Vanhan sillan reunaulokkeella sijaitsevan kevyen liikenteen väylän kantavuus

Tässä opinnäytetyössä tarkasteltiin 29 teräsbetonisillan reunaulokkeella olevan kevyen liikenteen väylän kantavuutta. Reunauloke on poikkisuunnassa tarkasteltuna sillan pääkannattajan ulkopuolella oleva ulokelaatta. Tarkastelun kohteena olivat sellaiset ajoneuvo-liikenteen sillat, joissa reunaulokkeella oleva kevyen liikenteen väylä on erotettu ajoradasta korokkeella. Sillat ovat valmistuneet vuosina 1957–1975. Opinnäytetyö tehtiin WSP Finlandin toimeksiannosta. Työn tilaajana oli Helsingin kaupungin rakennusvirasto. Kantavuuksia tarkasteltiin ensinnäkin vertaamalla suunnittelun aikaisten kuormitusnormien mukaisia kuormia eli oletettuja suunnittelukuormia nykykaluston aiheuttamiin kuormiin. Toiseksi tarkistettiin reunaulokkeiden todellinen kantavuus käyttämällä piirustusten mukaisia mittoja sekä materiaali- ja raudoitetietoja. Kantavuus tarkistettiin myös suunnittelukuormille, jolloin saatiin tietää, ovatko aineiston reunaulokkeet alun perin suunniteltu silloisten kuormitusmääräysten mukaisesti. Kantavuuslaskenta tehtiin murtorajatilassa taivutusmomentille, leikkaukselle ja lävistykselle. Käyttörajatilassa tarkistettiin betonin ja terästen jännitykset sekä halkeamaleveys. Kaikki tarkastelut tehtiin sillan poikkisuunnassa. Lopputuloksena laadittiin siltakohtainen lista kantavuuksista huoltokalustoon kuuluville ajoneuvoille. Sallittu halkeamaleveys ylittyi kahden sillan kohdalla, kun tarkasteltiin 12 tonnin huoltoajoneuvon aiheuttamaa halkeamaleveyttä. Reunaulokkeiden leikkaus- ja lävistyskestävyys oli riittävä kaikissa 29 kohteessa. Reunaulokkeiden taivutusmomenttikestävyys 12 tonnin huoltoajoneuvolle ylittyi seitsemässä kohteessa ja 16 tonnin huoltoajoneuvolle kymmenessä kohteessa. Lisäksi nykyiseen huoltokalustoon kuuluu tätä painavampia ajoneuvoja, joiden käytölle tultaneen kyseisissä kestävyydeltään riittämättömissä kohteissa asettamaan rajoitus. Kohteet oli suunniteltu kolmen eri suunnittelunormin mukaan. Työn tuloksena havaittiin, että suunnittelunormista ei voida päätellä, mille kuormille kyseisen aikakauden siltojen kevyen liikenteen väylät on suunniteltu, sillä hajonta käyttöasteessa normin mukaisille kuormille oli huomattavaa.The aim of this thesis was to examine load-carrying capacity of pedestrian walkways that are located on a bridge deck, on the side of a driveway. The focus was on sidewalks that are situated on a cantilever slab. Cantilever slab is the part of a bridge deck that is outside the beam that carries the main loads of a bridge. The thesis was made for WSP Finland and was ordered by Public Works Department, City of Helsinki. The material of this study consisted of 29 bridges that are built between years 1957-1975 and are located in Helsinki. The first aim of the thesis was to find out for which load cases the pedestrian walkways were originally designed for. This task was carried out by studying the old load regulations. The original design loads were then compared with the loads that the maintenance equipment used a present causes on the sidewalks. Secondly the actual capacity of the slabs was examined by using the measures and amount of reinforcement steel in the structure according to the original drawings. The load-carrying capacity was checked for the current maintenance equipment and vehicle load patterns that are defined in present regulations. The carrying capacities in ultimate limit state were checked for bending moment, shear force and punching. In service limit state the crack width and stresses of concrete and steel were checked. The capacity of cantilever slabs was examined in cross direction only. The results showed that in seven cases the carrying strength of a slab was not adequate for a maintenance vehicle weighing 12 tons. Strength against a 16 ton maintenance vehicle was exceeded in ten cases. The current maintenance equipment includes also vehicles heavier than 16 tons. Use of the vehicles that surpass the carrying capacity should presumably be limited. The bridges included in study material had been designed using three different standards. It was found out that reliable conclusions of the actual load carrying capacity of a sidewalk cannot be drawn based solely on the standard used in the design of a bridge. The actual carrying capacity of sidewalks on bridges this age has to be examined using the actual features of the structure instead