Olskroken är en knutpunkt för järnvägstrafiken i såväl Västsverige som för nationell och regional tågtrafik. Trafikverket utvecklar nu området i samarbete med Peab, Infranord och WSP genom att skapa planskilda korsningar och genom att möjliggöra högre hastigheter och anslutningar till Västlänken. För att möjliggöra detta kommer sex nya broar byggas med en total längd på 1,7 km.
Som resultat av mäktiga lager lös lera i kombination med historiska utfyllnader har pågående sättningar i området uppmätts till 20 mm/år, vilket har skapat stora utmaningar vid dimensioneringen av anläggningens grundläggning. Övergripande geologi i Olskroken består allmänt av fyllning överlagrandes lera som vilar på friktionsjord. Lerans mäktighet är generellt 70 till 90 meter och friktionsjordens mäktighet varierar inom området från mycket tunt till cirka 40 meter.
Vid dimensioneringen har fyra kritiska beräkningsområden identifierats; långtidssättningar, knäckning på grund av påhängslaster på pålarna, horisontallaster från tågtrafik och massundanträngning vid installation av pålar.
För att hantera dessa fyra kritiska problemställningar har en avancerad dimensioneringsprocess utvecklats där resultatet från traditionella separata geotekniska och struktuella 3D FEM simuleringar istället kombinerats. Denna artikel fokuserar främst på två av dessa kritiska problemställningar nämligen långtidssättningar och beräkningar av moment med hänsyn till påhängslaster.
Beräkningsförutsättningar
En traditionell metod för beräkning av långtidssättningar är genom analytiska beräkningar med endimensionella sättningsprogram. Ett av dessa program är GS settlement. En vanlig jordmodell i GS settlement för bedömning av tidsberoende deformationer i lera är ”Chalmers kryp”-modellen. Denna modell baseras ofta på utförda CRS-försök (Constant rate of strain). CRS-försök är ett laboratorieförsök framtaget för att bedöma lerors deformationsegenskaper och spänningshistorik. Dessa deformations-egenskaper har inom projektet varit relativt lätta att utvärdera i den övre delen av leran, ned till cirka 30 meters djup, men svårare vid djupare nivåer. Lermäktigheten i Olskroken är ofta cirka 90 meter. Vid utförda CRS-försök på nivåer djupare än 30 meter är det i synnerhet svårt att bedöma lerans krypbeteende vilket är en väsentlig del för bedömning av långtidsättningar. En annan begränsning vid användning av GS settlement med Chalmers krypmodellen är att modellen har svårt att fånga pågående marksättningar och sättningar mot djupet, vilket är en viktig del för bestämning av långtidssättningar. Detta kan resultera i en konservativ beräkningsmetod som eventuellt överskattar sättningarna i området och sättningshastighet fångas inte.
Dimensionering av pålar som tar hänsyn till påhängslaster och knäckning är beskriven i Pålkommissionens rapport 98 (Pk 98). Den analytiska metoden som beskrivs i rapporten är konservativ. Anledningen till att den är konservativ är att när påhängslasterna är höga, bärs stora laster från jorden av pålarna, vilket reducerar sättningarna i marknivå, samt höjer det neutrala planet. I Pålkommissionens rapport 98 tas ingen hänsyn till reduktionen av påhängslastzonen. I andra projektet i närheten av Olskroken har interaktiva ana-lyser använts för att reducera påhängslaster och knäckning.
I detta projekt valdes Plaxis 3D som beräkningsverktyg. Plaxis 3D är en FEM-programvara för avancerade ana-lyser inom geoteknik och bergteknik. Jordmodellen Soft Soil Creep (SSC) har använts, främst för att fånga lerans deformationsegenskaper. SSC-modellen kan valideras genom sättningsuppföljning mot tidigare uppförda grundläggningen avGodstågsviadukten, utförda ödometerförsök och bälgsättningsmätare. Dessutom kan modellen direkt användas för framtagning av differentialsättningar med hänsyn till krypdeformation i leran.
Artikelförfattare: Ibrahim Rashid, WSP Sverige AB Robin Vervoorn, Civil 7 BV
Olskroken är en knutpunkt för järnvägstrafiken i såväl Västsverige som för nationell och regional tågtrafik. Trafikverket utvecklar nu området i samarbete med Peab, Infranord och WSP genom att skapa planskilda korsningar och genom att möjliggöra högre hastigheter och anslutningar till Västlänken. För att möjliggöra detta kommer sex nya broar byggas med en total längd på 1,7 km.
