tlsvarende parametre for smeltevandsler og smeltevandsslt formentlg er ldt mndre, end det, der er angvet Tabel 4.1. For smeltevandssand gælder det, at frktonsvnklen er væsentlgt større end 30, hvormod den effektve kohæson er 0 kpa. a smeltevandssandet generelt fndes nogen dybde, vurderes de effektve brudforskydnngsspændnger morænesand generelt at være større, end hvs der havde været moræneler med de Tabel 4.1 vste effektve styrker stedet. V mener derfor, at de smple styrkeegenskaber vst Tabel 4.1 er retvsende for projektet som helhed. 4.3 Stvhedsegenskaber Under forudsætnng af, at brofundamenter blver korrekt dmensoneret brudgrænsetlstanden, forventes der kke problemer med dfferenssætnnger. 4.4 Funderngsmetode for Farøbroerne et fremgår af materalet, at det vste sg nødvendgt at pælefundere ét fundament ud af ca. 50 fundamenter Storstrømsbroen. Ved Farøbroerne dermod er 19 ud af 38 fundamenter på pæle. ette forhold har gvet anlednng tl undren, det bundforholdene overordnet set er ret ens ved de to broer. Ny forbndelse Storstrømmen 14 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
A. Ole Jensens beskrvelse af forholdene artklen "Farøbroernes Funderng" kaster lys over forholdene, det det her anføres, at projektet blev udbudt med drekte funderng, men entreprenøren valgte kun drekte funderng ved funderngsdybder mndre end 9 m under havoverfladen. Hvor funderngen skete dybere, valgte han en pælefunderet løsnng. ette valg er formentlg sket, ford man på dette tdspunkt kke havde let adgang tl så tunge løft, som man senere har anvendt ved vgtge danske broer, såsom Vestbroen og Øresundsbroen. I dag vl man formentlg vælge at præfabrkere fundamenterne på land og sænke dem ned på en præpareret gruspude ved hjælp af en stor flydekran, som f. eks. "Svanen". e mange pælefundernger på Farøbroen har således ngen ndflydelse på vurderng af funderngsforhold for det aktuelle projekt. Ny forbndelse Storstrømmen 15 eoteknsk notat Fagnotat, fase 1
Blag B EO rapport, Storstrømsforbndelsen Ny forbndelse Storstrømmen Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
Storstrømmen eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362 Rapport 1, 2012-03-02 Sammenfatnng Som et led analyser for en ny Storstrømsforbndelse, der varetages af COWI A/S, er EO af Banedanmark blevet bedt om at gennemføre geofysske undersøgelser med henblk på en opmålng af havbunden og en sesmsk regstrerng af bundforholdene området. Formålet med undersøgelsen er at kortlægge havbunden og den nære undergrund, en korrdor vest for den ekssterende bro. Endvdere at opnå korrelaton mellem den sesmske regstrerng tl ekssterende bornger området. Undersøgelserne omfattede følgende: En bathymetrsk opmålng med mult beam ekkolod tl fastlæggelse af detaljerede havbundskoter Opmålng af havbunden med Sde Scan Sonar tl fastlæggelse af bundtyper og lokalserng af anormale objekter på havbunden Sesmsk opmålng tl fastlæggelse af varatonen af de øvre geologske strata Området er karakterseret ved en underlggende Skrvekrdt mere end 20 meters dybde overlejret af moræneaflejrnger der dækker størstedelen af havbunden. Enkelte steder er morænen overlejret af postglacale aflejrnger. EO Maglebjergvej 1 2800 Kgs. Lyngby Tlf.: +45 4588 4444 Fax: +45 4588 1240 geo@geo.dk eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen www.geo.dk CVR-nr: 59781812
Udarbejdet for Banedanmark Anlægsudvklng Amerka Plads 15 2100 København Ø Udarbejdet af Tmo Hansen, 4520 4167, tmh@geo.dk Kontrolleret af Smon Hvd, 4520 4267, shv@geo.dk Indhold 1 Introdukton... 4 1.1 Formål og ntrodukton... 4 1.2 Indhold denne rapport... 5 1.3 Tdlgere undersøgelser... 6 2 Anvendt Udstyr... 7 3 Metoder... 8 3.1 Survey program... 8 3.2 Anvendt Fartøj... 8 3.3 atum og koordnatsystem... 9 3.4 Navgaton og postonerng... 9 3.4.1 Metode... 9 3.5 Multbeam...10 3.5.1 Metode...10 3.5.2 Kalbrerng...10 3.6 Sde scan sonar...10 3.6.1 Metode...10 3.6.2 Acceptance-test...10 3.7 Sesmsk regstrerng...11 3.7.1 Acceptance-test...11 4 atabehandlng og tolknng...12 4.1 Bathymetr...12 4.1.1 Processerng...12 4.1.2 Præsentaton...12 4.1.3 Resultater...12 4.2 Sde scan sonar-regstrerng...12 4.2.1 Processerng og tolknng...12 4.2.2 Præsentaton...12 4.2.3 Resultater...13 4.3 Sesmsk proflerng...15 4.3.1 Processerng...15 eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 2/18
4.3.2 Tolknng...15 4.3.3 Præsentaton og resultater...16 5 Elektronske Leverancer...18 Blag A.1 Sesmske profleksempler B.1 Sejllnjekort 1:15.000 B.2 Bathymetrsk Kort 1:15.000 B.3 Bundtypekort og Objekter 1:15.000 B.4 Udvalgte proflsnt 1:15.000 B.5 ybdekort Moræneoverflade 1:15.000 B.6 ybdekort Top Skrvekrdt 1:15.000 eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 3/18
1 Introdukton 1.1 Formål og ntrodukton Som et led analyser for en ny lnjeførng ved Storstrømmen, er EO blevet bedt om at gennemføre geofysske undersøgelser med henblk på en opmålng af havbunden og en sesmsk regstrerng af bundforholdene området. Banedanmark er bygherre, COWI A/S er bygherrerådgver på projektet og EO er entreprenør ved opmålngen. Formålet med undersøgelsen er at kortlægge havbunden og den nære undergrund en korrdor vest for den ekssterende bro. Endvdere at opnå korrelaton mellem den sesmske regstrerng tl ekssterende bornger området. Undersøgelserne omfattede følgende: En bathymetrsk opmålng med mult beam ekkolod tl fastlæggelse af detaljerede havbundskoter Opmålng af havbunden med Sde Scan Sonar tl fastlæggelse af bundtyper og lokalserng af anormale objekter på havbunden Sesmsk opmålng tl fastlæggelse af varatoner de øvre geologske strata Fgur 1.1 vser undersøgelsesområdet, omfattende hovedlnjer med 50 meters separaton korrdoren med den forventede lnjeførng, samt en række lnjer der forbnder undersøgelsesområdet med ekssterende bornger området. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 4/18
Fgur 1.1: Undersøgelsesområdet omfattende planlagte sejllnjer og ekssterende bornger. 1.2 Indhold denne rapport Nærværende rapport ndeholder faktuel rapporterng af det udførte opmålngsprogram samt tolknnger og resultater af datamateralet. Følgende elementer ndgår. 1. Faktuel beskrvelse af anvendt udstyr, metoder og udførelse af havbundsopmåog sesmsk proflerng lng 2. Beskrvelse og tolknng af Mult Beam, Sde Scan Sonar 3. Præsentaton ved fladedækkende kort og IS tema af bundtypekort, bathymetr, Isopach af post glacale aflejrnger, dybde tl kalkoverfladen og udvalgte proflsnt eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 5/18
1.3 Tdlgere undersøgelser ata fra tdlgere undersøgelser forbndelse med og forud for opførelsen af Storstrømsbroen of Farøbroen er anvendt planlægnngen og ntegreret tolknngen. Følgende materale er anvendt. 1) E. L. Mertz: eologske Profler gennem danske Sunde og Fjorde. anmarks eologske Undersøgelse, II række, nr. 60, 1937. 2) Beretnng om Forundersøgelser; Storstrømmen og Masnedsund 1931. e anske Statsbaner, d. 5/4 1932. 3) Forarbejder for en ny fast forbndelse, Sjælland Falster; Bundundersøgelser 1966. eoteknsk Insttut, Rapport 66022.R1, d. 8/8 1966. Følgende bornger er anvendt ved tolknngerne: 1931 Undersøgelse 1966 Undersøgelse Borng nr. Northng Eastng Borng nr. Northng Eastng Oest_a 6095963 685304 11 6094925 682950 Oest_b 6095710 685160 12 6095969 683557 Oest_c 6095389 684971 13 6094464 684572 Oest_d 6095063 684778 14 6095325 685085 Oest_e 6094607 684510 15 6097386 686226 Oest_f 6094472 684431 16 6097809 686499 Oest_g 6094310 684334 17 6096761 685918 Oest_h 6093898 684089 18 6097310 685779 Oest_ 6093535 683875 19 6093797 684164 Oest_k 6093290 683732 20 6098476 686893 Oest_l 6094533 684466 21 6096171 683632 Vest_a 6096968 684150 22 6096565 683835 Vest_b 6096814 684066 Vest_c 6095607 683407 Vest_c_maerke 6095704 683460 Vest_d 6095540 683370 Vest_e 6095356 683268 Vest_f 6094909 683022 Vest_g 6094416 682751 Tabel 1-1: Bornger fra tdlgere undersøgelser. Koordnater er angvet ETRS89, UTM 32 eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 6/18
2 Anvendt Udstyr Følgende udstyr er anvendt ved undersøgelserne. Opmålngsskb MS Kattegat chartret fra ansurvey ApS. Postonerng NSS Modtager yro RTK Reference staton Navgaton Applanx Pos Mv, Trmble Applanx Pos Mv, PS Headng C201 (A navgaton) NavPac (EIVA A/S) Bathymetr Mult Beam System Heave, ptch & roll sensor Sound Velocty Probe Onlne Probe ata opsamlng Post processerng SeaBat 7125 fra RESON Applanx Pos Mv SVP-15 fra RESON SVP-C fra RESON EIVA NavScan-software EIVA NavEdt, NavModel, NavPlot Sde scan sonar Sonar Sde scan sonar Edgetech 4200-HFL, 600 khz SSS Spl Umblcal spl for konstant dybde justerng ata opsamlng scover ver. 7.22 Post processerng COA dgtal processerngs software Sub Bottom Proflng Acoustc SBP ata opsamlng Post processerng EO-SPARKER 200, marne mult-tp sparker fra eoresources COA A2000 COA Sesmc+ eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 7/18
3 Metoder 3.1 Survey program Survey programmet er udarbejdet samarbejde med COWI med henblk på: 1) At opnå tlstrækkelg dæknng af bathymetr og sde scan sonar data samt at tlgodese en detaljeret sesmsk proflerng 2) At forbnde det prmære undersøgelsesområde med ekssterende data fra undersøgelserne henholdsvs 1931 og 1966 vha. af sesmsk proflerng Fgur 1.1 vser de planlagte survey lnjer, hvor der blev optaget data fra alt anvendt udstyr. et prmære undersøgelsesområde udgøres af de 13 parallelle lnjer samt en lnje nord om Kalve Rev. e resterende lnjer opmåles for at forbnde det prmære undersøgelsesområde tl data fra ekssterende bornger tl området. Lnje kort af udførte lnjer, med angvelse af ekssterende bornger fra undersøgelserne henholdsvs 1931 samt 1966 er præsenteret ved Blag B.1. et var ved udførslen kke mulgt at fuldføre surveylnjen langs Storstømsbroen som planlagt. els blev den parallelforskudt 20 meter mod øst pga. bropllernes nærhed, og dels blev den afbrudt den sydlge ende pga. opankret skb ved en af bropllerne (Se Blag B.1). 3.2 Anvendt Fartøj Opmålngsskbet M/V Kattegat fra ansurvey ApS blev lejet nd tl udførsel af opgaven. M/V Kattegat har et gennemprøvet geofyssk setup og er et dedkeret survey skb med gode manøvre egenskaber og stabltet. Blledet nedenfor er fra Orehoved Havn, som blev brugt som base havn. Opmålngsskbet: M/V Kattegat Længde 13.5 m Bredde 4.0 m raft 2.60 m Servcefart 8.2 knob Rækkevdde 1000 NM Antal dage på havet Passager antal 5 dage 6 pers. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 8/18
3.3 atum og koordnatsystem Koordnaterne fra undersøgelsesområdet er opgvet WS84, UTM Zone 32. Alle dybder refererer tl VR90. atum : ETRS89 Projecton : UTM (north) Zone : 32 Central merdan (C.M.) : 9 False Eastng : 500000 m False Northng :0m 3.4 Navgaton og postonerng 3.4.1 Metode For den geofysske opmålng er postonerngen baseret på et PS/LONASS RTKpostonerngssystem ndeholdende Applanx Pos Mv modtager som det prmære system. RTK systemet på skbet modtog PS-målnger fra den statonære referencestaton placeret på Orehoved havn på Havnegade, Nørre Alslev. Referencestatonen havde frt udsyn tl hele surveyområdet hvlket har skret stabl postonerng (Fgur 3.1). Fgur 3.1 Opsætnng af RTK staton på Orehoved havn. Survey område og Storstrømsforbndelsen kan ses baggrunden. Ved brug af RTK, er det mulgt at få en 3-dmensonel bestemmelse af postonen uden brug af nformatoner om hav nveau. Nøjagtgheden af systemet er ndenfor 10 cm horsontal og vertkalt. Navgatonsberegnngerne er udført med NavPac-software. Alle sesmske klder var ndvduelt postoneret onlne fra NavPack navgatons systemet. Verfkaton af systemet blev foretaget ved hjælp af Leca SpderNET Network RTK. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 9/18
3.5 Multbeam 3.5.1 Metode e bathymetrske data er opsamlet ved brug af et Reson SeaBat 7125 Multbeam system med NavScan software. Systemet har en åbnngsvnkel på 140 fordelt på 512 stråler, som scanner havbunden en nedadvendt vfteform en bredde af ca. 4 gange vanddybden. Sensorhovedet er stangmonteret stævnen af skbet, med prmær PS og Moton Sensor monteret på samme beslag. Heave, ptch & roll er løbende logget og ntegreret de opsamlede data onlne sammen med data fra lydhastghedsmålnger. Målte dybdeprofler af lydhastgheden ned gennem vandsøjlen er sammen med onlne målnger af lydhastgheden ved sensorhovedet ntegreret de bathymetrske data forbndelse med processerngen. et samlede multbeam setup opererer ndenfor specfkatonerne for IHO specal order specfcatons. 3.5.2 Kalbrerng Før opmålngen blev Multbeam sensorhovedet kalbreret over et observeret objekt undersøgelsesområdet. I forbndelse med kalbrerngen blev der udført en såkaldt patchtest som udregner monterngsvnklerne og offset tl sensorhovedet samt forsnkelsen systemet. 3.6 Sde scan sonar 3.6.1 Metode Sde scan sonar Edgetech 4200-HFL skaber et ndrekte bllede af havbunden. En puls udsendes 8-10 gange sekundet, og skrer at det reflekterede sgnal kan optages en udvalgt afstand (range) på begge sdder af fsken. Ved at vse en eller flere lnjer ved sden af hnanden skabes et sonarbllede af havbunden. Opløselgheden på langs og på tværs af sde scan sonar proflerne er bedre end 20 cm, mens selve postonerngen af objekter forhold tl setup af systemet samt vejr-, bølgeog strømforhold under opmålngen lgger med en horsontal nøjagtghed på omkrng 5 meter. For at operere sde scan sonaren konstant dybde over havbunden er fsken styret af et elektrsk umblcal spl som mulggør onlne justerng af kabeludlægget og dermed fskens højde over havbunden. 3.6.2 Acceptance-test Før opmålngen blev sonaren kalbreret ved, at fsken blev trukket frem og tlbage over samme stræknng undersøgelsesområdet, hvorefter gan blev ndstllet og objekt postoner tjekket. Onlne data er lgeledes, ved hver enkelt opstart, kontrolleret og godkendt af den tlstedeværende geofysker. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 10/18
3.7 Sesmsk regstrerng EO-SPARKER 200 fungerer ved at klden udløser en lydbølge tæt på vandoverfladen ned mod havbunden. Sgnalet reflekteres fra havbunden og de underlggende geologske lag opsamles ved et separat hydrofonarray. Sparkeren har en kernefrekvens på 12001500 Hz. Systemet blev opereret med et output på 400 joule pr. skud med en pulsrate på 2 skud sekundet. Systemet har en opløselghed horsontal og vertkalt på henholdsvs 2 m og 0,5 m. Sparkeren er trukket en afstand af 20 tl 30 m efter skbet sammen med hydrofonarray på 8 enheder. 3.7.1 Acceptance-test Før opmålngen blev sejlet blev frem og tlbage over samme stræknng undersøgelsesområdet, med forskellge puls styrker, hvor 400 J blev valgt som den optmale under forholdene. Herefter blev sværtnngsgraden (gan) og frekvens flter blev ndstllet. Onlne data er ved hver enkelt opstart kontrolleret og godkendt af den tlstedeværende geofysker. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 11/18
4 atabehandlng og tolknng 4.1 Bathymetr 4.1.1 Processerng Processerng af mult-beam data nvolverede moton sensor korrekton, grafsk kontrol og manuel edterng af spkes. Hastghedsprofler tl havbund opmålt to gange om dagen, blev ntegreret tl beregnng af dybder, og endelg blev der udarbejdet en dybdemodel baseret på et 1 m hexagonalt grd, der repræsenterer gennemsntlge vanddybder. ybdemodellen blev analyseret for anormale objekter og krydskorreleret tl Sde scan data. 4.1.2 Præsentaton en bathymetrske model er præsenteret på Blag B.2 samt elektronsk leveret som 1 meter asc grd, 0,5 meter konturkurver og eorefererede Tff blleder. Anormale objekter er vst på Blag B.3 og er lgeledes leveret som georefererede Mapnfo fler. 4.1.3 Resultater Området dækket af de prmære lnjer (jf. Sekton 3.1) gennemskæres af to VNV - ØSØ gående submarne fordybnnger. Området mellem de to fordybnnger har en højere jævn topograf. Havdybden varerer mellem 3 og 20 meter henover området. 4.2 Sde scan sonar-regstrerng 4.2.1 Processerng og tolknng Sde scan sonar-data blev processeret COA. Havbunden blev dentfceret, og efterfølgende blev en høj opløselg mosak af georefererede backscatter værder produceret. Mosakken blev eksporteret som georefererede blledfler tl brug f.eks. MapInfo. Mosakken er derefter blevet tolket på baggrund af vsuelle karakterstka og nddelt havbundstyper. Anormale objekter og sten er dentfceret på baggrund af vsuel karakter, på sdescan data. Sten og anormale objekter er herefter postoneret forhold tl Multbeam data for at opnå størst geografsk nøjagtghed. er er lgeledes dentfceret havbundsspor og tegn på kabelsegmenter området. 4.2.2 Præsentaton Bundtypekort er præsenteret ved Blag B.3. På kortet er endvdere angvet sten og anormale objekter eller MMO er (Manmade objects). Anomale objekter er vst på lsteform Tabel 4-1. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 12/18
Id nummer Østkoordnat Nordkoordnat Beskrvelse MMO_01 684914.28 6095013.45 Bøje eller debrs MMO_02 684519.08 MMO_03 Længde Bredde Højde 7 2.2 1.3 6094284.76 Mulgt vrag eller skrænt (Kun long range sss dæknng) 30 7 2 684479.42 6094310.52 Rektangulært objekt 3.5 3.5 0.7 MMO_04 684362.96 6094352.80 Mulgt fskenet 6 0.3 0.3 MMO_05 684305.57 6094055.76 ebrs eller Sten MMO_06 684317.06 6094044.55 Stang eller bjælke MMO_07 683812.78 6095764.05 Mulg debrs MMO_08 683855.29 6095623.99 Mulgt vrag / vraggods MMO_09 683658.69 6095761.92 Flere objekter mulgt vrag 4.5 3 1 9 0.2 0.2 3.5 3 0.5 8 2 0.7 13 4.5 0.5 Tabel 4-1: Menneskeskabte objekter (MMO) 4.2.3 Resultater Følgende Bundtyper er dentfceret: SAN, SAN med STEN (0 tl 10% sten) og MORÆNE (10 tl 80% sten). Tabel 4-2 vser vsuelle eksempler på bundtyperne som observeret på sdescan og en tolket beskrvelse. Overordnet er undersøgelsesområdet domneret af massv sten/grus dække, tolket som bestående af en erosonshorsont hvor Moræneaflejrnger er blottet havbunden. er er observeret sporadske områder med postglacale marne sand aflejrnger. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 13/18
ata Eksempel Backscatter Bund Bundtype Farve kode Blag B.3 Homogent tl plettet med Sand lav tl medum refleksv- Blød lød bund, tet. Sand og slt Sand med sten Homogent tl plettet med Sand og slt lav tl høj refleksvtet. med grus og Og enkelte sten sten (0 tl 10% ste stendæknng) dæknng). Moræne Medum tl høj refleksv- Sand, ler og tet og op 10% tl 80% grus med sten stendæknng. (10 tl 80% stendæknng) Tabel 4-2 Eksempler på sdescan backscatter og tolkede havbundstyper. eres ref.: Storstrømmen;; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, 201 Storstrømsforbndelsen 14/18
4.3 Sesmsk proflerng 4.3.1 Processerng Processerng af sparker sesmske profler blev udført COA sesmsk processerngssoftware og nkluderede båndpasfltrerng og Tme Varant an (TV). e processerede data blev efterfølgende konverteret tl standard Seg-Y fl format. 4.3.2 Tolknng Tl tolknng af de sesmske data blev brugt tolknngsprogrammet Sesmc+ fra CodaOctopus. Sesmske horsonter og varatoner refleksonsmønstre blev tolket på de sesmske profler og eksporteret som dybder under havbund. Ved dybdekonverterng af sesmske horsonter blev enhederne tlskrevet en hastghed på 1700 m/sek og adderet tl havbundsmodellen fra multbeam data. er er dentfceret tre sesmske enheder området. I Tabel 4-3 er lstet de dentfcerede enheder med beskrvelse af sesmske sgnaturer samt geologsk tolknng og eksempel fra sesmsk profl. Blag A.1 vser eksempler på tolkede sesmske sektoner og korrelerng tl bornger. Sesmsk Sgnatur Tolknng Subparallelle tl svagt progra- Post glacale mar- derende enhed. Op tl 4 meter ne aflejrnger Sesmsk eksempel Enhed Enhed 1 tykt Enhed 2 Kaotsk sesmsk sgnatur med lacale aflejrnger, stedvst nterne dffraktoner hovedsagelgt moræne. Enhed 3 Transparent kaotsk sesmsk lacalt omlejret sgnatur. Enheden er dentf- eller n-stu Skrve- ceret ved et svagt refleksvt krdt bånd samt korrelerng tl bornger Top Krdt Tabel 4-3: Tolkede sesmske enheder (se også Blag A.1) eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 15/18
4.3.3 Præsentaton og resultater enerelt er undergrunden undersøgelsesområdet karakterseret ved højtlggende glacale aflejrnger, der stedvst er dækket at postglacale marne aflejrnger. e glacale sedmenter overlejrer skrvekrdt, der fndes omkrng korte -18 tl -32 hvor den stedvst er dentfceret. Blag A.1 vser sesmske eksempler og Blag B.4 vser proflsnt langs den planlagte lnjeførng og udvalgte krydslnjer. Proflerne er angvet på sejllnjekortet, Blag B.1. Alle dybder refererer tl dybder under VR90 fladen. Enhed 1 (Postglacale aflejrnger): Enhed 1 overlejrer moræneoverfladen, og er stedvst tlstede området som et op tl 4 meter tykt lag der udfylder lavnnger og draperer overfladen af glacale aflejrnger. Enheden er korreleret tl borngerne Vest-b og Vest-c, hvor den består af Sand og rus. Ved borng 13 den østlge del, er Enhed 1 beskrevet som ynd, sltrg. Under denne enhed er borng 13 truffet ca. 5 meter sen/post-glacale skredjord eller nedskyldsaflejrnger (jf. Enhed 2 nedenfor). Enhed 2 (lacale aflejrnger): Enhed 2 er tlstede hele området hvor den fra bornger er beskrevet som bestående af glacale aflejrnger, hovedsagelgt moræne med ndslag af smeltevandssand grus og ler. Hvor enheden er blottet havbunden, vser sdescan data en stenrg hård abratonsflade. I borng 13 er truffet ca. 5 meter sen/post-glacale skredjord eller nedskyldsaflejrnger. et har kke været mulgt at dfferentere mellem dsse aflejrnger og de underlggende moræneaflejrnger. Overgangen tl glacal moræne fndes omkrng kote -20 (se Blag A1). Skredjord og nedskyldsaflejrnger kan repræsentere lokale døds aflejrnger, og det kan kke afvses at der kan optræde lgnende aflejrnger det prmære undersøgelsesområde. ybder tl den postglacale overflade er præsenteret ved Blag B.5. Alle dybder refererer tl dybder under VR90. Enhed 3 (Skrvekrdt): Enhed 3 er stedvst dentfceret nveau med Top Skrvekrdt borngerne Vest-c, -d, -e og f samt nr. 12 og 11. et har kke været mulgt at tolke horsonten på alle lnjer, herunder den østlge del hvor det slet kke har været mulgt at dentfcere overgangen. Horsonten optræder som et svagt refleksvt bånd uden ændrng nternt refleksonsmønster. enerelt må tolknngen derfor betegnes som uskker. Enheden er bornger beskrevet som glacalt omlejret krdt eller n-stu skrvekrdt aflejrnger. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 16/18
Fra borng Oest-g fremgår at kalkoverfladen lgger under kote -57,6. ette kan ndkere at der her fndes en erosv kanal krdt overfladen. Kanalen er kke observeret fra sesmske profler, men det kan dog kke afvses at den fndes det prmære undersøgelsesområde ud fra datagrundlaget. ybder tl Top Skrvekrdt er præsenteret ved Blag B.6. Alle dybder refererer tl dybder under VR90 fladen. eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 17/18
5 Elektronske Leverancer Elektronske leverancer omfatter data og tolknnger som lstet Tabel 5-1. Elektronske data er gjort tlgængelge på ftp server tl brug for COWI A/S og Banedanmark. verse Sesmsk proflerng (SBP) Sde Scan Sonar (SSS) Mult Beam Ekkolod (MBES) ata sæt Bathymetrsk data grd med cellestørrelse 1x1 meter databehandlng og beskrvelse H,P,R korrekton, lydhastgheds korrekton, e-spkng Elektronsk Leverng Asc grd fl ndeholdende [X,Y,Z] samt geokodet tff fl format Konturer med 0,5 meter equdstance H,P,R korrekton, lydhastgheds korrekton, e-spkng Shape fl format 600 khz SSS mosak korrgeret navgaton, TV eokodet 500 x 500 m north up geotff format, 0,2 meter opløsnng Bundtypekort Tolket bundtypekort MapInfo format Anormale objecter, sten og kabler Tolkede anormale objekter, sten og kab- Mapnfo format ler Processerede sesmske korrgeret navgaton, profler TV, båndpas flter Tolknng af Top Moræne Tolknng af Top Skrvekrdt Kort korrgeret navgaton, dybdekonverteret (1700 m/s sedmentet) korrgeret navgaton, dybdekonverteret (1700 m/s sedmentet) 1:15.000 enersk Seg-Y fl format Asc grd fl ndeholdende [X,Y,Z] dybder under VR90 Asc grd fl ndeholdende [X,Y,Z] dybder under VR90 W fl format PF fl format Tabel 5-1: Elektronske leverancer eres ref.: Storstrømmen; eofyssk opmålng for ny forbndelse EO projekt nr. 35362, Rapport 1, 2012-03-02, Storstrømsforbndelsen 18/18
Blag C Besejlngsforhold Ny forbndelse Storstrømmen Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
BANEANMARK STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL ARESSE COWI A/S Parallelvej 2 2800 Kongens Lyngby anmark TLF +45 56 40 00 00 FAX +45 56 40 99 99 WWW cow.dk INHOL 1 Bass 1 2 Skbstrafk 2 2.1 Nuværende skbstrafk Storstrømmen 2 2.2 Fremtdg skbstrafk Storstrømmen 3 2.3 Nuværende broforbndelser 4 2.4 Placerng af fremtdg bro 5 3 Fastsættelse af krav tl gennemsejlngsfag mm. 5 3.1 omæneteor 5 3.2 eometrske betragtnnger 7 3.3 Afmærknng 8 3.4 Smulernger af gennemsejlng 8 3.5 Konkluson 9 4 Skbsstød, bovkollson 9 5 Skbsstød, dækhuskollson 12 6 Referencer 13 1 Bass Nærværende notat beskrver besejlngsforhold Storstrømmen og udgør bass for fastlæggelse af gennemsejlngsgeometren og nødvendg kapactet af pller og overbygnng på en ny bro over Storstrømmen. er er taget udgangspunkt den nu værende skbstrafk området, men fremtdge tltag, der kunne ændre den nuvæ PROJEKTNR. A023755 OKUMENTNR. A023755353001 VERSION 2.0 UIVELSESATO 27.03.2012 UARBEJET ANMA/IBK KONTROLLERET JK OKENT LHE o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A023755%5%001%2.0 Besejlngsforhold.docx
2/13 STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL rende trafk er også dskuteret. Scenaret, hvor den nuværende Storstrømsbro bbe holdes sammen med opførelse af en ny bro, er lgeledes behandlet notatet. 2 Skbstrafk 2.1 Nuværende skbstrafk Storstrømmen På nuværende tdspunkt er skbstrafkken Storstrømmen begrænset af flere fakto rer. sse er blandt andet vanddybden farvandet, prmært den gravede rende rønsund, som er 5 m dyb, men også begrænsnnger form af højden på gennem sejlngsfagene ved Farøbroerne og på den nuværende Storstrømsbro, som er 26 m. Ud fra AIS data fra peroden jul 2008 jun 2009 er farvandet omkrng Stor strømmen analyseret. e analyserede data omfatter skbe større end 300 T. er er peroden fundet 1276 passager af broen med 260 forskellge fartøjer. ata såsom længde, bredde, dybgang og WT er fundet Lloyd s database for 188 af fartøjer ne. e resterende fartøjer er der kke fundet specfkke data om, men de består pr mært af skbe tlhørende søværnet og marnehjemmeværnet og er derfor typsk no get mndre end de fragtskbe, der ellers besejler Storstrømmen. Skbe over 4000 WT optræder sjældent farvandet. I peroden er der regstreret 16 passager med skbe, der er større end 4000 WT, svarende tl 1,3 %. et drejer sg om 5 forskellge skbe. et største skb den undersøgte peroden er fartøjet Belterwede på 6000 WT. et er observeret, at dsse store skbe sejler ballast gennem Storstrømmen. Havde skbene været fuldt lastede, vlle de stkke dybere end de 5 meter, der er udgravet rønsund. o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A02375535300132.0 Besejlngsforhold.docx
STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL 3/13 Fgur 2.1 Søkort af Storstrøm sammen med skbstrafk gvet ved AIS data. 2.2 Fremtdg skbstrafk Storstrømmen I forbndelse med fastsættelse af den fremtdge skbstrafk området er lokale æn drnger af eksempelvs dybder på gravede render og ændrnger af havne vgtge parametre. I den forbndelse er der taget kontakt tl Kystdrektoratet. Ifølge Hans Erk CutoToft fra Kystdrektoratet forelgger der kke på nuværende tdspunkt planer for udbygnng af havne området. er er heller kke planer om ændrnger på sejlrenden rønsund. Karsten Kolle fra Planlægnngs og Byfornyelsesenheden ved uldborgsund kom mune udtaler, at de seneste udvklngsplaner, der var undervejs for Orehoved Havn, (uldborgsund Kommune, 2010), var baseret på, at havnen skulle fungere som produktonssted tl Femernforbndelsen. a havnen kke blev valgt som produkt onssted, er projektet for udvdelse af havnen kke aktuelt øjeblkket. er er således kke fundet bass for, at der skulle være betydnngsfulde ændrnger lokalområdet den nærmere fremtd. erfor er sgnfkante ændrnger trafkken på baggrund af en ny forbndelse over Storstrømmen er kke fundet sandsynlge. 2.2.1 Luknng af klapbro mellem Sjælland og Masnedø I forbndelse med projektgrundlaget for den fremtdge faste forbndelse over Fe mer Bælt ndgår ud over selve forbndelsen også landanlæg. ette ndbefatter op gradernger af vej og jernbane. Udvdelse af det ekssterende jernbaneanlæg vl kræve en udvdelse af den nuværende bro over Masnedsund. I forbndelse med ud o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A023755%5%001%2.0 Besejlngsforhold.docx
4/13 STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL vdelsen af kapacteten af jernbaneanlægget er det planlagt at fastlåse klapbroen over Masnedsund og bygge en parallel jernbanebro beton øst for den nuværende bro over Masnedsund, (Banedanmark, 2011). I forbndelse med luknng af klap broen forventes der udgravet en ny sejlrende mellem Kalvestrøm og Færgestrøm området sktseret Fgur 2.2. Fgur 2.2 Søkort af området øst for Masnedø, hvor sejlrenden er planlagt tl at blve pla# ceret, (Banedanmark, 2011). Skbstrafk, der tdlgere har passeret klapbroen ved Masnedsund, forventes derfor fremtden at benytte denne sejlrende. ette forventes at gve et højere antal af pas sager af Storstrømsbroen forhold tl dag. Antallet af store erhvervsskbe forven tes kun at stge mnmalt, da hovedparten af passagerne gennem Masnedsund fore tages af mndre fartøjer, se (Banedanmark, 2011). et forventes derfor kke, at op førelsen af en fast bro over Masnedsund og den tlhørende ændrng skbstrafkken vl gve anlednng tl ændrng størrelsen af det dmensonsgvende skb for opfø relsen af en ny bro over Storstrømmen. 2.3 Nuværende broforbndelser ennemsejlngsfagene på den nuværende Storstrømsbro har en spændvdde på 136 m for østgående trafk og 102 m for vestgående trafk. ennemsejlngsgeome tren på broen er 26 m høj og 125 m bred for østgående trafk og 25,5 m høj og 95 m bred for vestgående trafk. Vestgående trafk, der har brug for en gennemsej lngshøjde på 26 m, har dog lov tl at tage det høje fag. e ndledende undersøgel ser ndkerer, at der har været 4 påsejlnger af broen sden 1992. e 2 seneste hæn delser har været med vestgående skbe, som altså skulle gennemsejle det mndre gennemsejlngsfag. et vdes på nuværende tdspunkt kke, hvlken retnng de 2 andre skbe, som har påsejlet broen, har haft. Med den gvne skbstrafk området gver dette antal påsejlnger en høj frekvens for kollsoner. ette kunne ndkere, at den nuværende gennemsejlngsbredde kke er tlfredsstllende. Farøbroen fra Farø tl Falster er en skråstagsbro med en spændvdde på 290 m. ennemsejlngsgeometren på broen er 26 m høj og 260 m bred. Skbstrafk fra o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A02375535300132.0 Besejlngsforhold.docx
STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL 5/13 begge retnnger skal passere broen dette spænd. Broen lgger på et sted, hvor Storstrømmen slår et knæk, og dette sammenholdt med mulg skbstrafk begge retnnger kræver et relatvt bredt gennemsejlngsfag. Baggrunden for fastsættelsen af den eksakte størrelse af gennemsejlngsgeometren er dog kke kendt. 2.4 Placerng af fremtdg bro en nye forbndelse placeres mellem Masnedø og Falster. I stedet for at lave et s svng på Masnedø, som den nuværende bro kræver, vl den nye forbndelse nærme re være en forlængelse af lnjeførngen fra broen over Masnedsund og derfor kun følge en svag banekurve på Masnedø, dette ses på Fgur 2.3. Fgur 2.3 Nuværende placerng af ny forbndelse over Storstrømmen. Lnjeførngen, der ses på Fgur 2.3, har en konstant radus over brostykket, der er markeret med rødt. Vnklen mellem den ekssterende og den nye bro er ca. 18 ved gennemsejlngsfagene. Placerngen af den ny broforbndelse over Storstrømmen vl passere tæt forb nd sejlngen tl Orehoved Havn, som ses nederst tl venstre på Fgur 2.1. Hvs den nuværende ndsejlng bbeholdes, vl der være en gennemsejlngsåbnng på 60 m gange 17 m for adgang tl havnen. Bredden på 60 m burde kke udgøre et væsentlgt problem med nuværende lnjeførng, da trafkken tl Orehoved Havn sejler en udgravet kanal, der er mndre end 60 m bred. ermod kan gennemsej lngshøjden på 17 m betyde en begrænsnng anvendelsen af havnen. et kan der for være nødvendgt at grave en ny rende nd tl havnen, så den kan anløbes uden at passere den nye bro. Umddelbart synes der at være gode mulgheder for en sådan omlægnng. 3 Fastsættelse af krav tl gennemsejlngsfag mm. 3.1 omæneteor For at kunne fastlægge en mnmumsbredde på fremtdge gennemsejlngsfag tages der udgangspunkt den nuværende skbstrafk Storstrømmen. enne er bestemt ud fra AIS data fra skbe, der har passeret broen peroden jul 2008 jun 2009. Ved at bruge domæneteoren kan man fnde et første estmat på mnmumsbredden af gennemsejlngsfaget. omæneteoren, udvklet af den japanske forsker Yahe Fuj, kan bruges tl at bestemme hvor stort et frareal, der skal være omkrng et skb for at kaptajnen føler sg tryg. Kommer andre skbe, bropller mv. nden for o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A023755%5%001%2.0 Besejlngsforhold.docx
6/13 STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL denne ellpseformede skkerhedszone, er der rsko for, at skbsføreren reagerer uhensgtsmæssgt. er forefndes undersøgelser omkrng brugen af denne teor forhold tl ekssterende broforbndelser, eksempelvs (Frandsen, Olsen, Lund, & Bach, 1991), som understøtter valdteten af at bruge dette som et udgangspunkt for at fastsætte mnmumsspændvdden. Fgur 3.1 Eksempel på brug af domæneteor for skbe (Larsen, 1993). Afblledet er skbet og det samhørende domæne. I Fgur 3.1 er der gvet et eksempel på brugen af domæneteor for skbe, der passe rer en bro med en smal åbnng. Størrelsen på domænet er gvet for sejlløb med fr navgaton, en skbshastghed på 58 m/s og uden forhndrnger form af øer, lavt vand eller lgnende. For smalle kanaler og lgnende, hvor fartøjerne har en reduce ret hastghed, kan der bruges en reduceret størrelse på domænet på 6,0L længde retnngen og 1,6L tværretnngen, hvor L er skbets længde. Ved separerng af trafkken de to retnnger med 2 gennemsejlngsfag, som det også er tlfældet for den nuværende Storstrømsbro, kan man tage udgangspunkt Fgur 3.2. Fgur 3.2 Krav tl navgatonsspænd for broer med envejstrafk (Larsen, 1993). o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A02375535300132.0 Besejlngsforhold.docx
STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL 7/13 Ved Vestbroen på Storebæltsforbndelsen er sat en øvre grænse på 1000 WT for passerende skbe. Fastsættelsen af denne grænse er baseret på smulernger af sk benes sejlads gennem broen under ugunstge forhold. Et 1000 WT skb har typsk en længde på omkrng 60 m. Hvs denne skbslængde omsættes va domæneteor en, gver dette krav tl gennemsejlngsbredden på 1,6F60 m=96 m. ette er mndre end de 103,6 m gennemsejlngsbredde, der er på Vestbroen, og krteret er således opfyldt. Ved et typsk skb på 2000 WT med en længde på 80 m vl mnmums krteret med domæneteoren gve et krav tl gennemsejlngsbredden på 1,6F80 m=128 m. ette er således kke opfyldt for Vestbroen og understøtter den fastsatte grænse for størrelsen af passerende skbe. et bemærkes, at højden er 18 m en bredde af 70 m omkrng mdten af fagene aftagende tl 16 m ved bropl lerne. Storstrømmen har: Flere områder med lavt vand Farøbroen lgger tæt på er skal nær gennemsejlng foretages nogle svng er er relatv begrænset skbstrafk området. erfor tages der udgangspunkt mndstekravet, som er en gennemsejlngsbredde på 1,6L, selvom skbstrafkken Storstrømmen kke lever op tl antagelsen (Frandsen, Olsen, Lund, & Bach, 1991) om at skbenes hastghed skal være reduce ret. I (Frandsen, Olsen, Lund, & Bach, 1991) er 95 % fraktlen brugt forhold tl skbslængden. ette gver for skbstrafkken Storstrømmen en længde på 89 m, som leder tl et mnmumskrav tl gennemsejlngsfagene på 1,6F89 m=142 m. ette må anses som mnmumskravet forbndelse med fastlæggelse af størrelsen af gen nemsejlngsfagene ved hjælp af domæneteor. Ved hjælp af yderlgere undersøgel ser, eksempelvs smulernger med den fremtdge broløsnng, kan det på et senere stade testes, om dette mnmumskrav er tlstrækkelgt for søfarten. Hvs den gamle bro bevares, vl smulerngen skulle omfatte sejlads gennem begge broer. Hvs det største skb det observerede tdsrum benyttes, vl det gve en mnmums bredde på gennemsejlngsfagene på 1,6F114 m=183 m. 3.2 eometrske betragtnnger Ved bbeholdelse af den gamle bro over Storstrømmen sammen med opførelsen af en ny bro kan der, alt afhænggt af den endelge geometr på den nye bro, komme et ekstra bdrag tl kollsonsrskoen. ette kan dog mnmeres ved korrekt af mærknng, se afsnt 3.3. et er vgtgt at skre, at en rute gennem to broer, der er placeret tæt på hnanden, er tydelg og kke kan mstolkes. ette gælder specelt, hvs gennemsejlngsbredderne kke er ens, og at ruten den ene retnng derfor vl få en ndsnævrng. en nødvendge bredde af gennemsejlngsfaget måles vnkelret på sejlretnngen. Ved den nuværende lnjeførngen, se Fgur 2.3, er vnklen mellem den gamle og den nye bro ca. 18º. Ved en antagelse om, at skbene på nuværende tdspunkt sejler vnkelret gennem den ekssterende bro, og at denne kurs lgeledes vl blve benyttet fremtden, gver vnklngen af broen et behov for yderlgere spændvdde for at opnå et gennemsejlngsfag, der overholder mnmumskravene vnkelret på sejlret nngen. ette vl med udgangspunkt domæneteoren med bass 95 % fraktlen af o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A023755%5%001%2.0 Besejlngsforhold.docx
8/13 STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL skbsstørrelsen blve 1,6F89 m/cos(18º)+bftan(18º)=150 m+0,33b, hvor B er bro pllens udstræknng vnkelret på brolnjen. et bemærkes, at Søfartsstyrelsen foretrækker, at sejlruten er vnkelret på brolnjen jf. møde mellem Søfartsstyrelsen, Banedanmark og COWI den 19/122011, (COWI, 2011). ennemsejlngshøjden gennem Storstrømmen er dag begrænset af den eksste rende Storstrømsbro med gennemsejlngshøjde på 26 m. Farøbroen har lgeledes en gennemsejlngshøjde på 26 m. et er derfor valgt, at der for den ny forbndelse over Storstrømmen etableres en gennemsejlngshøjde på 26 m. et er kke nødven dgt med 26 m på hele navgatonsspændet på 142 m, jævnfør, at 18 m gennemsej lngshøjde på Storebæltsforbndelsens Vestbro kun er opfyldt på 70 m ud af en samlet afstand på ca. 103 m mellem bropllerne. I den nuværende fase vurderes følgende krav tl gennemsejlngshøjden tlstrække lge. Fgur 3.3 Krav tl gennemsejlngshøjde. Bredder er målt vnkelret på sejlretnngen. 3.3 Afmærknng Afmærknng er generelt af stor betydnng for skbsfartens skkerhed. Ved bbehol delse af den ekssterende bro sammen med opførelsen af en ny bro er der et behov for nøje at afmærke sejlruten mellem de to broer. et er vgtgt, at ruten gennem de to broer fremgår tydelgt og kke kan msforstås. Ved brug af tydelg og logsk af mærknng forventes der kke sgnfkante problemer forhold tl skbsfarten ved at have 2 broforbndelser lggende nærheden af hnanden. Ved opførelsen af en ny bro som erstatnng for den nuværende bro skal gennemsej lngsfagene lgeledes være afmærket på passende vs. En tydelg afmærknng mndsker sandsynlgheden for at skbe gennemsejler forkerte fag og mndsker der for lgeledes sandsynlgheden for påsejlnger af broen. Afmærknngen skal god kendes af Søfartsstyrelsen. 3.4 Smulernger af gennemsejlng For at kunne fastlægge den nødvendge bredde af gennemsejlngsfag bruges ofte smulernger, hvor det kan testes, om den fremtdge bro er konstrueret på en sådan måde, at erfarne kaptajner føler sg trygge ved forbndelsen under varerende for o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater 20_Fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A02375535300132.0 Besejlngsforhold.docx
STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL 9/13 hold, se eksempelvs (Petersen, 1998). På nuværende tdspunkt er der kke lavet smulernger af gennemsejlng. 3.5 Konkluson er er mange parametre, der har ndflydelse på hvorvdt bredderne af gennemsej lngsfagene er tlstrækkelge. omæneteoren kan bruges som en ndkaton på om bredden af gennemsejlngsfaget på en bro er tlstrækkelg forhold tl den skbstra fk, der passerer gennem den. er er kke fundet belæg for væsentlge fremtdge ændrnger sammensætnngen skbstrafkken forhold tl den nuværende Stor strømmen. og forventes antallet af gennemsejlnger at stge efter nedluknng af klapbroen mellem Sjælland og Masnedø. Ved brug af domæneteoren er 142 m fundet som den mnmale gennemsejlngsbredde målt vnkelret på sejlretnngen for en bro med separate gennemsejlngsfag for de to sejlretnnger. ette er under for udsætnng af at 95 % fraktlen af skbsstørrelsen af den observerede skbstrafk bruges som grundlag, og også at teoren for farvand med navgatons eller manøv remæssge begrænsnnger bruges som bass. 4 Skbsstød, bovkollson Sandsynlgheden for bovkollson mod bropllerne beregnes almndelgvs ved en kombnaton af forskellge bdrag. er betragtes prncpelt fre forskellge fæno menologske kategorer af kollsoner: Kategor 1 Kategor 2 Kategor 3 Kategor 4 Skbe, der følger den forventede rute tl passage af broen, men pga. af teknske eller menneskelge fejl kommer vanskelghe der nden passage af broen Skbe, der pga. af en mødestuaton under eller tæt ved passage af broen, kommer på kollsonskurs Skbe, der kke ændrer kurs ved et knæk ruten, men fortsætter med fejlagtg kurs mod broens sdefag Skbe, der kke følger den forventede rute, ford de er vldfarne, ude af kontrol eller drver Sejladsmønsteret for den fremtdge trafk under en ny Storstrømsbro kendes kke dag og vl under alle omstændgheder afhænge af søafmærknnger etc. en eksste rende trafk svarende tl forholdene uden den ny Storstrømsbro er markeret ved hjælp af AIS data på Fgur 4.1, som også vser lnjeførngen for den ny Storstrøms bro. Placerngen af gennemsejlngsfag er markeret med sorte streger. o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A023755%5%001%2.0 Besejlngsforhold.docx
10/13 STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL Fgur 4.1 Søkort med AIS data På Fgur 4.2 er et mulgt fremtdgt sejladsforløb for østgående skbe markeret. For østgående skbe vl Kategor 1kollsonskanddater udgøre den prmære bdragen de årsag tl kollson mod en ny Storstrømsbro. Med den yderst begrænsede trafk Storstrømmen må effekten af mødestuatoner, Kategor 2, være yderst begrænset, og da der yderlgere for Storstrømsbroen er gennemsejlng hver st fag, vurderes det, at der helt kan ses bort fra Kategor 2 bdrag. Som markeret på Fgur 4.2 må den østgående trafk forventes at skulle dreje 2 gan ge for at passere broen. Således er Kategor 3bdrag relevante at betragte for øst gående skbe under Storstrømsbroen. Skbe, der glemmer at dreje første knæk punkt, vl, hvs de kke får korrgeret kursen, gå på grund øst for ndsejlngen tl Masnedsund. Skbe, som sejler som forventet (dvs. følger markerngen Kat 1 og Kat 3) og glemmer at dreje andet knækpunkt, vl næppe kolldere med broen, men nok nærmere grundstøde umddelbart vest for landfæstet på Falster. enne vurde rng er selvfølgelg behæftet med nogen uskkerhed, da det Fgur 4.2 markerede Kategor 3bdrag kommer relatvt tæt på broen. Tl gengæld er sandsynlgheden for, at et skb glemmer at dreje andet knækpunkt, under forudsætnng af at det drejede første knækpunkt, sgnfkant mndre, end sandsynlgheden for at glemme at dreje første knækpunkt. et bemærkes øvrgt, at en regulerng af skbstrafk ken med markeret sejlrende vl kunne mnmere rskoen for, at eventuelle skbe, der glemmer at dreje det andet knækpunkt, vl ramme broen. en geometrske fordelng af afvgende skbe, som kan tlskrves Kategor 1 og 3 antages at følge en normalfordelng. En vs andel af de skbe, som er på afveje, må af forskellge årsager antages at sejle helt tlfældgt. ette svarer tl Kategor 4 bdraget, og modelleres med en unform fordelng langs hele brolnjen. et bety der, at Kategor 4 kan ramme hvor som helst langs brolnjen, under forudsætnng af at skbet kan komme dertl uden at grundstøde. et forudsættes her, at skbe med en dybgang, som overskrder vanddybden med mndst 0,5 m allerede 80 m fra den betragtede plle, vl grundstøde før pllen nås. I alle andre tlfælde regnes pllen ramt med fuld kraft. Skbets dybgang afhænger af laststuatonen og ndgår kun delvst vurderngen. o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A02375535300132.0 Besejlngsforhold.docx
STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL 11/13 Fgur 4.2 Søkort med AIS data og markerng af mulgt fremtdgt sejladsmønster. Skbsstødsrskoen fra vestgående skbe kan lgeledes opdeles på kategorer. Sej ladsmønsteret vl høj grad afhænge af om den ekssterende Storstrømsbro bbe holdes eller om den fjernes. Som udgangspunkt ses der bort fra den ekssterende Storstrømsbro og dette tlfælde må Kategor 2 og 3 bdrag være meget små. Såle des må det forventes at være lettere at passere broen for de vestgående skbe. I det tlfælde eller den perode, hvor der både er en ny Storstrømsbro og den eksste rende Storstrømsbro, vl der være nogle forhold omkrng sejladsen mellem de 2 broer, som vl skulle løses for at begge broer kan passeres på skker vs. et anta ges, at dette kan håndteres ved forskellge former for søafmærknng. er vl desu den denne stuaton være en forøget rsko for kollson mod pllerne umddelbart nord for gennemsejlngsfagene på den ny Storstrømsbro, men dette er kke nklude ret for nærværende. For at kunne skre at desgnet af den nye Storstrømsbro har tlstrækkelg høj sk kerhed med hensyn tl skbsstødsproblematkken, er det valgt at foreskrve en mod stand af pllerne tlslutnngsfagene på 25 MN og 60 MN for pllerne ved gennem sejlngsåbnngen. Med tlstrækkelg høj skkerhed forstås, at rskoen for svgt kke overskrder en maksmal årlg svgtsandsynlghed på 10 6. og behøver pller på meget lavt vand kke at have ovenstående kapactet. Meget lavt vand er foreløbgt fastsat tl mndre end 2 m vanddybde. For gennemsejlngsfagene er det valgt, at kapacteten af bropller skal kunne mod stå en skbskollson fra et skb af en størrelse, der tlnærmelsesvs modsvarer det størst forekommende skb. ette svarer tl en skbsstødkraft på 60 MN. ette er et svagt konservatvt valg baseret på uskkerheden omkrng den fremtdge besejlng og gennemsejlngsåbnngernes størrelser. Bropllerne tlslutnngsfagene skal kunne modstå en skbskollson fra et noget mndre skb, således at rskoen for svgt kke overskrder et forudsat acceptkrter um på en maksmal årlg svgtsandsynlghed som her er sat tl 10 6. ette svarer tl en skbsstødkraft på ca. 25 MN. Tl sammenlgnng er der for den ekssterende Storstrømsbro gennemført analyser, som synes at have dokumenteret tlstrækkelg skkerhed mod skbsstød for bropl lekapacteter på 1720 MN for tlslutnngsfag og 30 MN for gennemsejlngsfag. FarøFalster broens bropller har ved gennemsejlngsfaget en kapactet på ca. 60 MN og en langt større navgatonsåbnng. o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A023755%5%001%2.0 Besejlngsforhold.docx
12/13 STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL e forudsatte skbsstødkræfter skal en senere fase optmeres/verfceres ved en egentlg skbsstødsanalyse. Sammenlgnng med den ekssterende Storstrømsbro ndkerer også, at de foreskrevne kapacteter må forventes at være på den skre sde. 5 Skbsstød, dækhuskollson I tllæg tl rskoen for bovkollson kan der være en, om end llle, rsko for dækhuskollson. en vl gennemsejlngsfagene komme fra skbe, som følger den forventede rute tl passage af broen, men pga. af teknske eller menneskelge fejl kommer vanskelgheder nden passage af broen (Kategor 1bdrag som markeret på Fgur 5.1). I tlslutnngsfagene vl det være som følge af enten sprednngen på Kategor 1 skbe eller skbe, der kke følger den forventede rute, ford de er vldfar ne, ude af kontrol eller drver (Kategor 4bdraget). Fgur 5.1 Søkort med AIS data og markerng af gennemsejlng fra vest. Fgur 5.2 vser en opstalt af et af gennemsejlngsfagene. Rsko for kollson mod de på Fgur 5.2 markerede områder skal vurderes. eneral cargo skbe med WT 35004000 har gennemsnt en dækhushøjde ballast på 15 m og kun 10 % har en dækhushøjde som overskrder 23 m. Bredden af dækhuset må forventes størrel sesordenen 14 m. Kræfterne, som kan opbygges forbndelse med en dækhuskollson, afhænger prmært af kontaktbredden og kontakthøjden. For et 14 m bredt dækhus svarer en kontakthøjde på omkrng 5 m tl kræfter på ca. 15 MN. Med skbe af størrelsesor denen 4000 WT burde rskoen for kollaps pga. dækhuskollson gennemsej lngsåbnngen således være forsvndende, hvs overbygnngen har en kapactet på 15 MN. o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A02375535300132.0 Besejlngsforhold.docx
STORSTRØMMEN 3 BESEJLINSFORHOL 13/13 Fgur 5.2 Opstalt af gennemsejlngsfag. For tlslutnngsfagene, som kunne blve ramt af vldfarne skbe, foreskrves også en kapactet på 15 MN af overbygnngen. Ved en kapactet på 15 MN vurderes resdualrskoen fra dækhuskollson mod overbygnngen at være margnal. 6 Referencer Banedanmark. (2011). Hørngsrapport Sejlrende gennem Masnedsund Østflak. Femern Bælt danske jernbanelandanlæg. COWI. (2011). Referat Møde omkrng ny forbndelse over Storstrøm. eltagere: Søfartsstyrelsen, Banedanmark, COWI. Frandsen, A.., Olsen,. F., Lund, H. T., & Bach, P. E. (1991). Evaluaton of mnmum brdge span openngs applyng shp doman theory. Transportaton Research Record No. 1313, Freght Transportaton: Truck, Ral, Water, and Hazardous Materals, 83#90. uldborgsund Kommune. (2010). Idéfase for nye erhversarealer Orehoved havn. Folder. Larsen, O.. (1993). Shp Collsons wth Brdges. Zürch, Swtzerland: IABSE # AIPC #IVBH. Petersen, S. E. (1998). Use of shp smulatons n brdge desgn. Shp Collson Analyss, luver & Olsen, Balkema, Rotterdam, 159#168. Y.Fuj & N.Mzuk. (1998). esgn of VTS systems for water wth brdges. Shp Collson Analyss, luver & Olsen, Balkema, Rotterdam, 177#190. o:\a020000\a023755\3_pdoc\oc\20_fagnotater & rapporter\2012.03.23_fagnotater fase 1\05 Projektgrundlag\Blag\A023755%5%001%2.0 Besejlngsforhold.docx
Blag Ekssterende lednnger Ny forbndelse Storstrømmen Projektgrundlag Fagnotat, fase 1
8 H F < C < H < H <? S < < H < < H H < S? < F < < H S H S H < H H H H S H B S F S H F H H F B H H < S? H < S 5 B B Sgnaturer < Bane & vejanlg H < H F H H H H H H < < B < 8 5 B F 8 < Noter < < 5 F 8 8 F < < < 8 < 5 F 8 F F < H F H H H H S Verfceret Adresse Projekterng Banedanmark COWI A/S Amerka Plads 15 Parallelvej 2 2100 Kłbenhavn 2800 Kgs. Lyngby H H Aflłser H H F Seneste udgave Ml ato og ntaler ato og ntaler 1:7500 H 1. udgave Udarbejdet 12.03.2012 ANH Kontrolleret 12.03.2012 EP odkendt 12.03.2012 LHE Copyrght Banedanmark Jajn 09:29:31 ---------- Ny forbndelse over Storstrłmmen Enhed m Sprog Udgave ansk 01.00 Ekssterende lednnger Tegnngsnr. 12.03.2012 \\COWI.NET\Projects\A020000\A023755\3_Pdoc\CA\03_CWA\Cv_Ralway\Sheet\A23755-6-50.dgn A-23755-6-50 Sde/af sder Sde 1 af 1
Blag E e 5 scenarer på grafsk form Ny forbndelse Storstrømmen Projektgrundlag, fase 1