9.3.3. Suunnittelukuormat
Raitiovaunu- ja ajoneuvoliikenteen kuormat
Mikäli muuta ei ole sovittu, kaikki raitiotieliikenteen kuormittamat sillat tulee suunnitella myös ajoneuvoliikenteen liikennekuormille koko leveydeltään.
Toisin voidaan sopia esimerkiksi seuraavissa tilanteissa:
- Kun tavoitellaan poikkeuksellisen näyttävää siltarakennetta, jossa ajoneuvoliikennekuormien poisjättämisestä saadaan huomattava rakenteellinen etu.
- Kun hyödynnetään olemassa olevaa siltaa
- Kun on selkeästi nähtävissä, ettei siltaa tulla koskaan käyttämään muuhun kuin raitiotieliikenteeseen (ja/tai jalankulku- ja pyöräliikenteen käyttöön.)
Raitiotiesiltojen suunnittelussa on käytettävä raitiovaunukuormakaaviota, jossa akselipainon arvona käytetään 140 kN ja nauhakuorman arvona 30 kN/m. Kuormat voivat vaikuttaa molemmilla raiteilla yhtäaikaisesti. Kuorman epäkeskisyys e = ±200 mm.
Lisäksi tarkastellaan erikseen seuraavan kuvan mukainen telikuormakaavio.
Kuormien yhdistely tulee tehdä Siltojen kuormat ja suunnitteluperusteet NCCI 1:n, (eurokoodin soveltamisohje), mukaan muuten samoin kuin rautatiesilloilla, mutta raitiovaunukuorma ei ole mukana pitkäaikaisyhdistelyssä. Sekaliikennesilloilla ajoneuvoliikenteen ja raitiotieliikenteen yhdistelykertoimena käytetään 1,0.
Raitiotiesillan suunnittelussa tulee käyttää dynaamista suurennuskerrointa Φ2, jota käytetään myös rautatiesiltojen suunnittelussa (sysäyskerroin).
Keskipakokuorman kaavana käytetään:
, missä
P = pystykuorma ilman sysäyslisää
v = mitoitusnopeus (ei tule käyttää alle 70 km/h)
Pituussuuntaisen kuorman osalta tulee soveltaa rautatiesiltojen kuormia.
Alfa-kerroin on 0,375. Kiihdytyskuorma 12,4 kN/m ja jarrukuorma 7,5 kN/m. Sekä veto- että jarrukuormalla maksimina käytetään 25 % pystykuormasta. Tulevaisuudessa kuormituspituus voi olla 80 m ja kuorma 30 kN/m. Siten sekä veto- että jarrukuorman maksimiksi saadaan 600 kN. Jatkuvakiskoraiteella voidaan kiihdytys- ja jarrutuskuormia vähentää 50 %:lla, mutta kumpaakin korkeintaan 150 kN:lla.
Sivusysäyksen mitoituskuorma on 40 kN.
Kiskojen lämpötilavaihtelun vaikutus vaakakaarevilla jatkuvakiskoraiteisilla silloilla ilman kiskonliikuntalaitetta tulee ottaa huomioon NCCI 1:n mukaan ohjausvoimana, joka aiheutuu voimasta ±1000 kN/raide (NCCI 1, B.6.7.3). Tuuli- ja lämpötilakuormat sekä laakerikitka lasketaan NCCI 1:n mukaisesti.
Jatkuvakiskoraiteisella ja maatuilla varustetulla sillalla kannen siirtymä jarru- ja kiihdytyskuormasta saa olla korkeintaan 5 mm maatuen suhteen. Kiskonliikuntalaitteella varustetulla sillalla siirtymä saa olla 30 mm. Sallitut siirtymät on esitetty NCCI 1:n taulukossa B.9.
Väsymismitoituksessa käytetään kuormakaaviota, joka koostuu raitiovaunukuormakaavion akselikuormista ja liikenteen määrä oletetaan suunnitellun liikenteen mukaisesti. Väsymismitoituksessa otetaan huomioon dynaaminen lisä- ja tarvittaessa keskipakokuorma. Väsyttävä kuorma vaikuttaa yhtäaikaisesti molemmilla raiteilla ja eri suuntiin kulkevien raitiovaunujen kohtaaminen tulee huomioida.
Onnettomuuskuormat
Raitiovaunun suistumisonnettomuuden onnettomuuskuorma tulee mitoittaa samalla tavalla kuin rautatiesilloilla, mutta käyttäen raitiovaunukuorma-kaaviota. Raitiovaunun törmäyskuorma raiteen ylittävien siltojen pilareihin on 825 kN radan suunnassa ja 410 kN kohtisuoraa rataan nähden, kun rakenteen etäisyys raiteen reunasta on alle 4,5 metriä. Kuormat eivät vaikuta samanaikaisesti. Ajoneuvoliikenteen törmäyskuorma on NCCI 1:n mukainen. Mitoittava nopeus on kohdekohtainen, mutta sen tulee olla vähintään 50 km/h.
Työkonekuormat
Raitiotiesillalle mitoitetaan aina ratatyökonekuormakaavio. Lisäksi, jos sillan kannelle päätetään olla mitoittamatta ajoneuvoliikenteen kuormia edellä esitetyin periaattein, on lisäksi mitoitettava seuraavat rakennusvaiheen työkonekuormakaaviot; kaivinkone, kuorma-auto ja jyrä. Lisäksi kaikkiin taitorakenteisiin mitoitetaan aina nosturin tukijalan tukikuorma.
Radan kunnossapitokalustoa kuvaavana ratatyökonekuormana käytetään kuormakaaviota LM71-15, jossa kuormakaavion akselikuorma 167 kN ja nauhakuorma 53 kN/m.
Ratatyökonekuormaa käytetään vain murtorajatilamitoituksessa. Ratatyökonekuorma voi olla vain yhdellä raiteella kerrallaan. Samanaikaisesti toisella raiteella voi olla raitiovaunukuorma. Työkonekuorman yhteydessä ei käytetä dynaamista kerrointa. Myöskään keskipakokuormaa ja pituussuuntaista liikennekuormaa ei tarvitse ottaa huomioon ratatyökonekuorman kanssa.
Sillat suunnitellaan siten, että seuraavaksi esitetty 26 tonnin kaivinkone voi liikkua sillalla rakennusaikana ilman että betonirakenteen murto- tai halkeamarajatilaa, ja ilman että teräsrakenteen myötörajaa, ylitetään. Kaivinkonetta kuvaava kuormakaavio mitoitetaan, sijoittaen se, sillalla yhdelle läpi sillan ajettavalle ajolinjalle, jossa on molemmin puolinen yhden metrin vaakatoleranssi. Ajolinja on merkittävä sillan suunnitelmiin. Ellei muuta ole sovittu siltaurakoitsijan kanssa, kaivinkone mitoitetaan kuvassa 9.3.3 esitetyn kuormakaavion mukaan. Lisäksi tulee huomioida, että siltakannella voi olla 5 m päässä toisistaan sekä kaivinkone että kuorma-auto.
Sillat suunnitellaan siten, että seuraavaksi esitetty 30 tn kuorma-auto voi liikkua sillalla rakennusaikana ilman että betonirakenteen murto- tai halkeamarajatilaa, ja ilman että teräsrakenteen myötörajaa, ylitetään. Kuorma-autoa kuvaava kuormakaavio mitoitetaan, sijoittaen se, sillalla yhdelle läpi sillan ajettavalle ajolinjalle, jossa on molemmin puolinen yhden metrin vaakatoleranssi. Ajolinja on merkittävä sillan suunnitelmiin. Ellei muuta ole sovittu siltaurakoitsijan kanssa, kuorma-auto mitoitetaan kuvassa 9.3.3 e) esitetyn kuormakaavion mukaan. Pyörän kosketusala 400 x 400 mm2. Telitarkastuksen lisäksi tulee huomioida pääpalkin kantavuus suunnitellulla ajolinjalla. Lisäksi tulee huomioida, että siltakannella voi olla 5 m päässä toisistaan sekä kaivinkone että kuorma-auto.
Sillat suunnitellaan siten, että seuraavaksi esitetty kuuden (6) tonnin jyrä voi liikkua sillalla rakennusaikana ilman että betonirakenteen murto- tai halkeamarajatilaa, ja ilman että teräsrakenteen myötörajaa, ylitetään. Jyrää kuvaava työkonekuormakaavio on voitava sijoittaa minne tahansa sillan kannelle, sillan reunapalkkien sisäpintojen välille. Kokonaispainon voidaan ajatella jakautuvan puoliksi etu- ja takapäälle. Jyrän rummun leveydeksi voidaan ajatella 1 m. Ellei muuta ole sovittu siltaurakoitsijan kanssa, jyrä mitoitetaan kuvassa 9.3.3 f) esitetyn kuormakaavion mukaan. Jyrän täryttämisen kuormitusvaikutusta ei tarvitse huomioida.
Mikäli sillan kannelle ei ole mitoitettu ajoneuvoliikennettä, sillan raiteen alussepelin ja raidesepelin levitykseen, tiivistämiseen sekä raiteiden ja pylväiden asentamiseen tulee tehdä työohje, jossa on esitetty millaisella kalustolla sillan kannelle saa ajaa rakennustöiden aikana.
Edellä esitetyt kaivinkone-, kuorma-auton teli- ja valssijyräkuormakaaviot koskevat ainoastaan siltoja, joissa ylittävällä väylällä kulkee raitiotie. Vaatimus koskee tukikerroksellisen raiteen lisäksi kiintoraiteellista raideratkaisua, ellei muuta ole sovittu. Kevyenliikenteen sillalla em. Kuormakaavioita ei tarvitse huomioida.
Nosturin tukijalan tukikuorma 400 kilonewtonia erillisenä kuormitustapauksena voi sijaita missä tahansa sillan kannella tai taitorakenteen osalla, jonne voi pelastusajoneuvolla ajaa. Tassukuorman kosketuspintana on 600 mm x 600 mm, joka sijoitetaan kulkupinnan, tieliikenteen sillalla asfaltin yläpintaan ja tukikerroksellisilla silloilla tukikerroksen yläpintaan.
Muokattu viimeksi: