Rapport [6,8 MB] - Morten Christiansen
Rapport [6,8 MB] - Morten Christiansen
Rapport [6,8 MB] - Morten Christiansen
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Ny Dallvej<br />
Tilslutning til Motorvej E45<br />
Hovedrapport<br />
Det Teknisk- Naturvidenskabelige Fakultet<br />
Aalborg Universitet<br />
Gruppe C104<br />
B3 - Projekt 2005
Titel:<br />
Tema:<br />
Ny Dallvej — tilslutning til Motorvej E45<br />
Infrastrukturelle Anlæg<br />
Projektperiode:<br />
B3, efter˚arssemesteret 2005<br />
Projektgruppe:<br />
C104<br />
Deltagere:<br />
Carsten Rune Jensen<br />
Jakob Lemming<br />
Jesper Jensen<br />
Kasper Skyum Kjeldsen<br />
Laura Sand Pedersen<br />
<strong>Morten</strong> <strong>Christiansen</strong><br />
Vejledere:<br />
Lektor: Christian Frier<br />
Civilingeniør: Michael Eilersen<br />
M.Sc., Ph.D: Søren Thorndal<br />
Oplagstal: 11<br />
Sidetal hovedrapport: 106<br />
Sidetal bilagsrapport: 180<br />
Afsluttet den: 22–12–2005<br />
Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet<br />
Byggeri og Anlæg<br />
Sohng˚ardsholmsvej 57<br />
9000 Aalborg<br />
http://www.sohn.aau.dk/<br />
Synopsis:<br />
Gennem længere tid har trafikken i Nordjylland<br />
været støt stigende, hvilket er˚arsag<br />
til problemer med afvikling af trafikken ved<br />
Skalborg. Undersøgelser viser, at trafikken<br />
p˚a Hobrovej ved Skalborg kan reduceres<br />
med op til 35%, ved at anlægge en tilkørsel<br />
til Motorvej E45 ved Dall Villaby. <strong>Rapport</strong>en<br />
tager udgangspunkt i anlæggelse af<br />
denne tilkørsel.<br />
Der udarbejdes løsningsforslag til en linieføring,<br />
der indebærer en st˚albro over motorvejen.<br />
St˚albroen detailprojekteres som<br />
en dobbelt statisk ubestemt bjælkebro med<br />
skr˚a søjler.<br />
Da omr˚adet er af særlig drikkevandsinteresse,<br />
ledes regnvand via grøfter og ledninger<br />
til to regnvandsbassiner, der bundfælder<br />
de værst forurenende stoffer, inden<br />
vandet ledes videre ud i Øster˚a.<br />
<strong>Rapport</strong>ens indhold er frit tilgængeligt, men offentliggørelse (med kildeangivelse) m˚a kun ske<br />
efter aftale med forfatterne.
Forord<br />
Dette projekt er udarbejdet af gruppe C104 p˚a Aalborg Universitet, Byggeri og<br />
Anlægs 3. semester, i perioden fra 2. september 2005 til 22. december 2005.<br />
Projektet er udarbejdet ud fra det overordnede tema Infrastrukturelle anlæg og<br />
omhandler tilslutningen af Motorvej E45 ved Dall Villaby.<br />
Form˚alet med projektet har været at opn˚a forst˚aelse for problemstillinger i forbindelse<br />
med analyse og projektering af anlægskonstruktioner, herunder projektering af en<br />
vej, afvanding af vejen og dimensionering af en st˚albro. Disse hovedemner opbygger<br />
rapporten i tre dele, vægtet som følgende: Konstruktion 50%, Vej- og trafikteknik<br />
30% og Vand og miljø 20%.<br />
Projektgruppen vil gerne rette tak til Teknisk Forvaltning i Aalborg Kommune for<br />
et godt samarbejde under udarbejdelse af rapporten. De har været til stor hjælp<br />
mht. anskaffelse af analytiske trafiktal for omr˚adet samt en god sparingspartner<br />
mht. planer for omr˚adet.<br />
Læsevejledning<br />
Projektet er opdelt i en hovedrapport og en bilagsrapport. Hovedrapporten indeholder<br />
resultater og konklusioner p˚a de enkelte delemner, hvor bilagsrapporten indeholder<br />
beregninger og teori, der ligger til grund for hovedrapportens konklusioner.<br />
Henvisninger mellem hovedrapporten og bilagsrapporten findes i teksten.<br />
Litteraturlisten findes sidst i hovedrapporten. Til litteraturhenvisning er der i rapporten<br />
benyttet Harvard-metoden. Disse henvisninger vil ogs˚a kunne findes i teksten.<br />
Henvisninger til Dansk Standard skrives som DS efterfulgt af det relevante normnummer.<br />
Tabeller og figurer bliver henvist med tabel- og figurnummer, og ligninger bliver
ii<br />
henvist med ligningsnummer omgivet af paranteser. Henvisninger, som indledes med<br />
et bogstav, findes i bilagsrapporten.<br />
Til rapporten hører en tegningsmappe. I rapporten er der henvist til tegningsmappen<br />
ved ”c104-xxx”, hvor x angiver tegningens nummer.<br />
Flere beregninger er udført i computerprogrammer som Calfem og Matlab, hvilket<br />
der oplyses om gennem rapporten. P˚a den vedlagte CD findes programmerne samt<br />
et overskueligt index.<br />
P˚a CD’en findes ogs˚a en digital version af rapporten, bilag, trafiktællinger for omr˚adet,<br />
ind- og uddata fra Novapoint og tegninger udarbejdet i Novapoint og AutoCAD.<br />
I rappoten benyttes mange betegnelser for de forskellige laster. For overskuelighedens<br />
skyld er de listet nedenfor.<br />
• Gx,y er egenlaster<br />
• Qx,y er punktlaster<br />
• qx,y er linielaster og fladelaster<br />
• Mx,y er momenter<br />
Her angiver x en beskrivende parameter for de enkelte laster. y angiver, om det er<br />
hhv. den karakteristiske eller den regningsmæssige last, k hhv. d.<br />
Carsten Rune Jensen Jakob Lemming<br />
Jesper Jensen Kasper Skyum Kjeldsen<br />
Laura Sand Pedersen <strong>Morten</strong> <strong>Christiansen</strong>
Indhold<br />
1 Indledning 1<br />
1.1 Præsentation af omr˚adet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
1.2 Problemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
1.2.1 Initierende problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
1.3 Problemstilling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
I Vej- og trafikteknik 7<br />
2 Vej- og trafikteknik 9<br />
2.1 Projektets relation til 3. Limfjordsforbindelse og vestlig omfartsvej . . 9<br />
2.2 Trafiksituationen i omr˚adet ved City Syd . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />
2.3 Fremskrivning af ˚ ADT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />
2.4 Problemformulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13<br />
3 Korridoranalyse 15<br />
3.1 Mulige korridorer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15<br />
3.2 Ideskitse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />
3.3 Problemafgrænsning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />
4 Tracéring 21<br />
4.1 Forudsætninger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />
4.2 Tommestokslinieføring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />
4.3 Segmenter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />
4.4 Klotoider . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24<br />
4.5 Længdeprofil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
4.6 Opsummering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />
5 Masseberegninger 29<br />
6 Dimensionering af vejbefæstelse 33<br />
7 Vejkryds 35
iv Indhold<br />
7.1 Beskrivelse af mulige krydstyper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35<br />
7.1.1 Kryds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36<br />
7.1.2 Rundkørsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37<br />
7.2 Valg af vejkryds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37<br />
7.2.1 Kryds ved Hobrovej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37<br />
7.2.2 Kryds mellem Dallvej og Ny Dallvej . . . . . . . . . . . . . . . 38<br />
7.3 Skitsering af vejkrydsene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38<br />
7.3.1 Hobrovej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38<br />
7.3.2 Dallvej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38<br />
7.4 Kapacitetsberegning af T-kryds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40<br />
II Vand og miljø 41<br />
8 Vand og miljø 43<br />
8.1 Problemformulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43<br />
8.2 Terrænanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44<br />
8.3 Problemafgrænsning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45<br />
9 Afvanding i grøft 47<br />
9.1 Forudsætninger for grøftberegninger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47<br />
9.2 Beregning af regnvarigheden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49<br />
9.3 Oplandsarealer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51<br />
9.3.1 Ekstern opland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52<br />
9.3.2 Intern opland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53<br />
9.3.3 Reducerede oplandsarealer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54<br />
9.4 Dimensionsgivende vandføring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55<br />
9.5 Grøftens dimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55<br />
9.6 Grøftdimensioner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56<br />
10 Rørdimensionering 57<br />
11 Dimensionering af regnvandsbassin 59<br />
11.1 Dimensionering af rør til recipienten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60<br />
11.2 Kontrol af regnvejrsbassin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62<br />
11.3 P˚avirkning af recipient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62<br />
III Konstruktion 63<br />
12 Brokonstruktion 65<br />
12.1 Valg af bro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65<br />
12.2 Problemformulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Indhold v<br />
12.3 Problemafgrænsning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68<br />
13 Fremgangsm˚ade 69<br />
14 Broens topologi 71<br />
15 Forudsætninger for dimensionering 75<br />
15.1 Laster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75<br />
15.2 Lastkombinationer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76<br />
15.2.1 St˚alstyrke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76<br />
16 Broplader 79<br />
17 Længdebjælker 83<br />
18 Tværbjælker 87<br />
19 Søjler 91<br />
19.1 Vindafstivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92<br />
20 Boltesamlinger 93<br />
21 Forsimplede modeller 97<br />
22 Sammenfatning 99<br />
Litteratur 103
Kapitel 1<br />
Indledning<br />
I 1957 oprettede den daværende regering Vejdirektoratet, der primært skulle administrere<br />
tilskud til drift og vedligeholdelse af vejnettet. I takt med at økonomien i<br />
Danmark blev bedre gennem 50’erne, steg antallet af biler. Dette øgede belastningen<br />
p˚a de anlagte veje, og infrastrukturen var ikke længere tilstrækkelig. Staten tog<br />
derfor del i infrastrukturens udvikling ved at finansiere motorvejsnettet.<br />
Fra 1960 til 1970 blev antallet af biler i Danmark tredoblet (Wendel 2004), og der<br />
var ikke nogen antydning af, at denne udvikling ville stoppe. Derfor blev en række<br />
fremtidige forbedringer til infrastrukturen planlagt og p˚abegyndt. Bl.a. blev Limfjordstunnelen˚abnet<br />
i 1969 og etablering af flere motorvejsstrækninger blev vedtaget.<br />
Finansieringen heraf blev helt overdraget til staten.<br />
I 1971 blev en endelig vejlov vedtaget med ikræfttrædelse i april 1972. Samtlige veje<br />
blev opdelt i hhv. stats-, amts- og kommuneveje, og den respektive afdeling under<br />
hver statsenhed skulle st˚a for vedligeholdelse og nye tiltag.<br />
Den øgede bilpark og motoriserede trafik medførte flere trafikuheld, og hastighedsbegrænsninger<br />
blev derfor indført p˚a de forskellige vejtyper. Projekteringen blev mere<br />
omfattende, og der blev mere fokus p˚a sikkerhed, serviceniveau, fremkommelighed<br />
og informationsniveau. Planlægningen af nye veje skete s˚aledes ud fra tre parametre<br />
— sikkerhed, miljø og tryghed.<br />
I 90’erne blev der skabt yderligere interesse for p˚avirkning af miljøet, og en s˚akaldt<br />
VVM-undersøgelse (Vurdering af Virkning p˚a Miljøet) blev en fast del, der gik forud<br />
for projektering og etablering af større anlægsprojekter — derunder en vejstrækning.<br />
VVM-undersøgelsen vurderer anlæggets p˚avirkning p˚a den eksisterende flora og fauna<br />
i omr˚adet.
2 Indledning<br />
Da beslutningsgangen fra planlægning til etableret vejstrækning er meget lang, og<br />
veje generelt anlægges med en forventning om, at de skal holde i en hvis ˚arrække,<br />
skal projekteringen ske ud fra de behov, som forventes 20–30˚ar frem i tiden. Som det<br />
ses af figur 1.1 forventes i perioden 2002–2015 en stigning i trafikken. Vejdirektoratet<br />
fremskriver med en landsdækkende vækstrate p˚a 1,7 %, mens Nordjyllands Amt i<br />
deres planlægning regner med en noget højere trafikvækst p˚a 2,6 % frem til ˚ar 2010.<br />
Figur 1.1: Trafikudviklingen i Nordjyllands Amt i perioden 1988–2002, samt forventet<br />
fremskrivning ud fra Vejdirektoratets (1,7 %) hhv. Nordjyllands Amts (2,6 %) vækstrate<br />
(Nordjyllands Amt 2005b).<br />
I Aalborg forventes en tilsvarende stigning i trafikmængden. De mest belastede trafikstrækninger<br />
i Nordjylland er de to forbindelser over Limfjorden — Limfjordsbroen<br />
i Aalborg bymidte og Limfjordstunellen v. Aalborg Øst. For at aflaste de eksisterende<br />
forbindelser, samt at lede en større del af trafikken uden om bymidten, er<br />
planlægningen af en 3. limfjordsforbindelse p˚abegyndt. Dette omfattende projekt<br />
skal tages med i overvejelserne under etablering af øvrige vejprojekter i omr˚adet, for<br />
at undg˚a komplikationer n˚ar forbindelsen en gang skal etableres. I omr˚adet omkrænset<br />
af Dall Villaby, City Syd og Skalborg Bakke opleves allerede nu problemer med<br />
daglige kødannelser. Denne lokalitet er et af de steder, hvor vejnettet ønskes aflastet<br />
eller udviddet, s˚a kapaciteten ikke overstiges med kødannelser til følge.
1.1 Præsentation af omr˚adet 3<br />
1.1 Præsentation af omr˚adet<br />
Dette projekt tager udgangspunkt i at projektere en tilslutning til Motorvej E45 fra<br />
omr˚adet ved Dall Villaby. P˚a figur 1.2 ses omr˚adet omkring det sydlige Aalborg og<br />
Dall Villaby.<br />
Figur 1.2: Kort over Aalborg samt udsnit af omr˚adet omkring Dall Villaby og City Syd.<br />
Fra Aalborg Centrum og ud mod Skalborg løber Hobrovej, som er den primære<br />
trafik˚are til City Syd og videre syd ud af byen. I City Syd ligger bl.a. Aalborg<br />
Storcenter, Bilka og andre store varehuse, der medfører biltrafik fra et stort opland.<br />
I omr˚adet omkring City Syd løber Hobrovej parallelt med Motorvej E45 — en central<br />
del af Danmarks motorvejsnet. Der eksisterer ikke nogen direkte tilslutning mellem<br />
City Syd omr˚adet og Motorvej E45, de nordfrakommende trafikanterne m˚a derfor<br />
benytte Hobrovej op ad Skalborg Bakke, som i forvejen er h˚ardt belastet af den<br />
sydg˚aende trafik ud af byen.<br />
P˚a arealet mellem Hobrovej og Motorvej E45 ligger Dall Villaby, og nord for byen<br />
findes et ˚abent ubebygget markareal, der udformer sig med en bakketop og enkelte<br />
sm˚a træbeplantninger. I det mellemliggende omr˚ade er endvidere opført nogle kolonihavehuse.<br />
Ydermere snor Øster˚a sig gennem landskabet til Aalborg Centrum og<br />
udløbet i Limfjorden.
4 Indledning<br />
1.2 Problemanalyse<br />
Vejforbindelsen fra Aalborg Centrum og ud til City Syd er jf. ovenst˚aende h˚ardt<br />
belastet af de store trafikmængder, særligt op ad stigningen ved Skalborg Bakke opst˚ar<br />
ofte tilstoppelse. Derfor har Aalborg Kommune udarbejdet forslag til udvidelse<br />
af vejnettet i omr˚adet, s˚a den nuværende trafikale situation p˚a Hobrovej afhjælpes.<br />
De forskellige løsninger indbefatter en udvidelse af Dallvej, der skal fungere som<br />
tilkørsel til Motorvej E45. Kommunen har lavet beregninger, der viser, at en s˚adan<br />
løsning vil reducere trafikken p˚a Hobrovej med op mod 35 % ved at flytte en del<br />
af trafikken over p˚a motorvejsnettet (Aalborg Kommune et. al. 2004). Det betyder<br />
ogs˚a, at de nordfra kommende trafikanter ikke skal igennem midtbyen for at komme<br />
til City Syd, hvorfor en s˚adan løsning vil aflaste b˚ade Hobrovej og Aalborg Centrum.<br />
Der er udformet flere forskellige forslag til løsning af trafikproblemet. Sideløbende<br />
arbejdes som nævnt med etablering af en 3. limfjordforbindelse. Stat, Amt og Kommune<br />
arbejder alle med ideen om denne forbindelse. De tre Instanser har tilsammen<br />
udgivet en VVM-rapport (AKN 2003) med fire forskellige forslag til placering af<br />
denne. Et af forslagene leder trafikken vest om Aalborg med tilslutning i omr˚adet<br />
ved Dall Villaby. De øvrige forslag leder forbindelsen forbi Dall Villaby, og vil derfor<br />
ikke aflaste Hobrovej i samme grad. Det er imidlertid relevant for alle forslagene, at<br />
overveje tilslutningsmulighederne fra City Syd til den Nordjyske Motorvej.<br />
1.2.1 Initierende problem<br />
Hvordan kan en tilslutning fra City Syd omr˚adet til Motorvej E45 projekteres, s˚a<br />
trafikproblemet p˚a Hobrovej og særligt Skalborg Bakke afhjælpes bedst muligt?<br />
1.3 Problemstilling<br />
Projektet tager udgangspunkt i etablering af en tilslutningsvej ved Dallvej. Vejen<br />
skal anlægges, s˚a den bedst muligt afhjælper trafikken p˚a Hobrovej, ved at føre<br />
trafikken fra Skalborg til motorvejen og omvendt. For at løse dette problem vil der<br />
efter en korridoranalyse blive skitseret forslag til linieføring, og den bedste skitsering<br />
bliver analyseret i detaljer. Ved anlæggelse af vejen, skal det sikres, at regnvand fra<br />
vejen kan ledes bort — b˚ade for at opretholde sikkerheden p˚a vejen i regnvejr, men<br />
ogs˚a for at sk˚ane miljøet for udledning af det potentielt forurenede vejvand. Dette<br />
løses ved at føre vandet fra vejen til ét eller flere opsamlingsbassiner. Processen for<br />
dette, bliver beskrevet, og et stykke af grøften samt bassinet dimensioneres. Yder-
1.3 Problemstilling 5<br />
mere kræver motorvejstilslutningen, at en del af trafikken krydser motorvejen. Der<br />
udformes derfor skitseforslag af mulige broløsninger og den bedste løsning udvælges<br />
til detailprojektering — i detailprojekteringen dimensioneres det valgte forslag i<br />
detaljer.<br />
For at overskueliggøre rapporten vil den være opdelt i tre; startende med vej og<br />
trafik, herefter fokuseres p˚a vandafledning fra vejnettet, og endelig beskrives konstruktionsdelen.<br />
Den ovenst˚aende beskrivelse af rapporten er overfladisk, og ved hver<br />
del vil en desideret problemformulering for p˚agældende del være at finde — det er<br />
i den problemformulering, berøringsomr˚adet bliver afgrænset.
Del I<br />
Vej- og trafikteknik
Kapitel 2<br />
Vej- og trafikteknik<br />
Vejnettet i omr˚adet mellem Aalborg Centrum og City Syd i Skalborg er efterh˚anden<br />
blevet s˚a belastet, at det er nødvendigt at foretage ændringer, der bidrager til en<br />
bedre trafiksituation i omr˚adet. Aalborg Kommune har fundet frem til, at én løsning<br />
kan være en tilslutning af Motorvej E45 omkring Dall Villaby til City Syd omr˚adet<br />
— jf. figur 1.2. Der er i denne forbindelse fra projektplanlæggernes side lavet<br />
beregninger, der viser, at trafikmængden p˚a Hobrovej i s˚a fald reduceres.<br />
Der vil med tilkørselsanlægget ved Dall Villaby være en række udførelsesmæssige<br />
udfordringer mht. projektering af en ny vejstrækning. Vejforløbet gennem dalen<br />
skal anlægges, s˚a trafiksikkerhed og kørselskomfort sikres, samtidig med at trafikken<br />
afvikles hensigtsmæssigt. Herunder hører ogs˚a en række anlægsmæssige krav, som<br />
skal overholdes. Derudover skal de eksisterende forhold tilpasses mht. naturarealerne<br />
i dalen og tilslutning til det eksisterende vejnet. Ovenst˚aende vil i nærværende afsnit<br />
blive undersøgt, med henblik p˚a at kunne præsentere en god løsning. Ovenst˚aende<br />
leder frem til følgende problemformulering.<br />
2.1 Projektets relation til 3. Limfjordsforbindelse<br />
og vestlig omfartsvej<br />
Den gældende trafikstigning i Aalborg-regionen har medført et stigende pres p˚a de<br />
to mulige passager af Limfjorden — Limfjordsbroen og Limfjordstunellen. Allerede<br />
idag kan der i myldretiden opst˚a kødannelser, hvilket betyder, at et yderligere øget<br />
pres vil medføre problemer for trafikanternes fremkommelighed. Med udviklingen af<br />
Havnefront II, hvilket dog ikke beskrives yderligere i denne rapport, vil fremkommelighedsproblemerne<br />
omkring Limfjordsbroen udløse store trafikale problemer i det
10 Vej- og trafikteknik<br />
centrale Aalborg. Trafikken ønskes derfor ledt udenom centrum (Aalborg Kommune<br />
1999).<br />
For at imødekomme hele problematikken er der af Nordjyllands Amt, Vejdirektoratet<br />
og Aalborg Kommune udarbejdet en række løsningsforslag, der alle g˚ar under navnet<br />
3. Limfjordsforbindelse. P˚a figur 2.1 er de forskellige løsninger anskueliggjort (AKN<br />
2003).<br />
Figur 2.1: De umiddelbare linieføringer i forbindelse med 3. Limfjordsforbindelse.<br />
Forbindelsen til E45 fra City Syd ved Dall Villaby er i forbindelse med 3. Limfjordsforbindelse<br />
relevant, idet den aflaster tilkørselsanlægget ved Dall Kirkeby, hvis<br />
Vestforbindelsen vælges. Derudover vil den bidrage til en reducerering af trafikken<br />
p˚a Hobrovej mellem Aalborg Centrum og City Syd (AKN 2003).<br />
2.2 Trafiksituationen i omr˚adet ved City Syd<br />
Det nuværende vejnet i den sydlige del af Aalborg er opbygget omkring en central<br />
nord- og sydg˚aende vej — Hobrovej. Denne forbinder centrum med det sydlige opland<br />
og regionen via tilslutningen til Motorvej E45 ad Mariendalsmølleindføringen,<br />
hvilket ses p˚a figur 2.2.
2.2 Trafiksituationen i omr˚adet ved City Syd 11<br />
Figur 2.2: Kort over Aalborg Centrum. Hobrovejs forløb fra Skalborg gennem Aalborg<br />
Centrum er fremhævet ved en rød linie. Indkildevej og Ny Nibevej er fremhævet ved en<br />
bl˚a linie.<br />
Den lokale trafik i omr˚adet er udpræget trafik til centeromr˚adet City Syd, hvor<br />
en lang række forskellige butikker er samlet. Tilkørslen til City Syd omr˚adet sker<br />
hovedsageligt fra Hobrovej og i mindre udstrækning via Nibevej. Center- og erhvervsomr˚aderne<br />
skaber store trafikmængder p˚a vejnettet, hvilket giver anledning<br />
til kødannelser i flere af de store kryds p˚a Hobrovej i spidsbelastningsperioderne.<br />
Ud over trafikken fra centrum kommer ogs˚a et væsentligt bidrag fra b˚ade regional<br />
trafik fra E45 og lokal trafik til City Syd fra den østlige hhv. vestlige del af Aalborg.<br />
Det er primært tilslutningen af Indkildevej hhv. Ny Nibevej ved Skalborg Bakke,<br />
illustreret p˚a figur 2.2, der tilfører denne øgede trafikmængde, som giver anledning<br />
til lokale problemer.<br />
Den tætte trafik medfører flere uheld og især trafiksikkerhedsproblemerne p˚a Skalborg<br />
Bakke er inddraget i Kommunens sortpletarbejde. Trafiktallene for de nævnte<br />
veje ses p˚a figur 2.3.
12 Vej- og trafikteknik<br />
Figur 2.3: Fremskrevne trafiktal for omr˚adet ved City Syd. Der arbejdes ud fra de røde<br />
tal, som er fremskrevet til ˚ar 2015. Dette har dog ingen betydning, da forholdet er de<br />
samme i dag, idet der er brugt den samme fremskrivningsfaktor for alle delstrækninger<br />
(Aalborg Kommune et. al. 2004).<br />
2.3 Fremskrivning af ˚ADT<br />
For at dimensionere Ny Dallvej, s˚a vejens kapacitet og belægning kan holde i 15 ˚ar,<br />
er det nødvendigt at fremskrive ˚arsdøgnstrafikken ˚ ADT til ˚ar 2020.<br />
Normalt fremskrives ˚ ADT i op til 20 ˚ar for større veje som Ny Dallvej, men da<br />
kommunen inden˚ar 2019 forventer en ny Limfjordsforbindelse, laves fremskrivningen<br />
kun 15˚ar. Dette gøres da kommunen, i forbindelse med den nye limfjordsforbindelse,<br />
forventer at etablere en omfartsvej vest om Aalborg. Det antages, at den kommende<br />
omfartsvej vil mindske trafikken p˚a Ny Dallvej og at fremskrivningen p˚a 15 ˚ar,<br />
egentlig vil svare til en fremskrivning p˚a 20 ˚ar for Ny Dallvej.<br />
Ved fremskrivningen af trafikken p˚a Ny Dallvej benyttes ˚ ADT fra kommunen, der<br />
allerede er fremskrevet til 2015 med en fremskrivningsfaktor p˚a 2 %. Da der til<br />
dimensioneringen af Ny Dallvej ønskes en fremskrivning til ˚ar 2020, tilbageskrives<br />
kommunens tal til ˚ar 2005. Herefter fremskrives ˚ ADT igen for 15 ˚ar til ˚ar 2020, med<br />
en fremskrivningsfaktor p˚a 1,7 % (Nordjyllands Amt 2005b). Til disse udregninger<br />
benyttes (2.1).
2.4 Problemformulering 13<br />
hvor<br />
Kn = K(1 + r) n<br />
Kn er den samlede ˚ ADT i køretøjer om n ˚ar<br />
K er den nuværende ˚ ADT i køretøjer ved Ny Dallvej<br />
r er den ˚arlige frem-/tilbageskrivningsfaktor af trafikken<br />
n er antal ˚ar som trafiken fremskrives/tilbageskrives<br />
Først tilbageskrives kommunens ˚ ADT tilbage til ˚ar 2005, ud fra (2.1).<br />
˚ADT2005 = 14700 · (1 − 0,02) 10<br />
= 12011<br />
Herefter fremskrives det fundne ˚ ADT til ˚ar 2020 efter samme formel.<br />
˚ADT2020 = 12011 · (1 + 0,017) 15<br />
= 15467<br />
Denne ˚ ADT p˚a 15467 køretøjer benyttes til dimensionering af Ny Dallvej.<br />
2.4 Problemformulering<br />
(2.1)<br />
Med udgangspunkt i den tidligere beskrevne trafikproblematik i City Syd-omr˚adet<br />
undersøges mulighederne for et nyt vejanlæg i omr˚adet, der nedbringer disse problemer.<br />
Dette gøres med henblik p˚a at bestemme et endegyldigt valg af linieføring,<br />
hvorved optimale kørsels- og oversigtsforhold opn˚as, under hensynstagen til lokalomr˚adet.<br />
Ud fra den valgte linieføring fastlægges vejens tracé. Vejbefæstelsen fastlægges<br />
ved den stigende trafikbelastning, s˚a vejen kan bære denne belastning.
Kapitel 3<br />
Korridoranalyse<br />
For at kunne vælge den mest optimale placering af en kommende vejstrækning, er<br />
det nødvendigt først at lave en korridoranalyse. I denne tages der hensyn til omr˚adets<br />
overordnede geografiske, miljømæssige og samfundsmæssige forhold. Herved<br />
fastlægges afgrænsede omr˚ader, hvor en kommende linieføring kan lægges.<br />
3.1 Mulige korridorer<br />
For tilslutningen mellem Hobrovej og Motorvej E45 ved Dall Villaby har projektgruppen<br />
udarbejdet tre mulige korridorer, der hver især afgrænser en mulig linieføring.<br />
Alle tre følger de Dallvej til jernbaneoverskæringen er passeret. Herfra lægges<br />
korridorerne hhv. nord og syd om bakketoppen, for at undg˚a en gennemskæring af<br />
bakketoppen med betydelige landskabsændringer til følge. Det tredje forslag løber<br />
parallelt med jernbanen og Øster˚a med henblik p˚a tilslutning til Mariendalsmøllemotorvejen.<br />
Alle forslag kan ses p˚a figur 3.1.<br />
Alle tre korridorer g˚ar gennem oplande med drikkevandsinteresse, dog g˚ar ingen af<br />
korridorerne ind i nuværende indvindingsoplande. Korridorerne syd om bakketoppen<br />
og parallelt med jernbanen bevæger sig dog primært gennem omr˚ader med almindelig<br />
drikkevandsinteresse, mens den mere direkte korridor nord om bakketoppen bevæger<br />
sig ind i omr˚ader med særlig drikkevandsinteresse. Der skal s˚aledes tages forbehold<br />
herfor ved at sikre en miljørigtig vandopsamling af vejens spildevand uafhængigt af<br />
korridorvalg (Carl Bro Gruppen 2005).<br />
Eng- og moseomr˚aderne langs Øster˚a er næsten alle udpeget beskyttet natur ifølge<br />
§3 i naturbeskyttelsesloven. Dette begrundes ved forekomst af flere sjældne plantearter<br />
omkring ˚aens flade brinker, der giver grundlag for et rigt dyreliv i omr˚adet. P˚a
16 Korridoranalyse<br />
Figur 3.1: De farvede felter markerer de mulige korridorer. Kortet er hentet fra (Carl<br />
Bro Gruppen 2005).<br />
baggrund heraf kan der overvejes en helhedsplan for faunapassager p˚a strækningen<br />
mellem Skalborg og Rasteplads Dall, idet vejanlægget medfører en barriere for omr˚adets<br />
spredningskorridorer. I anlægsfasen vil levestederne uundg˚aeligt indskrænkes,<br />
men m˚a nødvendigvis genetableres (AKN 2003).<br />
Korridoren langs jernbanen kommer til at løbe parallelt med Øster˚a, og det vil flere<br />
steder være svært at finde en linieføring, som g˚ar fri af˚a- og søbeskyttelseslinien, som<br />
omgrænser Øster˚a. Desvidere vil vejen afskære forbindelserne til kollonihavehusene<br />
mellem motorvejen og Øster˚a. Korridoren langs jernbanen forkastes derfor.<br />
For de to øvrige korridorer sal der tages nogenlunde tilsvarende forholdsregler mht.<br />
omlægning af ledningsnet og støjafskærmning mod kolonihaverne. gennem dalen<br />
løber elledninger, hvorom hensigten er at rørlægge disse under jordoverfladen. For<br />
at begrænse støjgener for besøgende i kolonihaverne, kan det overvejes at opføre<br />
støjreducerende anlæg nord for vejanlægget. Dette bør gøres under hensynstagen til<br />
æstetiske forhold i omr˚adet.
3.2 Ideskitse 17<br />
Derudover tages tilsvarende forholdsregler for bevarelse af miljø og begrænsning af<br />
ekspropriering. Korridoren syd om bakketoppen kommer tæt p˚a den bymæssige bebyggelse<br />
i Dall Villaby, mens korridoren nord om bakken bevæger sig tæt omkring<br />
kolonihaverne mellem motorvejen og Øster˚a. Projektgruppen har p˚a den baggrund<br />
vurderet, at det er mest hensigtsmæssigt at vælge korridoren nord om bakketoppen.<br />
S˚aledes afgrænses mulighederne for byudviddelse af Dall Villaby heller ikke. Endvidere<br />
er korridoren nord om bakketoppen den mest direkte, og mulighederne for<br />
linieføringen vil være mere frie.<br />
3.2 Ideskitse<br />
I forbindelse med aflastningen af trafikintensiteten i City Syd-omr˚adet er der taget<br />
udgangspunkt i to løsningsforslag udarbejdet af Aalborg Kommune, der ses figur<br />
3.2.<br />
I henhold til de tre forslag til en 3. Limfjordsforbindelse — jf. figur 2.1 — er det<br />
vurderet, at løsningen med tilslutningsanlæg ved Rasteplads Dall er den mest hensigtsmæssige.<br />
Denne giver en mere direkte forbindelse til City Syd-omr˚adet. Derudover<br />
har det været hensigten at f˚a reduceret trafikken p˚a Hobrovej ad Skalborg<br />
Bakke, hvilket bedst lader sig gøre ved valg af denne løsning. Herved aflastes Skalborg<br />
Bakke med ca. 7000 biler pr. døgn mod ca. 5000 biler pr. døgn for tilslutningen<br />
ved Mariendalsmølleindføringen, hvilket er en forholdsvis stor del i forhold til vejens<br />
nuværende trafiktal (AKN 2003).<br />
Den vestlige tilslutning sker ved at forlænge nuværende Dallvej i en ret linie efter<br />
baneoverskæringen. Den eksisterende forbindelse til Dall Villaby tilsluttes Ny Dallvej<br />
i et T-kryds. Derudover tilsluttes Motorvej E45 med et trompetanlæg, som yderligere<br />
er beskrevet herunder.<br />
• Bilister, der skal sydp˚a, følger bakkens højdekurve i et højresving nord om<br />
bakken og tilsluttes motorvejen syd for Rasteplads Dall.<br />
• De bilister, som fra Skalborg skal nordp˚a eller fra syd skal mod Skalborg,<br />
benytter samme tilslutningsanlæg, hvilket kræver at motorvejen krydses. Dette<br />
løses ved at begge spor føres med en ny flyover over motorvejen.<br />
• Nordfrakommende bilister, som skal mod Skalborg, benytter afkørselsrampen,<br />
der indflettes med Ny Dallvej.<br />
Tilslutningsanlægget ved Mariendalsmølleindføringen kræves omlagt. I forbindelse<br />
hermed foresl˚as det at anlægge parallelspor langs Motorvej E45, hvorved indflet-
18 Korridoranalyse<br />
Figur 3.2: Skitsering af de to løsningsforslag til en tilslutning mellem Dallvej og E45.<br />
ningsstrækningerne flyttes fra motorvejen til de paralelle spor. Herudover vurderes<br />
det nødvendigt at flytte den nuværende Rasteplads Øst, igen for at undg˚a indfletning<br />
p˚a den forholdsvis korte strækning.<br />
Det er valgt at Rasteplads Dalls nuværende funktion skal opretholdes, da det især<br />
vil have store økonomiske konsekvenser hvis den i stedet skulle flyttes. Der tages<br />
her hensyn til størrelsen og tilhørende faciliteter — restaurant, kiosk, legeplads,<br />
toilet mm. Det er derfor af sikkerhedsmæssige˚arsager, valgt rastepladsens nuværende<br />
tilkørsel til Motorvej E45 omlægges og sammenføres med den kommende tilkørsel,<br />
jf. figur 3.2.
3.3 Problemafgrænsning 19<br />
3.3 Problemafgrænsning<br />
Det er valgt kun at dimensionere nogle udvalgte dele af hele vejprojekteringen. Herunder<br />
listes projektets afgrænsninger:<br />
• Trompetanlægget, til- og frakørsler og tilslutningsanlæget ved Mariendalsmølleindføringen<br />
dimensioneres ikke, men forbliver skitseringer<br />
• Der er valgt en entreprisegrænse ved station 1200. Vejens tracé er derfor ikke<br />
bekrevet herefter og der er ikke udført masseberegninger for motorvejsskr˚aningerne.<br />
• I den valgte løsningsmodel afgrænses der fra passering af Øster˚a. Her bør ud<br />
fra flere forskellige synspunkter overvejes, om ˚aen skal rørlægges eller en bro<br />
skal konstrueres<br />
• Vejudstyr medtages ikke i dimensioneringen<br />
• Krydsets geometri dimensioneres ikke, men der foretages en skitsering<br />
• Vejbefæstelsen dimensioneres ikke ud fra en betragtning af undergrundens<br />
egenskaber eller klimatiske omgivelser.
Kapitel 4<br />
Tracéring<br />
En vejs tracé viser vejens rumlige forløb og best˚ar af to dele — linieføring og længdeprofil.<br />
Vejens tracé fastlægges ud fra et samspil mellem oversigtskrav, kørselsdynamik<br />
og æstetiske hensyn.<br />
I afsnit 3 er der valgt en endelig korridor, hvor linieføringen kan laves, hvilket leder<br />
til bestemmelse af den bedst mulige tracering.<br />
Nærværende afsnit søger i forlængelse af korridoranalysen og idéskitsen at fastlægge<br />
det bedst mulige tracé for den givne strækning. Dette gøres ud fra et argumenteret<br />
valg af linieføringen samt tilhørende længdeprofil. Vejens tracé bestemmes løbende<br />
ud fra følgende fire punkter:<br />
• Bestemmelse af dimensionsgivende parametre<br />
• Tommestokslinieføring<br />
• Linieføring i Novapoint<br />
• Længdeprofil i Novapoint<br />
Efter tommestokslinieføringen er skitseret, arbejdes der videre i EDB-programmet<br />
Novapoint, hvor vejens endelige horisontale kurveradier, fixpunkter, klotoider og<br />
præcise linieføring fastlægges. Ud fra linieføringen genereres et terrænprofil, og der<br />
indlægges her vertikale kurveradier og fixpunkter som forudsætning for fastlæggelse<br />
af endeligt længdeprofil. Slutteligt kan linieføring og længdeprofil kombineres til<br />
det endelige tracé. Ved kombination med vejens tværprofil kan masseberegning for<br />
jordarbejdet, oversigtsforhold i horisontal- og vertikalkurver og simulering af vejens<br />
forløb bestemmes.
22 Tracéring<br />
4.1 Forudsætninger<br />
Før tommestokslinieføringen udarbejdes, er det nødvendigt at bestemme en række<br />
parametre, der er dimensionsgivende for den egentlige linieføring. Her er der tale<br />
om vejens hastighedsbegrænsning, vejtype med tilhørende tværprofil og endelig de<br />
minimale horisontalradier. Disse parametre bestemmes i bilag A. Værdier fra dette<br />
bilag benyttes bl.a. n˚ar den endelige linieføring udarbejdes i Novapoint.<br />
4.2 Tommestokslinieføring<br />
For at komme igang med en formodet linieføring laves en s˚akaldt tommestokslinieføring,<br />
der udelukkende best˚ar af rette linier. Derved er de rette linier i linieføringen<br />
placeret nogenlunde indenfor den valgte korridor. Der tages udgangspunkt i, at vejforløbet<br />
gennem dalen skal følge bakkens kurver s˚a dramatiske indgreb i bakkens<br />
kurver og naturomr˚adet undg˚as. Derudover har det været hensigten at tage hensyn<br />
til beboere i kolonihavehuse, hvorved linieføringen lægges i en afstand p˚a 100 m fra<br />
disse. Herved overtrædes de vejledende støjgrænser for kolonihavehuse ikke, jf. bilag<br />
B.<br />
Afslutningsvis skal vejen krydse motorvejen, hvilket gøres s˚a vejene g˚ar vinkelret p˚a<br />
hinanden. Tommestokslinieføringen ses p˚a figur 4.1.<br />
4.3 Segmenter<br />
Tommestokslinieføringen indtegnes i Novapoint, hvorefter der ønskes cirkelbuer og<br />
overgangskurver i de skarpe knæk. For at Novapoint kan løse linieføringen matematisk,<br />
inddeles denne i elementer og segmenter. Af elementer findes; den rette<br />
linie, cirklen og klotoiden, og sammensætning af elementer kan ske vilk˚arligt. Et<br />
segment beskrives som liniestykket mellem to tvangspunkter, og der findes 0-, 2- og<br />
3-segmenter. Segmenttypen afhænger af hvor mange ubekendte elementfaktorer, der<br />
findes mellem tvangspunkterne.<br />
N˚ar vejens linieføring beregnes, er det nødvendigt, at antallet af elementfaktorer og<br />
tvangspunkter er valgt, s˚a løsningen bliver geometrisk bestemt. Dette betyder, at<br />
alle elementer skal tangere hinanden, og koordinaterne er bestemt. Det medfører en<br />
række regler for sammensætning af de forskellige segmenttyper (Kjems 2005c). Her<br />
tænkes p˚a følgende:
4.3 Segmenter 23<br />
Figur 4.1: Tommestokslinieføringen for den projekterede strækning.<br />
• 0-segmenter kan placeres vilk˚arligt, da alle elementfaktorer er kendt<br />
• 2-segmenter skal placeres ved siden af minimum ét kendt/beregneligt nabosegment,<br />
da to elementfaktorer er ukendte<br />
• 3-segmenter skal placeres mellem to kendte/beregnelige nabosegmenter, da alle<br />
tre elementfaktorer er ukendte<br />
• Mellem to 0-segmenter skal der være mindst ét 3-segment<br />
Af ovenst˚aende ses, at segmenternes afhængighed af hinanden medfører et bestemt<br />
antal segmentkombinationer, der giver en geometrisk bestemt løsning. P˚a figur 4.2<br />
ses elementer og segmenter for linieføringen af Ny Dallvej.<br />
De rette linier i hver ende af linieføringen har hver to finxpunkter og indg˚ar som<br />
0-segmenter. Det umiddelbare segment mellem disse to 0-segmenter har 4 ubekendte<br />
— de to cirkelbuer samt dele af de rette liniestykker som støder op til klotoiderne.<br />
Klotoiderne kan altid beregnes ud fra de tilstødende liniestykker. Det er ikke muligt<br />
at fastlægge et segment med 4 ubekendte, derfor indlægges et fixpunkt p˚a én af<br />
cirkel buerne — p˚a figuren er dette indlagt p˚a cirkelbuen nærmest Hobrovej. Herved<br />
opdeles det midterste segment i to, som har 2 hhv. 3 ubekendte, alts˚a et 2-segment<br />
og et 3-segment. Derved opfyldes kravet om, at der mellem to 0-segmenter skal ligge<br />
mindst ét 3-segment. 2-segmentet ligger op mod et kendt nabosegment — nemlig
24 Tracéring<br />
0-segment<br />
?<br />
A ? ? A A ? A ?<br />
2-segment<br />
3-segment<br />
Figur 4.2: Segmentinddeling af linieføringen.<br />
0-segment<br />
0-segmentet — og 3-segmentet ligger mellem ét kendt og ét beregneligt segment. De<br />
gældende regler for sammensætning af segmenter er derfor overholdt.<br />
4.4 Klotoider<br />
Af hensyn til kørselskomfort og æstetik benyttes overgangskurver — klotoider — til<br />
at sammenbinde cirkelkurver med forskellig radius, modsat vendte cirkelkurver eller<br />
blot til at forbinde retliniede strækninger med cirkelkurver. Form˚alet er at lave en<br />
blød overgang mellem de enkelte elementer.<br />
Ved brug af klotoider som overgangskurver gælder, at krumningen tiltager lineært<br />
gennem kurven. For en trafikant betyder dette, at rattet drejes med konstant vinkelhastighed,<br />
hvormed kørselskomforten forbedres. Der kan anvendes forskellige typer<br />
klotoider, bestemt ud fra hvilke elementer de forbinder. Her kan nævnes enkeltklotoider,<br />
vendeklotoider, ægklotoider og klotoider, der anvendes i accelerations- og<br />
bremsekurver.<br />
N˚ar der i Novapoint er indsat cirkelbuer i linieføringen, indføres afslutningsvist klo-
4.5 Længdeprofil 25<br />
toider. Her bestemmer EDB-programmet automatisk en værdi for A, men der er<br />
imidlertid tre forhold der bør overholdes. Dette er krav til klotoidens vinkeldrejning,<br />
overhøjden i kurven og ændring i sideacceleration, hvilket er beskrevet og<br />
bestemt i bilag A.4. Der blev fundet, at klotoideparameteren bestemmes ud fra vinkeldrejningen,<br />
og at minimumsværdien er 234 m. Klotoideparametrene, der er brugt<br />
i Novapoint i linieføringen, har værdien 256 m, hvormed alle tre krav er opfyldt.<br />
Hermed er vejens linieføring færdiggjort, hvorefter vejens længdeprofil kan bestemmes.<br />
P˚a tegning C104-001 ses Ny Dallvejs endelige linieføring. Der er anført skr˚aningsanlæg<br />
for at indtrykket af længdeprofilets terræntilpasning forbedres. Som supplerende<br />
information findes, i bilag C, ind- og uddata fra Novapoint i form af koordinattabel<br />
for hovedpunkter og stationering samt retningsvinkler for hovedpunkter.<br />
Derudover findes fire snit, der viservejens normaltværsnit p˚a tegning c104-003. Det<br />
er valgt at udvælge station 100, 560, 860 og 1200. Disse er valgt idet de beskriver<br />
start- og slutstationeringer, samt linieføringens to kurver.<br />
4.5 Længdeprofil<br />
Under udformelse af længdeprofilet skal der gøres nogle overvejelser tilsvarende dem,<br />
som er knyttet til linieføringen. Længdeprofilet, som beskriver vejens forløb i det<br />
vertikale plan, skal sammensættes, s˚a det tilgodeser kørselsdynamik, oversigtsforhold<br />
og æstestiske konsekvenser.<br />
De tre faktorer g˚ar i mange tilfælde i modsat retning, eksemplificeret ved en vej,<br />
som lægges ned i terrænet — herved opn˚as de for føreren bedste kørselsdynamiske<br />
forhold, men i sving vil oversigtsforholdene begrænses, ligesom det æstetisk kan<br />
være uhensigtsmæssigt at skære ned i terrænet. Det handler alts˚a om at opn˚a det<br />
bedst mulige kompromis mellem de tre faktorer, n˚ar det endelige længdeprofil skal<br />
fastlægges.<br />
Jf. eksemplet opn˚as den bedste kørselsdynamik p˚a udjævnede veje uden lange og<br />
stejle stigninger. Særligt lastbiler vil forsinke trafikken p˚a skr˚aninger med stor stigning<br />
— af samme grund anbefales det at anlægge et ekstra spor til tunge køretøjer<br />
p˚a strækninger med stigning over 35 0/00 (Vejdirektoratet 1999c).<br />
Ud fra den valgte linieføring kan terrænprofilet findes ved at se p˚a højdekurverne i<br />
omr˚adet. Terrænprofilet er udgangspunkt for fastlæggelse af længdeprofilet, og det<br />
søges at finde en s˚a jævn linie som muligt, dog bør der tilstræbes jordbalance, mere<br />
herom i afsnit 5. Længdeprofilet sammensættes af rette linier, og overgangen mellem<br />
forskellige stigninger afrundes med cirkel- eller parabelbuer. I praksis benyttes<br />
cirkelbuer, da disse angives lettest ved blot en radius. Krav til vertikalradius findes
26 Tracéring<br />
i bilag A.5.<br />
Æstetisk er det mest hensigtsmæssigt at vejen svinger, hvor der skæres ned i terrænet<br />
eller gennem en skov. Derved ses indgrebet ikke s˚a tydeligt, eksempler herp˚a ses p˚a<br />
figur 4.3.<br />
Figur 4.3: Retlinet hhv. krum linieføring gennem skov (Vejdirektoratet 1999c).<br />
Ud fra krav om mindste vertikalradier, ses det af bilag A.5, at kravet om oversigtsforhold<br />
bliver dimensionsgivende for vertikalradius. I længdeprofilet bruges radius<br />
12000 m, som ligger lidt højere end mindste kravet p˚a 10200 m. Ud fra linieføringen<br />
genereres et terrænprofil, hvorp˚a længdeprofilet lægges ind.<br />
For tilslutningen mellem Dallvej og Ny Dallvej skal gælde, at dette sker i samme<br />
niveau. Derudover vil det være uhensigtsmæssigt, hvis tilslutningen sker under nuværende<br />
terræn — hvorved oversigtsforhold nedsættes. Det er derfor valgt, at Ny<br />
Dallvej anlægges nær ved nuværende terræn omkring station 270 hvor Dallvejs centerlinie<br />
rammer Ny Dallvej.<br />
N˚ar Ny Dallvej skal krydse Motorvej 45, er det nødvendigt at hæve terrænet ved<br />
jordp˚afyldning. Dette gøres, s˚a frihøjden over motorvejens kørebaner p˚a 4,7 m overholdes<br />
jf. afsnit J. Dette medfører at Ny Dallvej skal anlægges i kote 10,7 ved station<br />
1200, n˚ar følgende forudsætninger betragtes:<br />
• Det forudsættes at Motorvej 45 ligger i nuværende terræn, da der ikke er andre<br />
tilgængelige informationer — kote 5<br />
• Frihøjden over motorvejens kørespor skal være 4,7 m<br />
• Det færdige brodæk f˚ar en højde p˚a 1 m<br />
• Motorvejsskr˚aningerne udføres med anlæg 2<br />
Det endelige længdeprofil findes p˚a tegning c104-002.
4.6 Opsummering 27<br />
4.6 Opsummering<br />
Nu hvor linieføring og længdeprofil er fastlagt, kan tracéet genereres. Ved kombination<br />
med det ønskede tværprofil, er det endvidere muligt at generere en 3D model<br />
af vejens forløb gennem landskabet. Herp˚a kan endvidere indlægges sigtelinier, s˚a<br />
det konstrolleres, at de ønskede oversigtsforhold overholdes. P˚a figur 4.4 ses vejens<br />
forløb gennem den længste horisontalkurve.<br />
Figur 4.4: 3D simulering af Ny Dallvejs forløb gennem terrænet — her ses<br />
oversigtsforholdene gennem den længste horisontalkurve. Figuren er genereret i<br />
Novapoints Vejmodel.
Kapitel 5<br />
Masseberegninger<br />
Følgende afsnit bygger p˚a (Thagesen 2000).<br />
N˚ar tracéet er fastlagt, vil det medføre at vejen nogle steder lægges ned i terrænet<br />
eller hæves over dette. For at dette lader sig gøre, skal der p˚a nogle delstrækninger<br />
foretages afgravning og andre steder p˚afyldning af jord. Da der ofte er tale om<br />
store jordmængder, bør det tilstræbes at p˚afyldnings- hhv. afgravningsmængderne<br />
s˚a vidt muligt udligner hinanden for at minimere udgifterne til jordtransport. Til<br />
trods for forbedrede maskinel er det fortsat en omfattende og økonomisk tung opgave<br />
at bortskaffe eller tilføre flere tusinde kubikmeter jord.<br />
Det øverste lag jord er ikke velegnet til at fundere vejen p˚a, s˚afremt de best˚ar af<br />
muld. Det er derfor kotume, at muldlaget afgraves med henblik p˚a anveldelse til<br />
beklædning af skr˚aninger og andre arealer, der skal beplantes. Der kan ogs˚a være<br />
andet uegnet jord tilstede — eksempler herp˚a er sætningsfarlige jordarter som tørv,<br />
dynd og affald; forurenet jord, som kræver deponering og rensning. Der foreligger<br />
ikke nogle aktuelle boreprøver for omr˚adet, hvorfor der i beregningerne skønnes et<br />
konstant muldlag p˚a 30 cm langs hele strækningen. Denne tykkelse er den danske<br />
gennemsnitstykkelse (Kjems 2005a).<br />
Til beregning af jordbalancen laves en opgørelse af de jordmasser, som skal afgraves,<br />
p˚afyldes hhv. flyttes under et jordarbejde. Som oftest anvendes prismemetoden, hvor<br />
de forskellige delvolumener regnes som sm˚a prismer tilmærmet ved (5.1).<br />
hvor<br />
V = 1<br />
2 (A1 + A2)L (5.1)
30 Masseberegninger<br />
A1 er arealet af den ene endeflade [ m 2 ]<br />
A2 er arealet af den anden endeflade [ m 2 ]<br />
L er prismets længde [ m]<br />
Tværsnitsarealet bestemmes ved optegnelse og efterfølgende opgørelse af afgravningshhv.<br />
p˚afyldningsareal — et tværsnit indeholder i mange tilfælde begge dele. Tværsnitsarealerne<br />
udregnes for hver station samt i punkter, hvor der er betydelige ændringer,<br />
og delvolumerne kan findes ud fra den kendte stationeringsafstand.<br />
For at skabe overblik over jordarbejdet udarbejdes et massediagram, som viser<br />
afgravnings- hhv. p˚afyldningsmængderne for hver stationeringsstrækning. En sumkurve<br />
over arealerne, ogs˚a kaldet en massekurve, kan da afgøre om jordarbejdet giver<br />
et over- eller underskud af jord.<br />
Afgravnings- hhv. p˚afyldningsvolumener bør korrigeres efter optegnelse af massekurven<br />
— der kan evt. korrigeres herfor under udregningerne, s˚afremt det anvendte<br />
program understøtter dette. Følgende korrektioner bør overvejes i forbindelse med<br />
jordberegningerne:<br />
• Muldlaget kan ikke genanvendes i vejens fundering, det skal s˚aledes ogs˚a fjernes<br />
fra p˚afyldningsstrækninger<br />
• P˚afyldningsjord vil ofte fylde mindre end afgravningsjord pga. efterfølgende<br />
komprimering<br />
• Uegnet jord fjernes fra lokaliteten og kan ikke anvendes i p˚afyldningen<br />
Beregningerne udføres i edbprogrammer, som ud fra opgivne input udregner og optegner<br />
massediagram og -kurve. Herunder ses de forskellige parametre der bestemmer<br />
massediagram og -kurve:<br />
• Længdeprofil<br />
• Terræn<br />
• Tværsnitsareal<br />
• Muldlag<br />
• Vejklasse — H2 for hovedlandeveje<br />
• Dimensionerings- og ønsket hastighed
• Vejens elementbredder<br />
• Afvandingskanaler — For at forsimple Novapoint-modellen antages der at være<br />
1 m brede trug, i stedet for grøfter. Disse sættes til at have et fald p˚a 0,5 m/m.<br />
• Overbygningstykkelse — Det antages, at 0,7 m er en rimelig værdi. Idet den<br />
dimensionerede værdi er nogenlunde ens, vil der være en ubetydelig forskel til<br />
jordberegningerne.<br />
I dette projekt er benyttet programmet Novapoint, og massediagram og -kurve for<br />
Ny Dallvej ses p˚a tegning c104-004. Her ses at massekurven ender s˚aledes at der<br />
er 712,9 m 3 overskudsjord og 2986,8 m 3 muld i overskud. Denne værdi er imidlertid<br />
ikke den endelige, idet Novapoint ikke beregner afgravning af muld p˚a strækninger,<br />
hvor der laves p˚afyldninger. Dette m˚a fjernes, s˚a der ikke sker sætninger i vejkonstruktionen.<br />
Jf. bilag D skal der p˚afyldes yderligere 1708 m 3 jord p˚a strækningen fra<br />
station 1020 til station 1200 hvor der sker p˚afyldning. Herved ender jordbalancen i<br />
et underskud p˚a 995,1 m 3 .<br />
31
Kapitel 6<br />
Dimensionering af vejbefæstelse<br />
Ved anlæggelse af Ny Dallvej, skal vejbefæstelsen dimensioneres, s˚a den i dimensioneringsperioden<br />
kan holde til trafikbelastningen.<br />
Dimensioneringsperioden for vejbefæstelsen sættes til 20˚ar og trafikbelastningen er,<br />
jf. afsnit 2.3, 12011 køretøjer pr. døgn i 2005. Ud fra eksisterende trafiktællinger<br />
p˚a Hobrovej og en antagelse om at lastbilprocenten bliver 50 procent højere for Ny<br />
Dallvej end for Hobrovej, er lastbilprocenten beregnet. Lastbilprocenten antages at<br />
være 50 procent højere for Ny Dallvej, da det vurderes, at alle lastbiler, som skal<br />
fra motorvejen til City Syd, vil benytte vejen. Tællingerne kan ses p˚a CD’en.<br />
I bilag E.2.1 har dette i dimensioneringsperioden ført frem til et ækvivalent antal<br />
10 tons akseltryk p˚a 5,2 · 10 6 . Ud fra det ækvivalente antal 10 tons akseltryk, kan<br />
tykkelserne p˚a de forskellige vejlag dimensioneres.<br />
En vejbelægning best˚ar typisk af flere lag, der har hver deres egen funktion, jf.<br />
bilag E.1. Øverst er slidlaget, som er valgt til at være af typen AB 70/100. Herefter<br />
kommer der et ekstra slidlag, der er ABB 40/60 og et bærelag af typen GAB 1<br />
40/60. Disse tre lag udgør den samlede asfaltbelægning. Under asfaltlaget ligger et<br />
bærelag af grus af typen SG og herunder et bundsikringslag. Bundsikringslaget er af<br />
typen BL. Under bundsikringslaget findes et fint lag sand, som er betegnet planum.<br />
De enkelte lags tykkelse er bestemt, s˚a lasten fra trafikken kan blive ført ned i underbunden<br />
uden, at der sker skadelige deformationer i vejbefæstelsen. De forskellige<br />
lags tykkelser er beregnet i bilag E.2.2 og ses p˚a figur 6.1.<br />
For at kunne kontrollere om de fundne lagtykkelser er tilstrækkelige, er normalspændingerne<br />
mellem de enkelte lag beregnet. Disse værdier er herefter sammenholdt med<br />
de tilladte værdier, som ligeledes er beregnet. Tabel 6.1 viser de aktuelle og tilladte
34 Dimensionering af vejbefæstelse<br />
Figur 6.1: Vejbefæstelsens opbygning samt normalspændinger hhv. tøjninger i<br />
undersiden af asfaltbelægningen, anført ved σ og ǫ.<br />
værdier for normalspændingerne.<br />
Tykkelse Aktuel spænding Tilladte spænding Differens<br />
mm MPa MPa MPa<br />
AB 70/100 40<br />
ABB 40/60 60 0,1417 0,1688 2,7 · 10 −2<br />
GAB1 40/60 115<br />
SG 91 0,04714 0,04719 4,2 · 10 −5<br />
BL 315 0,01629 0,01630 1,1 · 10 −5<br />
Tabel 6.1: De enkelte lags tykkelse, samt de aktuelle normalspændinger, de tilladte<br />
normalspændinger og differencen derimellem.<br />
Udover normalspændinger under de forskellige lag, kommer der ogs˚a tøjninger i<br />
undersiden af det samlede asfaltlag. I bilag E.2.4 er den aktuelle tøjning fundet til<br />
16,8 · 10 −5 . Den tilladte tøjning blev beregnet til 16,8 · 10 −5 , og det kan hermed<br />
konkluderes, at den dimensionerede vejbefæstelse har en tilstrækkelig bæreevne.
Kapitel 7<br />
Vejkryds<br />
Ved anlæggelse af Ny Dallvej vil flere vejkryds være nødvendige. Heraf beskrives to<br />
vejkryds:<br />
• Tilslutning mellem Ny Dallvej og Hobrovej<br />
• Tilslutning mellem Dallvej og Ny Dallvej<br />
For Hobrovej vil der blive udarbejdet en idéskitse, der illustrerer, hvordan trafikken<br />
kan afvikles, hvis Ny Dallvej bliver en realitet.<br />
For krydset mellem Dallvej og Ny Dallvej vil der blive skitseret og dimensioneret et<br />
vejkryds, der opfylder de gældende krav for kapacitet og serviceniveau (Vejdirektoratet<br />
1999b).<br />
7.1 Beskrivelse af mulige krydstyper<br />
Før de to vejkryds vælges, er det nødvendigt at skelne mellem de forskellige typers<br />
fordele og ulemper. Disse vil blive beskrevet i dette afsnit, efterfulgt af en diskussion<br />
og en endelig udvælgelse. Der er tre vejkrydstyper, der kan bruges til de to kryds:<br />
• Prioriteret kryds<br />
• Signalreguleret kryds<br />
• Rundkørsel
36 Vejkryds<br />
Figur 7.1: Oversigtskort for omr˚adet, hvor de to vejkryds skal laves. Krydsene er<br />
markeret med en pil.<br />
7.1.1 Kryds<br />
N˚ar der tales om et prioriteret vejkryds, menes der et T-kryds, hvor en vej udmunder<br />
i en anden vej af samme eller højere klasse. I det prioriterede vejkryds har<br />
sekundærvejen ubetinget vigepligt for de øvrige trafikanter p˚a primærvejen.<br />
Fordelene ved det prioriterede vejkryds er, at det ikke behøver et specielt stort<br />
areal og oftest kan tilpasses efter landskabets udformning. Ligeledes er udgifterne til<br />
anlæg, drift og vedligeholdelse begrænsede.<br />
Modsat er det ikke sikkerheds- og kapacitetsmæssigt fordelagtigt at afvikle store<br />
trafikmængder i prioriterede kryds, da det er svært at opn˚a fartdæmpning ved prioriterede<br />
kryds i forhold til signalerede kryds og rundkørsler<br />
Hvis det prioriterede T-kryds i perioder ikke fordeler trafikken tilfredsstillende for<br />
de svingende trafikanter, er det muligt at etablere et signalreguleret T-kryds.<br />
Fordelene ved signalregulerede vejkryds er, at de kan afvikle store trafikmængder fra<br />
b˚ade primær- og sekundærvejen p.g.a. mulighed for prioritering af trafikstrømme.<br />
Herudover markerer de sig tydeligt for trafikanter med signal- og belysningsmaster.
7.2 Valg af vejkryds 37<br />
Ulemperne ved signalregulerede vejkryds er, at de kan virke irriterende i perioder<br />
med lav trafikintensitet, hvilket kan f˚a trafikanter til at overtræde færdselsloven.<br />
Herved bliver krydsets ellers tilfredsstillende sikre afvikling af trafikken ødelagt.<br />
Udover dette aspekt er de dyre i drift og vedligeholdelse samt er svære at f˚a til at<br />
fungere med omgivelserne p˚a æstetisk vis.<br />
7.1.2 Rundkørsel<br />
Rundkørsler kan ved rigtig placering give en komfortmæssig glidende afvikling af trafikken,<br />
da trafikanterne ikke nødvendigvis behøver at vige for anden trafik. Af samme<br />
grund er rundkørslen god til store trafikmængder og medvirker til at øge fremkommeligheden<br />
for trafikanter fra sekundærvejen. Det er nødvendigt at nedsætte farten<br />
betydeligt ved indkørsel i en rundkørsel, hvilket gør at den sikkerhedsmæssig ogs˚a<br />
er god. Dog kan det være svært at overskue lette trafikanter.<br />
Fordi der skal være plads til, at trafikanter fra alle tilsluttende veje kan flette ind<br />
i rundkørslen, er det en arelkrævende løsning. Dette gør at anlægsudgifterne til<br />
rundkørsler bliver meget store. Herudover kan fremkommeligheden for tunge og lange<br />
køretøjer være problematisk grundet det kurvede forløb.<br />
7.2 Valg af vejkryds<br />
Ved at sammenligne fordele og ulemper bestemmes hvilken af de tre ovenst˚aende<br />
muligheder, der vil være bedst i de to tilfælde.<br />
7.2.1 Kryds ved Hobrovej<br />
Trafikmængderne fra hver retning i krydset forventes meget store, hvormed det prioriterede<br />
vejkryds udelukkes.<br />
B˚ade det signalerede kryds og rundkørslen er generelt i stand til at afvikle store<br />
trafikmængder. Det er dog et kryds med betydelige mængder af tunge trafikanter,<br />
hvilket kan give anledning til problemer i en rundkørsel. Derfor vil det signalerede<br />
kryds umiddelbart være en god ide at bibeholde. Da der i forvejen ligger flere signalregulerede<br />
kryds p˚a Hobrovej, vil det æstetiske udtryk i omr˚adet ikke forværres.<br />
Det signalregulerede kryds vil derfor være at foretrække.
38 Vejkryds<br />
7.2.2 Kryds mellem Dallvej og Ny Dallvej<br />
Da krydset er placeret i ˚abent land, vil et signalreguleret kryds ikke æstetisk passe<br />
ind i omr˚adet. Ligeledes vil en rundkørsel kræve et stort areal, og derved p˚avirke<br />
miljøet i omr˚adet betydeligt.<br />
Det vil hovedsageligt være Ny Dallvej, der bliver belastet. Derfor vil et prioriteret<br />
vejkryds, hvor primærvejen er Ny Dallvej, være en brugbar løsning.<br />
7.3 Skitsering af vejkrydsene<br />
I dette afsnit beskrives de to løsningsforslag til vejkrydsene ved hhv. Hobrovej og<br />
Dallvej.<br />
7.3.1 Hobrovej<br />
Projektet afgrænser sig fra at lave kapacitetsberegninger for det signalregulerede<br />
T-kryds ved Hobrovej, hvorfor skitsen p˚a figur 7.2 blot vil være en ide til, hvordan<br />
det kan komme til at se ud ved Ny Dallvejs tilslutning p˚a Hobrovej.<br />
Afhængig af hvor store trafikmængder der vil komme til krydset fra Ny Dallvej, bør<br />
det overvejes, hvor mange tilfartsspor der skal bruges til hver retning mod Hobrovej.<br />
P˚a figur 7.2 er der to tilfartsspor fra Ny Dallvej, hvilket liges˚a godt kunne være fire.<br />
For at afgøre dette skal der laves kapacitetsberegninger p˚a krydset.<br />
7.3.2 Dallvej<br />
For tilslutningen af Dallvej til Ny Dallvej er der som tidligere nævnt valgt et prioriteret<br />
T-kryds.<br />
Der er foretaget kapacitetsberegninger til bestemmelse af krydsets udformning vha.<br />
DanKap. Ved disse beregninger er det vurderet, at en krydsningsmulighed for de<br />
venstresvingende fra sekundærvejen Dallvej ikke kan lade sig gøre pga. en for stor<br />
middelforsinkelse og kølængde.<br />
Som det ses p˚a figur 7.3, skal de vensresvingende fra Dallvej ikke have muligheden for<br />
at komme til Skalborg ad dette vejkryds. Denne trafik ledes i stedet for ad Hjortevej,
7.3 Skitsering af vejkrydsene 39<br />
Figur 7.2: Skitse af det signalregulerede T-kryds ved Hobrovej (Ej m˚alfast).<br />
se figur 7.1. Hvis de venstresvingende fra Dallvej skal have en retfærdig mulighed<br />
for at komme gennem krydset, kan der i stedet anlægges en tosporet rundkørsel.<br />
De krydsende cyklister ved T-krydset har vigepligt for trafikken p˚a Ny Dallvej, s˚a de<br />
ikke giver unødige standsninger for den gennemkørende trafik. Cyklisternes mulighed<br />
for sikkert at passere Ny Dallvej forstærkes ved en bred midterhelle, s˚a de blot skal<br />
vige for én trafikstrøm af gangen. Dette kan ses p˚a figur 7.3.<br />
Figur 7.3: Skitse af det prioriterede T-kryds ved Dallvej (Ej m˚alfast).
40 Vejkryds<br />
7.4 Kapacitetsberegning af T-kryds<br />
Ved hjælp af Dankap er der udført beregninger p˚a krydset mellem Dallvej og Ny<br />
Dallvej ud fra tallene i bilag F. Dankaps beregninger er kontrolleret ved h˚andberegninger,<br />
jf. bilag F.1.<br />
Resultaterne af beregninger beskriver, hvordan trafikken afvikles i krydset i spidstimen.<br />
Resultaterne ses i tabel 7.1.<br />
hvor<br />
Gren Strømretning B t sek./Kt n5% køretøjer<br />
Gren A Højresvingende fra prim.-vej 0,08 3 1<br />
Gren B Venstresvingende fra prim.-vej 0,40 17 3<br />
Gren C Højresvingende fra sek.-vej 0,33 13 2<br />
Tabel 7.1: Middelforsinkelsen og kølængden i tilfartssporet.<br />
B er belastningsgraden, der beskriver forholdet mellem tilfartssporets trafikintensitet<br />
og den maksimale kapacitet<br />
t er middelforsinkelsen i sekunder pr. køretøj<br />
n5% er kølængden i 5 % af beregningsperioden<br />
Som det ses i tabel 7.1, kan køretøjerne fra tilfartssporene svinge indenfor 17 sek.<br />
Dette er mindre end de ca. 25 sekunder, der bør overholdes iflg. (Vejdirektoratet<br />
1999b). Hermed kan det konkluderes, at serviceniveauet er tilfredsstillende.<br />
Den største kølængde er ved de venstresvingende fra primærvejen iflg. tabel 7.1. Her<br />
kan opst˚a en kø p˚a op til tre køretøjer, hvorfor tilfartssporet skal anlægges, s˚a det<br />
som minimum kan holde dette antal køretøjer.
Del II<br />
Vand og miljø
Kapitel 8<br />
Vand og miljø<br />
Det følgende kapitel omhandler dimensionering af et afvandingssystem, hvilket er<br />
nødvenig ved anlæggelsen af en ny vej. Ved et vejprojekt vil miljøet omkring vejen<br />
blive p˚avirket. Der vil være forurening og ændring af fauna og flora, imens anlægsarbejdet<br />
st˚ar p˚a, og efter anlæggelsen vil vejen skabe yderligere forurening fra b˚ade<br />
brugere og vejen selv. Især vand skaber problemer, da vejen kan blive oversvømmet,<br />
hvilket gør vejen sikkerhedsmæssigt uforsvarlig. N˚ar regnen rammer vejen, betragtes<br />
dette vand som spildevand, der skyller tungmetaller, olieforbindelser og andre<br />
skadelige stoffer ud i oplandsomr˚adet.<br />
For at undg˚a at disse problemer skader mere end nødvendigt, skal ovenst˚aende problemer<br />
afhjælpes, s˚a de skader miljøet mindst muligt, og gør vejen forsvarlig at<br />
bruge.<br />
Regn, der lander p˚a en anlagt vejstrækning, skal føres væk og renses, inden det ledes<br />
ud i de naturlige recipienter. Der vil derfor blive dimensioneret for b˚ade intern og<br />
ekstern afvanding ved hjælp af grøfter p˚a dele af vejens forløb, afhængig af vejens<br />
udformning. Herudover vil bassiner, hvis form˚al er at forsinke vandet, inden det<br />
ledes ud i recipienten samt at bundfælde spildevandet for diverse affaldsstoffer inden<br />
udløb til recipienten, blive dimensioneret. Ledninger, der fører vandet fra grøft til<br />
bassin, vil ligeledes blive dimensioneret. Endelig vil en ledning fra bassin til recipient<br />
blive dimensioneret.<br />
8.1 Problemformulering<br />
Et afvandingssytem der kan lede regnvand fra Ny Dallvej til Øster˚a, ønskes udformet<br />
efter gældende miljøregler. Afvandingen skal forløbe gennem grøfter til et lednings-
44 Vand og miljø<br />
system, der fører vandet til et forsinkelsesbassin. Herfra ledes vandet videre ud i<br />
recipienten Øster˚a, efter gældende miljøregler.<br />
8.2 Terrænanalyse<br />
Inden der kan foretages afvanding af Ny Dallvej, skal der tages højde for hvordan<br />
det opsamlede vand vil bevæge sig, og hvor det videre kan føres hen, inden det ender<br />
i recipienten.<br />
Ved at kigge nærmere p˚a længdeprofilet for vejen, ses det at vejen ved stationering<br />
720 m n˚ar et toppunkt, hvorfor det er valgt at afvandingen deler sig i denne<br />
stationering. Længdeprofilet kan ses p˚a tegning c104-002.<br />
Figur 8.1: Samlet afvandingsystem for Ny Dallvej. Den sorte firkant indrammer den del<br />
af vejen, hvor afvandingssystemet bliver dimensioneret.<br />
P˚a figur 8.1 ses et forslag til, hvordan Ny Dallvej kan blive afvandet. Til afvandingssystemet<br />
benyttes de eksisterende regnvandsbassiner, der er anlagt til motorvejen,<br />
samt to nye bassiner ved Øster˚a. Herudover føres en del af vandet langs motorvejen<br />
til det nye tilkørselssystem, hvor et større afvandingsanlæg skal oprettes. Forslaget<br />
bygger til dels p˚a skøn ud fra højdekurver, samt opsamlet viden fra markundersøgelser.<br />
Øster˚a ligger i stationering 360 m, og det er herfra til stationering 720 m, afvandingen<br />
af vejen vil blive dimensioneret. Vejafvandingen p˚a dette stykke er valgt, da vejens
8.3 Problemafgrænsning 45<br />
længdefald ikke gør det muligt at lede det opsamlede vand til opsamlingsbassinet<br />
ved motorvejen.<br />
8.3 Problemafgrænsning<br />
Det følgende afsnit vil ikke betragte brugernes forurening af oplandsomr˚adet. Her kan<br />
nævnes diverse udledningsstoffer fra biler og andre forbrugere af vejen. Forureningen<br />
fra anlægget af vejen vil heller ikke blive betragtet, ligesom der vil blive set bort fra<br />
indvirkningen p˚a omr˚adets fauna og flora. Herudover vil der ikke blive beregnet p˚a<br />
indvirkningen af recipienten.<br />
Ligeledes vil der kun ses nærmere p˚a den del af Ny Dallvej, hvor vandet ledes til<br />
Øster˚a. Dette gøres, da beregning p˚a de andre omr˚ader blot vil være en gentagelse<br />
af beregningerne med andre oplandsarealer og afstande, samt at dette vand vil blive<br />
ført til andre opsamlingsanlæg. Der vil for den del af anlægget, der befinder sig<br />
p˚a vestsiden af motorvejen, blive foresl˚aet en komplet afvanding i modsætning til<br />
østsiden.<br />
N˚ar regnvandsbassinnet dimensioneres, afgrænses der for varierende bunddybder<br />
eller skillevægge. Dette bør anvendes for dermed at udnytte hele volumenet af bassinet<br />
og øge opholdstiden. Herved kan sedimentationen af forurenede stoffer øges.
Kapitel 9<br />
Afvanding i grøft<br />
Der findes flere forskellige anlæg til afvanding af en vej afhængig af, hvor vejen er<br />
placeret. Da Ny Dallvej bliver anlagt i ˚abent land, er det mest nærliggende at se<br />
nærmere p˚a etablering af grøfter eller trug.<br />
Ved et trug forst˚as et ubefæstet rabatareal, hvor overfladevand opsamles og bortledes.<br />
Trugets dybde er normalt 0,1–0,2 m og har en bredde p˚a 2–3m. Dette gør, at<br />
det udover at fungere som afvandingsanlæg ogs˚a kan bruges til rabatareal (Vejdirektoratet<br />
2003).<br />
I modsætning til trug er grøfter smallere og dybere. Bunden af en grøft lægges<br />
normalt 0,5 m under terræn og bundbredden skal være mindst 0,35m. Denne smalle<br />
trapetz udformning gør, at grøfter i forhold til trug kan aflede mere vand. De har<br />
derfor ogs˚a et krav om et minimumsfald p˚a mindst 1 0/00. Grøfter etableres oftest p˚a<br />
vejstrækninger, der ligger i p˚afyldninger, men kan ogs˚a anlægges i en afgravning,<br />
hvor der ellers bruges trug (Vejdirektoratet 2003).<br />
Det vælges at anlægge en grøft p˚a vejstrækningen, da dele af vejstrækningen ligger<br />
p˚a en p˚afyldning, og da vejen p˚a den ene side har et meget stejlt opland, der bidrager<br />
med betydelige mængder vand til afvandingssystemet. Oplandet ses p˚a figur 9.3.<br />
9.1 Forudsætninger for grøftberegninger<br />
Til beregning af grøfternes dimensioner bruges den rationelle metode. Denne forudsætter<br />
at regnvarigheden sættes lig med afstrømningstiden, da dette repræsenterer<br />
den mest kritiske situation.
48 Afvanding i grøft<br />
Inden dimensioneringen kan foretages, skal det bestemmes hvor ofte grøftens kapacitet<br />
m˚a overstiges.<br />
Konsekvens Gentagelsesperiode<br />
T (˚ar)<br />
Oversvømmelse af landbrugsarealer, rabatarealer<br />
og øvrige ikke-bebyggede omr˚ader.<br />
≥ 2<br />
Oversvømmelse af gang- og cykelstier. ≥ 5<br />
Oversvømmelse af lokalvejes kørebanearealer ≥ 10<br />
Oversvømmelse af trafikvejes kørebanearealer,<br />
inkl. nødspor, samt bebyggede arealer.<br />
≥ 25<br />
Tabel 9.1: Krav til gentagelsesperiode for oversvømmelse (Vejdirektoratet 2003).<br />
Ud fra tabel 9.1 ses det, at markarealer og ubebyggede omr˚ader ikke har samme<br />
gentagelsesperiode som trafikvejens kørebanearealer og bebyggede omr˚ader, da en<br />
overskridelse i disse omr˚ader ikke er lige risikobetonede. Ved kraftig regn p˚a Ny<br />
Dallvej er der risiko for oversvømmelse af kørebanearealet. Da Ny Dallvej er en<br />
trafikvej benyttes en gentagelsesperiode p˚a 25 ˚ar.<br />
Dette er muligvis en overdimensionering, da kørebanearealet ikke nødvendigvis bliver<br />
oversvømmet ved kapacitetssvigt i grøfterne, p˚a grund af rabatarealet. F.eks. regnes<br />
der, ved brug af rør til afvanding, generelt med en gentagelsesperiode p˚a 1 ˚ar for<br />
fuldtløbende rør. Herefter dimensioneres nedløbsbrøndene til en periode p˚a 25 ˚ar,<br />
hvorved kravet om vejoverfladens oversvømmelse overholdes.<br />
Det er dog vurderet ud fra tabel 9.1, at for den givne situation, er det ved en<br />
gentagelsesperiode p˚a 25 ˚ar, beskrivelsen passer bedst. Derfor bruges denne gentagelsesperiode<br />
i dimensioneringen.<br />
For at beregne grøftens maksimale vandføringsevne skal det beregnes, hvor store<br />
mængder vand vejen og de omkringliggende oplande bidrager med. For at finde disse,<br />
antages det at landsregnrækken er gældende for omr˚adet, hvormed regnintensiteten<br />
kan findes vha. enten landsregnrækken eller regnformlen. disse ses i tabel 9.2 og<br />
tabel 9.3.<br />
For at kunne benytte tabellen skal der udover regnperioden ogs˚a findes en regnvarighed,<br />
der som tidligere beskrevet sættes lig afløbstiden.<br />
Ved dimensionering af grøfterne, antages der først en kendt dimension p˚a grøften.<br />
Denne regnes igennem med henblik p˚a at finde den maksimale vandspejlskote for<br />
den dimensionsgivende regn. Herefter vil resultatet blive vurderet, og grøftens dimensioner<br />
kan evt. ændres. En principskitse af den trapezformede grøft kan ses p˚a
9.2 Beregning af regnvarigheden 49<br />
Gentagelsesperiode T (˚ar)<br />
5 10<br />
Varighed, tr(minutter)<br />
15 20 25 30 40 60 120<br />
20 350 280 240 205 172 149 119 86 64<br />
10 310 230 190 170 142 123 98 72 43<br />
5 260 190 160 128 108 94 76 56 33<br />
2 200 140 114 92 78 68 56 43 26<br />
1 150 110 88 72 61 54 44 33 21<br />
0,5 110 83 64 53 46 41 34 26 17<br />
0,2 80 52 40 34 29 26 22 17 11<br />
Tabel 9.2: Landsregnrækken bestemt ud fra 139 ˚ars m˚alinger. Regnintensiteterne findes<br />
i l/(s · ha) (Bentzen 2005).<br />
Gentagelsesperiode T(˚ar) c α Gyldighedsomr˚ade for tr<br />
20 55600 0,79 20 min - 4 døgn<br />
10 45960 0,79 20 min - 4 døgn<br />
5 28070 0,76 15 min - 4 døgn<br />
2 16290 0,73 15 min - 4 døgn<br />
1 10980 0,71 15 min - 4 døgn<br />
0,5 5300 0,65 10 min - 3 døgn<br />
0,5 11200 0,73 3 timer - 4 døgn<br />
0,2 2730 0,62 5 min - 4 timer<br />
0,2 9490 0,75 4 timer - 4 døgn<br />
Tabel 9.3: Parametre til regnformel for landsregnrækken (Bentzen 2005).<br />
figur 9.1. Til dimensioneringen antages det at bundbredden er smallest mulig, og at<br />
grøften har et anlæg p˚a 1.<br />
Det antages, at der i grøften er ensformige og stationære strømninger, der medfører,<br />
at alle strømningslinier er parallelle, at hastigheden ikke ændrer sig over tid i forskellige<br />
snit af grøften og at grøften er impermeabel. Det betyder, at den naturlige<br />
dybde y0 og hastigheden V er konstant gennem hele snittet.<br />
9.2 Beregning af regnvarigheden<br />
Til beregningerne er grøfterne delt op i mindre dele, p˚a hver 20 m. Der vil for hver<br />
af disse dele blive udført beregninger.<br />
For at kunne beregne den nødvendige dybde af grøften skal regnintensiteten findes.
50 Afvanding i grøft<br />
Figur 9.1: Trapez-formet grøft.<br />
For at finde denne skal regnens varighed, den dimensionsgivende afstrømningstid tr,<br />
findes. Den dimensionsgivende tid er enten overfladeafstrømningstiden fra oplandet<br />
eller den akkumulerede grøftafstrømningstid, afhængig af hvilken der er størst.<br />
Da vejen, pga. dens betydeligt større afløbskoefficient, vil give en større vandmængde<br />
pr. areal end det omkringliggende oplandsareal, er tr valgt til at være afstrømningstiden<br />
fra det fjerneste punkt af det interne opland til grøften. Dette gælder, selvom<br />
afstandene i det eksterne opland er større.<br />
Afstrømningstiden tr kan beregnes ud fra formel (9.1).<br />
tr = S<br />
V + topstrøms grøftlængde<br />
(9.1)<br />
Ud fra formel (9.1) ses det, at vandets hastighed V og strækningen S, skal findes<br />
inden regnvarigheden kan beregnes.<br />
Hastigheden er imidlertid ikke s˚a enkel at finde, da den varierer som følge af vanddybden<br />
og hældningen af vejen. Der er i bilag G.2.1 opstillet et udtryk ved hjælp af<br />
modstandsformlen samt Colebrook & Whites formel, der kan udtrykke hastigheden.<br />
Denne skal dog kun ses som et beregnet overslag p˚a hastigheden, da vanddybden p˚a<br />
overfladen er antaget.<br />
Hvis en præcis beregning skulle udføres, ville det være nødvendigt at lave en række<br />
hydrodynamiske undersøgelser af, hvordan vandet opfører sig, n˚ar det rammer<br />
vejbanen. Derfor er hastigheden blot en ansl˚aet hastighed.
9.3 Oplandsarealer 51<br />
Strækningen er til gengæld en enkel trekantsberegning, hvorved afstanden til det<br />
fjerneste punkt findes. Dette kan ses i bilag G.2.2.<br />
Efter de ubekendte værdier er fundet, kan regnintensiteten i beregnes med regnformlen,<br />
se (9.2), eller aflæses i tabel 9.2. Mere specifikke beregninger af i er udført<br />
i Matlab.<br />
i = c · tr −α<br />
Hvor parametrene c og α ses i tabel 9.3.<br />
(9.2)<br />
Da Ny Dallvejs gentagelsesperiode minimum skal være 25 ˚ar, rækker hverken landsregnrækken<br />
eller tabellen til regnformlen. Derfor er er værdierne i tabel 9.3 ekstrapoleret,<br />
hvorved parametrene for en gentagelsesperiode p˚a 25˚ar er estimeret — plottet<br />
kan ses p˚a figur 9.2.<br />
Figur 9.2: Tendenslinier for parametrene c og α i forhold til regnperioden<br />
For en gentagelsesperiode p˚a 25 ˚ar er fundet følgende:<br />
• c = 72549<br />
• α = 0,82<br />
N˚ar regnintensiteten er fundet, kan vandføringen fra vejen og oplandet beregnes ud<br />
fra de p˚agældene arealer.<br />
9.3 Oplandsarealer<br />
Der er to typer af oplandsarealer, ekstern og intern. De eksterne arealer indbefatter<br />
alle de arealer omkring vejen, der bidrager med vand til grøften. Den interne er vejen
52 Afvanding i grøft<br />
selv. Begge skal tages i betragtning, n˚ar der regnes p˚a vandføring og dimensioner af<br />
grøfterne p˚a den tidligere omtalte strækning.<br />
9.3.1 Ekstern opland<br />
Som det ses p˚a figur 9.3, best˚ar det meste af oplandet, til den del af vejen der<br />
betragtes, af en bakke. Dette bevirker, at vandet fra bakkearealet nord for den<br />
kommende vej ikke ender i vejens grøfter, men vil søge nordp˚a. Derimod vil vand<br />
helt fra toppen af bakken søge ned mod grøften, hvilket vil give vand fra et stort<br />
opland syd for vejen. Det er nødvendigt at udregne det aktuelle oplandsareal for<br />
hver enkelt stationeringsstrækning.<br />
Figur 9.3: Eksterne oplandsarealer<br />
Da bakken hælder forskelligt over strækningerne, vil nogle arealer være større end andre.<br />
For at finde disse arealer trækkes der streger vinkelret p˚a bakkens højdekurver,<br />
hvorved ruten, vandet vil følge ned af bakken, findes. De bidragende oplandsarealer<br />
nord for vejen ses ogs˚a p˚a figur 9.3. P˚a nordsiden af vejen er oplandet forholdsvis<br />
fladt, derfor antages det, at oplandsarealet strækker sig 50 m ud fra hver statione-
9.3 Oplandsarealer 53<br />
ring. Det ses p˚a figur 9.3, at der fra stationering 620 m til 720 m ikke kommer noget<br />
bidrag fra oplandet, da dette hælder væk fra vejen.<br />
Herefter udregnes de bidragende arealerne til de forskellige grøftstrækninger, og ud<br />
fra disse kan den endelige vandføringen i det p˚agældende omr˚ade bestemmes. De<br />
fundne arealer ses i tabel G.1. Det samlede oplandsareal til grøfterne udgør, for<br />
henholdsvis det sydlige og nordlige opland, 1,6 ha og 10 ha.<br />
9.3.2 Intern opland<br />
Det interne oplandsareal best˚ar af vejen og rabatten. Ligesom det eksterne oplandsareal,<br />
skal arealerne findes for hver enkel stationeringsstrækning p˚a 20 m. P˚a lige<br />
strækninger, hvor vejen er tagformet, er det ganske simpelt en rektangel fra midten<br />
af vejen over strækningen. Da dele af vejstrækningen, der skal afvandes, er udformet<br />
som en klotoide, forløber højderyggen ikke ens over hele strækningen. De vandbidragende<br />
arealer til de to grøfter skal da findes ud fra, hvordan højderyggen ligger.<br />
En principskitse af vejens højderyg ses p˚a figur 9.4, og eksempler p˚a vejens tværsnit<br />
findes p˚a tegning c104-003.<br />
Figur 9.4: Figuren viser hvordan vejens højderyg forløber. (Vejdirektoratet 1999c)<br />
Selve vej- og rabatarealet er beregnet ud fra de i afsnit 4.1 givne tværsnitsdimensioner,<br />
hvor vejens bredde fra midten af vejen til rabatten er 3,5 m, og rabatbredden er<br />
2,5 m til grøften. De forskellige arealer kan ses i tabel G.1.
54 Afvanding i grøft<br />
9.3.3 Reducerede oplandsarealer<br />
Efter arealerne, der bidrager til afvandingen, er fundet i afsnit 9.3, kan de reducerede<br />
oplandsarealer findes. De reducerede arealer betragtes som de dimensionsgivende<br />
arealer.<br />
De reducerede arealer er det samlede oplandsareal multipliceret med en afløbskoefficient<br />
ϕ. Denne afløbskoefficient beskriver, hvor impermeabelt oplandet er. Dvs. hvor<br />
meget vand, der bliver ført fra oplandet til afvandingssystemet. Afløbskoefficienten<br />
bliver fastsat ud fra oplandets karakter, alts˚a om oplandet best˚ar af asfalt, græs<br />
osv. Andre faktorer, s˚asom stort længdefald og leret jord, spiller ogs˚a en rolle ved<br />
fastsættelsen af værdien, der varierer fra 0 til 1. Selve koefficienten kan fastlægges<br />
udfra tabelværdier for givne omr˚aders terræn, men er i høj grad en vurdering, der<br />
skal tages for det enkelte omr˚ade (Vejdirektoratet 2003).<br />
For det omkringliggende eksterne opland ved Ny Dallvej sættes afløbskoefficenten<br />
til 0,1, da hele omr˚adet er dækket af græs. Selvom oplandet syd for vejen har en<br />
stejl hældning, hvilket vil bidrage med mere vand til grøften, er det ansl˚aet, at 90 %<br />
af vandet siver ned i jorden, inden det n˚ar afvandingsanlægget. Afløbskoefficienten<br />
for rabatarealet mellem grøften og vejen sættes ligeledes til 0,1. Afløbskoefficienten<br />
for vejen sættes til 1, da vejarealet best˚ar af asfalt og derfor er tilnærmelsesvis<br />
impermeabel. Afløbskoefficienten for grøften sættes til 1, da det regner direkte i<br />
grøften. De reducerede oplandsarealer findes ud fra (9.3), og værdierne er listet i<br />
tabel G.1.<br />
hvor<br />
Fred = ϕ · F (9.3)<br />
Fred er det reducerede oplandsareal<br />
ϕ er afløbskoefficienten<br />
F er det oprindelige oplandsareal<br />
Efter de reducerede arealer er fundet, kan den dimensionsgivende vandføring Qopland<br />
bestemmes.
9.4 Dimensionsgivende vandføring 55<br />
9.4 Dimensionsgivende vandføring<br />
Overordnet skal en grøftdimensionering sikre, at grøften kan afvikle den vandføring,<br />
der kommer fra de forskellige oplande indenfor de givne kriterier om, hvor ofte kapaciteten<br />
af grøften m˚a overskrides. I dette tilfælde m˚a kapaciteten overskrides hvert<br />
25. ˚ar.<br />
Som beskrevet i afsnit 9.1 giver denne gentagelsesperiode p˚a 25 ˚ar, sammen med<br />
en given regnvarighed tr, se 9.2, en mulighed for at finde en dimensionsgivende regnintensitet<br />
i. Ud fra den dimensionsgivende regnintensitet og det dimensionsgivende<br />
areal kan det beregnes, hvor stor vandføringen er fra det p˚agældende omr˚ade. Denne<br />
vandføring betragtes som den dimensionsgivende vandføring for grøften og findes ud<br />
fra (9.4).<br />
Qopland = ϕ · F · i = Fred · i (9.4)<br />
9.5 Grøftens dimensioner<br />
I princippet findes grøftens nødvendige dybde, som egentlig er vandspejlets kote,<br />
ved at sætte vandføringen fra oplandet Qopland lig den maksimale vandføringen i<br />
grøften Qgrøft. Dette gøres ud fra kontinuitetsligningen. (9.5) viser at det er nødvendigt<br />
at grøftens vandføring er større end oplandets vandføring, da grøften ellers vil<br />
oversvømmes.<br />
Qopland = ϕ · A · i ≤ Qgrøft<br />
(9.5)<br />
Efter vandføringen i grøften er fundet, kan den maksimale dybde umiddelbart findes,<br />
hvis hastigheden, vandet bevæger sig med, er kendt. Da denne normalt ikke er kendt,<br />
er det nødvendigt at opstille et udtryk, der kun afhænger af dybden y0.<br />
Ved at kombinere Colebrook & Whites formel med modstandsformlen, samt omskrive<br />
vandføringen, opn˚as en s˚adan ligning. I bilag G.3 kan en mere detaljeret<br />
beskrivelse af metoden findes. Resultater findes i afsnit 9.6.
56 Afvanding i grøft<br />
9.6 Grøftdimensioner<br />
Til beregning af grøftedybderne er den dimensionsgivende tid tr for station 720-700<br />
fundet til 3,69 minutter jf. bilag G.2. Ud fra samme bilag er tr for station 360-380<br />
udregnet til 3,95 minutter. Det er disse tider, der benyttes til at finde de resterende<br />
afløbstider i grøftestrækningerne og dermed grøftedybderne y. Beregninger ses i bilag<br />
G og de fundne dybder y ses i længdeprofilet i figur 9.5.<br />
Figur 9.5: Grøftens længdeprofil for dybde, bundbredde og anlæg.<br />
Figuren viser udover dybden ogs˚a bundbredde og anlæg over hele strækningen. Det<br />
ses, at den største dybde er fundet til 0,49 m, og da der ønskes en ens grøftedybde<br />
over hele vejens forløb, sættes den til 0,5 m. Ved at gøre dette sikres det, at alle<br />
grøftestrækninger kan indeholde den tilførte vandmængde, og dens kapacitet bliver<br />
dermed ikke overskredet oftere end gentagelsesperioden tillader.<br />
Herudover er det fundet at vandføringen p˚a det sted, hvor vandet ledes via ledningssystemet<br />
over i bassinerne er følgende:<br />
• Qsyd=0,398 m 3 /s<br />
• QNord=0,144 m 3 /s<br />
Med disse oplysninger kan der fortsættes med rørdimensioneringen.
Kapitel 10<br />
Rørdimensionering<br />
Efter de naturlige dybder samt vandføringen i grøfterne er fundet som i afsnit 9.6,<br />
kan vandet ledes videre ud i et forsinkelsesbassin, hvorefter det ender i Øster˚a. Et<br />
s˚adan system bliver dimensioneret for begge sider af vejen, da et rør under vejen,<br />
der samler alt spildevandet i et bassin, ikke lader sig gøre, idet grundvandsspejlet<br />
ligger 1,1 m (GEUS 2005) under terræn.<br />
Et evt. rør under vejen skal have en minimumsafstand op til vejbefæstelsen p˚a 0,6 m<br />
(Vejdirektoratet 2003), og da vejbefæstelsen jf. afsnit 6 er p˚a 0,62 m, skal den øverste<br />
del af røret ned i en dybde p˚a 1,22 m.<br />
P˚a figur 10.1 ses scenariet, hvor røret føres under vejen. Rørets dimensioner er regnet<br />
ud fra Manningformlen. Da der ikke er et fald i terrænet fra opsamlingsbrønden<br />
til bassinet, vil røret, som fører vandet til bassinet, altid oversvømmes pga. grundvandsspejlets<br />
højde. Dette kan ikke tillades, idet regnvand og grundvand vil blive<br />
blandet, og der ses derfor kun nærmere p˚a systemet, hvor vandet fra grøfterne bliver<br />
ført ud til hver deres forsinkelsesbassin.<br />
P˚a tegning c104-005 ses det planlagte rørsystem. Det ses, at de rør, der skal føre<br />
vandet ud til forskinkelsesbassinerne, har to knæk p˚a hver 45 ◦ . Disse knæk medfører<br />
hver et energitab. For at tage højde for energitabet, der forekommer under<br />
vandets forløb gennem røret, benyttes energiligningen, hvormed hastigheden i røret<br />
beregnes. Den samlede vandføring beregnes ud fra rørets diameter og den fundne<br />
hastighed. Diameteren reguleres, s˚a den samlede vandføring i røret bliver lig med<br />
den dimensionsgivende vandføring. Derved findes de dimensionsgivende rørdiametre<br />
for de rør, der føres ud til to seperate forsinkelsesbassiner.<br />
Beregningerne er foretaget i Matlab. Fremgangsm˚ade, formler og beregninger ses i<br />
bilag H.1. Herudover benyttes følgende forudsætninger til udregningen af de dimen-
58 Rørdimensionering<br />
sionerende rørdiametre:<br />
Figur 10.1: Scenarie hvor der føres et rør under vejen.<br />
• Der regnes med, at den maksimale naturlige dybde y0 er sat til den i afsnit 9.6<br />
fundne maksimale vandstand i grøfterne ved station 400<br />
• Røret regnes fuldtløbende<br />
• Den dimensionsgivende vandføringe ved stationering 400, fundet i afsnit 9.6<br />
til hhv. 0,144 m 3 /s for den nordlige del af vejen og 0,398 m 3 /s for den sydlige,<br />
bruges til beregning af rørene<br />
• Det forudsættes, at vandets hastighed ved stationering 400 er nul<br />
Da vandføringen i de to grøfter er forskellige jf. afsnit 9.6, findes de to dimensionsgivende<br />
rørdiametre til hhv. 0,4 m for det nordlige rør og 0,5m for det sydlige rør.
Kapitel 11<br />
Dimensionering af regnvandsbassin<br />
Det opsamlede regnvand fra vej og opland skal bortledes. Eftersom vejvand kategoriseres<br />
som værende spildevand, skal der foretages en form for rensning, inden<br />
vejvandet ledes tilbage i naturens kredsløb. I tilfælde hvor det ikke er muligt at<br />
bortlede vandet til en recipient, kan nedsivning overvejes, men det er ikke tilr˚adeligt<br />
p˚a nuværende eller fremtidige vandindvindingsomr˚ader. Omr˚adet ved Dall Villaby<br />
har særlig drikkevandsinteresse (Carl Bro Gruppen 2005), og derfor vælges en løsning,<br />
hvor vejvandet ledes ud i et forsinkelsesbassin, hvor 40-80% af de forurenede<br />
stoffer bundfælder (Vejdirektoratet 2003), hvorefter vandet ledes ud i Øster˚a.<br />
For ikke at p˚avirke vandmiljøet i Øster˚a unødigt, er der begrænsninger p˚a den tilladte<br />
udledning. Ved at etablere et forsinkelsesbassin i forbindelse med afstrømningen<br />
til recipienten sikres det, at Øster˚a ikke tilføres mere vand pr. tid end ønsket, og<br />
samtidig undg˚as opstuvning i grøftesystemet og p˚a vejen.<br />
Ved at etablere regnvandsbassinet som et v˚adbassin, mindskes erosion og dermed<br />
videreførsel af bundfællede forureningsstoffer. Samtidig kan v˚adbassiner tilplantes,<br />
s˚a de indpasses i landskabet, og tilplantningen kan tilmed have en rensende virkning.<br />
Efter vandet er passeret gennem bassinet, skal koncentrationen af forurenende stoffer<br />
være nede p˚a et niveau, som overholder udledningskrav til recipienten (Vejdirektoratet<br />
2003).<br />
Til udfomning af et v˚adbassin findes der en række vejledende krav (Vejdirektoratet<br />
2003):<br />
• For at opn˚a den længste gennemløbsstrækning og dermed bedste rensning<br />
placeres ind- og udløb s˚a langt fra hinanden som muligt<br />
• Bassinets længde bør være mindst 2–4 gange bredden
60 Dimensionering af regnvandsbassin<br />
• Maksimal vanddybde ved udløbsniveau bør ikke være over 1,0–1,5 m for at<br />
mindske risikoen for anaerobe forhold p˚a bunden<br />
• Vanddybden ved udløbsniveau anbefales ikke mindre end 0,8 m, da dette begrænser<br />
padders overvintringsmulighed samt nedsætter bundvegetationen<br />
• Stuvningsvolumen skal kunne rumme den indstrømmende regnmængde fra<br />
oplandet<br />
• Et opholdsvolumen p˚a 250 m 3 /ha reduceret opland sikrer, at opholdstiden kun<br />
nogle f˚a gange ˚arligt bliver under 3 døgn — dermed tilbageholdes 40–80 % af<br />
de forurenende stoffer<br />
• Flade skr˚aningsanlæg anbefales for bedre tilpasning til terrænet — anlæg 5 er<br />
acceptabelt og anlæg 2 et absolut minimum<br />
• Hvis muligt bør nordsiden anlægges lavvandet, s˚a solopvarmning af vandet<br />
lettes, hvorved flora og fauna fremmes<br />
Bassinernes anlægsskr˚aninger projekteres i anlæg 10 p˚a deres nordvendte side og<br />
anlæg 5 p˚a de tre øvrige sider, for at opn˚a en lavvandsside mod nord. Bassinernes<br />
længde-/breddeforhold ved opholdsvoluminets overflade sættes 2:1, s˚aledes en<br />
tilfredsstillende gennemløbslængde opn˚as. Bassindybden fra bund til opholdvoluminets<br />
overflade vælges til 0,8 m.<br />
For at indpasse indløbsrørene s˚a den ønskede hældning fra grøfterne opn˚as, lægges<br />
bassinet lidt længere ned i terrænet end p˚akrævet. Det betyder, at bassinet nedgraves,<br />
s˚a vandoverfladen i tørvejrsperioder ligger i niveau med indløbsrøret. Rørene<br />
ligger hhv. 0,9 m under terræn for det sydlige bassin og 0,6 m under terræn for det<br />
nordlige bassin. Det er vigtigt, at bassinet ikke placeres s˚a lavt, at vandoverfladen<br />
ved opholdsvolumet kommer til at ligge lavere end grundvandsspejlet, der i omr˚adet<br />
nær bassinerne er ca. 1,1 m under terræn (GEUS 2005).<br />
Bassinernes dimensioner fremg˚ar af tabel 11.1 og 11.2 Herudover kan en tegning over<br />
rør- og bassinsystemet ses i tegning C104-005.<br />
11.1 Dimensionering af rør til recipienten<br />
N˚ar vandet samles i forsinkelsesbassinet, skal det ledes videre ud i Øster˚a, hvilket<br />
kan ses p˚a figur 11.1 og 11.2. Som det er beskrevet i bilag I er der en begrænsning<br />
for hvor stor denne udledning m˚a være, da en for stor udledning kan beskadige<br />
recipienten. Den maksimale udledning for det nordlige bassin er, ud fra nordjyllands
11.1 Dimensionering af rør til recipienten 61<br />
Bredde [m] Længde [m] Dybde (under<br />
terræn) [m]<br />
Overflade ved max stuvning 15,66 27,92 0,43<br />
Overflade i tørvejrperioder 13,11 26,22 0,60<br />
Bund 1,11 18,22 1,40<br />
Tabel 11.1: Dimensioner for det nordlige regnvandsbassin.<br />
Bredde [m] Længde [m] Dybde (under<br />
terræn) [m]<br />
Overflade ved max stuvning 21,47 37,34 0,62<br />
Overflade i tørvejrperioder 17,27 34,54 0,90<br />
Bund 5,27 26,54 1,70<br />
Tabel 11.2: Dimensioner for det sydlige regnvandsbassin.<br />
amts forudsætninger, fundet til 10 l/s og for det sydlige til 10,09 l/s (Nordjyllands<br />
Amt 2005a).<br />
Figur 11.1: Skitse af røret fra det nordlige bassin til Øster˚a (Ej m˚alfast).<br />
Ved brug af energiligningen er den maksimale diameter for udløbsrørene i hhv. det<br />
nordlige og sydlige bassin fundet til 0,114 m og 0,0997 m. I bilag I er det vurderet, at<br />
et Wawin PP-MD afløbsrør, med en ydre diameter p˚a 0,110 m og en indre diameter<br />
p˚a 0,1024 m, giver en tilfredsstillende vandføring for b˚ade det nordlige og sydlige rør<br />
(Wavin 2005).<br />
Ud fra de to rørs hældning, længde og udløbets dybde under terræn er det kontrolleret,<br />
at røret har et frit udløb til Øster˚a. Det nordlige rør har en hældning p˚a 10 0/00
62 Dimensionering af regnvandsbassin<br />
Figur 11.2: Skitse af rør fra det sydlige bassin til Øster˚a (Ej m˚alfast).<br />
og det sydlige rørs hældning er p˚a 2 0/00. P˚a figur 11.1 og 11.2 ses det, at rørene<br />
kommer ud i en højde p˚a henholdsvis 0,33 m og 0,19 m over ˚aen.<br />
11.2 Kontrol af regnvejrsbassin<br />
Ved hjælp af energiligningen er der er i bilag I.4 blevet kontrolleret hvorvidt bassinets<br />
dimensioner er tilstrækkelig. Her er det fundet at opstuvningen i nord- og sydbassinet<br />
ved en regnvarighed p˚a bare 15 minutter, vil være henholdsvis 0,8 og 0,6<br />
meter. Dette er betydeligt mere end de tidligere beregnede stuvningsvolumener.<br />
Derfor er det vigtigt at have et overskydende areal, der kan indeholde den ekstra<br />
store opstuvning af vandet i ekstreme regnsituationer.<br />
11.3 P˚avirkning af recipient<br />
Recipienten til det dimensionerede afvandingssystem er Øster˚a, en mindre ˚a, der<br />
antages ikke at have en stor vandføring, inden vejen anlægges. Derfor m˚a to bassinudløb<br />
indenfor 100 m have en betydning for recipienten. Ved en egentlig anlæggelse<br />
af Ny Dallvej, bør det derfor være nødvendigt, at undersøge om der skal laves tiltag<br />
for at bevare ˚aens fauna og flora. Ligeledes bør der foretages undersøgelser af<br />
mængderne af udledning i forhold til ˚aens størrelse, da denne kan være betydelig.
Del III<br />
Konstruktion
Kapitel 12<br />
Brokonstruktion<br />
I henhold til del I er der planlagt en vej, som forbinder Hobrovej i City Syd med<br />
den nord- sydg˚aende motorvej E45 for at aflaste Skalborg Bakke. Den skitserede<br />
vejløsning kræver en bro over motorvejen, som benyttes ved p˚a- og afkørsel fra motorvejens<br />
nordg˚aende spor, hvilket kan ses p˚a figur 3.2. I dette kapitel laves først et<br />
skitseprojekt, hvor fem brotyper undersøges, hvorefter den bedste løsning detailprojekteres.<br />
12.1 Valg af bro<br />
I skitseprojektet er der valgt at fokusere p˚a fem brotyper, som ses p˚a figur 12.1.<br />
Broen med lodrette søjler bliver b˚ade betragtet som værende statisk bestemt, enkelt<br />
statisk ubestemt og dobbelt statisk ubestemt, hvilket ses i bilag J. Det vises i bilag<br />
J.2, at broen skal spænde over en afstand p˚a 46,8 m og have en højde p˚a 4,7 m over<br />
motorvejen. Hermed f˚ar gitterbroen et frit spænd p˚a 46,8 m, mens de to bjælkebroer<br />
f˚ar et maksimalt frit spænd p˚a 28 m.<br />
Broerne belastes jf. bilag J.2.2 med en regningsmæssig punktlast p˚a 1560 kN og en<br />
regningsmæssig linielast p˚a 109 kN/m.<br />
Broen, som senere detailprojekteres, vælges ud fra følgende kriterier:<br />
• St˚alforbrug<br />
• Samlinger<br />
• Æstetik
66 Brokonstruktion<br />
Figur 12.1: Statiske systemer af de fem brotyper.<br />
Ud fra bilag J.3 ses det, at gitterbroen f˚ar et samlet st˚alforbrug p˚a 4,76 m 3 , hvortil<br />
der kommer et tillæg fra de tværg˚aende stænger, som skal bære brodækket samt<br />
nogle stænger foroven i konstruktionen, der skal stabilisere gitrene. Det antages, at<br />
dette tillæg bliver p˚a 4,10 m 3 , hvormed st˚alforbruget kommer op p˚a 8,86 m 3 , hvilket<br />
ses i tabel 12.1.<br />
Jf. bilag J.5 resulterer de to statisk bestemte bjælkebroer i et st˚alforbrug p˚a 11,36 m 3 ,<br />
og hertil kommer der et tillæg fra de tværg˚aende bjælker, som spænder fra søjle til<br />
søjle. Dette tillæg antages at blive p˚a ca. 0,96 m 3 .<br />
Hermed vil gitterbroen set ud fra st˚alforbruget være den bedste løsning, men da<br />
gitrene bliver 4,7 m høje vil den æstetisk fylde for meget i landskabet. Gitterbroen<br />
har ogs˚a et stort antal samlinger, som ved opførelsen af broen vil resultere i store<br />
omkostninger vedr. aflønning af arbejdskraft. Derfor vælges gitterbroen fra.<br />
Den enkelt statisk ubestemte bjælkebro giver et st˚alforbrug for de langsg˚aende bjælker<br />
og for søjlerne p˚a 21,73 m 3 , hvilket ses i bilag J.7. Denne løsning fravælges grundet<br />
det store st˚alforbrug.
12.2 Problemformulering 67<br />
I bilag J er forskellen i st˚alforbruget for de statisk bestemte bjælkebroer fundet<br />
minimal, hvormed det konluderes, at en bro med skr˚a søjler ikke øger st˚alforbruget.<br />
Som det ses p˚a figur 12.1, st˚ar søjlerne tættere p˚a vejen, hvis en bro med lodrette<br />
søjler vælges frem for en bro med skr˚a søjler. Dette vil umiddelbart give et større<br />
behov for at sikre søjlerne mod p˚akørsel. Ydermere virker broen med skr˚a søjler til<br />
at have et større gennemkørselsareal, hvilket vil give en større tryghed for bilisterne<br />
p˚a motorvejen.<br />
St˚alforbrug æstetisk samlinger<br />
Gitterbro 8,86 m 3 Ikke godkendt Mange<br />
Bjælkebro, lodret 11,36 m 3 Godkendt F˚a<br />
Bjælkebro, skr˚a 11,36 m 3 Godkendt F˚a<br />
Bjælkebro, enkelt ubestemt 21,73 m 3 Godkendt F˚a<br />
Bjælkebro, dobbelt ubestemt 12,62 m 3 Godkendt F˚a<br />
Tabel 12.1: Kriterier opsat mod hinanden.<br />
Ud fra tabel 12.1 kan det ses, at de to statisk bestemte bjælkebroer har det mindste<br />
st˚alforbrug. De er ogs˚a fordelagtige at vælge ud fra de øvrig kriterier. Den dobbelt<br />
statisk ubestemte bro, der ikke kræver meget mere st˚al jf. bilag J.7, er dog mere stiv<br />
end de bestemte broer. Derfor formodes det, at denne vil være den bedste løsning,<br />
hvis lasten placeres anderledes end i bilag J.<br />
For at vælge imellem en bjælkebro med skr˚a eller lodrette søjler, betragtes ogs˚a de<br />
to søjletilfældes statiske foredele. En bro med skr˚a søjler har en fordel i, at søjlerne<br />
kan optage vandrette belastninger s˚asom bremselasten. Derfor vælges en dobbelt<br />
statisk ubestemte bjælkebro med skr˚a søjler til videre detailprojektering.<br />
12.2 Problemformulering<br />
Den valgte st˚albro ønskes detailprojekteret, s˚a alle elementer kan klare den mest<br />
ugunstige placering af de laster, der p˚avirker en s˚adan konstruktion. Dette medfører<br />
detailprojektering af plader under befæstelsen, længdebjælker, tværbjælker, søjler<br />
og boltesamlinger. Herudover ønskes broens rummelige stabilitet sikret.
68 Brokonstruktion<br />
12.3 Problemafgrænsning<br />
Følgende afgrænsninger vælges for detailprojekteringen af broen.<br />
• Fundamenterne dimensioneres ikke<br />
• Der dimensioneres kun to af broens samlinger<br />
• Den dynamiske virkning af broens rumlige opbygning medtages ikke<br />
• Optimering af søjlernes placering medtages ikke<br />
• Broens udstyr medtages ikke i detailprojekteringen
Kapitel 13<br />
Fremgangsm˚ade<br />
Ved detailprojekteringen af broen, som er valgt i skitseprojektet, redegøres først for<br />
broens topologi for at give et indblik i broens rummelige forhold. Her beskrives det<br />
ogs˚a, hvordan de enkelte elementer spænder af p˚a hinanden, og hvordan lasterne<br />
føres fra brodækket og ned igennem broens elementer.<br />
Efterfølgende redegøres der for detailprojekteringens forudsætninger, herunder hvilke<br />
laster og lastkombinationer der benyttes. I afsnittet indg˚ar ogs˚a valg af st˚alkvalitet<br />
og partialkoefficienter. Partialkoefficienternes værdi beregnes ud fra valg af sikkerhedsklasse<br />
og materiale kontrolklasse.<br />
Herefter dimensioneres de enkelte elemter. De øverste elementer dimensioneres først,<br />
s˚a deres tyngde kan medregnes i dimensioneringen af de underliggende elementer.<br />
Senere sikres brokonstruktionens rummelige stabilitet, hvorefter to boltesamlinger<br />
dimensioneres.<br />
Afslutningsvis laves en kort resonering over hvilke forsimplede statiske systemer, der<br />
er benyttet gennem detailprojekteringen. Der redegøres ogs˚a for, hvilke konsekvenser<br />
det har for detailprojekteringens resultater.<br />
Under detailprojekteringen eftervises det, at de valgte elementer overholder kravene<br />
for brud- og anvendelsesgrænsetilstande. Iterationsprocessen som følger forud for det<br />
endelige elementvalg dokumenteres ikke.
Kapitel 14<br />
Broens topologi<br />
Den komplekse brokonstruktion, som har til opgave at føre laster fra trafik mv. ned<br />
til fundamentet, er opbygget af flere elementer. Brodækket hviler i hver side p˚a et<br />
fundament, og spændet understøttes af to rækker søjler. P˚a tegning C104-006 findes<br />
et længdesnit af broen.<br />
Selve brodækket er opbygget af flere lag, øverst et belægningslag, som skal sikre et<br />
godt underlag for trafikken og give mulighed for vedligeholdelse af vejbefæstelsen i<br />
takt med trafikkens slid. Som basis for belægningslaget indlægges en broplade, der<br />
igen hviler p˚a nogle langsg˚aende bjælker. Hvor længdebjælkerne skal forbindes til<br />
søjlerne indlægges tværg˚aende bjælker. Brodækkets opbygning kan ses p˚a figur 14.1,<br />
derudover er broens tværsnit vist p˚a tegning C104-007.<br />
Figur 14.1: Opbygning af brodækket.<br />
Broens bredde p˚a 13,0 m opdeles p˚a fem rækker plader, som dermed hverisær f˚ar en<br />
bredde p˚a 2,6 m. For h˚andterlighedens skyld vælges en pladedybde p˚a 1,0 m. Over
72 Broens topologi<br />
broens samlede længde p˚a 46,8 m skal der placeres 47 plader efter hinanden i hver<br />
af de fem rækker. Pladerne spænder af p˚a de underliggende længdebjælker, jf. figur<br />
14.2.<br />
Da hver plade spænder over tre længdebjælker, og bropladen skal være sammenhængende,<br />
er det nødvendigt at etablere 11 parallelle længdebjælker. Længdebjælkerne<br />
spænder af p˚a fundamentet ved hver brokant samt p˚a tværbjælkerne placeret over<br />
søjlerne. De tværg˚aende bjælker over hver søjlerække skal fordele de langsg˚aende<br />
bjælkers reaktioner ud mellem søjlerne. I hver søjlerække opføres tre søjler for at<br />
fordele lasten over flere elementer.<br />
Af hensyn til den rummelige stabilitet og lastp˚avirkning ind p˚a broens side indlægges<br />
vindkryds mellem søjlerne. Det forventes, at skiveeffekten fra bropladen vil kunne<br />
sikre den rummelige stabilitet i brodækket og videreføre eventuelle tværg˚aende laster<br />
fra eksempelvis vind.<br />
Bropladen og spredning af trafiklaster<br />
Lasten fra trafikken — jævnt fordelt fladelast qi hhv. akseltryk Qi — angriber ved<br />
belægningens overside og skal føres ned til den underliggende st˚alplades tyngdepunkt.<br />
Da angrebsarealet udgør en stor del af selve pladen, regnes akseltrykkene<br />
som fladelaster p˚a pladen og ikke punktlaster. Det antages, at lasterne fra akseltrykkene<br />
spredes ned gennem belægningslaget til st˚alpladens tyngdepunkt med en<br />
udbredelsesvinkel p˚a 45 ◦ (Eur 2002). Det bevirker, at angrebsfladen for hvert hjultryk<br />
er forøget i begge dimensioner n˚ar det rammer st˚alpladen, skitse ses p˚a figur<br />
L.2. Akseltrykkenes angrebsareal i pladens tyngdeflade kan findes ved at betragte<br />
fordelingen gennem belægningslaget som en pyramidestub.<br />
I bilag L.1 er længden, hvorover akseltrykket angriber p˚a bropladen, Langreb fundet<br />
til 0,614 m.<br />
P˚a bropladen virker endvidere tyngden fra belægningslaget GB samt pladens egenlast<br />
GP.<br />
Længdebjælker<br />
N˚ar pladerne spænder af p˚a de underliggende længdebjælker overføres de i pladen<br />
fundne reaktioner til laster p˚a længdebjælkerne. Pladernes reaktioner p˚aføres som<br />
linielaster p˚a længdebjælkerne, eftersom reaktionen fra hver enkel plade virker over<br />
én meter i bjælkernes længderetning. P˚a figur 14.2 er brodækkets opbygning uden<br />
belægningen illustreret, og det ses, hvorledes pladernes reaktioner spænder af som
en linielast. Længdebjælkerne er foruden lastoverførslen fra bropladen belastet med<br />
deres egenlast GL.<br />
Figur 14.2: Principskitse af brodækkets opbygning.<br />
Længdebjælker er understøttet ved fundamenterne i hver side og ved de to søjlerækker.<br />
For hver længdebjælke findes reaktionerne ved de fire understøtninger.<br />
Understøtningerne i hver side er fundamenter, som fører lasterne direkte i jorden.<br />
De to midterste reaktioner p˚a hver længdebjælke overføres til tværbjælkerne.<br />
Tværbjælker<br />
Tværbjælkerne bliver p˚avirket af en last fra hver enkelt længdebjælke. Lasterne<br />
overføres p˚a kontaktfladen mellem længdeprofilerne hhv. tværprofilerne — fladelasterne<br />
er forsimplet som en punktlast, der angriber i kontaktfladens center. Derved<br />
belastes hver af de to tværbjælker med 11 punktlaster — én fra hver længdebjælke.<br />
Tværbjælkerne er understøttet af søjlerne, og hver tværbjælke understøttes som<br />
tidligere nævnt af tre søjler. Den ene er placeret ved tværbjælkens midte, og de to<br />
andre i afstanden 5 m fra centersøjlen.<br />
Ligesom de øvrige elementer er tværbjælkerne belastet med en egenlast GT fra tværbjælkens<br />
tyngde.<br />
Tværbjælkerne og søjlerne skal samles i en vinkel, hvorfor et mellemstykke indlægges.<br />
Samlingen er uddybet i bilag P.<br />
Søjler<br />
Søjlerne regnes centralt belastede efter Eulers søjleteori og den generelle st˚alteori.<br />
Det er som nævnt reaktionerne fra tværbjælkerne, der optages i søjlerne. Eftersom<br />
søjlerne er skr˚a, skal reaktionen projiceres ud i den for søjlen centrale retning.<br />
73
74 Broens topologi<br />
Placering af laster<br />
Eftersom flere af lasterne er variable og kan placeres vilk˚arligt, skal det for hvert<br />
element overvejes, hvor lasterne skal p˚aføres for at finde værste og dermed dimensionsgivende<br />
lastp˚avirkning. Disse overvejelser er beskrevet i forbindelse med dimensionering<br />
af hvert broelement.
Kapitel 15<br />
Forudsætninger for dimensionering<br />
Som forudsætning for beregningerne af brokonstruktionen benyttes (Vejdirektoratet<br />
2002) og (Eur 2002).<br />
15.1 Laster<br />
Ved dimensioneringen af brokonstruktionen skal de laster, der p˚avirker broen, bestemmes.<br />
Lasterne opdeles i permanente, variable og ulykkeslaster. Følgende laster<br />
har betydning for dimensionering af den valgte brokonstruktion:<br />
• Permanente<br />
– Egenlast<br />
– Belægningslast<br />
• Variable<br />
– Trafiklast<br />
– Bremse- og accelerationslast<br />
– Sidekraft<br />
– Masselast<br />
– Snelast<br />
– Vindlast<br />
– Temperaturp˚avirkninger
76 Forudsætninger for dimensionering<br />
– Lejefriktion<br />
– Eftergiven af understøtninger<br />
• Ulykkeslast<br />
– P˚akørselslast<br />
– Brand<br />
I dette projekt er det valgt ikke at tage højde for laster fra lejefriktion, temperaturp˚avirkninger<br />
og eftergiven af understøtninger. Snelasten er ligeledes undladt, hvilket<br />
er rimeligt, n˚ar trafiklasten er dominerende (Vejdirektoratet 2002).<br />
P˚akørselslasten medregnes ikke, da konstruktionens søjler er beskyttet af autoværn.<br />
Der undersøges i bilag K.1.5, hvorvidt den vandrette masselast er dimensionsgivende.<br />
Det er fundet, at vindlasten er dominerende i forhold til den vandrette masselast.<br />
Derfor benyttes masselasten ikke i dimensioneringen.<br />
Bestemmelsen af de øvrige laster kan findes i bilag K. Her findes først de karakteristiske<br />
laster, og herefter de regningsmæssige laster.<br />
15.2 Lastkombinationer<br />
Ved dimensionering af en brokonstruktion skal det dokumenteres, at broelementerne<br />
overholder kravene til brud- og anvendelsesgrænsetilstande. Vejdirektoratet har<br />
opstillet flere lastkombinationer, som skal benyttes ved detailprojektering af en brokonstruktion<br />
(Vejdirektoratet 2002). Ud fra hvilke laster, der er dominerende, kan<br />
en eller flere af lastkombinationerne fravælges.<br />
De vigtigste lastkombinationer for denne detailprojektering er listet i tabel 15.1.<br />
Det gælder for de enkelte lastkombinationer, at partialkoefficienterne multipliceres<br />
p˚a den respektive karakteristiske last, hvilket enten øger eller sænker dennes værdi.<br />
Da trafiklasten ved denne konstruktion er betragtelig i forhold til øvrige laster, er<br />
der kun en interessant kombinationstilfælde ved anvendesesgrænsetilstanden.<br />
15.2.1 St˚alstyrke<br />
I dimensioneringen benyttes st˚alkvalitet S355. Ved brudgrænsetilstande fastlægges<br />
en partialkoefficient γm for materialet, der er afhængig af den valgte sikkerhedsklasse
15.2 Lastkombinationer 77<br />
Lastkombination<br />
Brud — 2.1 Anvendelse<br />
Last: a b c a<br />
Permanent:<br />
Egenlast 1,0 1,0 1,0 1,0<br />
Variabel:<br />
Trafiklast<br />
- Tandem-aksellast 1,3 0,5 0,5 0,75<br />
- Jævnt fordelt last 1,3 0,5 0,5 0,40<br />
Bremselast m/u sidekraft 0,5 1,3 0,5 -<br />
Vind 0,5 - 1,5 -<br />
Tabel 15.1: Lastkombinationer ved brud- og anvendelsestilstande.<br />
γ0 og materialekontrolklasse γ5.<br />
Motorvejsbroen hører under broklasse I, da det er en offentlig vej, hvormed den<br />
skal dimensioneres i høj sikkerhedsklasse (Vejdirektoratet 2002). Herudover vælges<br />
normal materialekontrolklasse.<br />
Partialkoefficienterne for st˚als flydespænding fy samt elasticitetsmodul E er:<br />
γm = 1,17 · γ0 · γ5 = 1,17 · 1,1 · 1,0 = 1,29<br />
For st˚als trækstyrke fu er materialets partialkoefficient:<br />
γm = 1,43 · γ0 · γ5 = 1,43 · 1,1 · 1,0 = 1,57<br />
Hermed kan den regningsmæssige flydespænding udregnes for forskellige profiltykkelser.<br />
Værdierne kan ses i tabel 15.2.<br />
tykkelse [mm] fy [MPa] fyd [MPa] fu [MPa] fud MPa<br />
t ≤ 16 355 276<br />
16 < t ≤ 40 345 268 490 312<br />
40 < t ≤ 335 260<br />
Tabel 15.2: Flydespænding og trækstyrke for st˚al.<br />
Den karakteristiske værdi for elasticitets-modulet E er 0,21 · 10 6 MPa, hvilket giver<br />
et regningsmæssigt Elasticitets-modul Ed p˚a 0,16 · 10 6 MPa.
Kapitel 16<br />
Broplader<br />
For dimensionering af de st˚alplader, der skal fungere som underlag af vejbelægningen,<br />
er det nødvendigt at finde de laster, der virker p˚a pladerne. Herefter kan brudgrænsetilstanden<br />
og anvendelsesgrænsetilstanden for pladerne eftervises. De forskellige<br />
p˚aførte laster ses i bilag L.1.<br />
Dimensionerne p˚a pladen er valgt til 2,6 m x 1 m. Denne dimension bevirker, at<br />
pladen skal spænde over tre længdebjælker, med et frit spænd p˚a 1,3 m. Ved at<br />
p˚aføre de forskellige laster p˚a pladen, s˚a de virker til størst ugunst, er den mindste<br />
pladetykkelse fundet til 0,032 m jf. bilag L.2.<br />
Lastplacering<br />
Der er opstillet to lasttilfælde, hvor det er søgt at gøre snitmoment hhv. forskydningskraft<br />
i pladen størst mulig. For at opn˚a et stort snitmoment belastes det ene fag<br />
central, og det andet fag belastes mindst muligt, dette ses p˚a figur 16.1 lasttilfælde<br />
A. I lasttilfælde B placeres lasterne tæt ved understøtningerne for at opn˚a størst<br />
mulig forskydningskraft.<br />
Efter de endelige dimensioner og de virkende kræfter p˚a pladen er fundet, kan pladens<br />
brud- og anvendelsesgrænsetilstand eftervises.<br />
Brudgrænsetilstand<br />
Eftervisningen af brudgrænsetilstanden findes i bilag L.3. Det viser sig at lasttilfælde<br />
A bliver dimensionsgivende for brudgrænsetilstanden. Snitkraftkurver for dette
80 Broplader<br />
Figur 16.1: Statisk system for pladen. Lasttilfælde A svarer til værste forventelige<br />
tilfælde mht. moment. Lasttilfælde B betegner tilfældet med størst forventeligt<br />
forskydningskraft.<br />
lasttilfælde ses p˚a figur 16.2.<br />
Ved prøvning i von Mises brudhypotese, er det fundet, at pladen kan optage og<br />
distribuere de p˚aførte laster. De fundne spændinger er listet i tabel 16.<br />
Anvendelsesgrænsetilstand<br />
I Calfem blev den største nedbøjning p˚a pladen fundet til 6,4 mm, hvilket overholder<br />
den vejledende grænse p˚a 6,5 mm, beregninger ses i bilag L.2.<br />
Lasttilfælde A Snit 1 Snit 2 fyd<br />
Spændinger [MPa] 233,4 140,2 ≤ 268<br />
Tabel 16.1: Maksimale spændinger for lasttilfælde A.
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0<br />
−0.2<br />
−0.4<br />
−0.6<br />
−0.8<br />
−1<br />
Snit 1 Snit 2<br />
Moment - 100 kNm<br />
−1.2<br />
0 0.5 1 1.5 2 2.5<br />
Meter<br />
Forskydningskraft - 100 kN<br />
Figur 16.2: Forskydnings- og momentkurve for lasttilfælde A.<br />
Det er forpladerne valgt at tillade en større nedbøjning, da der er tale om en lokal<br />
del broen, hvorfor der tillades en nedbøjning p˚a 1/200 · l. Til trods herfor viser det<br />
sig, at anvendelsesgrænsetilstanden er dimensionsgivende for bropladerne.<br />
81
Kapitel 17<br />
Længdebjælker<br />
Bjælkerne i broens længderetning udføres i HE900B-profiler, og dimensioneringen i<br />
bilag M er gennemført s˚aledes, at bjælkerne kan optage de laster, som virker derp˚a.<br />
HE900B-profilet er illustreret p˚a figur 17.1. Længdebjælkernes placering i broens<br />
topologi kan ses p˚a tegning c104-006, og er forklaret i afsnit 14.<br />
Lastplacering<br />
Figur 17.1: HE900B-profil med m˚al og akser.<br />
Ved dimensioneringen skal den mest ugunstige kombination af laster findes. Herved<br />
sikres det, at profilet holder i alle lasttilfælde. Der er i Calfem udregnet snitkræfter,<br />
flytninger og reaktioner for tre forskellige placeringer, der kan ses p˚a figur 17.2.<br />
I bilag M er det fundet, at lastplacering 1 giver de største snitkræfter og den største
84 Længdebjælker<br />
Figur 17.2: De tre betragtede lastsituationer. Forklaring til symbolerne kan ses i tabel<br />
M.1<br />
nedbøjning i længdebjælkerne. Følgende afsnit beskriver de fundne resultater for<br />
lastkombination 1 ved b˚ade brud- og anvendelsesgrænsetilstanden.<br />
Brudgrænsetilstand<br />
Længdebjælkerne dimensioneres for brudgrænsetilstanden ved at eftervise, at de<br />
maksimale spændinger i profilet, fundet ved von Mises brudhypotese, er mindre end<br />
den regningsmæssige flydespænding jf. afsnit 15.2.1.<br />
Inden von Mises brudhypotese kan bruges, er det nødvendigt at finde de snit, hvor<br />
snitkræfterne er størst. Figur 17.3 viser, hvordan snitkræfterne varierer over hele<br />
broens længde.<br />
Det ses, at det er moment og forskydningskræfter, der dominerer, hvorfor snittene<br />
placeres, hvor disse er størst. Snitkræfterne i de to snit kan ses i tabel M.2.<br />
Ved brug af Grashofs og Naviers formler kan normal- og forskydningsspændingerne<br />
i profilet udregnes. En illustration, af hvordan disse virker, kan ses p˚a figur 17.4.<br />
Figuren viser ligeledes, hvor snittene i profilet er lagt for at finde forskydningsspændingerne.<br />
Herefter kan von Mises brudhypotese bruges til at kontrollere, om længdebjælkerne<br />
er i stand til at bære de normsatte belastninger. I tabel 17.1 kan resultaterne ses.
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
−500<br />
−1000<br />
−1500<br />
−2000<br />
Snit 1<br />
Snit 2<br />
Normalkraft - kN<br />
Forskydningskraft - kN<br />
Moment - kNm<br />
−2500<br />
0 10 20 30<br />
Meter<br />
40 50<br />
Figur 17.3: Moment, normal- og forskydningskraftskurver ved lastkombination 1.<br />
Figur 17.4: Normal- og forskydningsspændinger i HE900B-profilet.<br />
Da alle resultater er mindre end den regningsmæssige flydespænding fyd, vil længdebjælkerne<br />
være i stand til at klare belastningerne. Herefter skal nedbøjningen<br />
kontrolleres. Umiddelbart er der langt fra de aktuelle spændinger til de masimalt<br />
tilladte spændinger. Dette skyldes, at de vejledende krav for broens nedbøjning ogs˚a<br />
skal tages i betragtning, og her viser sig at blive dimensionsgivende.<br />
Anvendelsesgrænsetilstand<br />
Ved beregning af nedbøjningen benyttes lastkombination a for anvendelsesgrænsetilstand.<br />
Den tilladte nedbøjning for vejbroer sættes til 1/400 af det frie spænd (Vejdirektoratet<br />
2002). Dette er dog et vejledende krav, der skal forsøges opfyldt. Det frie spænd<br />
for længdebjælkerne er 28 m, hvormed nedbøjningen ikke bør overstige 70 mm.<br />
85
86 Længdebjælker<br />
Snit 1 Snit 2 fyd<br />
Snit A 201 219<br />
Snit B 190 202 ≤ 268<br />
Snit C 54 3<br />
Tabel 17.1: Eftervisning af længdebjælkernes styrke ved von Mises brudhypotese [MPa].<br />
I bilag M er broens maksimale nedbøjningen fundet til 66 mm, hvilket opfylder det<br />
vejledende krav.
Kapitel 18<br />
Tværbjælker<br />
Tværbjælkerne spænder over søjlerne, hvilket kan ses i afsnit 14. I bilag N er det<br />
eftervist, at bjælkerne overholder kravene i anvendelses- og brudgrænsetilstande,<br />
hvis der anvendes et HE600B-profil. Profilet kan ses p˚a figur 18.1.<br />
Lastplacering<br />
Figur 18.1: HE600B-profil med m˚al og akser.<br />
Ved dimensioneringen af tværbjælken i bilag N er de to mest kritiske placeringer<br />
af lasterne fundet. Placeringen af lasterne kan ses p˚a figur 18.2 og figur 18.3. I den<br />
første situation er punktlasterne C, D og E forsøgt gjort størst mulige. I den anden<br />
situation er punktlasten D forsøgt gjort størst mulig, da denne last ligger tættest p˚a
88 Tværbjælker<br />
midten mellem to af understøtningerne for tværbjælken. Via Calfem er snitkræfter<br />
og reaktioner i tværbjælken beregnet for hver af de to tilfælde.<br />
Figur 18.2: Den første placering af trafiklasten. Symbolerne forklares i bilag J.2.1<br />
Figur 18.3: Den anden placering af trafiklasten. Symbolerne forklares i bilag J.2.1<br />
I bilag N er det vist, at den værste placering af trafiklasterne er den, som ses p˚a<br />
figur 18.2. P˚a figur 18.4 ses snitkræftkurven for denne lastplacering.<br />
Som i afsnit 17 er von Mises brudhypotese benyttet til at undersøge for flydning i<br />
snittene med maksimal forskydningskraft og maksimalt moment. Der laves tre snit<br />
i profilerne A, B og C, hvilke er vist p˚a figur 17.4. I tabel 18.1 og 18.2 kan det<br />
ses, at de aktulle spændinger i tværbjælken er mindre end den regningsmæssige<br />
flydespænding fyd, hvormed kravene til brudgrænsetilstanden er overholdt.
1 1,0<br />
0,5<br />
0.5<br />
0<br />
-0,5<br />
0<br />
−0.5<br />
-1,0<br />
−1<br />
Snit 1 Snit 2<br />
-1,5 −1.5<br />
0 2 4 6 8 10 12 14<br />
0 2 4 6 8 10 12 14<br />
Meter<br />
Normalkraft - MN<br />
Forskydningskraft - MN<br />
Moment - MNm<br />
Figur 18.4: Snitkraftkurve for situation 1.<br />
Snit 1 Snit A Snit B Snit C fyd<br />
Spændinger [MPa] 221 216 102 ≤ 268<br />
Tabel 18.1: Spændinger ved Von Mises for snittet med maksimalt moment.<br />
Snit 2 Snit A Snit B Snit C fyd<br />
Spændinger [MPa] 176 245 233 ≤ 268<br />
Tabel 18.2: Spændinger ved Von Mises for snittet med maksimal forskydningskraft.<br />
89
90 Tværbjælker<br />
Anvendelsesgrænsetilstand<br />
I bilag N er det vejledende krav til den maksimale nedbøjning fundet til 12,5 mm<br />
for det frie spænd mellem to understøtninger. Den maksimale aktuelle nedbøjning<br />
er her 3,7 mm hvormed kravet er overholdt.<br />
Ved tværbjælkens ender er det vejledende krav p˚a 3,75 mm. Den maksimale opbøjning<br />
er fundet til 2,8 mm. Hermed kan det konkluderes, at tværbjælkerne overholder<br />
kravene for anvendelsesgrænsetilstanden.
Kapitel 19<br />
Søjler<br />
Da søjlernes længde bliver 3,5 m, er det i bæreevneeftervisningen i bilag O.2 fundet,<br />
at et passende profil for søjlen vil være et HE400B-profil.<br />
Lastplacering<br />
Ved dimensionering af broens søjler skal de laster, der virker p˚a broen, kombineres, s˚a<br />
de virker til størst ugunst for søjlen. Det forventes, at den centrale søjle vil udsættes<br />
for den største belastning, da denne optager last fra et større areal end de yderste<br />
søjler. Det er opstillet to forskellige lastkombinationer, hvorp˚a centersøjlen belastes<br />
ved at placere trafiklasten s˚a centralt over broens midte som muligt. Trafiklastens<br />
placering for de to tilfælde ses i figur 19.1 hhv. 19.2.<br />
Figur 19.1: Placering af akseltryk og teoretiske baner for tilfælde A-E i kørebanens<br />
bredde.
92 Søjler<br />
Figur 19.2: Placering af akseltryk og teoretiske baner for tilfælde 1-5 i kørebanens<br />
bredde.<br />
Bæreevneeftervisning<br />
Ved beregninger foretaget i Calfem er det fundet, at den maksimale normalkraft i<br />
søjlen forekommer for lasttilfælde A-E. Normalkraften, som virker i søjlernes længderetning,<br />
bliver N = 4,081 MN — bidrag fra vindvindkryds er medregnet, jf. bilag<br />
O.4. Herefter kan søjlen dimensioneres ud fra st˚alnormen (DS412 1998). I bilag O.2<br />
ses det statiske system for søjlen, hvorfra dimensionering og bæreevneeftervisning<br />
er udført. Udregninger af disse ses i bilag O.3.<br />
Det valgte søjleprofil HE400B kan optage en trykkraft p˚a 4,330MN, hvilket er tilstrækkeligt,<br />
da normalkraften N i søjlen er lavere.<br />
19.1 Vindafstivning<br />
For at sikre broens stabilitet rummeligt, dimensioneres et vindgitter til at optage de<br />
horisontale laster fra vind og sidekraft. Det er i bilag O.4 fundet, at stængerne, der<br />
udgør vindgitteret, belastes med en trækkraft p˚a 130 kN. Dette svarer til, at stængerne<br />
skal udføres i cirkulære rør DIN2458 76,1 mm. Endvidere bidrager vindgitteret<br />
til en øget belastning af søjlerne med 80 kN og tværbjælkerne med 204 kN.
Kapitel 20<br />
Boltesamlinger<br />
Da bygningselementerne skal fragtes til byggepladsen, er det nødvendigt at bruge<br />
nogle bjælkedimensioner, der muliggør dette. Da broens frie spænd er meget stort,<br />
er det nødvendigt at samle længdebjælkerne af flere elementer. Dette kan bl.a. gøres<br />
via boltesamlinger. I dette afsnit er der dimensioneret to boltesamlinger, der ses p˚a<br />
figur 20.1.<br />
Samling 2<br />
Samling 1<br />
Figur 20.1: De to samlinger der detailprojekteres. Samling 1 er en momentstiv samling<br />
mellem delelementerne i broens længdebjælker. Samling 2 er en samling af den type, som<br />
skal forbinde tværbjælkerne og med søjlerne.<br />
Den første samling er en momentstiv samling i brodækkets længdebjælker, mens<br />
den anden samler brodækket og søjlen. Dette gøres ved hjælp af to mellemstykker,<br />
hvorimellem samlingen placeres. Samlingen laves ikke med tværbjælken underflange,<br />
da blokforskydningsbæreevnen i s˚a fald ikke er tilstrækkelig, hvilket ogs˚a er nævnt<br />
i bilag P.
94 Boltesamlinger<br />
Lastplacering<br />
Det er valgt at dimensionere de h˚ardest belastede samlinger og udføre lignende samlinger<br />
derefter. Forud for dimensionering af samling 1 placeres lasten, s˚a snitkræfterne<br />
i længdebjælkerne bliver størst lige i samlingen. P˚a figur 20.2 ses de p˚a broen<br />
p˚aførte laster, hvormed samlingerne belastes h˚ardest muligt. Snitkræfterne bliver<br />
størst ved samling B p˚a figur 20.2, hvorfor der dimensioneres efter disse snitkræfter<br />
listet i tabel 20.1.<br />
Figur 20.2: Lastplacering ved bestemmelse af maksimale snitkræfter i Calfem.<br />
Længdebjælkernes samlinger er markeret med et kryds i bjælken.<br />
Værste belastning for samlingen mellem tværbjælkerne og søjlerne opn˚as, hvor lasterne<br />
placeres som i afsnit 19. Her tilstræbes det at belaste søjlerne og dermed<br />
samling hermed h˚ardest muligt.<br />
Samling 1<br />
Samlingen ses p˚a tegning c104-008 og best˚ar af én samling p˚a profilets krop og to<br />
samlinger p˚a hver af profilets flanger. For at boltegrupperne kan modst˚a de virkende<br />
kræfter udføres samlingerne med materialestørrelser, der ses i tabel 20.2.<br />
Samlingernes bæreevne er eftervist i bilag P.<br />
Samling 2<br />
Samlingen, der ses p˚a tegning c104-009, overfører en trykkraft fra tværbjælken til søjlen,<br />
hvilket gør boltegruppen forskydningsp˚avirket. For at boltegruppen kan modst˚a<br />
Forskydningskraft V Normalkraft N Snitmoment M<br />
217,1 kN 58,7 kN 1616 kNm<br />
Tabel 20.1: Maksimale snitkræfter for længdebjælkerne ved de valgte samlinger.
Konstruktionsdel Bolte - ydre gevinddiameter<br />
[mm]<br />
Laskeplader<br />
(l,b,t) [mm]<br />
Boltesamling p˚a kroppen M14 Se bilag P<br />
Boltesamling p˚a flangen M14 900, 100, 46<br />
Tabel 20.2: Materialevalg for boltesamlingen mellem længdebjælkerne.<br />
den virkende kraft, laves samlingerne med materialestørrelser, der ses i tabel 20.3.<br />
Konstruktionsdel Bolte - ydre gevinddiameter<br />
[mm]<br />
Boltesamling mellem tværbjælke<br />
og søjle<br />
Laskeplader<br />
(l,b,t) [mm]<br />
M36 986, 381, 105<br />
Tabel 20.3: Materialevalg for boltesamlingen mellem tværbjælkerne og søjlerne.<br />
Samlingens bæreevne er eftervist i bilag P.<br />
95
Kapitel 21<br />
Forsimplede modeller<br />
Under detailprojekteringen af broen er der opstillet flere forsimplede modeller og<br />
antagelser, som har betydning for dimensioneringen af de enkelte elementer. I det<br />
følgende nævnes nogle af tilfældende og konsekvenserne heraf.<br />
Statiske modeller<br />
De brugte statiske modeller er forenklet, da det rumlige perspektiv ikke er medtaget.<br />
Dette kan give en overdimensionering af elementerne, hvilket bl.a. gør sig gældende<br />
ved dimensioneringen af længdebjælkerne. Her er det antaget, at bjælken skal optage<br />
hele den p˚aførte last, hvor lasten ved nedbøjning af bjælken vil fordele sig p˚a de<br />
onkringliggende bjælker.<br />
Trafiklastens fordeling p˚a de underliggende længdebjælker er beregnet ud fra st˚alpladernes<br />
statiske system og reaktionerne herfra. Da belægningningen er solid vil<br />
lasterne kunne sprede sig til andre st˚alplader end den, som de er placeret over.<br />
Dette giver ogs˚a en overdimensionering af de underliggende elementer.<br />
Lasters angrebspunkter<br />
N˚ar lasterne p˚a vejbefæstelsen føres ned til st˚alpladens tyngdepunkt, tages der højde<br />
for trykspredningen gennem belægningen og st˚alpladen, jf. afsnit 14. N˚ar lasterne er<br />
ført gennem brokonstruktionen er reaktionerne fra ovenliggende elementer ført videre<br />
som laster p˚a de underliggende elementer. Her er der ikke taget højde for trykspredningen<br />
fra elementernes kontaktflade og ned til det respektive elements tyngdepunkt.<br />
Hvis trykspredningen var medregnet ville lasterne blive mindre koncentreret, hvor-
98 Forsimplede modeller<br />
med de dimensionsgivende snitkræfter ville mindskes. Dette ville muligvis resultere<br />
i mindre profilvalg.<br />
I afsnit 14 er reaktionerne fra længdebjælkerne simplificeret som punktlaster p˚a<br />
tværbjælken, der angriber i kontaktfladens center. Dette betyder, at den yderste<br />
længdebjælke er placeret halvt ude over tværbjælken, hvilket kan ses p˚a figur 21.1.<br />
Den yderste st˚alplade regnes ogs˚a til at ende ved midten af flangen. En mere præcis<br />
detailprojektering opn˚as ved at forskyde de to yderste længdebjælker ind under brodækket<br />
eller forlænge belægningen, st˚alpladen og tværbjælken. Dette er illustreret<br />
p˚a figur 21.1.<br />
Figur 21.1: Et tværprofil af den yderste del af brodækket.
Kapitel 22<br />
Sammenfatning<br />
Afslutningsvis gives en sammenfatning af projektets hovedtræk samt en opsummering<br />
p˚a projektets vigtigste konklusioner.<br />
I projektet er det valgt at se nærmere p˚a tilslutningen af Motervej E45 til Dall<br />
Villaby. Der er derfor i projektet set p˚a tre hovedomr˚ader — Vej- og trafikteknik,<br />
Vand og miljø hhv. Konstruktion.<br />
Vej- & trafikteknik<br />
Indenfor omr˚adet Vej- og trafikteknik er der fundet en løsningsmodel for Motorvej<br />
E45’s tilslutning til Hobrovej ved Dall Villaby — Ny Dallvej. Denne løsning indeholder<br />
en korridoranalyse af omr˚adet, hvor en del af Ny Dallvejs endelige tracé er lagt.<br />
Ved fastlæggelse af linieføringen er det fundet, at vejen kan anlægges, s˚a reglerne for<br />
stopsigte overholdes.<br />
Under projektering af den planlagte vej er der endvidere taget højde for linieføringens<br />
skæring med den eksisterende vej ved Dall Villaby, hvor der er lavet kapacitetsberegninger<br />
af et T-kryds. Den nyanlagte vejs befæstelse er ligeledes dimensioneret.<br />
Der er i beregning af linieføringens sigtelinier forudsat, at grøftebredden er 2 m. Denne<br />
værdi har ikke vist sig gældende, idet den ved grøftedimensioneringen er beregnet<br />
til 1,35 m. Dette betyder, at horisontalradierne er mindre end egentligt tilladt. Ved<br />
at medtage grøfterne i beregningen af horisontalradierne opst˚ar en iterationsproces,<br />
der ellers kunne være undg˚aet.<br />
Under udarbejdelse af længdeprofilet er Ny Dallvej blevet hævet til kote 10,7 med<br />
henblik p˚a, at vejbanen i terrænet møder vejbanen p˚a brokonstruktionen. Der blev
100 Sammenfatning<br />
arbejdet efter, at det laveste punkt i vejtværsnittet ville ende i denne kote, hvorimod<br />
det gælder for vejens centerlinie. Centerlinien burde derfor være hævet til kote 10,9,<br />
for at fritrumshøjden over Motorvej E45 er tilstrækkelig.<br />
Vand & miljø<br />
Efter projekteringen af vejen er der set nærmere p˚a et afvandingssystem herfor. Det<br />
er undersøgt, hvor meget vand der vil komme fra de forskellige oplande. Ud fra<br />
dette er grøfter p˚a hver side af vejen dimensioneret til en dybde p˚a 0,5 m ved en<br />
gentagelsesperiode p˚a 25 ˚ar. Normalt ville der vælges en periode p˚a 10 ˚ar, hvorfor<br />
grøfterne formentlig er overdimensionerede.<br />
Ud fra rørdimensioneringer af ledninger, der skal føre vandet til bassinet, er det,<br />
grundet den lave vandspejlskote i omr˚adet, fundet nødvendigt at anlægge et bassin<br />
p˚a hvert side af vejen for at undg˚a at regnvand og grundvand bliver blandet.<br />
Regnvandbassinerne er ligeledes dimensioneret ud fra regnrækkerne, hvorefter beregningerne<br />
er kontrolleret ved hjælp af energiligningen. Kontrolberegningerne viser, at<br />
stuvningshøjden bliver større end først beregnet, hvorfor det er nødvendigt at lave<br />
dybere bassiner end egentligt bestemt.<br />
Konstruktion<br />
For den valgte løsning af tilslutningen for Motorvej E45 ved Dall Villaby skal vejen<br />
krydse motorvejen med en 46,8 m lang st˚albro. Flere forskellige statiske modeller af<br />
broen er blevet analyseret, hvorefter løsningen, der blev vurderet bedst æstetisk og<br />
sikkerhedsmæssig, blev valgt ud. Herefter er de enkelte elementer af broen dimensioneret,<br />
s˚a brud- og anvendelsesgrænsetilstande overholdes. De enkelte elementers<br />
dimensioner kan ses i tabel 22.1.<br />
St˚alplade Længdebjælke Tværbjælke Søjle Afstivning<br />
(l× b × t) profilnr. profilnr. profilnr. profilnr.<br />
(2,6×1,0×0,032) m HE900B HE600B HE400B DIN 2458<br />
76,1 mm<br />
Tabel 22.1: Resultater fra detaildimensionering af broelementer.<br />
Grundet det store spænd over Motorvej E45 p˚a 28 m bliver brodækkets højde p˚a<br />
1,023 m med et fritrumshøjde p˚a 4,7 m. Hvis et mindre brodæk ønskes, kan der
101<br />
eventuelt placeres en række søjler i motorvejens midterrabat, hvormed det frie spænd<br />
mindskes.<br />
M˚aden, hvorp˚a broens enkelte elementer er dimensioneret, forventes at give en<br />
overdimensionering, da de er betragtet som enkelte elementer i en forsimplet 2Dmodellering.<br />
Hvis der var udarbejdet en rummelig model, hvor alle elementer kunne<br />
p˚avirke hinanden p˚a samme tid, ville der foreg˚a dynamiske reaktioner mellem de<br />
enkelte elementer. Disse dynamiske reaktioner kan sammenlignes med en fjedereffekt,<br />
hvormed de ville enkelte laster blive fordelt mere ud over hele konstruktionen,<br />
og mindre dimensioner vil evt. kunne opn˚as. Ligeledes er udspredningen af lasterne<br />
gennem st˚alprofilerne ikke betragtet, da forudsætningerne herfor ikke er til stede.<br />
Søjlernes skr˚a placering medfører, at disse kan optage horisontale laster og føre dem<br />
til fundamentet. Beregningerne af denne reaktion er blevet forenklet, hvilket kan<br />
medføre en upræcis dimensionering af søjlerne.
102 Sammenfatning
Litteratur<br />
Aalborg Kommune (1999), ‘Byen og fjorden’, Website. http://www.aalborg.dk/<br />
images/teknisk/B&M/PDF/PlanVis/stadark/fjord.kat/fjordk99.pdf.<br />
Aalborg Kommune et. al. (2004), ‘Vejudbygningsplan for aalborg-omr˚adet 2005-16<br />
baggrundsrapport’, Website.<br />
http://www.aalborg.dk/serviceomraader/trafik+og+veje/planer+og+<br />
rapporter/baggrundsrapportscreen20050701ny.pdf.<br />
AKN (2003), 3. limfjordsforbindelse - vvm-sammenfatning, landskabsvurderinger,<br />
scenarier, Technical report, Aalborg Kommune, Nordjyllands Amt,<br />
Vejdirektoratet.<br />
Bent Bonnerup et al (2004), St˚alkonstruktioner efter DS412, Vol. 2., Nyt Teknisk<br />
Forlag.<br />
Bentzen, T. R. (2005), ‘Notat vedr. regn, rørdimensionering og<br />
bassindimensionering.’, Web-site. http://www.civil.aau.dk/~i5trb/<br />
education/B3/notat_vedr_roer_og_bassindimensionering.pdf.<br />
Carl Bro Gruppen (2005), ‘Cbkort nordjyllands amt’, Website.<br />
http://arealinfo.nja.dk:8080/index.html.<br />
DS 410 (1998), Vol. 121 of 1., Danish Standards Association, Charlottenlund. ICS<br />
91.080.01.<br />
DS412 (1998), 1., Danish Standards Association, Charlottenlund.<br />
Eur (2002), Eurocode 1: Actions on structures - Part 2: Traffic loads on bridges.<br />
G. Mohr et al (2004), Teknisk St˚abi 18. udgave, Vol. 386 of 5., 18. edn, Nyt<br />
Teknisk Forlag, Ingerslevsgade 44, 1705 København V. ISBN: 87-571-2134-6.<br />
GEUS (2005), ‘Geologiske - hydrogeologiske databaser’, website. www.geus.dk.
104 Litteratur<br />
Kjems, E. (1998), ‘Beregningsmodel for vejtrafikstøj’, Website.<br />
http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/B3-2005-grundmateriale/<br />
Kursusmateriale/Trafikteknik/Uddrag_Vejtrafikstoej.pdf.<br />
Kjems, E. (2003), ‘Notesamling vej- og trafikteknik’.<br />
http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/B3-2005-grundmateriale/<br />
Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_10.pdf.<br />
Kjems, E. (2005a), ‘Jordarbejde’, Website.<br />
http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/B3-2005-grundmateriale/<br />
Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_9.pdf.<br />
Kjems, E. (2005b), ‘Trafikstøj’, Website.<br />
http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/B3-2005-grundmateriale/<br />
Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_2.pdf.<br />
Kjems, E. (2005c), ‘Vejgeometriske grundbegreber’, Website.<br />
http://www.vrmedialab.dk/~kjems/lectures/B3-2005-grundmateriale/<br />
Kursusmateriale/Vejteknik/afsnit_7.pdf.<br />
Larsen, B. . (2003), Lærebog i hydraulik, Aalborg Universitet.<br />
<strong>Morten</strong>sen, N. L. (2005), ‘Eksempel p˚a kørebanebelægning p˚a st˚albro’, website.<br />
http://www.civil.aau.dk/~i6nlm/B3-05/projekt/k%f8rebanebel%<br />
e6gning.pdf.<br />
Nordjyllands Amt (2005a), website. http://www.nja.dk/Serviceomraader/<br />
NaturOgMiljoe/Spildevand/RegnbetingedeUdledninger.htm.<br />
Nordjyllands Amt (2005b), ‘Fakta om trafikken’, Website.<br />
http://www.nja.dk/Serviceomraader/VejeOgTrafik/FaktaOmTrafikken/<br />
FaktaOmTrafikken.htm.<br />
Nordjyllands Amt (2005c), ‘Regionplan 2005’, Website.<br />
http://www.nja.dk/NR/rdonlyres/esvqkjn4lipb55zs5az2sqzww_<br />
kqifsten7zjamdkfcjgyrnixlrx3uyaltyfzcjafwjq3lfm3mao_<br />
djzqrfs2qnr2tdf/afsnit+6_2.pdf.<br />
Thagesen, B. (2000), Veje og stier, 1. edn, Polyteknisk forlag, Lyngby. ISBN<br />
87-502-0804-7.<br />
Vejdirektoratet (1984), ‘Vejregler for dimensionering af befæstelser’, Web-site.<br />
http://www.vejregler.dk/pls/vrdad/vr_layout.vis?p_gren_id=2557.<br />
Vejdirektoratet (1998), ‘Vejregler for vejes geometri under og over broer - kap. 2’,<br />
Web-site.<br />
http://www.vejregler.dk/pls/vrdad/vr_layout.vis?p_gren_id=1053.
Litteratur 105<br />
Vejdirektoratet (1999a), ‘Forudsætninger for den geometriske udformning’,<br />
Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/VR01_F_1_Forudsaet_<br />
geometri_050301_LDA.pdf.<br />
Vejdirektoratet (1999b), ‘Kapacitet og serviceniveau’, Website.<br />
http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/VR01_F_Dankap_050301_LDA.pdf.<br />
Vejdirektoratet (1999c), ‘Tracering’, Website. http:<br />
//webapp.vd.dk/vejregler/pdf/VR01_F_2_Tracering_050301_LDA.pdf.<br />
Vejdirektoratet (2002), ‘Veje og stibroer - belastnings- og beregningsregler’,<br />
Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/VR04_G_Belastberegn_<br />
broer_050301_SFI.pdf.<br />
Vejdirektoratet (2003), ‘Konstruktion og vedligehold af veje og stier - hæfte 2’,<br />
Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/VR04_E_Konstr_<br />
Vedligehold_2_Afvanding_050301_LDA.pdf.<br />
Vejdirektoratet (2004), ‘Vejregler for projektering af bitumenbaseret fugtisolering<br />
og brobelægning’, Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/pdf/VR04_G_<br />
Fugtiso_P-regel_V1_050210_SFI.pdf.<br />
Vejdirektoratet (2005), ‘Dimensionering af vejbefæstelser og<br />
forstærkningsbelægninger’, Web-site. http://webapp.vd.dk/vejregler/<br />
pdf/VR03_G_Dimbefaestelser_Vejregel_V6_050801_SFI.pdf.<br />
Wavin (2005), Website. http://dk.wavin.com/products/product_detail.jsp?<br />
PRODUCT%3C%3Eprd_id=845524445160228&FOLDER%3C%3Efolder_id=<br />
2534374304975559&bmLocale=da.<br />
Wendel, T. (2004), ‘Vejdirektoratet i 55 ˚ar’, Website. http:<br />
//www.vejdirektoratet.dk/dokument.asp?page=document&objno=77113.