Työnaikaisten siltojen aukkomitoitus

Abstract

Tämän työn tavoitteena on tehdä selvitys työnaikaisten siltojen aukkomitoituksesta kirjallisuuskatsauksen ja kyselytutkimuksen avulla. Työssä perehdytään Suomessa käytettävään varasiltakalustoon, jota käytetään yleensä väliaikaisena siltana varsinaisen sillan rakentamisen tai sen korjauksen aikana, tilapäisratkaisujen rakenteisiin sekä luonnossa tapahtuviin erikoistilanteisiin, kuten jääpatoihin sekä hyydetulviin. Työn keskivaiheilla avataan aukkomitoituksen periaatteet, ongelmat sekä yleisimmät mitoitusmenetelmät. Työn lopussa esitetään johtopäätökset ja suositukset tulevaa tutkimusta varten.

Työnaikaisen sillan aukkomitoituksen määrittelyyn vaikuttaa monia eri tekijöitä. Näitä ovat ympäristötekijät, rakenteelliset ratkaisut sekä ilmastonmuutoksen aiheuttamat ääriolosuhteet. Ympäristötekijät sisältävät vesistön luonteen, kuten alttiuden tulville, mutta myös suppojään esiintymisen. Rakenteelliset ratkaisut ja päätökset vaikuttavat rakentamisen aikana, esimerkiksi kuinka tukirakenteet ja siltaosat suunnataan kohti pysyvää siltaa. Ilmaston lämpeneminen aiheuttaa ääriolosuhteita, jotka johtavat muutoksiin rankkasateiden ja kuivien jaksojen esiintymiseen.

Sähköpostikysely työtä varten tehtiin lokakuussa 2022. Sähköposti lähetettiin yhteensä seitsemälle henkilölle, jotka työskentelevät työnaikaisten siltojen parissa, joko suunnittelijoina tai rakennuttajina. Monet vastanneista vastasivat kollegoiden kanssa yhdessä, jolloin vastauksia tuli lopulta yhdeksältä henkilöltä. Kyselyn avulla kartoitettiin työnaikaisen sillan suunnittelun ja rakentamisen ongelmakohdat sekä tarve mahdolliselle ohjeistukselle. Kyselyn tulosten analyysimenetelmänä toimi sisällönanalyysi.

Kyselyn perusteella valtaosa henkilöistä on tietoisia tärkeimmistä tekijöistä ja ongelmakohdista työnaikaisten siltojen suunnittelussa hydrologian ja hydraulisen puolen näkökulmista. Samalla selvisi, että työnaikaisen sillan aukkomitoitukseen ei ole Suomessa riittävää ohjeistusta tai opasta. Ohjeistuksen uupuessa lähtötietoja ja menetelmiä joudutaan arvaamaan ja soveltamaan, jolloin aukkomitoituksessa virheen mahdollisuus on suuri.

The aim of this work is to investigate the gap sizing of temporary bridges through a literature review and a questionnaire survey. The work examines the emergency bridge equipment used in Finland. Emergency bridges are usually used as temporary solutions during the construction or mending of the main permanent bridge. They are also used as temporary structures, and during some special natural phenomena, e.g., ice jams and slush floods. In the middle section of the work the principles, problems and most common sizing methods of gap sizing are explained. Conclusions and recommendations for future research are presented at the end of the work.

There is a plethora of factors that affect the gap sizing of bridges. These include environmental factors, structural decisions, and extreme weather conditions caused by climate change. Environmental factors include the nature of the body of water such as its susceptibility to flooding, and the occurrence of frazil ice. Structural decisions and solutions have an impact during construction, an example being how the supports and bridge span are directed to the permanent bridge. Global warming causes extreme weather conditions, which result in changes in the occurrence of heavy rain and droughts.

An e-mail questionnaire for the work was conducted in October 2022. The e-mail was sent to a total of seven people, who work with temporary bridges as either designers or contractors. Many of the respondents wrote their responses with their colleagues, which meant that in total nine people responded. The questionnaire was used to define the problem areas in the design and construction of temporary bridges, as well as the need for possible guidelines. Content analysis was used as the analysis method for the results of the questionnaire.

Based on the questionnaire, the majority of people are aware of the major factors and problem areas in designing temporary bridges, from the hydrologic and hydraulic perspectives. At the same time, it was found that the gap sizing of temporary bridges does not have adequate guidelines or instructions in Finland. In the absence of an overall guide, the initial information must be guessed, and methods adapted. This causes a major chance of error in gap sizing