Tukholmassa sijaitseva uusi hulevesitunneli, joka tunnetaan nimellä Uusi Östbergan tunneli, vaati monimutkaisia geoteknisiä ratkaisuja Saltsjöniin johtavassa tunnelissa. Veidekke Grundläggning , geotekninen urakoitsija ja Veidekke Swedenin sisaryritys, valitsi suunnittelun avuksi FEM-Designin robustin ja materiaalitehokkaan merenpinnan alapuolelle tulevan tukirakenteen suunnitteluun. Ohjelmiston tehokkaat 3D-mallinnusominaisuudet ja intuitiiviset suunnittelutyökalut auttoivat tiimiä optimoimaan teräksen käyttöä, parantamaan suunnittelun laatua ja pienentämään projektin ympäristöjalanjälkeä.
Projektin yleiskatsaus:
Uusi Östbergan tunneli tilattiin erottamaan hulevesi jätevesijärjestelmistä ja vähentämään käsittelemättömien päästöjen pääsyä Saltsjöniin rankkasateiden aikana. Hankkeen keskeinen osa oli 17 × 10 metrin U-muotoisen tukirakenteen rakentaminen, joka ulottui maalta veteen. Rakenteen piti kestää korkeita hydrostaattisia paineita ja maanpaineita samalla, kun sen piti mahdollistaa turvallinen kaivaminen 10 metriä merenpinnan alapuolelle putkien asentamista varten merenpohjaan.
Veidekke Grunläggning yrityksen geosuunittelijat Anders Palmen ja Victor Granlund Hedén vastasivat suunnittelusta. Heidän tehtävänään oli toimittaa tunnelin ulostulolle kestävä ja kestävä suunnitteluratkaisu, joka varmistaisi samalla kustannustehokkuuden ja eurokoodin noudattamisen.
”FEM-Design mahdollisti meille perinteisten geoteknisten työkalujen ulkopuolelle siirtymisen ja rakennesuunnitteluun keskittyvämmän lähestymistavan käytön. Se tarjosi sekä tarkkuutta että tehokkuutta”, sanoi Veidekken Grundläggning yrityksen geosuunnittelija Anders Palmen.
Tekniset haasteet:
Projektissa oli useita teknisiä ja suunnitteluun liittyviä haasteita:
- Vedenalainen rakentaminen: Tukiseinän on kestettävä huomattava vedenpaine maaperän ja onnettomuuskuormien lisäksi.
- Kallioliitoksen tarkkuus: Tarkat reunaehdot olivat ratkaisevan tärkeitä teräsrakenteen integroimiseksi ympäröivään kallioon.
- Epätavallinen geometria: Tukirakenteen ainutlaatuinen U-muoto vaatii työkalun, joka pystyy mallintamaan ja analysoimaan 3D-vaikutuksia tehokkaasti./li>
- Oppimiskäyrä: Tiimin haasteena oli uuden laskentatyökalun käyttöönotto, joka meni perinteisiä 2D-geoteknisiä analyysimenetelmiä pidemmälle.
Miksi Veidekke Grundläggning valitsi FEM-Designin tukimuurien suunnitteluun:
FEM-Design valittiin, koska se pystyy mallintamaan ja analysoimaan monimutkaisia 3D-geometrioita minimaalisella vaivalla. Ohjelmiston käyttäjäystävällinen käyttöliittymä ja integroidut teräslaskentatyökalut mahdollistivat tukiseinän tehokkaan analysoinnin ja optimoinnin.
Keskeisiä valintakriteerejä olivat:
- Monimutkaisen geometrian 3D-mallinnus
- Rakenteiden mitoitus ja analyysi yhdessä ohjelmassa
- Helppo osiokohtainen tulosten tulkinta
- Eurokoodien noudattaminen
”Valitsimme FEM-Designin, koska se yhdistää 3D-mallinnuksen ja teräslaskelmat yhdelle alustalle. Pelkästään se säästi meiltä paljon aikaa”, sanoi Anders Palmen.
Kuva 1: Seinäelementtien taipuma FEM-Designissä
FEM-Designin vaikutus työnkulkuun:
Veidekke Grundläggning integroi FEM-Designin suoraan suunnitteluprosessiinsa korvaten perinteiset FEM-työkalut ja manuaaliset terästarkistukset. Vaihdosta oli useita etuja:
- Tehokkuuden parannukset:
- Kun mallinnus ja raudoitussuunnittelu tehtiin samassa työkalussa, säästettiin aikaa ilman erillisiä FEM-analyysi ja teräsosien mitoitusohjelmia.
- Parempi materiaalien käyttö:
- Tiimi optimoi teräksen käyttöä ja vähensi hitsaustarvetta tarkkojen 3D-tulosten ja kuormitusreittien visualisoinnin ansiosta, mikä johti alhaisempiin kustannuksiin ja ympäristövaikutusten pienenemiseen.
- Tarkempi:
- Simuloimalla todellisia reunaehtoja 3D:ssä FEM-Design auttoi tiimiä välttämään liian konservatiivisia oletuksia ja saavuttamaan vankemman suunnittelun.
- Lyhyt oppimiskäyrä:
- Vaikka ohjelmisto on uusi, intuitiivinen käyttöliittymä mahdollisti nopean oppimiskäyrän geotekniikan taustan omaaville insinööreille.
”FEM-Design toi siltasuunnittelijan työkalupakin tarkkuuden geotekniseen suunnitteluun. Se antoi meille paremman hallinnan ja varmuuden tuloksiimme”, Anders lisäsi.
Kuva 2: Kuorielementit ja reunaehdot FEM-Designissä
Veidekke Grundläggning on jo käyttänyt FEM-Designiä useissa muissa projekteissa ja aikoo jatkaa niin. Sen monipuolisuus ja aikaa säästävät ominaisuudet tekevät siitä luotettavan työkalun tulevaisuuden geoteknisiin haasteisiin, erityisesti silloin, kun optimoinnilla ja ympäristövaikutuksilla on merkitystä.
Asiakaspalautteita FEM-Designin käytöstä tukimuurien suunnittelussa:
”FEM-Designin käyttö säästi sekä suunnitteluaikaa että teräsmäärää. Tämä paransi projektin taloudellisuutta ja pienensi ympäristöjalanjälkeä. Se on loistava työkalu erityisesti työskenneltäessä suhteellisen yksinkertaisen maanpaineen kanssa, joka voidaan muuntaa kolmionmuotoisiksi kuormiksi. Geotekniikan insinööreille, jotka ovat halukkaita oppimaan jotain uutta, FEM-Design tarjoaa tehokkaita mahdollisuuksia”, Anders Palmen, geotekniikkainsinööri, Veidekke Grundläggning .
Asiakkaan tiedot:
Veidekke Grundläggning on geotekninen suunnitteluyritys ja osa Veidekke -konsernia, joka on yksi Norjan suurimmista urakoitsijoista. Veidekke on perustettu vuonna 1936, ja se toimii asunto-, liike-, teollisuus- ja infrastruktuurisektoreilla Pohjoismaissa. Veidekke Grundläggning keskittyy georakenteiden, kuten tukimuurien, paaluperustuste ja tilapäisten tukirakenteiden suunnitteluun rakennusvaiheen aikana.
