Underbygning/Prosjektering og bygging/Generelle tekniske krav

< Underbygning‎ | Prosjektering og bygging
Revisjon per 25. jun. 2015 kl. 22:29 av Jcs (diskusjon | bidrag) (omgjort til lærestoff)

1 Hensikt og omfang

Dette kapitlet gir generelle tekniske krav til prosjektering og bygging av jernbanens underbygning.

Underbygningens tekniske utforming og driftsmessige tilstand ivaretar hensynet til en sikker og hensiktsmessig trafikkavvikling, samt miljø.

Underbygningen vil ellers være bundet av de stedlige forutsetninger knyttet til topografi, grunnforhold, hydrologi, klima m.m. De endelige dimensjoner og konstruktive løsninger vil også være påvirket av sikkerhetsnivå og kostnader.

Kapitlet omhandler bl.a. en generell oversikt over ulike materialers byggetekniske egenskaper, beskrivelse av dimensjonerende laster, samt geotekniske forutsetninger.

2 Berg og jordarter

Forutsetningen for å kunne anvende berg (stein) og jord som byggemateriale, er kjennskapen til hvordan de oppfører seg fysisk under skiftende klimatiske forhold.

2.1 Bergarter

Bergartenes brukbarhet i jernbanebygging er avhengige av hvor i konstruksjonen de skal brukes. Størst krav stilles til materialer som skal anvendes til ballast. I forsterknings- og frostsikringslaget kan de fleste norske bergarter anvendes. Fyllitt, leirskifer og alunskifer er imidlertid eksempler på bergarter som ikke bør benyttes. Kalkstein, glimmerskifer og grønnskifer må vurderes spesielt.

De fleste bergarter kan også benyttes til fylling under traubunn, men bergarter som er sterkt skifrige, forvitret og/eller har høyt glimmerinnhold skal vurderes spesielt. Egnetheten av slike bergarter skal bestemmes ut fra en samlet vurdering av graden av skifrighet, forvitring og glimmerinnhold opp mot fyllingshøyde, fyllingsskråning, krav til egenstabilitet, permeabilitet og setninger.

2.2 Jordarter

For klassifisering av jordartene vises det til For klassifisering av jordarter vises det til Vedlegg_a_Jordartsklassifisering.

2.2.1 Generelle byggetekniske egenskaper

Grus har gode byggetekniske egenskaper og stor vanngjennomtrenglighet.

Sand har gode byggetekniske egenskaper, men er sterkt avhengig av korngraderingen. En ensgradert sand er mindre stabil enn en velgradert som inneholder flere fraksjoner. Sand som utsettes for en hydraulisk gradient, f.eks. ved utgraving i sand under grunnvannstanden, vil få redusert stabilitet.

Silt er særlig ømfintlig for virkningen av vanntrykk og rennende vann. Silt kan brukes i fyllinger dersom massene kan komprimeres tilfredsstillende mens utlegging pågår. Ellers er silt mest egnet til motfyllinger og liknende.

Leire varierer meget i fasthet. Vanligvis har det øvre laget i en leiravsetning, tørrskorpen, større fasthet enn dypere lag. Tykkelsen av tørrskorpen kan være fra null til flere meter. Tørrskorpeleire kan brukes til oppbygging av jernbanefyllinger. Kvikkleire blir flytende ved omrøring og kan ikke anvendes til jernbanefyllinger.

Torv er et meget kompressibelt materiale, og egner seg lite som byggemateriale.

3 Høydereferanse

Høydereferansen for prosjektering og bygging av underbygningen, om det gjelder fyllinger, skjæringer, bruer eller tunneler, skal alltid være skinnetopp av laveste skinne. For avstand mellom skinnetopp og formasjonsplanet vises til Overbygning/Prosjektering/Ballast.

4 Dimensjonerende laster

For dimensjonerende laster gjelder [NS-EN 1991-1 Eurokode 1: Laster på konstruksjoner].

4.1 Dimensjonerende trafikklaster

Dimensjonerende trafikklast = alfafaktor x kombinasjonsfaktor x lastfaktor x karakteristisk linjelast/punktlaster

Kombinasjonsfaktor og lastfaktor er angitt i NS-EN 1990:2002/A1:2005 + NA:2010

Alfafaktoren brukes på linjer med tyngre trafikk, jf. Bruer/Prosjektering og bygging/Laster

Ved geotekniske beregninger av

  • jernbanefyllingens stabilitet og bæreevne
  • midlertidige/provisoriske forstøtninger mot sporet

regnes en karakteristisk linjelast lik 110 kN/m spor. Se Figur 1.

Figur 1: Karakteristisk linjelast for enkeltsporet jernbane

For dobbeltspor regnes begge spor belastet samtidig. Det ene sporet belastes med 110 kN/m og det andre sporet belastes med 90 kN/m, der ugunstigste belastningstilfelle benyttes. Se Figur 2.

Figur 2: Karakteristisk linjelast ved dobbeltsporet jernbane

På Ofotbanen skal det benyttes 4 stk. aksellaster på 300 KN hver og fordelt last på 120 KN/m. Plasseringen av lastene er den samme som vist lastmodell 71, jf. Bruer/Prosjektering og bygging/Laster

Ved ekstraordinær tung trafikk henvises til Bruer/Prosjektering og bygging/Laster

Ved beregning og dimensjonering av

  • landkar
  • støttemurer, permanente og provisoriske forstøtninger mot sporet
  • kulverter og større rørkrysninger

vises til Bruer/Prosjektering og bygging/Laster.

4.2 Snølaster

Snølaster finnes i NS-EN 1991-1-3 Eurokode 1: Laster på konstruksjoner, Del 3: Snølaster.

5 Geotekniske forutsetninger

5.1 Generelt

[NS-EN 1997-1 Eurokode 7: Geoteknisk prosjektering] gjelder.

For underbygningskonstruksjoner der det er aktuelt med særskilt fundamentering, skal krav i /Bruer/Prosjektering_og_bygging/Fundamentering legges til grunn.

5.2 Undersøkelser

Planleggingen må på et tidlig tidspunkt omfatte geologiske og geotekniske undersøkelser. Type og omfang av undersøkelse avhenger bl.a. av

  • stadium i planprosessen (planutredning – hovedplan – detaljplan – byggeplan)
  • problemtype (stabilitet – setning – forstøtning – strømning)
  • grunnforhold/type jordart (leire – silt – sand – torv – morene)
  • naboforhold (avstand)

Undersøkelsene har til formål å frambringe de nødvendige geotekniske parametre for beregning av stabilitet, jordtrykk, bæreevne og deformasjoner (setninger). Undersøkelsene vil vanligvis bestå av bestemmelse av dybder til fast grunn, opptak av uforstyrrede prøver for laboratoriebehandling, in-situ fastleggelse av relativ og virkelig fasthet, og poretrykks- og grunnvannsmålinger.

Vanlig framgangsmåte ved geotekniske undersøkelser er skissert i Tabell 1.

Tabell 1: Vanlig framgangsmåte ved geotekniske undersøkelser
Type undersøkelse Beskrivelse
1 Definisjon av oppdrag Belastninger, planer for anlegget
2 Innhenting av eksisterende opplysninger Kart, flyfoto, eventuelle tidligere undersøkelser
3 Befaring Topografi, geologi, naboterreng
4 Problemformulering og plan Forundersøkelser i felt og laboratorium
5 Feltarbeid/boringer Sonderende/orienterende, prøvehentende, spesielle
6 Laboratorieundersøkelser På opptatte prøver
7 Rapportering Bearbeidelse og presentasjon av data, beregninger og vurderinger, uttalelser, konklusjoner
8 Eventuell videre bistand Flere undersøkelser, reviderte planer, kontroll

5.3 Krav til dokumentasjon av geoteknisk prosjektering

Grunnundersøkelser og geotekniske vurderinger i UPB-prosessen skal dokumenteres i de forskjellige fasene av teknisk prosjektering slik det framgår av vedleggene d-h.

6 Grov infrastruktur på Jernbaneverkets grunn

Ved kryssing av grov infrastruktur (inkludert VA-anlegg, kulverter, høyspenningskabler etc.) som ikke er del av jernbanens drensanlegg og rørkryssinger skal følgende legges til grunn :

1. Valg av trasé for rørledning over Jernbaneverkets grunn (og under jernbanespor), skal godkjennes av Jernbaneverket.

2. Ved kryssing av jernbanespor skal overkant rør ligge:

- under linjegrøft, og minimum 2,20 m under overkant laveste skinne.

- under eventuelle elektriske kabler, med minimum 0,9 m avstand til kablene.

- beskyttelsesrøret skal utstrekkes til minst 3 meter utenfor fyllingsfot og minst 5 meter fra nærmeste spormidt.

- VA-rør skal ligge frostfritt.

Ved spesielle forhold kan det vurderes om kravet på 2,20 m kan minskes, dersom de andre kravene (frostfritt, under linjegrøft og 0,9 m avstand til elektriske kabler) er tilfredsstilt.

7 Fyllplasser

De aktuelle fyllplasser for overskuddsmasser fra tunneler, skjæringer etc. skal være definert i planene. Eventuelle restriksjoner på bruk av fyllplasser, geotekniske begrensninger m.v. skal være avklart.

8 Kjøring på formasjonsplan

For å hindre innblanding av finstoffholdige masser i forsterkningslaget bør anleggstrafikk på formasjonsplanet i byggeperioden unngås. Anleggstrafikken skal i størst mulig grad foregå på egne anleggsveier.

Dersom det likevel foregår anleggstrafikk på formasjonsplanet, skal det foretas en fjerning av topplag med finstoff før ballast legges ut. Formasjonsplanet må være så permeabelt at vann ikke blir stående i dammer etter nedbør.

Formasjonsplanet kan evt. bygges opp til et nivå 20 - 30 cm under formasjonsplan for mot slutten av byggeperioden bygges opp til riktig nivå.

9 Bygging ved frost og snø

Masser til underbygningen som legges ut skal ikke inneholde snø eller is. Etter snøfall skal snø i trauet fjernes før videre utlegging av masser utføres.

10 Kobling mellom ny og eksisterende bane

Ved koblingspunkter mellom nytt og eksisterende spor, samt bygging av nytt spor inntil eksisterende spor, skal følgende forhold vurderes spesielt:

  • masseutskifting av eventuelle telefarlige masser i eksisterende spor
  • undersøkelser av eksisterende frostisolasjon, utdrenering av torv og lignende
  • utdrenering av lukket trau
  • tilleggssetninger av eksisterende spor
  • stabilitet i anleggsfasen, bruk av jordarmering med seksjonsvis masseutskifting
  • ivareta drenering
  • fare for ujevn elastisitet i overgangssoner

11 Krav til beskyttelsesjording

Konstruksjoner i elektrisk ledende materiale som er plassert innenfor kontaktledningens slyngfelt, skal beskyttelsesjordes og ev. seksjoneres jf. Felles_elektro/Prosjektering_og_bygging/Jording. Dette gjelder for alle konstruksjoner av elektrisk ledende materiale.

12 Vibrasjon og støt

Ved anleggsvirksomhet skal veiledende grenseverdier for vibrasjoner og lufttrykkstøt i henhold til NS 8141 brukes.

13 Vedlegg

Vedlegg a Jordartsklassifisering

Vedlegg b Eksempel på dokumentasjonens innhold

Vedlegg c: Normgivende referanser

Vedlegg d: Geoteknisk dokumentasjon del 1

Vedlegg e: Geoteknisk dokumentasjon del 2

Vedlegg f: Geoteknisk dokumentasjon del 3

Vedlegg g: Geoteknisk dokumentasjon del 4

Vedlegg h: Geoteknisk dokumentasjon del 5