Bullerskärmar

I detta avsnitt beskrivs några av de anvisningar och krav som finns i standarden. För fullständig information hänvisas till standarden.

För bestämning av vindlasten hänvisar standarden till eurokod, SS-EN 1991-1-4 Eurokod 1: Laster på bärverk – Del 1-4: Allmänna laster - Vindlast. I avdelningen om vindlast beskrivs några anvisningar för beräkning av vindlast, men för fullständig information hänvisas till standarden.

Vindlast enligt Eurokod 1

Vindlasten på bullerskärmar kan beräknas enligt SS-EN 1991-1-4 Eurokod 1: Laster på bärverk – Del 1–4: Allmänna laster – Vindlast samt EKS 11 (BFS 2019:1). Den karakteristiska vindlasten beräknas med utgångspunkt från 

• referensvindhastigheten som beror på geografiskt läge
• en exponeringsfaktor som beror på omgivande terräng
• formfaktorer för bullerskärmar.

Vindlasten betraktas som statisk last, och klassificeras som variabel bunden last.

Terrängtyp

För vindlasten finns fem terrängtyper, 0–IV. Eftersom bullerskärmar sätts upp för att minska ljudnivån vid bebyggelse är terrängtyperna II och III oftast de aktuella.

• Terrängtyp 0 är hav eller öppen kust vid hav 
• Terrängtyp I är sjö eller slät mark utan hinder 
• Terrängtyp II är jordbrukslandskap med enstaka gårdar och träd 
• Terrängtyp III är förorts- eller industribebyggelse 
• Terrängtyp IV är stadsbebyggelse med byggnadshöjd minst 15 m på minst 15 procent av ytan.

Observera att övergången mellan olika terrängtyper kan vara upp till flera kilometer.

Vindhastighet och vindtryck

För Sverige är referensvindhastigheten 21–26 m/s, beroende på geografiskt läge. De högsta värdena gäller längst i söder samt i fjällen och de lägsta i inre Norrland. Vindtrycket är konstant upp till 5 m höjd i terrängtyp III och upp till 2 m höjd i terrängtyp II. Höjden räknas från omgivande terräng. För en bullerskärm placerad på krönet av en jordvall räknas höjden alltså från vallens fot. Karakteristiskt vindtryck för terrängtyp III vid olika referensvindhastigheter visas i tabell 1. För övriga terrängtyper gäller följande omräkningsfaktorer för 5  m höga plank:1,90 för terrängtyp I, 1,53 för terrängtyp II och 0,91 för terrängtyp IV.

Tabell 1. Karakteristiskt vindtryck för terrängtyp III.

Formfaktor

Enligt SS-EN 1991-1-4 indelas skärmen i vindlastzoner A–D enligt figuren. För zon D, på större avstånd från skärmänden än 4 x skärmhöjden, gäller formfaktorn 1,2. För zonerna A–C ökas formfaktorn enligt diagram 1. Skärmar som avslutas med returhörn eller som har stora öppningar får något lägre värden. Zonernas längder för olika skärmhöjder visas i diagram 1.

Bild 1. Bullerskärmens indelning i lastzoner.

Diagram 1. Längd och formfaktor för de olika lastzonerna vid bullerskärmens avslutning. Värden inom parentes avser skärm med returhörn med längden ≥ höjden. Exempel: För 3 m hög skärm utan returhörn gäller faktorn 3,4 i zon A, 0–0,9 m från änden. Faktorn 2,1 gäller i zon B, 0,9–6 m från änden. Faktorn 1,7 gäller i zon C, 6–12 m från änden.

Dimensioneringsexempel

Dimensionerande vindtryck q_dim beräknas som
q_dim = γ ∙ q_kar ∙ c_p,net
där γ är partialkoefficient, q_kar är karakteristiskt vindtryck och c_p,net är formfaktor för skärm.

Exempel: En 500 m lång, 2,5 m hög bullerskärm utan returhörn, i terrängtyp III, inom område med referensvindhastigheten 24 m/s.

Karakteristiskt vindtryck q_kar = 0,41 kN/m² för vindhastigheten 24 m/s och terrängtyp III enligt tabell 1. Med partialkoefficient 1,5 för vindlasten blir dimensionerande vindtryck i brottgränstillstånd:
Zon A: q_dim = 1,5 ∙ 0,41 ∙ 3,4 = 2,11 kN/m²
Zon B: q_dim = 1,5 ∙ 0,41 ∙ 2,1 = 1,30 kN/m²
Zon C: q_dim = 1,5 ∙ 0,41 ∙ 1,7 = 1,06 kN/m²
Zon D: q_dim = 1,5 ∙ 0,41 ∙ 1,2 = 0,75 kN/m²

I diagram 2 anges inspänningsmoment i marknivå av vindlast för bullerskärmens stolpar för några olika skärmhöjder och stolpavstånd. Streckad kurva avser vindhastighet 21 m/s och heldragen kurva 26 m/s. Diagrammet gäller för lastzon D för skärmen och terrängtyp III.

Diagram 2. Dimensionerande inspänningsmoment i marknivå av vindlast för stolpar till bullerskärmar. Skärmhöjd h = 2 m och 4 m. Referensvindhastighet = 21 m/s (streckad kurva) och 26 m/s (heldragen kurva), formfaktor enligt lastzon D för bullerskärm.

Snölast och snöröjning

Dimensionerande snölast kan beräknas enligt SS-EN 1991-1-3 Eurokod 1: Laster på bärverk – Del 1–3: Allmänna laster - Snölast samt EKS 11 (BFS 2019:1).

Vid snöröjning med plogning kastas snö mot skärmen, och en horisontell belastning på skärmen uppstår när avståndet till vägkanten är litet. Snöröjningslasten kan bli dimensionerande för skärmväggen, men oftast inte för stolpar och grundläggning. De påverkas mest om skärmen är hög och har fundamenten placerade lågt i förhållande till vägytan. Lasten innefattar inte snö som pressas mot skärmen. Lastens storlek anges i SS-EN 1794-1, och beror på skärmens avstånd till körbanan och plogbilens hastighet. Lasten anges till 5–15 kN på en yta av 2x2 m, med resulterande kraften 1,5 m över körbanan.

Last från snöröjning antas inte verka samtidigt med vindlast. Om avståndet från plogat område till skärmen är större än 7 m, blir vindlasten i regel större än snöröjningslasten.

Övriga laster 

Lufttryck från passerande fordon

Vid höga hastigheter och litet avstånd mellan passerande fordon och skärm ska man ta hänsyn till det dynamiska lufttrycket. Lastens storlek anges i SS-EN 1794-1. Exempelvis anges det dynamiska trycket av fordonstrafik i det fria till 800 N/m² vid fordonshastigheter över 120 km/tim och avståndet 3 m mellan fordon och skärm. Lufttryck från fordon behöver inte kombineras med vindlast.

Egentyngd

Vid dimensionering med hänsyn till egentyngd används aktuella värden på egentyngd, hållfasthet, styvhet och andra faktorer bland annat med hänsyn till klimatklass och säkerhetsklass.

Enligt SS-EN 1794-1 dimensioneras skärmelementen i brottgränstillstånd med en partialkoefficient 1,5. För egentyngd i kombination med vindlast används partialkoefficienterna 1,35 för egentyngd och 1,5 för vindlast och övriga laster.

Deformationskrav

Vid beräkning av deformationer ska grundläggningens rotation eller förskjutning inte medräknas.

För vertikala skärmar belastade med dimensionerande vindlast i bruksgränstillstånd får enligt SS-EN 1794-1 den maximala elastiska utböjningen för bärande element inte överstiga elementets största längd/100 för skärmhöjd upp till 3 m, och största läng/150 för skärmhöjd över 4,5 m.

Lutande skärmar dimensioneras enligt SS-EN 1794-1 för egentyngd och snölast i kombination med vindlast. Den största godtagna elastiska utböjningen är det bärande elementets största längd/300.

Efter en belastning som är 1,5 gånger den dimensionerande vindlasten får den kvarstående utböjningen inte vara större än elementets största längd/500. Inte heller får andra skador ha uppstått på skärm eller infästningar.

För akustiska skärmelement som uppbärs av annan konstruktion gäller motsvarande krav för kvarstående deformation. För den elastiska utböjningen gäller maximalt 50 mm eller elementlängden/40 för vertikala skärmar med längd upp till 5 m. För lutande skärmar gäller elementlängden/200.