Vinoköysisillan köysistön ankkurointi pyloniin

Abstract

Sillan suunnittelu on haastava, lukuisia detaljeja sisältävä kokonaisuus, ja tehtävä on sitä monimutkaisempi, mitä monimutkaisempi siltatyyppi on kyseessä. Erikoissiltojen kuten vinoköysisiltojen suunnittelussa on jo varhaisissa suunnitteluvaiheissa ottaa huomioon, miten kukin matkan varrella tehty valinta tulee vaikuttamaan muuhun suunnitteluun ja ratkaisuihin. Vinoköysisilta ei ole yleinen siltatyyppi Suomessa. Ja tästä syystä vinoköysisiltojen rakenteita ja suunnittelua on kuvattu tarkemmin tämän työn kirjallisuustutkimuksen yhteydessä.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on lisätä yrityksen tietoutta ja osaamista vinoköysisillan köysistön ankkurointiin pylonissa. Tietoutta hankittiin perehtymällä maailmalla käytettyihin ankkurointiratkaisuihin sekä ankkurointiratkaisujen suunnitelmiin. Ankkurointiratkaisuista tarkimmin perehdyttiin tapaustutkimuksen yhteydessä betonisen pylonin ja epäjatkuvan ankkurointilaatikon yhdistelmään. Epäjatkuvuus asetti haasteita määrittää kuormien jakautumista rakenneosien välillä sekä kuvata rakenteen toimintaa tarkasti FEM-ohjelmassa.

Tapaustutkimuksen yhteydessä opinnäytteen tekijälle muodostui hyvä kuva lähtötiedoista, jotka ohjasivat suunnittelua valittuun ratkaisuun. On kuitenkin selvää, että valittu ratkaisu ei ole teknillistaloudellisesti toimivin kaikissa tapauksissa. Tästä syystä jo esisuunnitteluvaiheessa on syytä syventyä eri rakenneosille asetettuihin vaatimuksiin ja vertailla niitä keskenään.

Bridge design is a complex task which includes various details. Complexity of design task increases on occasions where complex bridge type is chosen. When designing a special bridge like a cable-stayed bridge every design decision needs to be well thought to gain understanding which aspects will be affected based on decisions made. Cable-stayed bridge is rare bridge type in Finland; therefore, its structures and basics of design are represented on the literature study of this thesis.

Goal for this thesis is to increase knowledge and to gain skills to carry design of stay anchoring through. Literature study in addition with study of anchoring solutions and design solutions was carried out which gave good basis to understand what anchoring should look like. Further case-study was carried out for non-continuous steel anchor box embedded to concrete pylon. Challenges with non-continuous box were to define ration on which loadings are distributed and how to model the behaviour of the structure accurately.

Case-study gave good picture for the thesis maker to gain understanding what should be thought when choosing anchoring solution for a cable-stayed bridge. Still chosen option is not structurally or economically optimal solution for all cases, therefore it is important to understand requirements for each structure early during the design.