Dimensionering enligt Eurokoder
TDOK 2016:0204 Krav Brobyggande och TDOK 2016:0203 Råd Brobyggande är en allmän teknisk beskrivning som ska användas för broobjekt inom Trafikverkets verksamhetsområde. De är i regel rättesnöre också för andra beställare än Trafikverket. Broar dimensioneras för de laster som anges i Eurokoderna. De betraktas med hänsyn till variation i tiden, som permanenta laster, variabla laster eller laster för exceptionella dimensioneringssituationer. Nedan ges en kort sammanfattning. I övrigt hänvisas till gällande regler och normer.
Permanenta laster
Vid beräkning av egentyngd förutsätts träets densitet (tunghet) enligt Eurokod 1. Tyngden för olika beläggningar framgår av Eurokod 1. Tungheten för beläggningar enligt TDOK 2016:0204 uppgår till 22-24 kN/m3. Som permanenta laster räknas förutom egentyngden också till exempel jordtryck, stödförskjutningar, krympning och spännkraft. Vid träbroar som inte är grundlagda på berg är det främst stödförskjutningen som är aktuell. Den kan antas vara 10 mm horisontalt om inte annat anges. Den vertikala stödförskjutningen bestäms från beräkning av sättningsskillnad mellan angränsande brostöd.
Variabla laster
Variabla laster är enligt eurokoderna bland annat:
- trafiklast (vertikal trafiklast, bromskraft, sidokraft, centrifugalkraft)
- överlast (tillfällig last på vägbank intill konstruktionen)
- snölast (broar med tak, skid- och skoterbroar)
- temperaturändring
- vindlast
- is- och strömtryck
- speciella laster (till exempel övergångskonstruktion och infästning av räcke).
Laster för exceptionella dimensioneringssituationer
Exempel på laster är:
- påkörningskraft av fordon och påseglingskraft av fartyg
- brott i kabel i snedkabelbro
- avslagen hängare/avslaget hängstag
- overksam påle
- uppkörning på gång- och cykelbana på vägbro.
Vägbro
Vägbroar för fordonstrafik beräknas för trafiklaster som består av olika lastmodeller. Lastfältens placering ska väljas så att ogynnsammaste inverkan erhålls. Lastmodellerna består av punktlaster (hjullaster) som verkar på en yta av 0,4 m x 0,4 m, samt utbredda laster. Horisontellt verkande broms- och sidokrafter antas bero på brons längd och eventuell kurvradie. För detaljerade uppgifter se Eurokod 1991-2.
Gång- och cykelbro
Gång- och cykelbroar ska beräknas för ytlasten enligt Eurokod 1991-2. Gång- och cykelbro som är förlagd i samma plan som anslutande gång- och cykelväg eller som via körbar ramp är ansluten till väg, beräknas för last av servicefordon. Servicefordon kan till exempel vara ett fordon för underhåll (snöröjning och dylikt) eller utryckning (till exempel ambulans, brand. Bron behöver inte dimensioneras för servicefordon om det finns permanenta skydd som förhindrar fordon att köra upp på bron. Axellasterna består av två punktlaster om vardera 20 kN (framaxel) respektive två punktlaster om 40 kN (bakaxel) med centrumavstånd 1,3 m och axelavstånd 3 m. Dynamiska effekter anses ingå i axellasterna. Denna last kombineras inte med ytlasten. Gång- och cykelbroar beräknas för horisontalkraft som uppgår till 0,6 gånger tyngden av belastande fordon, alternativt 0,1 gånger totala ytlasten om det är större. Broar som inte beräknas för fordon beräknas bara för en i brons längdriktning, i överkant beläggning, verkande horisontalkraft av 0,1 gånger totala ytlasten, jämnt fördelad över hela bredden.
Lagerfriktion
Lagerfriktion hänförs till de lastfall som ger upphov till friktionen. Lagerfriktion och de moment som orsakas av ett lagers vinkeländring eller förskjutning ska beaktas vid dimensioneringen av anslutande konstruktionsdelar. Krafter och moment från lager fastställs i varje enskilt fall.
Snölast
Snölast på broar med takkonstruktion beräknas enligt Eurokoder.
Temperatur- och fuktändring
På grund av träets låga värmeledningsförmåga reagerar det långsamt på temperaturändringar i träkonstruktioner på grund av temperaturväxlingar, även vid så extrem uppvärmning som vid brand. Det hänger samman med att krympningen vid förhöjd temperatur till följd av upptorkning verkar i motsatt riktning. I flera utländska normer får man bortse från inflytande av temperaturändringar i träkonstruktioner. Vid beräkning av deformationer orsakade av temperaturändringar godtas enligt Eurokod 1-1-5 följande längdutvidgningskoefficienter:
1,0-1,2x10-5 (1/°C) för stål och betong
0,5x10-5 (1/°C) för trä längs fibrerna
3,0-7,0x10-5 (1/°C) för trä tvärs fibrerna
2,4x10-5 (1/°C) för aluminium
Vid tillämpning av Eurokod 1-1-5 Temperaturpåverkan klassificeras broöverbyggnader i tre typer: Typ 1 Stålbroar, Typ 2 Samverkansbroar och Typ 3 Betongbroar. Trafikverket utökar klassindelningen med Typ 4 Brobaneplatta av trä på balkar av trä.
För broöverbyggnad Typ 4 bör värdena för Typ 3 användas när det gäller minimal och maximal jämnt fördelad temperaturkomponent.
För broöverbyggnad Typ 4 kan vid vertikal, linjär temperaturskillnad både ΔTM,heat och ΔTM,cool sättas till 5 °C samt faktorn ksur till 1,0.
Den totala fuktrörelsen får förutsättas vara 5 mm/m vinkelrätt fiberriktningen och får försummas längs fiberriktningen.
Vindlast
Vindlasten beräknas enligt Eurokod 1994-1-4.
Last på räcke
Körbaneräckes infästning ska beräknas för en kraft enligt Eurokod 1991-2. Gång- och cykelbaneräckes infästning ska beräknas för en kraft av 1,0 kN/m som anses angripa vinkelrätt mot räcket vid räckets överkant.
