1

Kulosaaren metrosillan peruskorjauksen hankesuunnitelma

HEL 2016-002338 T 08 00 07

Päätösehdotus

Liikennelaitos -liikelaitoksen johtokunta päättää osaltaan hyväksyä Kulosaaren metrosillan peruskorjauksen hankesuunnitelman siten, että hankkeen arvonlisäveroton enimmäiskustannus on 6.115.000,00 euroa, maanrakennuskustannusindeksi (MAKU) = 109,10 (2010=100).

Johtokunta päättää lähettää hankesuunnitelman kaupunginhallitukselle, jotta se tekisi kaupunginvaltuustolle esityksen hankesuunnitelman hyväksymisestä.

Tausta ja hankkeen kuvaus

Kulosaaren metrosilta on Sörnäisten ja Kulosaaren välissä sijaitseva Vanhankaupunginselälle johtavan Kuorekarinsalmen ylittävä vesistösilta. Silta on valmistunut vuonna 1973. Silta on peruskorjattu vuosina 2003 - 2005, jolloin sillan keskitukea vahvennettiin sekä uusittiin kannan vesieristykset. Lisäksi kannen keskelle lisättiin seinämä, joka helpottaa jatkossa vesieristeen uusimista raide kerrallaan.

Sillan kokonaispituus on 411,5 m ja sillalla on kaksitoista aukkoa, joiden jännemitat ovat 20,00 + 30,00 + 34,00 + 35,00 + 34,00 + 30,75 + 35,75 + 40,00 + 42,00 + 40,00 + 40,00 + 30,00. Kannen hyödyllinen leveys on 8,5 m. Kannella on kaksi metroraidetta.

Sillan perustukset ovat paalutettuja, betonirakenteisia ja paikalla valettuja. Kotelorakenteinen jatkuva kansi on jälkijännitetty. Sillan rakenteeseen on käytetty saksalaista KA-jännemenetelmää, jossa teräksenä on Sigma Oval -punosjänne.

Jännetyypissä on todettu alttiutta vetykorroosiohaurasmurtumaan. Erityisesti jänteissä, joiden suojainjektointi on heikosti onnistunut, on todettu säröilyä. Ilmiö on todetusti aiheuttanut Jyväskylän kaupungin Kangasvuoren vesitornin murtumisen. Todennäköisesti Turun kaupungissa sijainneen Myllysillan sortumiseen vaikutti ainakin osaltaan saman jänneteräksen käyttö erityisesti vesipinnan alapuolelle kulkevissa jänteissä, joiden olosuhteet korroosiolle olivat otollisia. Turun saaristossa sijainnut Strömman silta ja Helsingissä Hakamäen tiellä sijainnut Metsämäen ylikulkusilta, joissa molemmissa oli käytetty KA-jännemenetelmää, on kunto- ja kantavuusselvityksen sekä riskitarkastelun jälkeen purettu ja rakennetaan uudestaan.

Sillalle tehdyt tutkimukset

Sillalle on tehty erikoistarkastus, jossa on tutkittu jänteiden kuntoa ainetta rikkomattomilla menetelmillä. Tutkimuksilla on selvitetty injektointien onnistumista suojaputkissa.

Yleisesti on todettu, että huono injektointi mm. puretuissa silloissa on korreloinut jänteen kuntoon siten, että niiden kohdilla on havaittu jänneteräksen korroosion edenneen ja aiheuttaneen teräksen säröilyä. Nyt tehtyjen tutkimusten perusteella ei havaittu alueita, joissa injektoinnissa näkyisi selkeitä heikkoja kohtia. Tutkimuksen tuloksista ei voi päätellä varmasti jänteiden kuntoa avaamatta rakenteita. Avaaminen ei ole mahdollista vaurioittamatta rakenteita. Tästä johtuen rakenteille on tehty kantavuus- ja riskitarkastelut tilanteen vaurioitumisen mahdollisuuden arvioimiseksi.

Tarkastelujen perusteella sillalle on laadittu vahventamissuunnitelma, jolla varmistetaan sillan turvallisuus myös vakavan jännevaurion tilanteessa.

Tehtyjen tarkastelujen perusteella sillalle on myös asennettu väliaikainen monitorointijärjestelmä, jolla seurataan sillan taipumia eri aukoissa. Taipumille on annettu kriittiset arvot, joiden ylittyessä arvioidaan metroliikenteen turvallisuus ja erikseen tarvittavat toimenpiteet.

Kantavuustarkastelun perusteella sillan kantavuutta on suunniteltu parannettavaksi siten, että rakentamisen aikainen suunnittelussa käytetty 13 tonnin akselimassa on korotettu 15 tonniin. Vahventaminen pienentää jänneterästen jännityksiä ja siten pidentää sillan turvallista käyttöikää. Lisäkantavuus helpottaa tulevaisuudessa myös liikenne- ja huoltokaluston hankintaoja.

Sillalle tehty kantavuustarkastelu

Sillalle on suoritettu kantavuustarkastelu noudattaen soveltuvin osin Liikenneviraston kantavuuslaskentaohjetta sekä Metron kuormitusohjeita. Laskelmat on laadittu LUSAS-ohjelmalla ja lähtötiedot on otettu käytössä olleista alkuperäisistä suunnitelmista.

Kantavuudet on laskettu sekä nykyisin käytössä olevalle akselimassalle että korotetulle 15 tonnin akselimassalle. Kantavuustarkastelu 14 tonnin akselimassalle osoitti, että käyttöasteet sillan aukoissa vaihtelivat 92,6 % ja 65,1 % sekä tuilla 77,2 % ja 64,2 % välillä. Selvityksen perusteella voidaan todeta, että tukialueen jänneteräksistä voi 22,8 - 35,8 % hävitä esimerkiksi jänneteräksen säröilyn johdosta sillan kantokyvyn säilyessä. Kun huomioidaan, että kentän kapasiteetit ovat rasituksia suurempia, voidaan tehtyjen laskelmien perusteella yleisesti todeta, että tukialueiden jänneterästen kapasiteeteista voi 35 % vaurioitua menettäen lujuutensa ennen kuin sillan kantavuus saavutetaan.

Kantavuustarkastelu 15 tonnin akselimassalle osoitti, että lasketut käyttöasteet sillan aukoissa vaihtelivat 114,1 % ja 75,8 % sekä tuilla 107,9 % ja 88,4 % välillä. Selvityksen perusteella voidaan todeta, että akselipainoja ei voida korottaa vahventamatta siltakantta.

Suunniteltu vahventaminen

Keskustan puoleisissa kuudessa aukossa on vahventaminen suunniteltu tehtäväksi kannen molemmin puolin asennettavilla teräspalkeilla, joista alkuperäisen kannen pohja on tuettu poikkipalkeilla, joiden keskeltä keskelle etäisyys on noin 4-5 metriä. Palkit on tuettu alkuperäisiltä tuilta tai niiden yhteyteen rakennettavilta uusilta tuilta.

Sillan Kulosaaren puoleisissa kuudessa aukossa vahventaminen on suunniteltu kannen sivuille rakennettavilta ristikoilta. Muuten rakenne on toisessa päässä toteutetun kaltainen.

Palkit ja ristikot rakennetaan ylöspäin kaareviksi niin, että tunkattaessa rakenteen päätä ylöspäin kanteen mobilisoituu nostava voima 25 kN/m molemmin puolin kantta. Vahventaminen mahdollistaa jänteiden vaurioituessa kuorman siirtymisen alkuperäiseltä kannelta vahvistuspalkeille ja –pilareille.

Vahventamisen rakenteet on suunniteltu siten, että ne kantavat onnettomuustilanteessa koko kansirakenteen, radan sekä kahden junan painon. Silta varustetaan myös pysyvällä monitorointijärjestelmällä, jolla seurataan teräsjännityksiä vahvistusrakenteissa. Järjestelmän avulla sillan toimintaa voidaan seurata jatkuvasti ja mahdolliset jänteissä ilmenevät vauriot voidaan havaita heti niiden ilmetessä.

Kustannukset

Vahventamistyöstä on laadittu kustannusarvio, jonka kustannukset on arvioitu SILAVA-järjestelmän ja Fore-ohjelman avulla. Yksittäisiä yksikkökustannuksia on tarkennettu vielä kokemusten perusteella.

Kustannusarvion yhteenveto:

        Rakennusosat     3.515.094 €     (57.4 %)

        Työmaatehtävät     738.170 €     (12,1 %)

        Tilaajatehtävät        639.053 €     (10,5 %)

        Hankevaraukset  1.222.683 €     (20,0 %)

        Hanke yhteensä  6.115.000 €     (100,0 %)

Rahoitussuunnitelma

Hankkeeseen on varauduttu HKL:n johtokunnan elokuussa 2015 hyväksymässä talousarvio- ja taloussuunnitelmassa 2016 - 2025 yhteensä 8,0 milj. eurolla siten että vuoden 2016 osuus on 3,0 milj. euroa ja vuoden 2017 osuus 5,0 milj. euroa. HKL:n vuoden 2016 tulosbudjetissa hankkeeseen on varattu 3,0 milj. euroa.

Hanke rahoitetaan lainarahoituksella.

Vaikutukset käyttötalouteen ja henkilöstöön

6,115 milj. euron (alv 0 %) infrainvestointi aiheuttaa 30 vuoden poistoajalla tasapoistoina 0,205 milj. euron vuotuisen lisäyksen poistokustannuksiin.

Vakuusrahastomaksu on 0,1 % pääoma-arvosta eli koko investoinnin käyttöajalta 0,09 milj. euroa. 

HSL:n perussopimuksen perusteella HKL voi laskuttaa 50 % investoinnin poistoista HSL:ltä. Loppuosa poistoista eli noin 0,103 milj. euroa/vuosi jää kaupungin maksettavaksi. Käytännössä kaupunki maksaa ko. summan infratukena HKL:lle.

HSL:n perussopimuksen perusteella HKL voi laskuttaa 50 % hankkeen laskennallisista korkomenoista (laskentakorko 5 %) HSL:ltä. HKL palauttaa tämän ns. infran korkotulon kaupungille. Infran korkotulo on yhteensä noin 2,3 milj. euroa.

Vastaavasti kaupunki maksaa infratukena HKL:lle investoinnin rahoittamisesta aiheutuvat todelliset korkokulut. Todelliset korkokulut ovat yhteensä noin 3,3 milj. euroa (korkokanta 4 % ja laina-aika 25 vuotta).

Hankkeen toteutus ei edellytä lisähenkilöiden palkkaamista.

Esittelijä

yksikön johtaja

Artturi Lähdetie

Lisätiedot

Juha Saarikoski, hankepäällikkö, puhelin: 310 35288

juha.saarikoski(a)hel.fi

Liitteet

Muutoksenhaku

Otteet

.