Vägbro över Storån längs E22 Konceptuell design och preliminär dimensionering

Abstract

Utanför Söderköping planeras en ny förbifart med syfte att minska trängseln i sommartraffiken längs östkusten. En del av denna förbifart sträcker sig över en naturrik dalgång där Storån rinner genom. Trafikverket harframställt underlag för en 145 meter lång brosträckning, drygt 11 meter över dalen och vattendraget. Syftetmed denna rapport är att ta fram ett designförslag av en bro som lämpar sig väl för området och dess användare. Rapporten är uppdelad i två delar, en för konceptuell design och en för preliminär dimensionering av valt koncept. Den konceptuella designdelen inleds med insamling av information om området och kravställningar formuleras. Detta syftar till att bygga ett underlag för urvalsprocessen. Insamlingen av information samt formuleringen av kravställning utförs i tre specialistgrupper: konstruktion, produktion och underhåll. Denna uppdelning ger olika perspektiv på problemet vilket bidrar till en bättre förståelse av vad som behöver uppnås. Med stöd av den nyfunna kunskapen om området och problemet formulerades en rad bedömningskriterier för att utvärdera och jämföra olika brokoncept. Det vinnande förslaget blev en snedkabelbro med samverkanskonstruktion och en pylon i mitten av dalen, med ett bärverk av både längsgående balkar och tvärgående balkar. När den konceptuella designen fastställdes påbörjades den preliminära dimensioneringen. Det syftar till att göra en rimlighetsbedömning av konstruktionslösningen. I denna process var första steget att fastställa kritiska lastkombinationer och upplagsvillkor. Genom denna delen utfördes beräkningar för att få den slutliga konstruktionen av bron. Främst användes MATLAB, i samband med CALFEM, och beräkningarna utfördes med hänsyn till EUROCODE. ABAQUS användes också för att ta fram risken av buckling. Programmet Revit användes för att producera 3D-illustrationer av brokoncepten. Tvärbalkar kontrollerades för moment, tvärkraft och nedböjning. Längsgående balkar och pylon kontrollerades mot normalkraftsknäckning. Olyckslaster vid kabelbrott kontrollerades för att säkerställa en god redundans. Vindlaster och trafiklaster togs i beaktning för att säkerställa tillräcklig kapacitet i horisontalled. Kablar dimensionerades baserat på maximal normalkraft och farbanans nedböjning. Den preliminära dimensioneringen resulterade i en total brobanetjocklek om cirka 1.6 m och en pylon-tvärsnittsdimension om 2x3 m, vilket bedömdes rimligt med hänsyn till beräkningarna.