Jernbane på stylter
Transcription
Jernbane på stylter
2011 Jernbane på stylter Forfatter: Yasir Arafat Azam, s146721 Naim Gul Khattak, s155912 Long Karlsen. s155840 Utført i samarbeid med Jernbaneverket 29.05.2011 Forord Denne bacheloroppgaven er utarbeidet av 3 studenter fra bygglinjen ved Høgskolen i Oslo; studieretning for Konstruksjon og Teknisk planlegging. Oppgaven er det avsluttende eksamensarbeidet i ingeniørutdanningen - BSc i byggingeniørfag. Arbeidet er gjennomført våren 2011 og utgjør 20 studiepoeng. Bacheloroppgaven er utført i samarbeid med Jernbaneverket. Målet med denne oppgaven er å undersøke/analysere om det er mulig å realisere jernbane på stylter i Norge og eventuelle fordeler og ulemper ved dette. Til slutt skal vi komme fram til en konstruksjonsløsning som kan la seg realisere i praksis. Ved å velge en bacheloroppgave som omhandler dette temaet, så vi på som en positiv utfordringen fordi vi syntes det virket meget interessant og ikke minst fordi vi ville holde på med dette et steg videre ettersom vi hadde hatt jernbaneteknikk som valgfag høsten 2010. Vi ønsker å takke alle personer som har bidratt med innspill og hjelp i forbindelse med denne bacheloroppgaven. En stor takk rettes til vår eksterne veileder Eivind Hegbom fra Jernbaneverket, og vår interne veileder Christopher Schive, teknisk sjef ved Jernbaneverket. Vi vil også takke Hallstein Gåsemyr for innspill og hjelp til oppgaven. Oslo, 29.05.2011 Naim G. Khattak Yasir A. Azam Long Karlsen _____________________ ______________________ __________________ 2 Innhold 1. Sammendrag …………………………………………………………………………………….. 05 2. Metode…………………………………………………………………………………………………. 06 3. Hoveddel …………………………………………………………………………………………….. 07 3.1 Hva skal til for å realisere dette i praksis?............................. 07 3.1.1 Grunner til at vanlige jernbanespor er bedre……………………… 10 3.1.2 Grunner til at forhøyet jernbane er bedre………………………….. 11 3.1.3 Områder der begge typene jernbane scorer likt…………………. 13 3.1.4 Fordeler ved forhøyet jernbane…………………………………………..14 3.1.5 Oppsumering / Konklusjon…………………………………………………. 16 3.2 Hvor, hvilke landskapstyper egner dette seg best for? ...... 17 3.2.1 Bebygd landskap………………………………………………………………… 18 3.2.2 Urban landskap………………………………………………………………….. 19 3.2.3 Fylling…………………………………………………………………………………. 20 3.2.4 Areal og miljø……………………………………………………………………… 23 3.2.5 Vann…………………………………………………………………………………… 24 3.2.6 Planoverganger………………………………………………………………….. 25 3.2.7 Oppsumering / Konklusjon…………………………………………………. 29 3.3 Miljøregnskapet, , materialer, støy og visuell…………… 31 3.3.1 Utslipp og energi………………………………………………………………… 31 3.3.2 Materialregnskapet……………………………………………………………. 35 3.3.3 Støy……………………………………………………………………………………. 43 3.3.4 Visuell virkning…………………………………………………………………... 46 3.3.5 Oppsumering / Konklusjon…………………………………………………. 48 3 3.4 Ø konomi…………………………………………………………………………………... 50 3.5 Statikk…………………………………………………………………………………....... 60 3.5.1 Vertikallaster……………………………………………………………………… 60 3.5.2 Sentrifugalkrefter……………………………………………………………….. 62 3.5.3 Slingrekraft…………………………………………………………………………. 65 3.5.4 Påkjenninger fra akselerasjon og nedbremsing………………….. 65 3.5.5 Dynamiske effekter……………………………………………………………. 66 3.5.6 Vindlast……………………………………………………………………………... 66 3.5.7 Trykk og suge effekter fra passerende tog…………………………. 66 3.5.8 Eksempel (i følge lastmodellen 71) ……………………………………. 67 3.6 Dimensjonering………………………………………………………………………. 72 3.6.1 Stylter………………………………………………………………………………… 72 3.6.2 Ballastfritt spor………………………………………………………………….. 73 3.6.3 Utforming av brudekker……………………………………………………… 74 3.6.4 Spennarmert betong………………………………………………………….. 75 3.6.5 Fundamentering………………………………………………………………… 76 3.6.6 Større avstand, mindre stylter? Eller normal avstand? ……… 78 3.6.7 Eksempel dimensjonering………………………………………………….. 79 4. Diskusjon……………………………………………………………………………………………. 90 5. Konklusjon…………………………………………………………………………………………. 91 6. Referanser…………………………………………………………………………………………. 92 7. Vedlegg……………………………………………………………………………………………….. 94 4 1. Sammendrag Flere land har kommet Norge i forkjøpet og til og med begynt å bygge jernbanen på stylter, store nasjoner som USA, Kina, Tyskland og nå også Danmark er eksempler på dette. Grunnen til at vi i Norge ikke har bygd jernbane på stylter, er kanskje fordi vi ikke har kommet så langt med teknologien enda? Det kan væ re manglende kunnskap/erfaring eller kanskje er det fordi vi ikke ”trenger” å bygge i høyden enda? Uansett årsak, kan det være nyttig å ha et visst forhold til temaet i tilfelle vi skulle bli nødt til å bygge i høyden i fremtiden? Moderne jernbanebygging krever ofte store naturinngrep med store skjæ ringer og fyllinger. I tillegg legger jernbanen beslag på områder som kunne væ rt benyttet til andre formål. Det er derfor ønskelig å begrense jernbanens fysiske "fotavtrykk". En måte å gjøre dette på er å heve jernbanen opp fra terrenget ved å sette den på "stylter", dvs. bygge en slags bru der man ellers ville hatt fylling eller gått i terrengnivå. Vi har også gått litt inn på økonomien i dette og kommet med eksempler på konstruksjonsløsninger som vi mener vil passe en slik type jernbane. 5 2. Metode Når vi skaffet oss en oversikt over problemstillingen vår og satte opp prosjektskissen var det på tide å finne en metode vi skulle samle inn data på. Metoden for datainnhenting vi brukte blir kalt skrivebordsundersøkelser. Denne metoden går ut på å samle inn data, analysere disse dataene og trekke konklusjoner på det som virker mest fornuftig. Ettersom det ikke finnes noe jernbane på stylter i Norge enda (sett bort fra bruer vel å merke) samlet vi inn data fra andre land som for eks. Danmark. I utgangspunktet finnes det to metoder vi kan velge mellom. Enten kan vi foreta en feltundersøkelse, hvor vi går ut i feltet og samler inn primæ rdata. Eller så kan vi gjennomføre en skrivebordsundersøkelse, hvor vi samler inn sekundæ rdata. Dvs. data som andre allerede har samlet inn til andre formål som vi igjen bruker til vårt formål. Figuren nedenfor viser en liten illustrasjon av metoden. Vi har også brukt kvantitative og kvalitative metoder i arbeidsprossen vår, men fordi oppgaven bare går over 6 mnd må vi begrense oss og trekke helhetlige konklusjoner sammen med faglæ rere og fagkyndige. - Kvantitative metoder går ut på å avdekke så sikker og gyldig kunnskap som mulig om det som kan telles, veies og måles – og settes opp i kurver, diagrammer og tabeller. Vi er på jakt etter eksakt breddekunnskap om harde data. 1 - Kvalitative metoder dreier seg om å få vite hva som skjuler seg bak tallene og kurvene, hvordan de som er undersøkt opplever virkeligheten. Vi er på jakt etter dybdekunnskap og forståelse mht myke data, dvs kvalitetene eller egenskapene ved det vi undersøker. Den kvantitative forskeren sender spørreskjema og holder klar distanse til undersøkelsespersonen. Den kvalitative forskeren ønsker å komme så næ r undersøkelsespersonene som mulig for å forstå dem gjennom samtale og deltakende observasjon. Den kvalitative forskeren drar ut i ”feltarbeid” og oppholder seg blant undersøkelsespersonene i kortere eller lenger tid for å komme på innsiden av dem og kulturen deres. Det blir stadig mer enighet blant fagfolk at kvantitative og kvalitative metoder ikke utgjør prinsipielt uforenelige tilnæ rminger. Sånn sett snakker man stadig oftere om å kombinere kvantitative og kvalitative metoder, gjerne kalt ”metodetriangulering”.2 1 2 http://no.wikipedia.org/wiki/Kvantitativ_metode http://no.wikipedia.org/wiki/Kvalitativ_metode 6 3. Hoveddel 3.1 Hva skal til for å realisere dette i praksis? I dag består jernbanen i Norge av rundt 4 087 km med normalspor. Og etter det som antas å væ re Norges første banestrekning som ble tatt i bruk i 1805, har jernbaneinteressen økt på både godt og vondt. Som vi vet krever moderne jernbanebygging ofte store naturinngrep med store skjæ ringer og fyllinger. I tillegg til dette vet vi at jernbanen legger store beslag på områder som kunne væ rt brukt til andre formål. Flere land har kommet Norge i forkjøpet og til og med begynt å bygge jernbanen på stylter, store nasjoner som USA, Kina, Tyskland og nå også Danmark er eksempler på dette. Å bygge jernbanen på stylter er på sett og vis det samme som en bru. Det går ut på å bygge togspor over bakkenivå for så å kjøre med tog over denne strekningen. Grunnen til at vi i Norge ikke har bygd jernbane på stylter, er kanskje fordi vi ikke har kommet så langt med teknologien enda? Det kan væ re manglende kunnskap/erfaring eller kanskje er det fordi vi ikke ”trenger” å bygge i høyden enda? Uansett årsak, kan det væ re nyttig å ha et visst forhold til temaet i tilfelle vi skulle bli nødt til å bygge i høyden i fremtiden? Vi kan jo enkelt starte med å definere hva jernbane på stylter er, definisjonen er som følger: ”railway that is powered by electricity and that runs on a track that is raised above the street level”. På norsk er det ganske enkelt oversatt som: “jernbane som drives ved hjelp av elektrisitet og som går på et spor over bakkenivå3 Hva skal til for å realisere dette i Norge? Som mange andre ting er det både positive Bilde som viser prinsippet med jernbane på stylter og negative sider ved å bygge jernbane på en slik måte. Det vi i det minste vet er at vi i Norge er heldige med hardt fjell som fører til god fundamentering i grunn. Vi har også også ujevnt terreng flere steder i landet noe som er gode kriterier til at dette kan realiseres her i landet. Forhøyede jernbaner er en form for karakter skilt transport som har noen fordeler sett i sammenheng til ”vanlig” jernbanespor. Det er ofte raskere, sikrere, og fører til mindre forstyrrelser for trafikken i og med at det er bygget i høyden og ikke på bakken. Man kan også her bruke sjåførløse vogner slik de har i Danmark. Å bygge jernbanen på "stylter" kan begrunnes ut fra flere forhold: - Redusere terrenginngrep og redusere massetransport (effektivisere den) 3 http://www.thefreedictionary.com/elevated+railway 7 - Ø nske om å utnytte arealet under jernbanen Få en ekstra frihetsgrad i linjeføring , kan i større grad ta i bruk en romligdimensjon Kan overvinne høydeforskjeller på en ny måte, kanskje også mulig å reduserebruk av tunnel. Utsiktsvennlig for togpassasjerer. I noen tilfeller redusere reisetiden. Men, forhøyet jernbane har noen av de samme ulempene som andre jernbanetyper, en av hovedulempene er støy. I tillegg vil forhøyet jernbane ofte ha enkeltspor (kan ses på erfaringer fra andre land og også det vi har tatt utgangspunkt i) i motsetning til ”vanlig” jernbanespor som vanligvis har to parallelle jernbanespor. En av fordelene er at den forhøyede strukturen til en jernbane på stylter blokkerer mindre av himmelen, kaster en mye mindre skygge, og fordi de to sporene ofte dimensjoneres bare for tog vil konstruksjonen bli mye lettere. Den bæ rende konstruksjonen vil væ re mye mindre enn for eks. spor som er integrert i bakken fordi den må tåle større påkjenninger fra biler, tog og busser etc. For at man i det hele tatt vil måtte ønske å bygge i høyden så må det jo væ re flere fordeler med forhøyet jernbane enn jernbane på bakkenivå. Her følger det en liten sammenligning. De ulike punktene er beskrevet nedenfor figuren. Jernbane på bakkenivå Tilgjengelighet Bevist suksess/tidligere erfaringer Flere stopp Nye stopp kan enkelt legges til etter ferdigstilt konstruksjon Mer sikkerhet Minimal forstyrrelse under pågående arbeid Tar et mindre område enn en bilvei Kan opere uten sjåfør Stor interesse 8 Jernbane på stylter Konstruksjonskostnader Operasjonskostnader Fart + Estetikk 9 3.1.1 Grunner til at vanlige jernbanespor er bedre: Tilgjengelighet. “Vanlige” tog vinner her fordi tog langs bakken er enkle å gå av og på. Jernbane på stylter er forhøyet og dermed er stasjonene det samme. Det betyr at passasjer må gå opp og ned fra stasjonen og med hensyn til universell utforming blir det sikkert krav om heis. Bevist suksess/tidligere erfaringer.Det er flere suksessfulle jernbanesystem rundt om i verden med et godt renomé. Mens det med tanke på forhøyet jernbane bare er noen titalls konstruksjoner, sett bort ifra fornøyelsesparker og den slags. Mange vil derfor tenke, hvorfor endre på noe som er så bra allerede? Politikere og publikum som bestemmer hva slags type jernbane som skal bygges er sikkert skeptiske til jernbane på stylter fordi de kanskje ser på det som et sjansespill. Flere stopp. Ikke nødvendigvis, men ofte er stasjonene til en forhøyet jernbanene lenger fra hverandre enn stasjonene til ”vanlig” jernbane. Nye stopp kan enkelt legges til etter ferdigstilt konstruksjon. Siden vanlige jernbanespor går langs gateplan, er det enklere å lage en stasjon langs med strekningen. Hvis man skal lage en stasjon til en forhøyet jernbane må man også konstruere og lage en forhøyet plattform med trapper og evt.heis. På bildet ved siden av er det bare vist en figur for å illustrere poenget med at forhøyde jernbaner trenger forhøyde plattformer, som ikke kanskje alltid er like lett å få til ved noen områder/strekninger. 10 3.1.2 Grunner til at forhøyet jernbane er bedre: Sikkerhet. Siden forhøyet jernbane kjører på sine egne spor over bakkenivå er det ingenting som kan “konfrontere” den. Mens vanlige jernbanespor som også kan være integrert med veier over planoverganger osv. kan møte på myke trafikanter, biler, syklister og for den saks skyld, dyr som i verste fall kan kollidere med toget. På bildet er det vist en folkehaug som går over veien, hadde for eks. toget væ rt på bakkenivå hadde det blitt en planovergang, i dette tilfelle midt i byen. Og som vi ser på bildet nedenfor så er ikke alltid det så lurt på så travle steder. Dette, et bilde fra Tokyo, Japan. Minimal forstyrrelse under pågående arbeid. Vanlige jernbanespor er ofte tidskrevende å fikse. Det fører veldig ofte til stengte spor på grunn av pågående arbeid, hvis skinnene er integrert i bakken som det er i noen land, fører det til at man må rive opp hele asfalten. Med forhøyd jernbane trenger man stylter og bjelker etter en viss strekning for eks. hver 20 meter. Disse elementene kan prefabrikkeres, også kan de kjøres hvor de skal plasseres på lastebiler ved nattetid. Det som også er veldig greit hvis man holder på med å jobbe et sted, er at man kan isolere den delen hvor arbeidet pågår istedenfor å stenge av hele strekningen. På denne måten vil man også kunne tjene på dette økonomisk fordi det stort sett går raskere. Tar et mindre område av en bilvei Forhøyet jernbane spor samt dens søyler/stylter sies å væ re halvparten så brede som “vanlige” jernbanespor. Søylene er også plassert ca. 20 meter ifra hverandre noe som gir rom til trafikk under selve konstruksjonen. Mens med vanlig jernbane legges det beslag på hver lille millimeter langs strekningen sin. 11 På bildet på forrige side ser vi prinsippet med at biltrafikken under ikke lider noen stor nød av at det kjøres tog på oversiden. Kan operere uten sjåfør I og med at forhøyet jernbane kjører i sin egen bane over bakken med ingen fare for andre kjøretøy, så kan den bli automatisert uten sjåfør. Dette kan spare mye penger, og teoretisk sett kan man få systemet til å kjøre 24/7. Vanlige jernbanespor trenger derimot en sjåfør. Noe av grunnen til at bussenene i Oslo ikke kjører 24/7 er på grunn av kostnadene dette medfører, det er også derfor man ikke kan forvente at Figuren over er et bilde av metroen i Danmark, her ser vi et eks. på en man kjører vanlige tog 24/7 (kan også sjåførløs vogn. væ re at det ikke er så mange som reiser på natta, men kostnadene til dette virker selvsagt inn). Til Høyre er det et annet bilde som reklamerer for Metroen i Danmark, som kjører hele døgnet rundt. Stor interesse. Nå om dagen er vi vant til å se “vanlige” jernbanespor som går langs med bakken. Men det er grunn til å tro at velgere eller publikum ikke at hadde hatt noe imot forhøyet jernbane. De fleste forbinder det med at det er ”kult og spennende”. Man får en slags fornøyelsesparkfølelse, det er også utsiktsvennlig for de som tar toget. Det er til syvende sist passasjerene som skal ta toget og hvis de stemmer/mener at en slik løsning er best, er det kanskje en god nok grunn i seg selv til å bygge ut jernbanen på stylter, selv om det ikke alltid er den beste løsningen? Målet er jo mer kollektivtrafikk, for å spare miljøet. Her er lite utdrag av kommetarer til den nye metroen i Danmark: Copenhagen's Metro took first place as the “World’s Best Metro” at this year’s Metrorail Conference. Judges emphasized Copenhagen’s innovative technology, high reliability and an excellent customer satisfaction record. 4Dette viser at kundene var veldig tilfredse med det dem opplevde og interessen var og er stor for denne type jernbane. 4 http://www.ambbeijing.um.dk/en/menu/TheEmbassy/News/CopenhagenMetroVotedWorldsBestAtMetrorail Conference.htm 12 3.1.3 Områder der begge typene jernbane scorer likt: Konstruksjonskostnader. Etter å ha søkt en del rundt, og ikke helt vite prisen på de ulike jernbanetypene, er det helt klart at uansett utfall, så er dette dyrt. Etter å ha lest litt og sett litt på priser har vi på gruppa kommet frem til at vanlige jernbanespor er billigere enn jernbane på stylter. Med tanke på at når man bygger i høyden skal alt forhøyes, (plattformer, perronger) osv. Det er helt klart slik at for noen steder kan det ene egne seg bedre fremfor det andre. For eks. på steder med “riktig terreng” (ujevnt terreng) og hard grunn (føre stylter ned i fjell) så egner jernbane på stylter seg best. Ved mer flate lange områder som ikke er bebodd eller lignende, egner vanlige jernbane seg best. Driftskostnader. Driftskostnadene tror vi ikke er så langt fra hverandre. Selv om jernbane på stylter ikke nødvendigvis trenger sjåfør, så trenger stasjonene ekstra sikkerhet og sikkert et annet beredtskap i form av sikkerhets personell. Fart. Jernbanen på stylter vil sannsynligvis ha høyere fart enn vanlige jernbane. Dette fordi jernbanen på stylter er separert fra vanlig trafikk, fra biler etc., hvem har ikke sittet i et tog og venta på at det røde lyset skal gi klarsignal til å kjøre? Ikke nok med det, men ut ifra de strekningene som jernbanen har på stylter per dags dato, så er det heller ikke så veldig 5 hyppige stopp. Men selv om jernbanen på stylter sannsynligvis har høyere fart betyr det ikke nødvendigvis at jernbanen på stylter er raskere totalt sett. Dette er fordi passasjer vil bruke lengre tid på å komme seg fra og til stasjonen (opp og ned). Med andre ord, det tar oftere kortere tid med vanlig jernbane å komme seg på, enn med jernbanen på stylter. Men selve reisetiden vil sannsynligvis væ re raskere. Vi på gruppa har sett på toghastigheter over 200 km/t, og opptil 300 km/t. Det skal sies at metroen i Danmark ikke kjørerså fort, men det vil gå raskere med forhøyet jernbane siden det 6 ikke forstyrres av noe på bakken. Estetikk. Vi på gruppa synes at jernbanen med tanke på estetikk er viktig. Altså at det ser bra ut og at det ikke ser altfor ”rotete” ut. Noen tror at jernbanen på stylter har store stylter som tar mye plass, og at den skygger mye og ser relativt dårlig ut. Men det trenger den nødvendigvis ikke å gjøre. Så igjen, selvom vanlige jernbanespor ikke er forhøyet, så har den kontaktledninger over som er veldig synlig. Jernbane på stylter trenger nødvendigvis ikke å se stygt ut og trenger i mange tilfeller ikke luftledninger siden disse er integrert enten under eller ved siden av toget. Vi anslår dette som uavgjort. Nedenfor ser vi bildene for hvert av jernbane typene. 5 6 http://www.davidheyscollection.com/page30.htm http://europeforvisitors.com/europe/articles/copenhagen_transport.htm 13 3.1.4 Fordeler ved forhøyet jernbane Teksten over var en sammenligning av forhøyet jernbane og vanlig jernbane. Her skal vi gå litt mer inn på de generelle fordelene og ”samfunnsnyttene” man får ved forhøyet jernbane. Forhøyet jernbane går raskere. Som vi vet regner for eks. statens vegvesen med personminutter.Det er dette som er interessant hvis man kan klare å komme seg et par minutter raskere på en strekning med forhøyet jernbane. Forhøyet jernbane er i luften, separert fra trafikk på bakken. Det er ikke noen krysninger eller trafikklys som kan forstyrre togene noe det er på bakkenivå. Bildet til høyre er et lite kart over Norge og reisetiden til de ulike destinasjonene. Hvis man for eks. på noen av strekningene klarer å redusere reisetiden ville det væ rt en stort pluss for mange. Kanskje er dette mulig ved hjelp av jernbane på stylter? Folk ville mest sannsynelig betalt mer for billettene også. Forhøyet jernbane vil væ re attraktiv for bilførere. På grunn av den høye hastigheten ved forhøyet jernbane vill mest sannsynlig flere bilførere ta toget istedenfor bilen sin. Denne overgangen kan for eks. brukes til at man lager store parkeringsplasser til jernbanestasjonene på “litt fjerne” områder, og herifra ha gode bussmuligheter som frakter passasjerer til jernbanestasjonen. På denne måten sparer man miljøet, det er sosialt og det er samfunnsnyttig. Få hjem og bygninger trenger å bli kondemnert. Forhøyet jernbane kan for eks. bygges over eksisterende bilveier og følge deres svingninger (hvis dette ikke er høyhastighet tog) noe som gjør at man slipper å gjøre beslag eller kjøpe eiendommer i hytt og pine. Eneste den vil trenge er dens søyler/stylter som ikke tar så mye plass på bakken. Det vil helt klart bli kostnader når togveien tar en annen vei enn en bilvei, men med best mulig planlegging kan kostnadene bli lavere og bybildet vil se mye av det samme ut uten at man trenger å rive altfor mange bygninger. Dette i motsetning til vanlig jernbane som tar beslag på hver minste lille millimeter. Jernbanen på stylter vil ikke splitte samfunnet. Istedenfor inngjerda jernbaneområder gjennom borettslag osv. vil man isteden få pilarer som ikke vil ha sæ rlig større plassbehov enn ”lysstolper” i næ rmiljøet. Jernbanen på stylter er mer stillegående enn vanlig jernbane. Istedenfor stålhjul på stålskinner, vil man for eks. kunne bruke løsninger som gummidekk på betong. Her er det også en fordel at det veldig ofte er ballastfrie spor som ikke gir så mye vibrasjons støy. Jernbanen på stylter er tryggere. Forhøyet jernbane er i lufta. Fotgjengere og bilene er på bakken. Hva mer kan jeg si? 14 Forhøyet jernbane kan føre til dannelse av lokalsamfunn. Områdene rundt jernbanestasjonene vil væ re et attraktivt sted for folk som ikke eier biler eller kjører bil så mye. Disse områdene kan bli soner for høyere tetthet av hus og forretninger. (fæ rre ulykker i trafikken?) Eiendomsverdier i næ rheten av stasjonene vil mest sannsynlig gå opp fordi mange mennesker ville væ re villig til å betale mer for å leie og bo i næ rheten av en stasjon og mange dagligvarebedrifter kan øke sine inntekter hvis de befinner seg i næ rheten av en stasjon. Dette vil i tur og orden føre til høyere ligningsverdi for eiendommene, og det vil samtidig øke skattegrunnlaget for fellesskapet. 15 3.1.5 Oppsumering/Konklusjon: Andre land har begynt å bygge jernbane i høyden, kan dette væ re aktuelt i Norge? Fordelene som medbringes av jernbane på stylter må selvsagt væ re større enn fordelene ved det tradisjonelle jernbanesporet, for at det i det hele tatt vil væ re aktuelt å bygge i høyden. VI vet at jernbanen på stylter kan begrunnes ut ifra flere forhold som: - Redusere terrenginngrep og redusere massetransport (effektivisere den) Ø nske om å utnytte arealet under jernbanen Få en ekstra frihetsgrad i linjeføring - kan i større grad ta i bruk en romlig dimensjon Kan overvinne høydeforskjeller på en ny måte - kanskje også mulig å reduserebruk av tunnel. Utsiktsvennlig for togpassasjerer. Likevel mener vi at det kommer helt an på fra situasjon til situasjon om hva som er best eller mest nyttig. Det er meget viktig å analysere og ikke bare tenke nå til dags, men tenke i langtidsperspektiv for det kan det hende det i noen tilfeller vil væ re bedre med jernbane på stylter. Bedre å væ re føre var enn etter snar. Det handler om å tenke på hva som er mest bæ rekraftig, kanskje det vil koste litt ekstra, men fordelene kan også væ re flere ved å bygge i høyden. Ved forhøyet jernbane har man flere muligheter til høye hastigheter, det er fordi man i utgangspunktet er fri for all trafikk, i motsetning til jernbanespor langs gateplan. Det skal sies at det virker mange faktorer inn når det kommer til høye hastigheter, men det er altså flere muligheter. Vi har også diskutert litt økonomi og kostnader rundt de to type jernbane prinsippene. Ø konomien i dette noe vi kommer inn på litt senere, men i utgangspunktet er jernbanespor langs gateplan billigere enn forhøyet jernbane. En av ulempene med jernbane generelt og noe vi skal væ re veldig glade for hvis vi hadde kommet utenom er støy. Dette kommer vi inn på senere, men det er mange som plages av akkurat dette. Vi vet at mange sikkert er skeptiske til forhøyet jernbane og tror at det fører med seg mange byrder, men det finnes også flere fordeler. Det er viktig å tenke økonomi, men at det er samfunnsnyttig er minst like viktig. Og det er til syvende og sist kundene som tar toget og betaler for dette, kanskje det i seg selv er nok til at vi burde begynne å tenke på dette? Som en slags overordnet konklusjon vil vi si at Norge kanskje ikke helt er ”klar” for dette enda, men at det absolutt er en mulighet og at det finnes fordeler ved det også. 16 3.2 Hvor, hvilke landskapstyper egner dette seg best for? Jernbane på “stylter” er et interessant tema når man ser på ujevne terreng forhold. Så da sier det seg selv at det må væ re sæ rlig tilpasset landskapet. Fordi vi kan se på forskjellige landskapstyper som fjell, åpen slette, skog eller om det er urbane forhold i tillegg kan man se på det enda mer detaljert om det bløt eller hard grunn. Alt dette må tas hensyn til ved planlegging av en togstrekning mht for eksempel fundamentering. Og det er der den største utfordringen ligger når det gjelder jernbane på stylter og da tilpasset landskapet. Andre forhold som vi også må ta hensyn når det gjelder landskapstyper for jernbane på stylter er forhold som går mer på det abstrakte som f.eks temperatur. I tillegg kan man møte utfordringer som forskyvning av platekontinentet. Men det har man lite av i Norge og det vil i så fall væ re beskjedne faktorer. I Norge har man store arealer med fjell, men da kommer det inn at det at det kan benyttes borre-/drive -metoder gjennom fjell. Og der har vi allerede gode fremgangsmåter både med sprenging og borring /driving. Og dette er da er mer optimalt i forhold til det å benytte stylter. Bilder: (1) Tilfeldig blandet landskap, (2) Sogn og Fjordane, (3) Regntungt landskap En kan spare mye arbeid og tid ved bebyggelse av en jernbanestrekning på stylter. Det vil da gi store økonomiske besparelser. En kan f. eks se på områder hvor det kreves fyllinger. I den sammenheng kan det spares tid hvor det f. eks kreves forbelastning. Og man sparer selvsagt også tid og utgifter ved å unngå masseforflytting. 17 3.2.1 Bebygd landskap Å få jernbanen til å fungere i tettbebygd strøk er en vesentlig god grunn til å tenke på jernbane på stylter. Der kan man spare store arealer og få jernbanen gjennom bebygd landskap. Dette fungerer på veldig bra måte hvis det er planlagt godt. Det går an å kombinere dette med annen type av bybane på stylter. Der man ser dette i kombinert med annen bybane ser man gode infrastrukturelle løsninger. Jernbane på stylter kombinert med annen bybane på stylter. Men jernbane på stylter i tettsteder kan by på bygningstekniske utfordringer. Men ettersom det nå går an å få alt slags prefabrikkerte elementer så vil det også væ re mulig. Når det gjelder transport av bygningsmasse så fungerer dette også optimalt sett i forhold til at det bygges i allerede bebygde områder. Hvor man da allerede har en fremkomst vei. Det visuelle inntrykket man får av banelinje på stylter som går igjennom et bebygd område kan ikke væ re annet enn at det oppfattes som et moderne samfunn der effektivitet er høyt prioritert. Da må det også planlegges godt mht støy. Og hvor høyt fra bakken banelinjen ligger. Det visuelle inntrykket gir også en romsligere følelse under jernbanelinjen. Og det er flere måter å utnytte dette på. Det er verdt å merke seg at formen på styltene kan også ha betydning for inntrykket av jernbanen fra bakken. Hvis man skal ha en viss høyde over bakken over det bebygde området er man nødt til å bygge opp høyden fra en lang avstand ifra området. Da det er krav til mask stigning for vogner ut i fra om det er gods- eller persontog. 18 3.2.2 Urban landskap: Bebygd landskap og jernbanelinje på stylter Jern bane på stylter kan fungere veldig bra hvis det planlegges godt. Men det kan væ re begrensende faktorer mht støy og vibrasjoner En kan også se på begrensninger på grunn av det visuelle. Det vil bli merkbar forandring for beboere i området. Fortsatt kan du tilpasse forholdene under og få maksimal utnyttelse av området under. Full mulighet til arealutnyttelse under styltene 19 3.2.3 Fylling Lengre strekninger hvor det trengs fylling kan det erstattes med stylter. Da får man naturligvis en større høyde på stylter. Dette skal teoretisk sett ikke væ re problematisk da det kan løses ved å gi stylten større bredde og bruke en form på stylten som gir større stivhet. F. eks ved bruk av dobbel-stylter. Ved å erstatte den tradisjonelle metoden med fylling hvor en må ta hensyn til setninger og endringer av grunnvannstand og problemer som utglidning av masser blir dette med stylter kun et fundamenteringsproblem. Når det gjelder fundamenteringsproblem er det det å komme ned til fast grunn som er den største utfordringen. Og det å fundamentere på fast fjell, altså hvordan knytte sammen betongfundamenter til fast fjell er ikke en utfordring. Ellers kan man komme over områder med myr der kan dette løses vha pele- fundamentering og kalktilsetting. En kan også kommer over grop hvor det trengs fylling. F. eks kan 2-3 stylter erstatte denne. Stylter med med en større lengde må fundamenteres dypere pga moment kapasitetem 20 Jernbanelinje på stylter reduserer altså vedlikeholdsbehovet. Se f.eks. på disse typiske utglidninger og ras, ved Nordlandsbanen: Her ser vi utglidning av masser pga vann i fyllinga, ved Lønsdal. (2010) Her ser vi ras. Det er meldt om at det tar en uke for fylle igjen dette. Sør for Lønsdal. (2010) 21 Det er allerede klart at dette blir omfattande tiltak, bare for Nordlandsbanens del blir det i 2010 gjennomført 57 ulike tiltak for bedre rassikring. 7 Ved en jernbanelinje på bakken er det nødvendig med stikkrenner for å hindre at vannet samler seg opp. Dette med hensyn til utglidning. Dette er noe du slipper ved stylter. Innlegging av større stikkrenne etter ras på Bergensbanen i 2005. (Foto: Bjørn Skauge)8 7 8 http://www.jernbaneverket.no/en/Nyheter/Nyhetsarkiv/2010/Klimaendringer-krever-mer-robuste-baner/ http://www.jernbaneverket.no/en/Nyheter/Nyhetsarkiv/2010/Klimaendringer-krever-mer-robuste-baner/ 22 3.2.4 Areal og miljø Når det gjelder areal så vil det bli betydelig arealer å spare, når du frigir deg fra området under kan du omtrente bruke det til hva som helst. En kan tenke seg alt det området som må væ re sikker langs jernbanelinjen (grind langs jernbanelinja). I tillegg kan bakken under benyttes til alt. Da kan man bevare naturlandskapet slik som det er og dyr kan ferdes over alt. Dype skjæ ring og fyllinger i landskapet gir stor endring av det naturlige landskapet og preger også levende dyr. I vanlig jernbanelinje på bakken er som oftest over lengre avstander og når det legges på bakken vil du lage et skille i landskapet. Planlagt jernbanestrekning i Larvik.9 Hvis du sammenligner denne strekningen på bakken og om den var på stylter, så finner man rakst ut at det ville blitt mindre terrenginngrep. Og vi hadde fått en mer helhetlig landskap. Brua som er planlagt kan også da bli erstattet med en hel sammenhengde strekning på stylter. 9 http://www.op.no/nyheter/article4181859.ece 23 3.2.5 Vann En jernbanestrekning som går over et område med vann, f. eks. en innsjø, blir nå til dags løst med en brukonstruksjon men dette kan erstattes med en banelinje på stylter. Og når du allerede har brukt stylter på strekningen kan du fortsette med stylter over vannet og erstatte den tidligere bruløsningen med stylter. I forbindelse med vann er det vel spesielt egnet for mindre områder. Fundamentering generelt må løses på en helt sikker måte. Det er store kostnader knyttet til å rette opp setningsskader. For å væ re helt sikker er du nødt til å fundamentere ned til fjell. Det er klart du kommer over områder hvor det ikke er mulig å komme ned til fjell, men det går ann å løses med peler. Andre metoder som kalktilsetting har tidligere vist seg å væ re for dyrt. 24 3.2.6 Planoverganger Vi får betydelig reduksjon av faremomenter ved å gå over til bruk av stylter. Den tradisjonelle måten å krysse en jernbanespor på er ofte et tema. Men uheldigvis dukker dette vanligvis opp etter ulykken. Planovergang i Vestfold - dette bildet er fra rett etter en ulykke Tall viser at Jernbaneverket i gjennomsnitt bruker 72 mill. kr per år for sikring av alle planovergangene som finnes i Norge. (Det var planlagt å bruke 95 mill i 2010). Det skal væ re 3 656 planoverganger i Norge. 3 360 av disse er private og resten er knyttet til offentlige veier. I denne sammenheng er det viktig å merke seg at antall planovergangene går jevnt nedover. Fra 1967-1971 hadde vi 66 døde. Etter et omfattene sikringsarbeid nådde man 0 skadde i år 2005. En tradisjonell jernbane linje som er lagt er nødt til å få planoverganger med tiden. Når tall viser at så mange av planovergangene er private er en nødt til å tenke at de ikke blir nødvendig sikret. Tabellen viser ulykker og drepte fra 1957-2009. (Jernbaneverket) 25 Antall planoverganger fra 1980-2007. (Jernbaneverket) Tabell fra Jernbanemagasinet 082009. Statistikken viser antall ulykker per målte km. 26 Jernbanemagasinet 08-2009 Området under stylter er å betrakte som fritt og kan næ rmest brukes til alt. Hvis man kombinerer banelinjen på stylter med andre infrastrukturelle tiltak kan man få til optimale forhold alle. Det går an å forestille seg at en hel stasjon ligger på stylter over bakken, da er det mulig å få til f.eks knutepunkter og park- & ride –anlegg på steder hvor det ellers ikke ville væ rt mulig uten betydlige omforming av hele tettsted-strukturen. Enhver jernbanestrekning er nødt til å få planoverganger. Dette blir sikret ved å lage en undergang eller innføre sikringsalternativer som lyd- og lyssignal, skilt og bommer. Tabellen på neste side viser hvordan sikringsvedtakene påvirker ulykkesfrekvensen: 27 Prosent endring av antall ulykker Tiltak Ulykkestype som påvirkes Beste anslag Usikkerhet i virkning Lydsignal når det kommer tog Ulykker ved planovergang -26 (-53; +16) Fareskilt for planovergang Ulykker ved planovergang -23 (-33; -12) Stoppskilt ved planovergang Ulykker ved planovergang -65 (-86; -12) Lys- og lydsignal på planovergang som tidligere kun var sikret med skilt Ulykker ved planovergang -51 (-64; -33) Bom på planovergang som tidligere var sikret med lys- og lydsignal Ulykker ved planovergang -45 (-56; -32) Bom på planovergang som tidligere kun var Ulykker ved planovergang sikret med skilt -68 (-76; -57) Utbedring av siktforhold ved planovergang -44 (-68; -5) Ulykker ved planovergang Denne tabellen10 er utarbeidet fra 27 undersøkelser fra USA, Norge, Sverige, Canada, Australia og Israel. Når du ser på disse tiltakene skjønner mann kan aldri væ re 100 % sikker på en planovergang. neste måten få det 100 % sikker på er å lage en undergang. Og det er ikke mulig alle steder. En annen grunn til å ikke ha planoverganger er temaet fremkommelighet. Alle disse tiltakene ovenfor vil kreve at toget må senke farten! Noe annet som er negativt ved disse sikringsvedtakene er at det sjenerer et bebygd område ved f.eks. bruk av lydsignal. 10 http://tsh.toi.no/?22268#2226810 28 3.2.7 Oppsumering /konklusjon: En tradisjonell jernbanelinje påfører terrenget store endringer i landskapet. Noen steder må det fylles mye andre steder må du skjæ re. En jernbanelinje strekker seg som oftest lange avstander og mye av det kan væ re på åpent terreng. Der får du en todelt verden. Selv om du har løsninger for planoverganger får du en grense i terrenget. Bla. dyrelivet er berørt av dette. Med jernbane linje på stylter kan man unngå dette. Det er viktig å huske på at en jernbanelinje kommer til å vare i minst 100 år. Fysiske terrenginngrep er noe som må unngås. I tillegg kan du oppnå en høyere hastighet. Som er en av vilkårne for dagens transport for mennesker. Å få til en hel jernbanestrekning på stylter er vanskelig også av økonomiske årsaker. Men en jernbanelinje som veksler mellom tunnel og jernbanelinje på stylter går det an å få til. Med dagens dataprogrammer klarer du å finne en optimal tilpassning med lite fyllinger og skjæ ring og oppnå hastigheter som f.eks 300 km/t. Og dermed har du også spart landskapet for terrenginngrep. I tillegg har du fordelen av at du får en innholdsrik reise hvor passasjerne kan få med seg landskapet på en helt ny måte. 29 Transport kommer til å behøves uansett tid. Derfor er det bare å satse på det. Det er selvfølgelig store kostnader knyttet til dette. Men totalt sett sammen med miljøbetraktninger og en naturlig utvikling av jernbanen, som alt annet, vil dette bli lønnsomt. Tettsteder blir større. Bebyggelse samles rundt knutepunkter. Knutepunkters plassering viktig i forhold til bebyggelse. Dette peker på at det trengs en oppgradering fra dagens jernbane. Jernbanen må bli mer fleksibel, selv om du ser løsninger med jernbanestasjoner og park- & ride -anlegg som også fungerer. Spørsmålet er om det økonomisk levedyktig? I Norge har vi for det meste godt fjell og er lite utsatt for hendelser som jordskjelv og en banelinje som er satt opp vil stå for alltid. Og landskapet vil få konsekvenser for denne. Både på godt og vondt. Byer og tettsteder kan forme seg etter hvordan forbindelse mellom tettsteder er satt opp. Å få til en enda bedre kombinasjon mellom tunnel og en toglinje på stylter for å optimalisere hastigheten, vil etter min mening ha en positiv effekt for alle deler av samfunnet. Og jeg som skriver denne konklusjonen har samme mening som er nevnt i kapitlet som omhandler økonomi hvor det er sitert fra høyhastighetsutredning og mener at det har skjedd lite i utviklinga av jernbanelinja kontra tog. Du kan alltids få et tog til å kjøre enda fortere, men toget er mer avhengig av kjøresporet enn andre typer fartøy. Sett i sammenheng med at en togstrekning er ment å skulle vare i lang tid, opp mot flere hundre år så kan dette bli en oppgradering fra den tradisjonelle metoden. Det må tenkes langsiktig og komme fram til planer hvor det legges mer vekt på helheten. Og dette kan kanskje væ re veien mot det 30 3.3 Miljøregnskapet, , materialer, støy og visuell virkning 3.3.1 utslipp og energi Elektrisk jernbane (både "vanlig" og forhøyet jernbane), T-bane, sporvogn og generelt alle elektriske tog er de mest energieffektive framkomstmidlene. Med samme energimengde transporterer disse dobbelt så mange personer som bensindrevne personbiler, tre og en halv ganger så mange som drosjer og 4 ganger så mange som fly. På bakgrunn av disse miljøvennlige transportmidlene har det ført til at utslippene har gått mest ned for drosjer, deretter busser, personbiler, rutefly og ferger, og mest opp for Hurtigruten og dieseljernbane. 11 Transportens betydning for at utslipp øker Energi til transportformål står for en stadig økende andel av vårt totale energiforbruk, veitransportens andel av de totale utslippene er også økende. I 2006 utgjorde energi brukt til transport mer enn en fjerdedel av det totale norske energiforbruket. Bruk av energi og utslipp av klimagasser henger tett sammen, ettersom det meste av energien i transportsektoren stammer fra fossilt brensel. Godstransport på vei bidrar mest til utslipp av klimagasser fra transportsektoren. Ø kningen av veitransportens energiforbruk og utslipp må sees i sammenheng med generell økonomisk vekst og større etterspørsel etter varer og persontransport. Vi reiser mer, både privat og i jobbsammenheng, god kjøpekraft gjør at flere varer må transporteres fra produksjonssted til 11 http://www.ssb.no/vis/magasinet/miljo/art-2008-12-11-01.html 31 brukssted. Vi ser ut ifra figurene til høyre at elektriske tog går av med seieren som de mest miljøbesparende og vi ser også at togene er de som er mest energi vennlig per passasjerkm. En annen grunn til at vi bruker så mye energi på transport kan væ re at vi har blitt mer ”kresne” og infrastrukturen er blitt slik at vi nesten er blitt avhengig av bil/taxi eller siste og beste utvei kollektivtransport. Det blir mindre ”gåing” fordi det ofte er egne grøntområder med turstier og løyper i lokale områder der folk bor osv. I byene er det ofte god tilgang til kollektivtransport som frakter en fra ”A til B” det er også relativ gode veier som frister folk til å kjøre bil. Noen bedrifter har også egne parkeringsplasser til deres ansatte noe som naturligvis fører til at folk blir fristet til å kjøre bil. Dette er en god grunn til å satse videre på tog som transportmiddel, det er det mest miljøvennlige og elektrisitet som vi får ved vannkraft her i Norge er minst like miljøvennlig. Det går som vi var inne på tidligere å lage store parkeringsanlegg primæ rt næ r tog stasjoner som sannsynligvis fører til at folk tar mer tog. Veitrafikken har blitt mer energieffektiv Bedre teknologi har gjort veitrafikken mer energieffektiv, noe som innebæ rer at både energiforbruk og utslipp har vokst mindre enn passasjerkilometer og tonnkilometer. For andre transportmidler har ikke energibruken blitt effektivisert i samme grad. Elektrisk jernbane, T-bane og sporvogn er de mest energieffektive framkomstmidlene for transport av personer. Som vi var inne på innledningsvis transporterer jernbanen med samme energimengde 2,3 ganger så mange personer som bensindrevne personbiler og 3,7 ganger så mange som drosjer og 4,4 ganger så mange som fly. Etter de elektrisk drevne transportmidlene og mopeder, kommer dieseldrevne busser, dieseldrevet jernbane og dieseldrevne personbiler best ut. 12 12 http://www.regjeringen.no/nb/dep/sd/dok/regpubl/stmeld/2008-2009/stmeld-nr-16-2008-2009/12.html?id=549004 32 Som vi ser på bildet over så har veitrafikken blitt noe bedre, men det kan ikke sammenliknes i forhold til jernbane når det kommer til utslipp. Jernbanen best for godsfrakt Her regjerer også jernbanen. For transport av gods er elektrisk jernbane mest energieffektivt (og slipper selvsagt ut minst klimagasser), målt som energiforbruk og utslipp pr. tonn gods fraktet en km. Dieseldrevet jernbane kommer på andre plass når det gjelder energieffektivitet og utslipp, fulgt av store lastebiler på plass nummer tre. Per tonn transportert gods bruker fly mer enn 100 ganger mer energi enn elektrisk jernbane, og slipper ut næ rmere 50 ganger mer klimagasser enn dieseldrevet jernbane og 30 ganger mer enn lastebiler. Det som er betryggende å høre er at godstransport med rutefly utgjorde maksimalt 5 prosent av totallasten i 2004; 95 prosent av lasten var passasjerer. Det er viktig å merke seg alt det overnevnte og også noe av det som kommer i teksten nedenfor, gjelder for jernbane generelt. Dette betyr at det er det samme for jernbane på stylter og ”vanlig” jernbane. SATS PÅ JERNBANE UANSETT! Enkeltkorridorer har avvikende tall Selv om energiforbruket er forskjellig fra landsgjennomsnittet, viser beregningene det samme mønsteret i forhold til rangering av transportmidlene. På alle strekningene som er analysert, har elektrisk jernbane det minste energiforbruket og utslippet per passasjerkm, mens fly har det desidert høyeste. 33 På strekningen Oslo-Bergen er det store forskjeller i tilbakelagt distanse for tog, bil, buss og fly. Distansen Oslo - Bergen er for eksempel mye lengre med buss og jernbane enn med fly. Dette medfører at det i analysen må legges relativt mer vekt på forbruket per tur enn forbruket per tilbakelagt km. Samtidig må en væ re klar over at forskjellige transportmidler har forskjellig behov for tilbringertjenester. For eks. vil en flytur kreve transport hjemmefra og til flyplass, mens jernbane- og busstrafikk krever transport til og fra sentrum av bykjernen dette gjelder for begge typer jernbane vi holder på med. Disse aspektene er imidlertid ikke tatt inn i beregningene. På de korridorene der hurtigbåt ikke er et reelt alternativ, er det fly som har de høyeste utslippene av CO2 -ekvivalenter per passasjertur. I korridoren Oslo - Bergen har fly 1,4 ganger så store utslipp som bil, ca 3,5 ganger så store som buss og 212 ganger så store som tog (basert på norsk elektrisitetsmiks). Resultatene for eksempelstrekningene demonstrerer for øvrig at korte reiser er mer energikrevende per passasjerkilometer enn lange (sier seg selv med for eks. bil: konstant turteller er bedre enn en turteller som stiger og synker ofte). I analysen av eksempelstrekninger for godstransport, kommer jernbanen klart best ut når det gjelder energiforbruk og klimagassutslipp ved transport av gods. Sjøtransport har blitt mer energieffektivt og gir lavere klimagassutslipp enn transport med lastebil, mens flytransport av gods igjen kommer dårligst ut. I forhold til bruk av båt eller bil gir fly henholdsvis 25 og 13 ganger høyere utslipp av klimagasser. Alt i alt og det kommer ikke som en overraskelse, så er jernbanen både samfunnsnyttig og mest miljøvennlig totalt sett. Dette gjelder for både jernbane på stylter, men også for ”vanlig” jernbane. Tog er med andre ord miljø! 13 13 http://www.heikki.no/?m=200905 34 3.3.2 Materialregnskapet (Miljøaspekter ved de ulike materialene.) Det er bra at tog i seg selv er miljøvennlig, men det er også meget viktig at byggematerialer og alt som skal til for å få toget til å gå også er miljøvennlige. Kravene til byggebransjen når det gjelder bæ rekraftig bygging og lavere byggekostnader er store om ikke viktigere enn noensinne. Ø kt gjenvinning er en forutsetning for en bæ rekraftig utvikling og det kreves materialer som kan gjenvinnes eller gjenbrukes. Som vi vet bruker man blant annet Stein (pukk), Betong, stål og tre i jernbanesektoren. Vi skal nå i korte trekk ta for oss miljøaspektene ved de ulike byggematerialene. Betong nøytraliserer CO2 under karbonatisering Betong er som vi vet et komposittmateriale og består av tre hovedkomponenter: Sement, tilslag (pukk, grus, sand) og vann. Disse blandes etter ulike resepter etter bruk. I tillegg til betongen setter vi inn armering i betongen for at den skal ta strekk. Betong er et viktig byggemateriale og ikke minst like viktig innenfor jernbanesektoren. Det brukes blant annet til sviller og veldig ofte i brukonstruksjoner (innebæ rer også konstruksjoner med jernbanen på stylter, som vi holder på med). Betongen kan formes på mange ulike måter samtidig som at den har god bestandighet og heft. Det kan også bli lite vedlikeholdsarbeid i ettertid hvis man blander og støper riktig. En av ulempene med betong er blant annet den ved en kjemisk reaksjon med lufta danner en reaksjonen vi kaller karbonatisering. Karbonatisering er en kjemisk reaksjon mellom herdet betong og karbondioksid. Prosessen foregår i all betong som er eksponert for karbondioksid, det vil si at reaksjonen ikke foregår på betong under vann eller betong påført et lufttett sjikt. Betong er et svæ rt basisk materiale med en pH-verdi på ca. 11-13. Karbonatiseringen fører til at pH-verdien i betongen synker. Reaksjonen begynner ved betongoverflaten og arbeider seg innover i betongen. Det sjiktet i betongen hvor pH-verdien er 9,5 kalles karbonatiseringsfronten. Hastigheten på karbonatiseringsfronten avhenger av betongkvaliteten, og er vanligvis noen millimeter pr tiår. Den er størst de første årene og avtar med tiden. Karbonatisering er en av de viktigste årsakene, om ikke den aller viktigste årsaken, til skader på armert betong (betong eksponert for klorider (salter) fører til et raskere og mer alvorlig skadeforløp), dette fører til at man kan få store riss og betongen blir svekket. 35 En positiv miljømessig konsekvens av karbonatiseringen er at betongen tar opp og binder CO2. Avhengig av hvordan betongen er eksponert for luft, kan opptil 60% av den karbondioksiden som ble frigjort ved kalsineringen(navnet på et stadium ved produksjon av sement), bli tatt opp igjen i betongen. En nedknusing av betong, for eksempel ved riving, øker karbonatiseringshastigheten og binder da mer CO2 fra lufta. Den positive miljøpåvirkningen er sæ rlig stor når betongen brytes ned, og dermed fordobles CO2opptaket. Hoveddelen av CO2-utslipp fra produksjonen av betong er relatert til fremstilling av sement, ca 50 % av CO2-utslippene kommer fra spalting av kalkstein under oppvarming (prosessutslipp), og ca. 50 % kommer fra bruk av fossile brensel (forbrenningsutslipp). Her er det viktig å væ re klar over at den prosessen som slipper ut CO2 ved spalting av kalkstein delvis reverseres når betongen over tid karbonatiseres. Under karbonatiseringen reagerer stoffer i betongen med CO2 i luften, og betongen binder på den måten 5-20 % av CO2 som ble sluppet ut under sementproduksjonen. Denne effekten er i høy grad påvirket av hvordan betong håndteres etter riving. Riving med påfølgende knusing av betong ved endt levetid øker mengden av karbonatisering signifikant. Norske utslipp: Utslipp CO2 pr. tonn produsert sement: ca. 1 tonn CO2 for hvert tonn sement som produseres. Karbonatisering er en naturlig prosess som bidrar til å redusere CO² i atmosfæ ren. Gjennom livsløpet påvirker betong miljøet noe positivt, siden den tar opp drivhusgassen CO2. En annen positiv ting med betong er at man kan gjenbruke knust betong til for eks. fylling og som materialer til asfalt i blant annet i veisektoren. Innenfor jernbanesektoren brukes det betongkvalitet C60 i betongsviller og denne blir også forspent. Et anker (festebøyle) blir støpt inn i svillen for forankring av befestigelsen. Ankeret er fremstilt av smidd stål, støpestål eller støpejern. 14Vi vet også at betong brukes veldig mye i bruer noe som også innebæ rer at det brukes mye til jernbane på stylter. Betong er som vi vet veldig viktig innenfor byggesektoren og også viktig innenfor jernbanesektoren. For dette prosjektet vi holder på med går det utrolig mye betong både til stylter/søyler, til kjøreplattform etc. Selv om det ikke 100 % miljøvennlig med betong, så er dette et byggemateriale vi ikke kommer utenom siden den er så god på å bæ re (trykk) og det 14 https://trv.jbv.no/wiki/Overbygning/Prosjektering/Sporkonstruksjoner#Betongsviller 36 finnes i rikelige mengder. Det som også er greit å få med seg er at det i det minste gir noe ”tilbake” til miljøet ved at den binder til deg co2 ved karbonatiseringen. Betong priser (veiledende ikke noe fasit): Betong priser starter veldig ofte på ca. 1000 kr per kubikkmeter, og oppover ettersom hva slags kvalitet og andre tilleggs ting man vil ha. Arbeid kommer sannsynlig i tillegg.15 Betong og temperaturendringer: Bortsett fra riss og litt svinn, går det stort sett greit med betong ved temperaturendringer. (I hvert fall her i Norge) 15 http://www.veldeas.no/Webdesk/documents/premiere_velde/Betong/Prisliste+betong+-+01.03.09.pdf 37 Stål Stål er annet materiale som også brukes mye innenfor jernbane. Det brukes blant annet til master og ikke minst skinner. Stål er en legering med jern og karbon som de primæ re elementene. En klassisk definisjon er at stål er en blanding av jern og karbon legeringer med opp til 2,1 prosent karbon. Grunnen til at man tilsetter karbon er fordi karbonet gjør stålet sterkere ved å legge seg interstitielt mellom jernatomene i krystallgitteret (interstitielt betyr at de ligger fullstendig mellom), slik at det ikke er direkte kontakt mellom jernatomene. Dermed hindres jernatomene i å gli i hver sin retning, og legeringen blir enda hardere enn rent jern. Karbonatomene vil også påvirke fasetransformasjonene i metallet, slik at stålet blir mer herdbart. Andre legeringselementer kan væ re mangan, krom eller nikkel. Når karboninnholdet i jern overstiger 2,1 %, blir dette betegnet som støpejern.16 Noen av fordelene med stål er at det er 100 % resirkulerbart, noe som fører til lavere uttak av naturressurser og mindre påvirkninger på miljøet. Stålproduksjon basert på resirkulert stål reduserer utslipp av CO2. Stål er ikke bare resirkulerbart. Det er også 100 % multisirkulerbart. Stålet kan brukes igjen og igjen i det uendelige med minst like god kvalitet. Det er mange flere fordeler ved stål, det kan jo nevnes at stål krever lite volum i forhold til dens styrke og at det er et meget fleksibelt materiale. Det er veldig mange fordeler med stål sett i forhold til miljø. Noen av de få ulempene med stål er at det er dyrt og at det utvider seg ved høye temperaturer, på lik måte som jern gjør (jernbanesporene blir utvidet på sommeren, og krymper på vinteren) det er spesielt på sommeren dette er ille når vi kan få solslyng. 16 http://no.wikipedia.org/wiki/St%C3%A5l 38 17 Bilde viser et eks. på solslyng som kan få store konsekvenser, det kan blant annet føre til avsporing. Hvis det skal brukes noe stål innenfor jernbane er det normalt at det benyttes stålkvalitet S355N etter NS-EN 10113.18 Stål priser (veiledende ikke noe fasit): Som betong finnes det mange ulike typer stål det er derfor vanskelig å si en pris, men det er en forholdsvis dyr pris. Stål og temperaturendringer: Som vi ser på bildet over på forrige side så har temperatur en stor innvirkning på stålets struktur og utvidelse. Vi må derfor passe på å få med dette i beregningene våres, men også kappe i visse lengder slik at stålet kan utvide seg ”fritt” og ikke få noen tvangskrefter. 17 http://www.nrk.no/nyheter/distrikt/hedmark_og_oppland/1.7162646 https://trv.jbv.no/wiki/Bruer/Prosjektering_og_bygging/St%C3%A5l_og_samvirkekonstruksjoner#Konstruksjo nsst.C3.A5l 18 39 Tre Tre er som vi vet brukt mye av i ”gamlere tid”, vi har flere trebruer og andre trekonstruksjoner i Norge som holder standard enda. Det er kanskje ikke brukt så mye nå til dags innenfor jernbanesektoren, men det er allikevel et godt og gammelt materiale. Trevirke er et naturlig, organisk E6s eneste trebru, som fungerer bra den dag i dag ifølge statens vegvesen cellemateriale som er bygd opp av celluloseforbindelser, hemicellulose,lignin og ekstraktivstoffer. Trecellene som er bygd opp av lange og meget sterke cellulosemolekyler, er kittet sammen med lignin til det vi kunne kalle et komposittmateriale. Her utgjør ligninet limet, mens trecellene utgjør armeringen. 19 Fordi trecellene har ulik form og orientering og varierer i størrelse og type, har trematerialet ikke på langt næ r samme styrkeegenskaper i fiberretningen som på tvers av den. Det finnes som andre materialer flere fordeler ved tre. Først og fremst er det viktig å poengtere at tre er en fornybar naturressurs. Tilveksen i de norske skogene er større enn hogsten noe som gjør det til bæ rekraftig. Treindustrien er en ren og ressurseffektiv industri. Tre og treprodukter har på sett og vis god holdbarhet. En av ulempene med tre er at det ved en brann får katastrofale følger. I tillegg er treverk er veldig utsatt for råte som fører til sprekker og som også fører til mye lavere bæ rekapasitet. I Jernbane benyttes (brukte de sikkert mye før) tresviller av type X i furu, bøk og eik. 20 Tre priser (veiledende ikke noe fasit): Tre er ikke så veldig dyrt sett i forhold til materialene beskrevet over. Det er også her vanskelig å gi en pris siden det finnes så mye forkskjellig, men vi antar at den er billigst blant materialene vi har beskrevet. 19 20 http://www.forskning.no/artikler/2008/desember/202773 https://trv.jbv.no/wiki/Overbygning/Prosjektering/Sporkonstruksjoner#Tresviller 40 Tre og temperaturendringer: Tre vil i utgangspunktet ikke ekspandere eller krympe altfor mye ved temperatur endringer, med mindre den blir utsatt for sterk varme over lengre tid eller fuktighet over lengre tid. Vi vet at i Norge hvor vi har mange trehus så klarer dette materialet seg bra i dette klimaet. Det går også an å male på med ulike kjemiske stoffer som gjør treverket mer motstandsdyktig. Det som er farlig med treverk er råte som oppstår ved mye fuktighet. Nedenfor er det vist noen tabeller over energibehov med sammenligninger av treverk sett i forhold til andre materialer. Energiforbruk Produksjon av treprodukter krever generelt mindre energi enn alternative produkter med andre materialer, og en stor del av energien som forbrukes, blir produsert ved å brenne bark og sekundæ rprodukter. Selv om energiforbruket i denne industrien er lav, vil det fortsatt væ re behov for å utnytte den bedre for å kunne konkurrere med andre materialer. Det er vanskelig å gi noe eksakt tall for energibehovet fordi produksjonssystemene varierer ganske mye fra bedrift til bedrift. Vi ser at tre kommer bedre ut på tabellen enn for eks. stål. Varmeledningsevne Trevirke har meget lav varmeledningsevne sammenlignet med andre materialer som benyttes i bæ rende konstruksjoner. Det er forholdet mellom cellevegg og cellehulrom som bestemmer isolasjonsevnen. Tunge treslag vil derfor isolere dårligere enn treslag med lavere densitet. Varmeledningsevnen er to til tre ganger større i fiberretningen enn på tvers. Den høye varmeledningsevnen for metaller betyr at en ubeskyttet metallkonstruksjon raskt vil følge temperatursvingningene i omgivelsene. Lav egenvarme betyr at det skal liten varmemengde til før temperaturen stiger. Som vi ser, har trevirke både stor egenvarme og dårlig varmeledningsevne i forhold til de andre materialene. Trekonstruksjoner i oppvarmede bygg vil derfor ikke bidra til å danne kuldebroer i like stor grad som de andre materialene. Det er derfor vi også får solslyng på sommeren fordi stål har høy lineæ r utvidelse og høy varmeledningsevne sett i forhold til for eks. tre. 41 Som vi ser på figuren over har trevirke dårligst varmeledningsevne, noe som gjør at den utvider seg lite i forhold til de andre materialene ved temperaturendringer noe som er positivt. Alt i alt kan man si at materialene ovenfor ikke er noe vi kommer utenom, det er blitt brukt mye og kommer til å brukes fremover. Det som er verdt å merke seg er at det det finnes fordeler ved de ulike materialene, noe som fører til at hele material regnskapet blit nogenlunde positivt siden tog blir for det meste miljøvennlig fra start til slutt. ( Fra materialer til at toget kjører på stylter eller ”vanlig” jernbane”) 42 3.3.3 Støy Jernbanen er som vi nå vet et av de mest miljøvennlige transportmidlene. Det er mange goder ved jernbane, men også noen få byrder. Vi vet at det finnes mange som bor i næ rheten av jernbanen som lider av støy plager. Det er kjent at støyplager over tid kan gi alvorlige helseplager og det er også derfor det er satt krav til støy hos Jernbaneverket på likhet med skoler, boliger, helse institusjoner osv. I 2007 var 120 000 personer utsatt for jernbanestøy på mer enn 50 dBA utenfor boligen sin. Jernbanestøyen ble redusert med rundt 30 prosent i fra 1999 til 2007. 21 Av de 120 000 personene som er utsatt for støynivåer over 50 dBA er det beregnet at: 5 000 personer er sterkt plaget 11 000 personer er plaget 22 000 personer er noe plaget Resten er lite plaget eller ikke plaget 21 http://www.miljostatus.no/Tema/Stoy/De-viktigste-stoykildene/Stoy-fra-jernbane/ 43 Togstøy minst plagsom støytype Støy fra vanlige tog oppfattes som mindre plagsom enn tilsvarende lydnivåfra de fleste andre kilder. Noe av grunnen til dette kan være stille perioder mellom togpasseringene. Samtidig kommer ofte togene påfaste tider, noe som gir mulighet for tilvenning. Dette kan for eksempel redusere søvnforstyrrelser for enkelte. I områder med løsmasser i grunnen kan vibrasjoner fra togtrafikken medvirke til åforsterke støyplagene. Påvirkning Støy fra skinner viktigste kilde Hvordan oppstår jernbanestøy? Sett bort fra ”strømlyden” som i utgangspunktet ikke er grunnen til støyplager ligger hovedskylda til støy fra kontaktpunktet mellom skinne og hjul. Mens hjulene ruller langs skinnene vil små ujevnheter i skinne og hjuloverflaten få hele tog systemet til å vibrere. Når skinner, sviller og hjul vibrerer vil de stråle ut lydbølger på lik måte som en høyttaler bare at denne gangen oppfatter vi det som støy (uønsket lyd). Den helt dominerende kilden til jernbanestøy oppstår ved kontakten mellom hjul og skinne. Dersom skinnen var helt stabil og helt flat og hjulet helt rundt, ville det bli svæ rt lite støy.Det kommer også støy fra motor, generator, vifter og bremser på selve toget. Lokalt kan lyd som oppstår fra hjul/skinne når tog kjører i svinger og støy fra skinneskjøter, sporskiftere og broer med mer gi støyproblemer. Diesellokomotiver gir til dels lavfrekvent støy. 44 Som vi har væ rt inne på tidligere så finnes det løsninger som for eks. gummidekk på betonghjul som gir lite støy (for eks. med jernbane på stylter). Det finnes også løsninger med magnetisme som i hvert fall ikke bidrar til støy. Det som også kan gi mindre støy er for eks. ballastfrie spor. Alle de nevnte prinsippene over kan utøves ved jernbane på stylter (også med ”vanlige” jernbanespor, men ikke i like stor grad). En liten tabell nedenfor viser at jernbane på stylter går av med seieren her som minst støy plagende. Støy Jernbanelangsgateplan Jernbanepåstylter Stål hjul på stål skinner. Det høres ut som et tog kjører forbi. Kan ha gummihjul som kjører på en betong overflate. Høres mer ut som en ”buss” som kjører forbi. Skjerming og avstandsdemping Graden av skjerming og avstand til støykilden er viktige faktorer som er med pååbestemme hvor mye støy som når fram til en bolig. Jernbanetrafikk påen skinnestrekning er en linjekilde med hensyn til støy over en tidsperiode, og gjennomsnittlig støynivåavtar med 3 dB når avstanden til linjekilden dobles. Støy fra hvert enkelt tog er en mellomting mellom punktkilde og linjekilde, avhengig av toglengde og avstand til kilden. Marktype, vegetasjon og terrengformer gir lokale forskjeller. Tiltak Nye og mer stillegående tog Støy fra jernbane ble redusert med rundt 30 prosent i fra 1999 til 2007. Nedgangen var størst i Oslo og Akershus. I hovedsak skyldes den reduserte støyen redusert trafikkmengde og utskiftning av tog til nye og mer stillegående typer. I tillegg kommer sliping av skinnene som reduserer støyen. Vi har lite informasjon om skinnesliping i 1999. Reduksjonen i støyen fra togskinner kan derfor være noe overvurdert.22 22 http://www.miljostatus.no/Tema/Stoy/De-viktigste-stoykildene/Stoy-fra-jernbane/ 45 3.3.4 Visuell virkning: Vi mener at det visuelle er viktig og at det er et stort pluss hvis det ser bra ut. Interessen vil bli større og det vil også bli noe attraktivt hvis det ser bra ut. Vi har sett på flere suksessfulle jernbane prosjekter både med den tradisjonelle typen, men også med jernbanen på stylter. Vi mener at jernbane på stylter har et lite pluss når det kommer til det visuelle, i og med at den også speiler miljøet rundt den (i form av at området under og rundt konstruksjonen). Vi mener også at den vil falle bedre på plass og virke bedre for landskap og natur i området, noe som også er til en viss grad vennlig med tanke på dyreliv. Bildet viser noe av prinsippet til jernbane på stylter (forhøyet jernbane), er det ikke flott? 23 Et norskt tog på vei igjennom landskapet, veldig fint 23 http://www.jernbane.net/forum/forums/thread-view.asp?tid=9647 46 24 Figur 1 Her ser vi også noe av prinsippet til jernbane på stylter, veldig utsiktsvennlig og veldig fin og pen natur rundt. Dette er god visuell virkning. Bildet er fra Kuranda Scenic Railway i Australia. 24 http://opentravel.com/Things-To-Do-In-Cairns-Australia-Attractions 47 3.3.5 Oppsumering/Konklusjon Kravene til byggebransjen når det gjelder bæ rekraftig bygging og lavere byggekostnader er store om ikke viktigere enn noensinne. Ø kt gjenvinning er en forutsetning for en bæ rekraftig utvikling og det kreves materialer som kan gjenvinnes eller gjenbrukes. Elektriske tog er de mest miljøvennlige transportmidlene. Med samme energimengde transporterer disse dobbelt så mange personer som bensindrevne personbiler, tre og en halv ganger så mange som drosjer og 4 ganger så mange som fly. For transport av gods er elektrisk jernbane mest energieffektivt (og slipper selvsagt ut minst klimagasser), målt som energiforbruk og utslipp pr. tonn gods fraktet en km. Dieseldrevet jernbane kommer på andre plass når det gjelder energieffektivitet og utslipp, fulgt av store lastebiler på plass nummer tre. Per tonn transportert gods bruker fly mer enn 100 ganger mer energi enn elektrisk jernbane, og slipper ut næ rmere 50 ganger mer klimagasser enn dieseldrevet jernbane og 30 ganger mer enn lastebiler. Det som er betryggende å høre er at godstransport med rutefly utgjorde maksimalt 5 prosent av totallasten i 2004; 95 prosent av lasten var passasjerer. Som vi vet bruker man blant annet Stein (pukk), Betong, stål og tre i jernbanesektoren. Det er viktig at disse materialene holder standard, men det er også meget viktig at de er miljøvennlige og kan resirkuleres. Betong: Betong er som vi vet et komposittmateriale og består av tre hovedkomponenter: Sement, tilslag (pukk, grus, sand) og vann. En positiv miljømessig konsekvens av karbonatiseringa er at betongen tar opp og binder CO2. Avhengig av hvordan betongen er 25 eksponert for luft, kan opptil 60 % av det karbondioksidet som ble frigjort ved kalsineringen(navnet på et stadium ved produksjon av sement), bli tatt opp igjen i betongen. En nedknusing av betong, for eksempel ved riving, øker karbonatiseringshastigheten. En annen positiv ting med betong er at man kan gjenbruke knust betong til for eks. fylling og som materialer til asfalt i blant annet veisektoren. Stål: Stål er en legering med jern og karbon som de primæ re elementene. En klassisk definisjon er at stål er en blanding av jern og karbon legeringer med opp til 2,1 prosent karbon. Det er veldig mange fordeler med stål sett i forhold til miljø. Noen av de få ulempene med stål er at 25 http://www.sustainableprocurement.net.au/environmental.html 48 det er dyrt og at det utvider seg ved høye temperaturer, på lik måte som jern gjør (jernbanesporene utvider seg på sommeren, og krymper på vinteren). Tre: Trevirke er et naturlig, organisk cellemateriale som er bygd opp av celluloseforbindelser, hemicellulose, lignin og ekstraaktivstoffer. Det finnes som andre materialer flere fordeler ved tre. Først og fremst er det viktig å poengtere at tre er en fornybar naturressurs. Tilveksten i de norske skogene er større enn hogsten noe som gjør det til bæ rekraftig. Treindustrien er en ren og ressurseffektiv industri. Tre og treprodukter har på sett og vis god holdbarhet. En av ulempene med tre er at det ved en brann får katastrofale følger. I tillegg til er at treverk er veldig utsatt for råte som fører til sprekker og som også fører til mye lavere bæ rekapasitet. Som vi var inne på tidligere vet vi at tog er miljøvennlig i seg selv, men det også viktig at materialene er miljøvennlige også. Innenfor jernbane brukes det mye betong, og ikke minst til bygging av jernbane på stylter, det er derfor veldig betryggende å høre at betong bidrar miljøet noe positivt i alle fall. Støy: Jernbanen er som vi nå vet et av de mest miljøvennlige transportmidlene. Det er mange goder ved jernbane, men også noen få byrder. Vi vet at det finnes mange som bor i næ rheten av jernbanen som lider av støy plager. Det er kjent at støyplager over tid kan gi alvorlige helseplager og det er også derfor det er satt krav til støy hos Jernbaneverket på likhet med skoler, boliger, helse institusjoner osv. Det finnes gode løsninger på støydempende tiltak når det kommer til jernbane på stylter og det ville hjulpet mange om vi kunne redusert den støyen mange opplever som ubehagelig. Visuell virkning: Vi mener at det visuelle er viktig og at det er et stort pluss hvis det ser bra ut. Interessen vil bli større og det vil også bli noe attraktivt hvis det ser bra ut. Vi har sett på flere suksessfulle jernbane prosjekter både med den tradisjonelle typen, men også med jernbanen på stylter. Vi mener at jernbane på stylter har et lite pluss når det kommer til det visuelle, i og med at den også speiler miljøet rundt den (i form av at området under og rundt konstruksjonen). Vi mener også at den vil falle bedre på plass og virke bedre for landskap og natur i området, noe som også er til en viss grad vennlig med tanke på dyreliv. 49 3.4 Ø KONOMI Når det gjelder behovet for jernbane generelt så viser kurven over utviklingen av godstransportarbeid fra 1962 – 2007. Vi ser tydelig at jernbanen kommer til å bli et viktig transportmiddel når det gjelder person- og / godstransport. Og i prinsippet her i Norge så er det bare flyreiser som kan væ re det konkurrerende reisemiddelet. Ø kning av godstransportarbeide fra 1962-2007 Vi ser utviklningen av godstransportarbeidet har økt betraktelig fra 2003. Og kurven viser at det har væ rt en jevn økning fra jernbanen ble tatt i bruk som godstransport. Det er store vanskelig å tro at denne utviklingen kommer til endre seg. Tvert imot når det nå satses mye på miljøet. Både når det gjelder jernbanen i drift og det bygningsmessige. Det er viktig å huske på at jernbanen som transportmiddel er det mest effektive midlet når det gjelder varetransport mht til transportmengde og -tid – og det viktigste av alt økonomien. Betre med tog enn fly: Tre studentar ved Handelshøgskulen BI i Bergen har sjekka korleis interessa for ånytte tog er i næringslivet om det skulle gålike fort åreise mellom Oslo og Bergen med tog som med fly. Svaret dei har funne er at ei mindre oppstykka reise med tog er meir attraktiv enn å nytte fly, skriv Bergens Tidende. Dessutan er det eit pluss om ein kan nytte reisetida til å arbeide. Nokre meiner at toget kan konkurrere mot fly om reisa tek to timar medan andre synest det er greitt berre det ikkje brukar meir enn fem timar. Snittet ligg påtre timar og 20 minutt, med andre ord ein snittfart på141,38 km/t. Det som kan væ re utfordring er å kombinere persontransport med godstransport på en og samme linje. Fordi for hastigheten på persontrafikken er høy mens varetransport kan ikke holde samme hastighet. I tillegg er det større begrensninger når det gjelder stigningsgraden for godstrafikk. 50 Det er grunn til å tro at persontransporten vil øke mer når du får en rask forbindelseslinje og det er miljømessig gunstig og det kan måle seg med flyreiser når det gjelder pris og reisetid. Nå som vi har en økning av transport mellom byer og tettsteder, og det blir dyrere med egentransport er det grunn til å tro at økningen av transport ikke vil avta. Selve jernbanetrassen på stylter er dyrt i forhold til det å legge en jernbanelinje i åpent terreng. Men det gunstig i forhold til det som er nevnt ovenfor. Med en økning av trafikkmengde og miljøfordeler vil det væ re mulig Det mest effektive midlet for å øke inntekter vil væ re å satse på kort reisetid og en passasjers komfort/ behag. Og det siste oppfylles godt av det visuelle inntrykket fra jernbanereise i lufta isteden for en mørk reise. Det vil også merkes som en trygghetsfølelse det å væ re i lufta isteden for under jorda. Med dagens programmer og geodata er det ikke vanskelig å finne ut hvordan det vil lønne seg å sette opp en linje som er bæ rekraftig. Et nytt satsingsområde som jernbane på stylter vil koste mye penger for bygging. Men ettersom naturen sier at ting blir lettere og lettere er det bare bedre å begynne å satse på det relativt tidlig i jernbanehistorien. Transport kommer til å væ re et viktig del av naturen uansett. Og det er allerede bevist at naturen har begrensede ressurser. Jernbanelinje på stylter vil jeg si er en mer effektiv bruk av naturen ressurser. Bla. Det ved å se på en jernbanelinje som ligger på bakken og skiller naturarealer fra hverandre næ rmest som en mur. Det er jo selvfølgelig sånn at vi har planoverganger og underganger men det er allikevel bedre og naturlig med et landskap som en kan ferdes fritt i. Tenk på dyreliv og hvilken vei det går for dette i verden. Det Jernbaneverket her i Norge som står for utbygging av jernbane og den får bevilgninger fra staten og det vil væ re mulig å legge fram forslag som viser at det er gunstig satsingsområde. Nå som det legges mye vekt på miljøsatsinger. Energiforbruk og klimagassutslipp i transportsektoren 1994, 1998 og 2004 Fly bruker 4 ganger så mye energi som tog Elektrisk jernbane, T-bane og sporvogn er de mest energieffektive framkomstmidlene. Med samme energimengde transporterer disse dobbelt så mange personer som bensindrevne personbiler, tre og en halv ganger så mange som drosjer og 4 ganger så mange som fly. Utslippene har gått mest ned for drosjer, deretter busser, personbiler, rutefly og ferger, og mest opp for Hurtigruten og dieseljernbane... 51 26 Artikkel fra 11. desember 2008 – Statistisk Sentralbyrå Det å få til en kombinasjon sammen med andre infrastrukturelle tiltak er et viktig poeng for en avgjørelse fra staten. Det sammen kan gi økonomiske gevinster som er bæ rekraftige. Statistikk av personreiser: Tall fra 2005 fra Statistsk sentral byrå27 viser at det var 171 670 person som reiste med tog Oslo – Trøndelag. Det vil ca. 658 mennesker per arbeidsdag. Hvis vi fordeler dette på 16 timer som det er vanligst å reise vil vi få 43 personer som reiser med tog fra Oslo – Trøndelag. Og statistsk sett er det flere som reiser den motsatte veien. Det er viktig å huske på her at Tall fra Statistisk sentralbyrå denne statistikk gjelder flere år tilbake i tid og gjelder forpersoner som har reist direkte fra Oslo til Trøndelag.. Annet statistikk som kan væ re av interesse28: Vi ser her at antall passasjerer og ant passasjerkilometer er omtrent konstant fra 2004 – 2009. Hvis du ser på det mer detaljert ser du den en jevn stigning på begge områdene og 2009 og viser noe nedgang pga finanskrisen. Det er lett gjort å øke tallene når du får ned reisetiden. 26 http://www.ssb.no/vis/magasinet/miljo/art-2008-12-11-01.html http://statbank.ssb.no/statistikkbanken/Default_FR.asp?PXSid=0&nvl=true&PLanguage=0&tilside=selectvarv al/define.asp&Tabellid=06577 - Statistisk sentralbyrå 28 http://statbank.ssb.no/statistikkbanken/Default_FR.asp?PXSid=0&nvl=true&PLanguage=0&tilside=selectvarv al/define.asp&Tabellid=06589 27 52 Transport er noe som det har væ rt satset på fra tidlig i historien. Det har siden det begynte utviklet seg i retningen tid (transport-). Minst mulig reisetid naturligvis det mest optimale. Og etter hvert begynte mennesker å fokusere på miljø. Samtidig med dette ble også behovet for individuell transport større, kanskje mer lyst og behag enn behov. Og nå har verden kommet til det at det er større gevinst å satse på fellesløsninger som gir bæ rekraftige utslag for et samfunn. Som f. eks at du har en permanent transportløsning fra et sted til et annet. Med permanent transport mener jeg her en regelmessig rute uavhengig av antall reisende. Selv om det blir antall reisende som blir grunnlaget for å sette opp ruta. Å satse på en høyhastighetsjernbane gir positive effekter i flere samfunnssektorer. Bl.a. vil næ ringslivet ha en stor fordel av raskere transport mht til ansatte. Det gir en større sjanse for at en bedrift får tak i det riktige personalet som best utfyller en stilling. Et område kan få større verdi / bli mer verdsatt pga transportløsninger. I Norge har vi viktige byer som ligger spredt ut på kantene av landets flate. Og å det er allerede stabile transportløsninger mellom regioner selv om forsinkelser inntreffer og vi får overskrifter i avisene om hvordan NSB håndterer kulda så er det samfunnet som helhet som må stå for planlegging og satsing av høyhastighetsforbindelser mellom byer og regioner – ikke bare JBV. 60000 50000 40000 30000 20000 10000 1925 1928 1931 1934 1937 1940 1943 1946 1949 1952 1955 1958 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 0 29 Jernbanehistorien: Antall 1000- reisende. Nedgangen i antall reiser i 1946 skyldes en statistikkomlegging. I forhold til km jernbanelinje: 29 http://www.ssb.no/emner/historisk_statistikk/aarbok/ht-101210-414.html 53 1997 1994 1991 1988 1985 1982 1979 1976 1973 1970 1967 1964 1961 1958 1955 1952 1949 1946 1943 1940 1937 1934 1931 1928 1925 5000 4000 3000 2000 1000 0 Statistikk over jernbanetransporten ser slik ut 30: Du ser at rundt år 2007 begynte passasjerkm å øke mer enn ant passasjerer. Det betyr at hver passasjer reiste flere km med jernbanen en før. Det peker mot at transport er noe trengs mer og mer. Toget er viktig fremkomstmiddel, enerådende når det gjelder kvalitet. Reisetid er noe kan som kan væ re ubehagelig. En liten undersøkelse vi gjennomførte for å sjekke hva folk legger vekt på når de skal velge reisemetode viste at 55 % mener prisen er viktigst i forhold til reisetid og opplevelse. Det er jo selvsagt, bare 12 % mente de la vekt på reiseopplevelse som den viktigste faktoren for velge ut reisemetode. Det er jo økonomien som til syvende og sist som bestemmer om noe plan for en strekning på stylter kan realiseres. En slik løsning vil gi en positiv effekt på alle de viktigste forholdene for en reise. Det er inntekter noe kan sammenlignes mot og det er vel bare billettinntekter som jernbanen kan forholde seg til. Kanskje noe beskjedne reklameinntekter i tillegg. 30 www.ssb.no 54 Som et tilleggspørsmål spurte vi om de hadde valgt flere togreiser fremfor flyreiser hvis jernbanelinja lå i lufta, på stylter, i stedet for bakken, om du hadde fått raskere og en mer opplevelsesrik reise. Der svarte 2/3 Ja. Men billettprisen er her også en viktig faktor. Som de trekker inn i kommentarene. Viser til andre kommentarer som kan væ re av interesse på vedlegg III. Kostnadene for jernbanen blir dekket av staten og lønnsomheten for et slikt prosjekt kan næ rmest ses i det uendelige. Både størrelsen og når den kommer. Det er en oppgradering av infrastrukturen som er lønnsomt for alle deler av samfunnet. Eksempel på vedlikeholdsutgifter: Med Jernbane på stylter kvitter en seg med store vedlikeholdsutgifter som f. eks går til ballastrensing selv om ballastrensing skal vare i over 20 år. Banelegemet skal i utgangspunktet væ re fast spor. Dette vil naturligvis gi utfordringer når det gjelder vibrasjoner og justering for sporgeometri og sporfeil. Se artikkel under, hvor det beskrives at ballastrensningskostnadene utgjør en stor del av vedlikeholdskostnadene for jernbanelinje med ballast. 31Satsing på oppgradering av linjen De største kostnadene til oppgradering av linjen var på Nordlandsbanen, Dovrebanen og Bergensbanen. Over halvparten av midlene, drøyt 760 millioner kroner, ble brukt på de tre banene i 2009. Dette var en vekst fra 2008 på 530 millioner kroner. Oppgraderingene resulterte i bedre sporkvalitet. For Dovrebanen og Bergensbanen viser denne indikatoren en sporkvalitet på henholdsvis 81 og 86 prosent i 2009, det vil si en forbedring fra 2008 på om lag 5 prosentpoeng for begge banene. Forbedringen i sporkvalitet for Nordlandsbanen var på 1 prosentpoeng til 78 prosent. Utbedringen på denne banen var i hovedsak i form av ballastrensing, mens det på både Bergensbanen og Dovrebanen også ble byttet skinner og sviller. Kostnader for jernbane 31 http://www.ssb.no/vis/emner/10/12/10/jbv_statres/main.html 55 Kostnadene for en tradisjonell jernbane linje er slik, som beskrevet under. Dette gjelder elementer av grunnarbeid uten spor og banetekniske installasjoner. Enhetene er gitt mill NOK / km. Åpen linje i gunstig terreng: Åpen linje på bløt grunn: Åpen linje med høye skjæ ringer og fyllinger: Enkel tunnel, avhengig av geologi: Tillegg for parallell servicetunnel: Bru/viadukt for enkeltspor (normale spennvidder): Banetekniske installasjoner (hele veien): 15 - 25 40 - 60 45 – 70 60 – 120 30 – 50 120 – 200 ca 25 Du ser at kostnadene for bruer er en god del større enn de andre. Men da må du huske på at her blir grunnen å regne som under vann og du har store spennvidder. Sett disse kostnadene i forhold til tunneler så er de beregnet til 100 MNOK / km for tunneler. Selve konstruksjonen av styltene med banelegemet kan ikke koste mer enn akseptabelt. Men justeringer for dette ettersom tiden går kan koste mye. Men så lenge du gjør gode nok grunnundersøkelser og er kritisk til disse vil du kunne unngå dette. Jeg kan som avslutning for denne rapporten ta med sluttmerkninga32 som er skrevet i ”Notat for høyhastighetsbane”. Her peker de på viktigheten av jernbanelinjas utvikling og tilpasning for terrenget. Det siste må spille en stor rolle når du skal vurdere de økonomiske forholdene. Her må du se på miljømessige gevinster. Siden bevilgningene til dette kommer fra staten vil dette likevel væ re noe som det går an å få realisert. Sluttbemerkning Vi er som mange andre positivt innstilt til konseptet med å utvikle den nasjonale infrastrukturen ved hjelp av nye jernbanelinjer for hurtig togforbindelse. Vi ser imidlertid at det har væ rt mangel på realisme i hva dette innebæ rer med hensyn til linjevalg, terrenginngrep og kostnader. Hvorvidt slike investeringer er lønnsomme i det ene eller andre perspektivet er ikke vårt tema, men bare når en innser hvilket løft samfunnet må væ re villig til å ta og hvilke inngrep vi må væ re enige om å tåle for å få det til, kan det bli realisme i det fortsatte arbeidet og de politiske diskusjonene. Vi håper våre betraktninger kan væ re til nytte i så måte. Med tradisjonell teknologi vil forholdsvis dyre løsninger væ re nødvendige i norsk terreng. Dette burde anspore til en utvikling av anleggsteknologien. Kanskje finnes det mer optimale løsninger som kan utvikles for spesielle forhold, slik det norske fagmiljøet fant for oljeutvinningen på store havdybder, der gevinsten ble formidabel. Parallelt med at man fortsetter linjediskusjoner og opinionspåvirkning, burde det settes i gang et utviklingsarbeid som tar tak i dette. Kreativiteten i 32 http://www.jernbaneverket.no/Documents/Prosjekter/h%c3%b8yhastighet/Notat__H_yhastigh_1720595a.pdf av Siv. ing. Anders Beitnes, SINTEF og Tekn. Dr. Roger Olsson, NGI. August 2007 56 befolkningen og de beste norske ingeniørkreftene burde få i oppgave å finne rimeligere byggemetoder for å løse mange av de vanskelige terrengutfordringene og konfliktpunktene som nye høyhastighets baner vil medføre i vår type natur. Kanskje dette kan bli et nytt norsk spesialområde? Det er mange land i andre deler av verden som kunne nyte godt av ny teknologi for bygging av effektiv jernbane i vanskelig terreng. I det store perspektivet kan dette få mye større nytte for samfunn og miljø enn det utviklingsarbeidet som skjer med teknologi for ekstremt raske tog. 57 Konklusjon Til en jernbanelinje på stylter går det meste parten betong. Betong er bæ rekraftig materiale når det gjelder design og miljø. Det er fremragende når det gjelder styrkeegenskaper. Itillegg har du gode livsløpsegenskaper. Du får utnytte av den fra du støper det til det går til avfall. Da kan du fortsatt gjenbruke det til fyllinger og tilslag i annet betong. I tillegg har du det at du gir naturen minimale inngrep ved å løfte kjørebanelinja fra bakken. Når det blir kortere reisetid vil du også spare miljøet for forurensning. Når du planlegger en jernbanelinelinje må du gi miljøet stor del av oppmerksomheten. Fordi du gjør varige terrenginngrep. Jernbanelinja skal væ re der i lang tid fremover. Du må følge naturens gang og se på utviklingen av tog, det går mot raskere og mer miljøvennligere. Og det er det samme du finner i alle andre bransjer. For å få følge opp dette må en gjøre noe med jernbanelinja i seg selv. Det å legge en jernbanelinje på stylter, er en kostbar investering men det kommer samfunnet til nytte. Og det er ikke mye som skal til før investeringen blir mye mindre sett i tidsperspektiv. Igjen kan jeg peke på at det grunnundersøkelser som spiller noen rolle når det gjelder vedlikeholdskostnadene. Når du har gjort gode forundersøkelser og er kritisk til fundamenteringen vil du få til en god konstruksjon. Med det her en konstruksjon som har mindre vedlikeholdsbehov. Vedlikeholdsbehovene for spor og el-anlegg blir det samme som om jernbanelinja lå på bakken. Men det som kan bli et problem er at du får setninger i styltene da er du nødt til å utføre større arbeider for å rette opp dette. Men husk dette skjer bare hvis du ikke har undersøkt grunnen godt nok. Det er som nevnt flere andre steder dyrt å prosjektere en jernbanelinje på stylter sett i forhold til jernbane linje på bakken. Men å finne en god løsning hvor du bruker begge alternative er det mest optimale. Du kan da komme opp i de hastigheter du vil. Og landskapet vil få mindre terrenginngrep. I tillegg kan du unngå avbøtende tiltak pga berørte samfunn, kulverter, planfrie kryssinger, vegomlegginger osv. Forskjellen mellom kostnadene for bygging av en linje på stylter eller bakken er betydelig, for å få til en slik løsning som gir økonomisk gevinst må det ses på over en lang tidsperspektiv. Men mulighetene er der. Når du klarer å få ned reisetida vil du få en mye større reisehyppighet i befolkningen. Og det er jo det historien viser fram til nå. Det er verdt å merke seg at tog er mer effektiv transportmiddel en fly på flere måter. Se på fleksibiliteten av stasjonene og alt oppstyr med sikkerheten og bagasjen du må igjennom for å kunne ta et fly. Transport er noe som alltid behøves. Når tog turen blir raskere og en opplevelse av landskapet vil det gi store forrandringer på passasjertallene. 58 Bevilgninger til jernbaneutbygging fås av staten. Og når du har kommet til det tidspunktet at miljøhensyn er noe som prioriteres høyt, er det mulig å få til dette ved å legge fram gode forslag som viser den samfunnsnytten en får ved å ta i bruk stylteløsning for å oppnå en høyere fart. En jernbanetrasse på stylter kombinert med andre infrastrukturelle tiltak er utvilsomt lønnsomt for staten og samfunnet i helhet. 59 3.5 Statikk Laster av forskjellige typer som kan forekomme er en overordnet faktor som påvirker prosjektering og dimensjonering av konstruksjoner. Disse laster og krefter blir delt inn i flere grupper: - Vertikallaster Horisontale krefter Dynamisk effekter Trykk og suge effekter fra passerende tog Ulykkeslaster 3.5.1 Vertikallaster De karakteristiske vertikallastene som en skal dimensjonere etter, er hovedsakelig definert ved hjelp av to lastmodeller: Lastmodellen 71 og Lastmodellene SW. Mens Lastmodellene SW representerer spesielle tunge laster, skal vannlige toglaster bregnes med utgangspunkt ut fra Lastmodell 71 som ble anbefalt av Internasjonale Jernbaneunionen i 1971. Lastmodell 71 Lastmodell 71 representerer karakteristiske vertikallaster som er resultat av vannlig togtrafikk. Selve modellen og de karakteristiske verdiene er vist i figur 1 33: Lastmodellen 71 Der de 250KN-ene som er punktlaster, representerer laster fra lokomotiv, og 80kn/m som er jevnt fordelt representerer tog vogner. Selvsagt er det meget sjelden at lokomotiv står i midten, men denne gir en statisk ugunstig situasjon som en kan dimensjonere etter. Akkurat sammen grunnen gjelder også akselavstand, der lokomotivet har 1600 mm akselavstand på sidene og mye mer på midten. Modellen benytter 1600 mm i midten som kan gi den meste ugunstige situasjonen. 33 ”Teknisk regelverk” figur 5.2v 60 Med jernbanetrafikk som er tyngre enn vannlig, skal disse verdier som ble vist i figuren ovenfor ganges med en faktor α, resultatene kalles for ”klassifiserte vertikale laster”. Det samme gjelder også noen lasttilfeller som: - Ulykkeslaster Lastmodell SW/0 for kontinuerlige bruer Akselerasjon og bremse krefter Sentrifugalkrefter Faktoren α har verdier 1.00 eller 1.33, der for Østfoldbanen bruker en alltid 1.33 og hvis ingen faktor er spesielt angitt, da er det 1,00 som gjelder. Lastmodellene SW De statiske effektene som er resultatet av ekstra tung jernbanetrafikk som for eksempel transportering av transformatorer og militæ re kjøretøy kan representeres av Lastmodellene SW. Figurene nedenfor viser de karakteristiske verdier for vertikale laster som er egnet for lastmodellene SW. Figur 2. Figur 3. 61 3.5.2 Sentrifugalkrefter Sentrifugalkrefter skal alltid kombineres med vertikallaster. På strekninger der sporet delvis eller helt ligger i svinger, skal sentrifugalkrefter og evt. overhøyder tas hensyn til. Kreftene ansees å oppstå 1.8 m over skinner og har en retning utover i horisontal. Figur 4. 34 nedenfor viser de laterale krefter på sporet. laterale krefter på sporet Den karakteristiske verdi av sentrifugalkreften kan bestemmes av ligningen 1. 35 nedenfor: Qtk qtk karakteristisk verdi av sentrifugalkraften (kN, kN/m) QVK qvk karakteristisk verdi av vertikallastene spesifisert i avsnitt 4. f v V reduksjonsfaktor maksimal hastighet (m/s) maksimal hastighet (km/h) g R akselerasjon pga. gravitasjon (9,81 m/s ) kurveradius (m) 34 35 2 ”Teknisk regelverk” figur 5.9 ”Teknisk regelverk” ligning 5.5 62 Beregninger baseres på maks hastigheter som er tillatt i linjesnitt, mens en maks hastighet av 80km/h skal antas når det gjelder lastmodellene SW. For kurveradius R bør settes en gjennomsnittsverdi i tilfellet med kombikurver. For den reduksjonsfaktor f så er det egen reglen som gjelder når en dimensjonerer for hastigheter som er lik og over 120 km/h 1) V = 120 km/h f = 1 36 2) V > 120 km/h Lf influenslengde (m) av den belastede del av spor i kurve på brua som er mest ugunstig for dimensjonering av konstruksjonsdelene som betraktes V maksimal spesifisert hastighet (km/h) f = 1 for V ≤ 120 km/h eller Lf ≤ 2,88 m f < 1 for 120 km/h < V ≤ 300 km/h (se tabell 5.7 eller figur 5.10) og Lf > 2,88 m f(V) = f(300) for V > 300 km/h og Lf > 2,88 m Ved beregning av sentrifugalkraft, må en henter inn info om maksimale hastigheter, overhøyder og kurveradius(bruk av gjennomsnittsverdier dersom i kombinasjonskurver). 36 ”Teknisk regelverk” ligning 5.6 63 Verdier av f for lastmodellen 71 er beregnet i tabellen 1 37 nedenfor: Lf (m) ≤ 2,88 3 4 5 6 7 8 9 10 12 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ≥ 150 37 Maksimal kjørehastighet ( V i km/h) <120 160 200 250 >300 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,99 0,96 0,93 0,92 0,90 0,89 0,88 0,87 0,86 0,85 0,83 0,81 0,80 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78 0,77 0,76 1,00 0,99 0,93 0,89 0,86 0,83 0,81 0,80 0,78 0,76 0,74 0,71 0,68 0,66 0,65 0,64 0,63 0,62 0,62 0,61 0,60 1,00 0,99 0,90 0,84 0,80 0,77 0,74 0,72 0,70 0,67 0,63 0,60 0,55 0,52 0,50 0,49 0,48 0,47 0,47 0,46 0,44 1,00 0,98 0,88 0,81 0,75 0,71 0,68 0,65 0,63 0,59 0,55 0,50 0,45 0,41 0,39 0,37 0,36 0,35 0,34 0,33 0,31 ”Teknisk regelverk” tabell 5.7 64 3.5.3 Slingrekraft I både rett spor og kurvet skal en sette karakteristiske verdien av slingrekraft Qsk = 100 kn, den oppstår i horisontale retninger på overkant av skinne som konsentrert kraft, og dessuten skal den kombineres med vertikale laster. Men i motsett til sentrifugalkrefter eller verdier av tyngre laster i lastmodell 71, den skal verken ganges med faktor f eller a. 3.5.4 Påkjenninger fra akselerasjon og nedbremsing Påkjenninger fra akselerasjon og nedbremsing oppstår på skinne overkant og i retning langs sporet. Disse sees som jevnt fordelt påkjenninger over influenslengde Lf. Disse krefter er gyldig til alle konstruksjonstyper av sporet, likt for sveiste skinner som laskede skinner, med eller uten glideskjøter. For baner med for eksempel høy hastighet, kan akselerasjon og bremsekrefter settes som 25 % av totale aksellastene som oppstår i influenslengde Lf, men samtidig skal de også oppfylle kravet om maks verdier av Qlak og Qlbk er 1000 kN og 6000 kN. De karakteristiske verdier er vist nedenfor: Trekkraft for Lastmodell 71 og Lastmodellene SW: Qlak = 33 kN/m · L(m) ≤ 1000 kN (5.7) Bremsekraft for Lastmodell 71og SW/O: Qlbk = 20 kN/m · L(m) * ≤ 6000 kN (5.8) Bremsekraft for Lastmodell SW/2: Qlbk = 35 kN/m ·L(m) * 65 3.5.5 Dynamiske effekter Pga. tog passeringer vil det opptre effekter som raske lastendringer i konstruksjon, hjullast endringer som er forårsaket av ujevne skinne eller tog hjuls overflater, større grad av vibrasjoner i konstruksjon. Disse skaper variasjoner av spenninger og deformasjoner i selve stylter og bru konstruksjoner, og i for eksempel spennings og nedbøyings beregninger skal disse effektene ikke sees bort fra. Det finns flere faktorer som kan påvirke dynamisk oppførsel av konstruksjon under trafikk belastning som: • ujevnheter på hjulene • vertikale ujevnheter i sporet • togets hastighet • konstruksjons frekvens • akselavstanden • demping i konstruksjonen • understøttelse av dekkeplata og konstruksjonen 3.5.6 Vindlast Den generelle reglen for vindlast er at hvis det ikke er ekstra anvisning, så kan vindtrykket settes lik 2.0 kN/m2, der formfaktor = 1.0. Konstruksjon som har angående tog trafikk skal ”bære” uendelig lang tog med høyden av 4 m over skinne overkant ved beregning av vindlast. 3.5.7 Trykk og suge effekter fra passerende tog Konstruksjoner som er i næ rheten av sporet kan utsettes for store tryk- og sugkrefter fra togtrafikk. Last størrelse er avhengig av: - Avstand fra sporet Togets hastighet i kvadrat Togets utforming Konstruksjons utforming 66 3.5.8 Eksempel (i følge lastmodellen 71) Lastmodellen 71 er den som skal brukes når en skal tegne statiske diagram som for eksempel moment diagram. Ved hjelp av Autodesk Robot har jeg laget de generelle diagrammene, der simulerer et tog med den meste ugunstige oppsettingen som passerer treleddsbrua. Den hovedkonstruksjon ser slik ut: konstruksjon detaljer Denne modellen representerer del av hele forhøyet jernbane konstruksjon, der styltene er fastinnspent på bunn og forbindelsene mellom brudekke og stylter varierer. Den delen på midten og til høyre er rullelager som tar kun vertikale krefter, den til venstre er opplagret slik at den tar både vertikale og horisontale krefter. Dette er fordi bruer med lange spenner får problemer som utvidelse og forkortelse ved temperatur endringer. Hvis de dekkene og styltene er boltet sammen slik at den ikke kan bevege seg langs, vil det skape enorm unødvendige krefter og momenter. Men med løsning som ovenfor vil den kunne bevege seg fritt horisontalt, slik at man ikke trenge å tenke på om temp. endringer. 67 Last tilfelle 1 laster, 250KN er punktlast fra lokomotiv og 80KN/m er fordelt last fra tog vogner Som i hovedkonstruksjons tegning, her er det fast opplagret på venstre sida(trekant) og rullelagret på midten og høyre sida(en vertikal linje som betyr at den er fastholdt på både Y og Z retning, men den er fri til å bevege seg i X plan. Men vi kunne ikke se på tegningen den er fastholdt på Y retning pga den er utover papirplan). Den er fortsatt som i lastmodellen 71 viser lokomotiv i midten, men siden vi prøver å simulere så mange situasjoner som mulig, vi begynner med lokomotiv til venstre, der resten av vognene har fortsatt ikke kommet til den delen av brua. 68 Moment moment Her er det moment diagrammet, som viset den skaper større moment på venstre sida enn høyre. Pga. de punktlastene, er momenter mellom 4 og 5 rettlinjet som den skal væ re. 69 Skjæ rkraft skjæ rkraft Skjæ rkraft diagrammet viser også der de punktlastene står er rettlinjet. 70 Deformasjon deformasjon Deformasjon diagrammet viser også den deformerer mer på venstre enn på høyre siden. Dette er kun første del av 5 delene, der en trenger å kombinere alle for å illustrere toget passerer på jernbane på stylter. Resten se vedlegg I. 71 3.6 DIMESNSJONERING 3.6.1 Stylter Forhøyet jernbane består av 2 hoveddeler, nemlig brudekker og stylter, der stylter er den støttende delen av konstruksjonen. Det finns ulike løsninger for stylter, som for eksempel enkelstylter, dobbelstylter og de to i ett. Enkelstylter(bilde 1) er en av de mest vannlige utforminger av forhøyet jernbane som vi har i dag, og de fleste er singelspors jernbane som benytter slik løsningen. For at i forhold til andre to løsninger er den billigere, enklere å bygge, areal sparende. singelspor på enkelstylter Dobbeltstylter (bilde 2) derimot passer bedre til dobbeltspors jernbane, med bedre sideavstivingsevne og kapasitet til å tåle ujevne laster, vil den takle eksentriske momenter som blir skapt av ujevne laster, der toget kjører bare på den ene siden. Men det medfølger også ulemper som fordelene enkelstylter har. dobbeltspor på dobbeltstylter Enkel- og dobbeltstylter i ett tar de statikkfordelene fra begge verdener, og samler disse i ett. Den kan motstå eksentriske momenter som er forårsaket av ujevne laster dersom det er dobbeltspor som blir planlagt, og ikke minst kan den spare mer areal under enn dobbel stylter. Men den kan selvsagt væ re dyrere og ikke like enkel som singel stylter å støpe og den er sjelden brukt. 72 3.6.2 Ballastfritt spor Ballastfritt spor eller såkalt fastspor er en sporkonstruksjon som benytter fastunderlag i stedet for ballastpukk. Fordelene med slik spor er at den krever mindre vedlikehold enn ballastspor, mindre støy og mer stabil. Denne løsningen benyttes ofte i bruer og tunneler, den kan også godt brukes på stylter. Et eksempel fra vedlikeholdskostnader for ballastrensing er gitt i kapittelet som omhandler økonomi. Det er noe konstruksjonskrav til slik ballastfritt spor som i følge Teknisk regelverk Overbygging 6.238: 38 Kravene er i følge ”Teknisk regelverk” kap. 6.2 73 3.6.3 Utforming av brudekker Jernbane på stylter er egentlig en lang bru som blir løftet opp fra bakken, slik at den er jevn og stabil. Det er ett av de viktigste vilkårene for tog som ønsker å oppnå høyere hastighet. Derfor har de samme basisformer som vannlig jernbanebruer. En av de meste populæ re løsninger som blir brukt er en-bjelkebru med spennvidde på 10 – 25 m, som vist i figuren 339 nedenfor. en-bjelkebru Det finns selvfølgelig mange andre typer tverrsnitt, som for eksempel platebru, kasse- og tverrsnitt-bru. Men de har en spennvidde enten for kort eller for lang. Med korte spennvidder vil det følge til behov for mange flere stylter enn det som trengs, og med alt for lang spennvidder må styltenes dimensjoner økes kraftig. Derfor bør mann velge en løsning som kan balansere både spennvidde, passe dim. og antall av stylter, slik at det er mulig å realisere den mest økonomiske løsningen. Traubru i figur 440er også et godt valg med en spennvidde 10 – 25 m, men forskjellig fra enbjelkebru, har dette tverrsnittet ikke en bæ rende bjelke på midten. Traubru 39 40 ”Teknisk regelverk” figur 4.2.1.3 ”Teknisk regelverk” figur 4.2.1.2 74 3.6.4 Spennarmert betong Spennarmert betong ble mye brukt til å konstruere lange spennbroer siden denne metoden ble oppfunnet på 1930-tallet. I forhold til vanlig ”slakkarmering”, kan spennarmering gi konstruksjonen imponerende større løftekapasitet over lange spennvidder. Det skyldes at i stedet for at slakkarmering tar opp strekk alene, vil spennarmering ha store spenninger i armeringen, og drar låser som sitter ved endene av betongelementet. Som man vet er betongen laget for å tåle trykk, disse låsene konverterer strekk til trykk i betong, slik at de kan oppnå bedre styrke enn slakkarmert betong. Det er to typer spennbetong, nemlig føroppspent betong og etteroppspent betong. Føroppspent betong blir produsert av ulike fabrikanter i form av prefabrikkerte betongelementer, der man spenner opp armeringer før de støpes inn. Når betong er herdet, blir de kappet og dermed kan spenninger overføres til betongen. Figuren 541 viser føroppspente hulldekker. forspent hulldekk Etteroppspent betong blir derimot støpt på byggplasser med rør inne i, når betongen er herdet kan man legge inn spenn i armeringer, og ved hjelp av låser og hydrauliske utstyr vil den bli spent opp til en ønsket spenning, slik at det kan oppnå ”null moment” inne i betongkonstruksjonen. Figuren 742 llustrerer en etteroppspent konstruksjon. låsemekanisme til etterspent betong Men uansett gir føroppspent og etteroppspent betong sammen fordeler og ulemper, som for eksempel de tar opp mer krefter, gir større mulighet til lengre bruspenner, men de er også dyrere og mer vedlikehold er krevet enn slakkarmeringer. 41 42 http://www.nordland-betongelement.no/filestore/spenna1.gif http://farm2.static.flickr.com/1131/873955113_cddf849369.jpg 75 3.6.5 Fundamentering For å få konstruksjonen stødig kan du ikke akseptere noen deformasjoner. Du kan regne med horisontal last fra bremse og akselrasjonskrefter på L*33kn/m = (20+1+20+1+20) * 33 = 2079 kN på hver stylt som er innspent til brudekket, dvs hver 3 stylt. Denne lasten ligger 5+1+3=9 m over fundament og vil gi en Moment på 18700knM som fundamentet må dimensjoneres for. Det gir en eksentrisitet på M / Qvd =18700 / 2079 = 1,58 m. Dvs du er nødt til å ha et fundament med bredde større enn 2* 1,58m da dette gjelder for et singelspor hvor du kan få bremse og akselrasjonskrefter begge veier. Figuren nedenfor viser et prinsipp for løsning av fundament problemet: 76 Det benyttes stålkjerne peler for direkte fundamentering ned til fjell. Det ses på de to venstre fundamentene. Grunnen til at det er forskjellige mål på de forskjellige fundamentene er fordi du trenger bare å dimensjonere for moment for hvert tredje fundament. De to andre vil ha glidelager ikke vil kunne belaste fundamentet med noe moment. Når det gjelder pelene må de borres skrått ned for å få maks utnyttelse av skjæ rkapasiteten. I tillegg må du ha minst 3 peler uansett fordi pelene må ta opp moment. Og det er den eneste måten du får til et stabilt system på. Jeg anbefaler 4 -9 for å væ re på den sikre siden. Deformasjoner her kan gi store utgifter. Som svevende peler, hvor du har for stor avstand ned til fjell, er det vanlig å benytte betong peler. Til venstre vises en måte å fundamentere på. Monteringa her vil foregå på en effektiv måte. Hvor du kan bare hente prefabrikkerte stylter og sette de på plass på fundamentene. Denne løsningen gir et solid feste mellom stylt og fundament. 77 3.6.6 Større avstand, mindre stylter? Eller normal avstand? Spørsmål: Hvis redusering av bruk av antall stylter er ønskelig, dvs. større avstand mellom styltene, bør man prøve å oppnå største avstand mellom styltene med hensyn til brukbarhet og økonomi. Svar: Jo lengre avstanden mellom styltene , jo mindre festpunkter får bru dekket. Horisontale laster, torsjoner som skapes av ujevne laster vil påvirke konstruksjonen mer enn ønskelig. Disse stiller større krav til selve styltene, fundamenter, sideavstiving, osv. Kanskje blir de så store at det likevel lønner seg å velge løsningen med mindre avstand mellom styltene. 78 3.6.7 Eksempel dimensjonering konstruksjon snitt Figuren ovenfor er snitt av hele konstruksjonen. I dette eksemplet velger vi T-bjelke løsningen som gir større frihet i valg av armering plasseringer. Med hensyn til fordeler og ulemper, bestemmer vi at bruk av spennarmert betong i brudekker kan oppnå større momentkapasitet med mindre dimensjoner, slik at den er økonomisk gunstigere. For tog V > 200 km/t, skal den væ re 7m i bredde. Betong kvaliteten er fastsatt til B55, B500C til slakkarmering, diameter = 32mm, Bøyler = 12mm = 1480 N/mm2 til spennarmering. Spennkabel består av 7 tråder med 7mm i diameter gjennom rør som har 65mm i diameter, Areal per kabel: 7*140mm2= 980mm2 Maks oppspenning = 0,9*1480 = 1332N/mm2 som andre jernbanetrafikk konstruksjoner skal den ha en levetid på 100 år. Lysåpening mellom styltene(spennvidde) er 20 m. De karakteristiske verdier av vertikale nyttelastene er som vist under. 79 karakteristiske laster Der 4 punktlaster i 250KN representerer lokomotivet, og 80KN/m er vogner. Vi konverterer punktlasten til jevnfordelt med 250*4/20 = 50KN/m, der maks verdien på midten er det samme og vi antar at det også er 80KN/m på midten slik at den følger til den mest ugunstige situasjonen. Konstruksjon i sideriss 80 Dimensjonerende nyttelast P = (80+50)*1,5= 195KN/m Dimensjonerende egenlast G = (0,5*7,0+2*1)*25*1,2= 165KN/m Dimensjonerende last = 195+165 = 360KN/m Dim. moment for nyttelast Mp = 1/8(195*20*20) = 9750KNm Dim. moment for egenlast Mg = 1/8(165*20*20) = 8250KNm nsjonerende moment = 18000KNm Effektiv Flensbredde: = 7000mm 81 Dim. moment for = 9750+8250 = 18000KNm Dime Bestemmelse av armeringsoverdekning Eksponeringsklasse = XC1 Dimensjonerende levetid = 100 år Etter tabell NA.4.4N Minste overdekning til slakkarmering = 25mm Minste overdekning til spennarmering = 35mm Iflg. NA 5.1.3, regnes det negativ avvik på 10mm Minste nominell overdekning til slakkarmering = 35mm Minste nominell overdekning til spennarmering skal væ re den største av overdekning mht heft og bestandighet. Heftkravet minste nominell overdekning til spennarmering = 65mm detaljert spenn/slakkarmeringstegning som viser posisjon ifh. hverandre 82 Beregning av momentkapasitet i trykksone = 0,85*55/1,5 = 31,2 N/mm2 Effektiv høyde for slakkarmering: 1250-35-12-32/2 = 1187mm Effektiv høyde for spennarmering: 1250-35-12-32-8-3-14-45/2 = 1123,5mm Antar d ≥ 1150mm = * * t(d-t/2) = 31,2*7000*250*(1150-250/2) * > = 55965 KNm momentkapasitet i trykksone, OK snitt av betongdekk 83 Beregning av nødvendig slakkarmering og spennkabler Slakkarmering skal ta moment fra egenlast Mg = 8250 KNm Fsd= 500/1,15 = 434 N/mm2 = Fsd*As*(d-0,5t) ≥ Mg As = 8250* /(434*(1187-0,5*250)) = 17899mm2 Nødvendig antall Ø 32 : 17899/804 = 22.26 Velger 23 stk. Ø 32 Spennarmering skal ta nyttelast Mp = 9750 KNm Fpd = 1480/1,15 = 1287 N/mm2 = Fpd*Ap*(d-0,5t) ≥ Mp Ap = 9750* /(1287*(1123,5-125)) = 7588mm2 Nødvendig antall spennkabler: 7588/980 = 7,7 Velger 8 stk. spennkabler Armerings tegninger er vise på neste side. 84 armeringstegning i strekksone Figuren ovenfor er symmetrisk og viser kun armering i strekksone. 85 Dimensjonering av stylter Stylter vi skal dimensjonere er 5m høy, dvs. relative korte søyler. Velger betong kvalitet B35, B500C for armeringstål 20m av lysåpning mellom styltene, men antar at de tar last fordelt på 21m, pga. den delen som sitter på styltene. Fcd = 0,85*35/1,5 = 19,8 N/mm2 Nnytte= 353*21 = 7413 KN = 612mm Mht knekking, når høyere søyler trenges, Som for eksempel opptil 10m, setter vi dimensjonene på stylter: 1000x1000mm sideriss av stylter 86 Dimensjonerende egenlast Betongs tetthet = 25 KN/m3 Ng = 1*1*5*25*1,2 = 150 KN Dimensjonerende nyttelast Np = (195+165)*21 = 7560 KN Dimensjonerende totallast = 7560+150 = 7710 KN Nødvendig armering Fcd = 0,85*35/1,5 = 19,8 N/mm2 Fsd = 500/1,15 = 434 N/mm2 Ac = 1000*1000 = mm2 = Fcd * (Ac-As) + Fsd*As ≥ 19,8* - 19,8*As + 434*As ≥ 7710* As ≥ (7710* – 19,8* ) / 414,2 As ≥ -29189 Resultatet er minus, dvs. ikke armering. Men det finns minimum krav for armering, som vi skal følge etter. 87 Minimumsarmering EC2, 9.5.2 og 9.5.3 gir konstruksjonsregler for søyler: NA. 9.5.2(2): Det forlanges minimum lengdearmering som skal væ re symmetrisk i tverrsnittet. Som den største av verdiene nedenfor: 0,01*Ac = 10000mm2 Og 0,2*Ac*Fcd/Fsd = 0,2* *19,8/434 = 9125mm2 Dvs. As = 10000mm2 n = 10000/1256 = 7,96 Velger 8 stk. Ø 40. snitt av stylte og armeringstegning 88 Bøyler EC2 9.5.3(1): krever at lengdearmeringes plassering skal sikres av tverrarmering som ikke mindre enn 6mm. EC2 9.5.3 (3): Senteravstand settes til minste verdi nedenfor: -15 ganger diameter av lengdearmering (600mm) - Søyle minst tverrsnitt dimensjon (1000mm) - 400 med mer Velger Bøyler Ø 12 s400 armeringstegning av bøyler For 3D modeller av eksemplet, se vedlegg II. 89 4. Diskusjon Vi har i denne oppgaven sett på ulike aspekter ved jernbane på stylter. Som alle andre ting finnes det både fordeler og ulemper når det gjelder dette. Hva som skal til for å realisere dette i praksis er vel spørsmålet en kan stille seg. Du må få til en løsning hvor du kan dekke dette økonomisk. Men sånn sett kan en ikke forholde seg til rene inntekter som kan væ re med på finansiere dette. Det er staten i seg selv som må gå inn for det ved å se på forskjellige forhold. Her er vel andre forhold en økonomien som blir den avgjørende faktoren. Miljøet og den langsiktige planlegginga er vel mer vektlagt her. Du må ha noe fordeler som kan veie opp mot de store kostnadene knyttet til dette. En kan trekke ut landskap som egner seg bedre for dette enn andre. Og du har begrensninger på grunn av høydeforskjeller i terrenget og på grunn av forskjellig grunn. Kostnadene for en banelinje på stylter i stedet for på bakken er store. Når det gjelder konstruksjonsdelen er det forskjellige byggemåter eller utforminger av konstruksjonen som gjelder. Som f. eks en kan en velge mellom bruk av enkel – eller dobbelstylter alt etter om det er behov for singel- eller dobbelspor. Det finnes løsninger med mindre stylter og større spennvidde. Men du kan fort ende opp med at brudekket blir så massivt at det ikke er lønnsomt selv om du har mindre stylter. Brudekket kan velges ut fra forskjellige utforminger. De mest vanlige er trau, en bjelkes og kassebru. Traubru og kassebru kan utelukkes fordi det enten blir for kort eller for lang spennvidde. Det finnes to måter å armere betong på: slakk og spennarmering. Der slakkarmeringa er den billigste og mest vedlikeholdsfrie. Mens spennarmering har vesentlig større strekkapasitet. Du kan få til dyrere løsninger hvor du kan legge mer vekt på design. Men det kan fort bli uønskede overskridelser av rammer som det blir ved slike byggeprosjekter som ikke er prøvd ut tidligere. Erfaringer fra brukonstruksjoner er nyttig å ha med seg. Selv om vi ikke har gått næ rmere inn på dette området. Betong er hovedmaterialet som blir benyttet for denne løsningen. Per i dag har man kommet fram til at betong er det beste byggematerialet til slike konstruksjoner. Hvis du skal legge mer vekt på design og den slags er du nødt til å justere kostnadene for konstruksjonen drastisk. Det er ikke det vi har lagt vekt på i denne oppgaven, vi har kommet fram til et alternativ som skal væ re realiserbar. Vi har prøvd å bruke de produktene som allerede finnes på markedet i dag. I stedet for å lansere noe spesielt for jernbane på stylter. 90 5. Konklusjon Ved forhøyet jernbane har man flere muligheter som for eks. høy hastighet, mer sikkerhet, redusering av terrenginngrep, mulighet til å utnytte arealet under konstruksjonen, og ikke minst at det er utsiktsvennlig for passasjerer. Når det gjelder tog som transportmiddel er det den beste løsningen fordi den både er energieffektiv og miljøvennlig. Det er ikke lett å anslå kostnader knyttet til et slikt prosjekt. For en strekning med bruer og tunneler har man kommet fram til at det vil koste ca. 150 MNOK/km. Ut fra dette og diskusjoner med fagkyndige med gode erfaringer fra byggeindustrien kan vi anta at prisen vil ligge på et sted mellom 50-80 MNOK/km. Standardløsningen som vi har kommet fram til for konstruksjonen egner seg best med spennarmert 7 meter bredt betong brudekke og en utforming som en T- bjelke med spennvidde på 20 meter. Styltene vi mener passer best ut fra landskapsforhold og som kan gi et resultat som vi kan væ re fornøyde med har en høyde på 5 meter over bakken, denne høyden er standard for flat landskap, den kan tilpasses etter behov. Løsninger er konstruert for enkelspor og hastigheter over 200 km /t. Fundamentet må nå helt ned til fjell. I områder hvor du kan komme over for lang avstand ned til fjell har vi løst fundamenteringsproblemet med svevende peler. Her legger vi oss på en høy sikkerhetsfaktor fordi vi regner med at vibrasjoner fra tog kan medføre uakseptable deformasjoner. Og det kan bli dyrt å rette opp stylter og brudekker som har fått setningsskader og det kan også gå ut over sikkerheten for de om bord. Den tidlige fasen med grunnundersøkelser er en viktig del av planlegginga. Dette skal væ re et gjennomførbart prosjekt som delvis kan utføres av prefabrikkerte elementer hvis det er mulig med hensyn til produksjon, lagring og transport. 91 6. Referanser 01.http://no.wikipedia.org/wiki/Kvantitativ_metode 02.http://no.wikipedia.org/wiki/Kvalitativ_metode 03. http://www.thefreedictionary.com/elevated+railway 04.http://www.ambbeijing.um.dk/en/menu/TheEmbassy/News/CopenhagenMetroVotedWorldsBest AtMetrorailConference.htm 05.http://www.davidheyscollection.com/page30.htm 06.http://europeforvisitors.com/europe/articles/copenhagen_transport.htm 07. http://www.jernbaneverket.no/en/Nyheter/Nyhetsarkiv/2010/Klimaendringer-krever-merrobuste-baner/ 08. http://www.jernbaneverket.no/en/Nyheter/Nyhetsarkiv/2010/Klimaendringer-krever-merrobuste-baner/ 09. http://www.op.no/nyheter/article4181859.ece 10. http://tsh.toi.no/?22268#2226810 11. http://www.ssb.no/vis/magasinet/miljo/art-2008-12-11-01.html 12. http://www.regjeringen.no/nb/dep/sd/dok/regpubl/stmeld/2008-2009/stmeld-nr-16-2008-2009/12.html?id=549004 13. http://www.heikki.no/?m=200905 14. https://trv.jbv.no/wiki/Overbygning/Prosjektering/Sporkonstruksjoner#Betongsviller 15. http://www.veldeas.no/Webdesk/documents/premiere_velde/Betong/Prisliste+betong+- +01.03.09.pdf 16. http://no.wikipedia.org/wiki/St%C3%A5l 17. http://www.nrk.no/nyheter/distrikt/hedmark_og_oppland/1.7162646 18.https://trv.jbv.no/wiki/Bruer/Prosjektering_og_bygging/St%C3%A5l_og_samvirkekonstruksjoner#Konstruksj onsst.C3.A5l 19. http://www.forskning.no/artikler/2008/desember/202773 20. https://trv.jbv.no/wiki/Overbygning/Prosjektering/Sporkonstruksjoner#Tresviller 21. http://www.miljostatus.no/Tema/Stoy/De-viktigste-stoykildene/Stoy-fra-jernbane/ 22. http://www.miljostatus.no/Tema/Stoy/De-viktigste-stoykildene/Stoy-fra-jernbane/ 23. http://www.jernbane.net/forum/forums/thread-view.asp?tid=9647 24. http://opentravel.com/Things-To-Do-In-Cairns-Australia-Attractions 92 25. http://www.sustainableprocurement.net.au/environmental.html 26. http://www.ssb.no/vis/magasinet/miljo/art-2008-12-11-01.html 27.http://statbank.ssb.no/statistikkbanken/Default_FR.asp?PXSid=0&nvl=true&PLanguage=0&tilside=selectvar val/define.asp&Tabellid=06577 - Statistisk sentralbyrå 28.http://statbank.ssb.no/statistikkbanken/Default_FR.asp?PXSid=0&nvl=true&PLanguage=0&tilside=selectvar val/define.asp&Tabellid=06589 29. http://www.ssb.no/emner/historisk_statistikk/aarbok/ht-101210-414.html 30. www.ssb.no 31. http://www.ssb.no/vis/emner/10/12/10/jbv_statres/main.html 32. http://www.jernbaneverket.no/Documents/Prosjekter/h%c3%b8yhastighet/Notat__H_yhastigh_1720595a.pdf av Siv. ing. Anders Beitnes, SINTEF og Tekn. Dr. Roger Olsson, NGI. August 2007 33.”Teknisk regelverk” figur 5.2v 34. ”Teknisk regelverk” figur 5.9 35. ”Teknisk regelverk” ligning 5.5 36. ”Teknisk regelverk” ligning 5.6 37. ”Teknisk regelverk” tabell 5.7 38. Kravene er i følge ”Teknisk regelverk” kap. 6.2 39. ”Teknisk regelverk” figur 4.2.1.3 40. ”Teknisk regelverk” figur 4.2.1.2 41. http://www.nordland-betongelement.no/filestore/spenna1.gif 42. http://farm2.static.flickr.com/1131/873955113_cddf849369.jpg 93 7. Vedlegg Vedlegg I Last tilfelle 2 Her har lokomotivet kommet til midten av venstre del, der skapes det den meste ugunstige situasjon statiskmessig. 94 Moment På bildet ovenfor ser vi at momentene som forårsaket av lokomotivet er en del større en lasttilfelle 1. 95 Skjæ rkraft Skjæ rkreftene er som forventet rettlinjet på midten der lokomotivet står. 96 Deformasjon Deformasjonsmessig er den vesentlig større enn tilfelle 1. 97 Last tilfelle 3 Her har lokomotivet nådd fram til midten av hele konstruksjonen, der den står rett ovenfor stylten på midten. 98 Moment Her er momentene like på begge sider, pga stylten på midten tar opp lasten fra lokomotivet som skapte ujevnhetene. 99 Skjæ rkraft Ja, også her er de rettlinjede skjæ rkreftene på midten. 100 Deformasjon Deformasjonene er like på begge sider. 101 Last tilfelle 4 Når lokomotivet har beveget seg til høyre siden av konstruksjonen, er den akkurat det samme som den er på venstre sida, bare i omvendt retning. 102 Moment 103 Skjæ rkraft 104 Deformasjon 105 Last tilfelle 5 Samme som Lasttilfelle 1, bare på høyre side. 106 Moment 107 Skjæ rkraft 108 Deformasjon Figurene ovenfor illustrerer hvordan de statiske diagrammene ser ut når et passasjertog passerer deler av jernbane på stylter. Disse gir oss en god oversikt når en skal dimensjonere hele konstruksjonen. 109 Vedlegg II 3D modeller som ble laget etter dimensjonene i eksemplet, ved hjelpen av Rail Sim II og Autodesk Robot. 110 111 112 Vedlegg III Ting vi kan spørre om som gir en næ rmere begrunnelse på de problemstillingene vi har sett på: Hva skal til for å realisere dette i praksis? Hvor, hvilke landskapstyper egner dette seg best for? 2 Miljøregnskapet, CO , material, støy og visuell virkninger. Ø konomi? (for eks. i livsløpsperspektiv) Hva legger du størst vekt på når du skal velge reisemetode? 55 % Pris 33 % Reisetid 12 % Opplevelse Hadde du valgt flere togreiser fremfor flyreiser hvis jernbanelinja lå i lufta, på stylter, i stedet for bakken? Tenk på dette: 66 % JA 34 % NEI 113 Mindre terreng inngrep Mindre tunnellengde En større visuell opplevelse En raskere linje En oppgradering av jernbanesporet sammenlignet med togets utvikling Kommentar til spm 1: Hva legger du størst vekt på når du skal velge reisemetode? JEG VIL SVARE 2 stk!UUUUUUAAAAAAHHH SKANDALE Burde ha stillevogner Prioriterer først pris, såreisetid Jeg vil komme meg hjem påbesøk såfort og billig som mulig. Alt annet er irrelevant. I min situasjon spiller pris størst rolle, deretter reisetid. Pris er viktigst, men avgangstidene teller selvfølgelig også. Er ikke reisen som er det spennende. Det er det man reiser til. Toget måkunne konkurrere med fly. (fra dør til dør tid) ogsåpåpris Komfort bedre enn litt rimligere Pris/reisetid ettersom jeg er student komfort er ogsåviktig Jeg veit'a faan, varierer mye med hvor reisen går. blanding av alle Hvis ikke prisen er alt for høy da Sålenge jeg er student er pris viktig, men komfort og muligheten til åkunne jobbe underveis er også viktig. Pris og reisetid Behagelig or rolig reise Kortest mulig tid for minst mulig penger. Service påtog pleier er som regel ikke til stedet iforhold til fly. ingen Studentøkonomien begrenser... Kombinasjon av pris og reisetid. primært pris men er det et helvete åsitte eller hva faen såblir det komfort Kommer ann påreisen, men tid er som oftest viktigst. Kommer litt an påavstandene, hvis jeg skal reise veldig langt blir reisetid mer viktig egentlig alle tre 114 Kommentar til spm 2: Hadde du valgt flere togreiser fremfor flyreiser hvis jernbanelinja låi lufta, påstylter, istedet for bakken? det tar for mye tid og koster for mye åreise med tog hint bilettpris Dyrere utbygging? Som reisende eller turist er billettprisen viktigst for meg Ikke viktig. Jeg vil stort sett alltid velge den raskeste veien hjem. Per i dag, og i overskuelig fremtid, er det fly som er det raskeste, altsåvil jeg ikke velge noe annet med mindre dere bygger Nord-Norgesbanen. Merkelig spørsmål. Reisetid og deretter pris er viktigst. Om det har vært like trygt. togreiser med dagens (gamle) tog er sykt dyrt, oftest dyrere enn fly eller ågåflere sammen i bil. Nye tog, nye linjer vil bli enda dyrere? ikke hvis prisnivået hos NSB ikke synker. Alt for dyrt med tog ift. buss. Urelevant hvor jernbanen går. Urelevant hvor jernbanen går. Urelevant hvor jernbanen går. Bra , men pga at toget ville blitt raskere (konkurerere med fly) byggemetoden for åfåtil dette er irrelevant Forutsatt at prisen ikke blir mye dyrere Er generelt positiv til tog, men bruken avhenger først og fremst av at toget er det beste alternativet påen strekning - ikke om det er påstylter eller ligger i terrenget. Dette er heltumulig åsvare på. Mindre terrenginngrep er et argument, men oppi hodet mitt ser en flyvende jernbane gjennom hele Gudbrandsdalen ganske sinnsykt ut. hvis det var prisgunstig og tidsmessig like bra. Tog er alltid artig, miljøvennlig er ogsåbra. Sålenge overall tiden, og prisen er bedre, ja. Tror ikke det skjer noe tid snart Dette er helt påtrynet. Sjarmen med tog er åsnirkle seg gjennom landskapet. I tillegg er det et mye større estetisk inngrep i landskapet ålegge jernbanen i lufta. Vi har verdens vakreste landskap, og det bør ikke ødelegges av konstruksjonelle inngrep med slike proporsjoner. Ja, ikke fordi de ligger i lufta men fordi det ville antagelig ha gått raskere. Tog i dag bruker altfor lang tid i forhold til den latterlig høyeprisen. Hvis det er billigere og går like fort, såja Norge trenger et bedre jernbanenettverk nå!! Hvis reisetida blir kortere enn i dag. Sålenge toget går fort nok spiller det ingen rolle for meg om det er oppbygget eller ikke. Dessuten vil ikke stylter nødvendigvis gi mindre terrenginngrep da det vil bli langt mer synlig i terrenget. men det er hvis det hadde vært raskere, ikke fordi de ligger påstylter. ikke helt enig i det med "mindre"terreng inngrep da.. Hvis det ikke blir for dyrt ja, hvis toget går raskt, og hvis prisen er grei Det burde vært andre alternativ en nei/ja Ja, dersom det er snakk om "korte" strekninger. Oslo - trondheim. Men ikke no lenger enn det.. Da ville fly vært mer aktuelt.. kommer veldig ann påtiden det tar også.. Forutsatt at det blir billigere åreise enn det er nå! Kostnadsøkningen med en slik konstruksjon lar seg ikke gjøre i forhold til passasjervekst. I Norge er ikke slike linjer mulig, for mye fjell og daler til at man kan unngåopp, ned og svinger. ingen Ikke utelukkende pga av at de ligger i lufta! Pris og reisetid er det viktigste. Hvis ikke det er forsinkelser hadde dette vært en god alternativ. dersom det hadde gått fort som faen slik det gjør med tog i andre land hadde det vært bedre Hvis dette gir raskere reiser, helt klart ja. Liker bakkekontakten togreiser gir Bare hvis det gikk jævla fort Uklar formulering av spørsmålet Høres fint ut, men virker jo helt usansynlig, bare prisen påvil være enorm.... Dersom det hadde gått fortere enn det gjør idag 115