1

Notat: Jernbanerelaterte forhold knyttet til IC-gjennom Hamar ihht. oppdragsbeskrivelse Status pr. 16. september 2016 Dette er en sammenstilling av svar på noen av de jernbanerelaterte forhold som Hamar kommune har behov for å klarlegge i forbindelse med den pågående planprosess og utlegging av de forelagte alternativer fra Jernbaneverket til høring. Det blir i dette notatet i tillegg tatt inn en del løsninger og eksempler fra andre steder hvor tilsvarende problemstillinger har vært fremtredende. Dette gjelder spesielt jernbanetekniske løsninger som kan påvirke høyder på nødvendig flom-sikring, samt det å se på muligheter for å gå i kulvert/tunnel hvor det er liten overbygning/dårlige grunnforhold. For å gjøre dette notat mest mulig lettlest - er det lagt vekt på illustrasjoner. Eksemplene er hentet fra diverse jernbanefaglige tidsskrifter. På grunn av den korte frister ber man om unnskyldning for at man ikke har henvisninger til kildeopplysninger. En justert utgave av K1 er også omtalt.

En kort ordliste. Ikke alle er nødvendigvis kjent med jernbanens indre liv når det gjelder begreper. Her er noen av dem. I Europa opereres det med ca 14.000 jernbanebegreper.. Drivmaskin Innretnining for å legge om en sporveksel, slik at toget ledes inn på et annet spor. Drives elektrisk, er fjernstyrt og er koblet til sikringssystemet.

Kassedrivmaskin Som foregående, men drivanordningen er integrert i en spesialsville.

Kryss. Del av veksel hvor to skinner krysser hverandre på en slik måte at det ikke fører til avsporing. Bemerk ledeskinnene på de to naboskinnene. De sikrer mot avsporing. Den del av sporet som genererer mest støy.

2

Bevegelig kryss Som foregående, men krysset beveger seg – amerikansk jernbaneslang «Swing nose frog». Denne type har ingen ledeskinner. Ingen spesiell støy utover det som oppstår i «vanlig» spor.

Overbygning - tradisjonell. Består vanligvis av skinner, som er festet til sviller, som igjen ligger i pukk. Under der har vi «underbygning», som i dag oftest består av sprengstein og andre telehivsikre masser. Underbygningen på de gamle banene rundt bl. a. Hamar består av «jord og sten». Eller myr (nord for Sørli). Figuren viser JBV’s forslag til normalprofil med tradisjonell overbygning for IC-prosjektet.

Overbygning – fast kjørebane. I utlandet har det siden 60-tallet i økende grad vært benyttet såkalt fast kjørebane. Da er sporene innstøpt en gang for alle. Sporet er tilnærmet vedlikeholdsfritt. Fordelen flommessig er at fra 20-30 cm under skinnetopp så er alt betong. Skinnetopp kan dermed legges nærmere den nominelle flomtoppen. Figuren viser et slikt spor under bygging. Armeringen som er synlig skal støpes ned. Denne typen spor finnes i etter hvert mange varianter.

Overgangskurve. Del av sporet mellom en kurve og rett spor. Krumningen økes gradvis fra rettsporet og mot kurven. Ved kurven har overgangskurven samme radius som kurve. Det finnes flere typer. På veg benyttes klotoider. På jernbane benyttes klotoider, (3. grads og 4. grads parabler (historiske)), sinus og kosinuskurver (høyhastighet og magnetbaner).

Flom og høyder. Dagens spor ligger rundt 126.32 eller høyere (spor 5, gjennomkjørspor, skinnetopp). 200 års flom ligger på 126.60 (+ 0,5m sikkerhetsmargin + 0,5m bølgesikring). JBV har foreslått 128 m (skinnetopp). Kommunen ønsker konsekvensene av å legge den på 127 moh. E6 (ikke avklart) (også en viktig infrastruktur) legges på 126.60? (Har tatt kontakt med E6-prosjektet, de skulle sjekke og ringe tilbake)

3

Kommentarer 1 Flomhøyder/høydereferanser. Høydereferansene i Norge har blitt beregnet regelmessig på nytt etter at man ble klar over landhevningen. Det ble foretatt en justering i 1954 på 21.2 cm og en ny en nå i år 2000 (varierende, men rundt ca 17-20 cm på Hamar). Høydene er betegnet NN54 og NN2000 etter året de ble beregnet. Alle høyder oppgitt er regnet om til NN2000. Sammenheng mellom NN54 og NN2000 på Hamar er NN2000 = NN54 + 0.17 [m]. 2 Flomstatistikken baserer seg på «normale» flommer. I dag har vi bedre mulighet til å forutsi flommer og ta forholdsregler (som ekstraordinær nedtapping før flommen kommer). Dette kan utgjøre rundt en meter redusert max-nivå på flommen (som det ble gjort ved 1995-flommen). Noe som reduserer en 200 års flom til en ca 60 års flom eller ca en halv meter under dagens spornivå. (NVE – bør kommentere dette både mht. klimaendringer og TEK 10 krav som ikke vil bli gjort gjeldende i forhold til JBV som aktør). 3 Skinnetopp er ikke nødvendigvis referanse for flomhøyde. Legges sporet i tradisjonell overbygning så må vi ta hensyn til at vannet kan renne gjennom pukk og eventuelle steinmasser under denne. Andre typer overbygning tillater andre flomhøyder i forhold til sporet. 4 Konsekvenser av en flom. Hvis sporet ligger flatt over terreng, så kan sporet oversvømmes uten andre konsekvenser enn at det kanskje må stenges en uke eller to hvert 200 år eller så. Hvis sporet etter hvert dukker ned i en kulvert, så vil denne ved et visst flomnivå renne full. Og det vil ha vesentlig større konsekvenser. Jfr. undergrunnen i New York som rant full under stormen for noen år siden. En storflom i Mjøsa vil ha tilsvarende konsekvenser. I New York må en av tunnelene stenges 18 måneder for rehabilitering og reparasjoner på grunn av alvorlige skader på spor, vekseler, strømkabler, signalkabler, kommunikasjonskabler, belysning og kabelkanaler. Veggelementene i hele det oversvømte avsnittet må skiftes for å opprettholde den strukturelle styrken (Railway Track & Structures, 08.2016, side 14). Ved bruk av kulvertløsning vil det derfor være naturlig å vurdere et noe høyere sikringsnivå. Hva må høydemessig følge spornivået. Type drivmaskiner påvirker hvor utsatt man er for flom Bruk av «gammeldagse drivmaskiner som står på langsviller ved siden av sporet. Disse ligger noe høyere enn drivmaskiner integrert i spesialsviller

4

Figur 1: Drivmaskin på langviller ved siden av sporet

Figur 2: Drivemaskiner integrert i sville («kassedrivmaskiner»). Prinsipp.

Figur 3: Kassedrivmaskiner, integrerte komponenter

Det finnes også kasse-drivmaskiner som er trykktett utført (som også ligger i en spesialsville). Disse bør ikke påvirkes av flom. De er bl.a. benyttet på den nye Peking-Lhasa-banen (600 stk)

5

Tradisjonelt spor med sviller og pukk kan erstattes med forskjellige former for faststøping av sporet – såkalt fast kjørebane. Noen av disse sporarrangementene er tette mot vanngjennomtrening fra underkant av skinnegangen. Dette tiltaket vil gi ca. 0,5m ekstra rom for flom.

Figur 4: Fast kjørebane system Rheda

Figur 5: Montasje fast kjørebane, system Rheda

6

Bruspenn . K1.2b. mulig forlengelse Forlengelse nordover. Ansees som uproblematisk. Forlengelse sydover – medfører at man kommer inn i vekselområdet i nordenden av stasjonen. Jfr figurer. En slik forlengelse av vekslene ut på brua- vil normalt kreve pukkbed i brua. Slike løsninger er gjennomført i Norge. (Drammen)

Figur 6: Eksempel på veksler i kurve med samtidig nedsenkning av sporet

JBV har allerede trukket vekslene nordover så langt de kan ved å redusere radien over bukta til 650 m. tidligere i prosessen var den på 1200-1500 m. JBV har i sin plan lagt alle vekslene i rettspor. Det bør i denne sammenheng være mulig å benytte kurveveksler med bevegelig kryss (se også senere min omtale av støy). Her er det forøvrig lagt inn noen kommentarer - med utgangspunkt i svensk regelverk. Norsk regelverk tillater veksler i vertikalkurve ned til 10000 meter. Norsk regelverk tillater ikke vertikalkurve som sammenfaller med overgangskurve. Veksler tillates heller ikke i overgangskurver. Det kreves videre en avstand mellom hvor veksel legges i forhold til overgangskurver.

7

En slik løsning vil gi en stiv og unødig kostbar løsning der det blir svært mange hensyn å ta (eks. Sandvika). Slike løsninger bør kommunen be om at forenkles i det materialet JBV har forelagt mht. til løsninger på Hamar. Begrunnelsen var - i sin tid- at disse bestemmelsene ville bidra til å unngå å miste oversikten over den endelige rom-geometrien. (Dette ville i ugunstige situasjoner - kunne gi avsporing av lange stive 2-akslede godsvogner). I dag med digitale hjelpemidler er dette ikke lengere noe problem. En annen og tidligere begrunnelse var også at man tidligere ikke hadde mannskaper som kunne legge veksler med en så kompleks geometri. Selv om slik geometri kan påvises på «gammel» geometri (Grorud st, Halden st). Med dagens teknologi og utstyr bygges og vedlikeholdes denne sportypen med vilkårlig vekselgeometri av egne velselpakkmaskiner Banverket tillater sammenfall mellom overgangskurve og vertikalkurve. Dog med krav om at rampestigningen minst må være dobbelt så stor som vanlig (800 i stedet for 400). Jfr. utsnitt fra Banverkets regelverk. Noen klipp:

Figur 7: Fra BVH 586.40 (1996), pkt 7.1.2 Vertikalradiens minimivärde

Figur 8: Fra BVH 586.40 (1996), pkt 7.3 Vertikalkurva i rälsföhöjningsramp

Figur 9: Fra BVH 586.40 (1996), pkt 7.1.1 Vertikalradiens riktvärde

8

Kommentarer til stasjonsplanen – hovedsakelig K1-variantene. Det er mulig å flytte vekslene ytterligere sydover, men da kreves en annen og enklere stasjonsplan. De har valgt en kompleks og uvanlig form på sporforbindelsene. Den største utfordringen deres synes å være forbikjøring/kryssing med godstog. Som de plasserer midt i byen. Mitt forslag vil være å flytte den type anlegg ut av byer. Funksjonen endres ikke ved det. Det bør også være mulig å se på behovet for forbikjøringsspor for godstog. Etter oppgitt trafikk lagt til grunn utnyttes bare mellom ½ og 1/3 av banens kapasitet.

Figur 10: K1-2b - vekselgruppe nord

9

Figur 11: Vekselgruppe syd K1 - 2b

10

Figur 12: Vekselgruppe syd. Bedre detaljer

11

Mulig å senke stasjonsområdet ytterligere slik at sporet dukker under bukta tidligere Meget marginale muligheter. En mulighet er å forenkle sporarrangementet i nordenden av stasjonen. I tillegg kan man se på utenlandske regler for plassering av sporveksler. Her er benyttet Banverkets bestemmelser (BVH 586.40 «Spårgeometrihandboken». Dette innebærer at veksler kan plasseres i vertikalkurver ned til Rv=5000 (JBV 10000), veksler kan plasseres i overgangskurver forutsatt rampetall >800 (normalt er 400), og veksler kan plasseres i overgangskurve sammenfallende med vertikalkurve. Ingenting av dette er ønskelig og man vil normalt søke å unngå slike kombinasjoner. Men hvor man vil unngå såkalte kostnadssprang eller andre ulemper, så kan man benyttes dem. Vi har ikke tro på at en kommer så dypt, men mener likevel at en senkning på bare en meter eller to ville kunne ha effekt mht. visuell barriere, og at dette kunne vært greit å få avklart) JBV’s beregninger tilsier at kulverttaket er i terrenghøyde ca ved Skibladnerbrygga. Å flytte forbikjøringssporet til et annet sted enn fra stasjonsområdet vil med stor sannsynlighet bidra til å forkorte selve stasjonsområdet inkludert tilhørende sporveksler og gjøre at man enten kan starte nedstigning i kulvert noe tidligere (forskyve stasjon mot sør) eller senke hele stasjonsområdet noe. Dette bør vurderes.

12

K1, K2, K3. Muligheter for å spare bebyggelse. Generelt Justere horisontalgeometrien. Følge dagens trase mest mulig (K1). Lage en egen «byprofil» for bruk der det er vanskelig å komme fram med vanlige profiler. Dette kan være bruk av vertikale avgrensninger på sidene av sporet i stedet for skråninger. Jfr et antall etterfølgende eksempler

Figur 13: Basis-løsning. Standardelementer. Vist overgang mot terreng.

13

Figur 14: spesielle strukturer i veggen

14

Figur 15: Kombinasjon med vegetasjon. Uten spesielle strukturer i elementene.

15

Figur 16: Eksempel på bruk mot vannspeil. Med spesielle strukturer i veggen

Figur 17: Den hemmelige løsningen. Støttemuren kan bygges uten konstruksjoner utenfor veggens ytterkant. Muren låses til et skjult gittersystem inne i fyllingen. Det sparer inngrep i naboeiendommer. Det reduserer dermed ulempene for naboene. Og kostnadene for utbygger reduseres.

16

Figur 18: Detaljer fra bygging

17

K1 muligheter for å spare bebyggelse i område med lukket kulvert Dette alternativ vil gi betydelige muligheter for å spare bebyggelsen i dette området. Trasé legges tilbake til dagens sporføring, og dukker ned nær ved Maxi kjøpesenter. En slik trasé vil redusere antall berørte bygg - ned til noen til få enheter. - Jfr. vedlagte skisser til mulig løsning. «Förbilledliga kommunen Hamar» planla allerede på 1920-tallet og avsatte nødvendig areal for dobbeltspor nordover.

Figur 19: Utsnitt fra Hamar byplan fra 1920-tallet (Hamar Rådhus, planavdelingen)

Dette kan være grunnen til at det på hele strekningen mellom Skappels gate og helt opp til Maxi kjøpesenter - med få unntak - er tilstrekkelig areal til dobbeltspor innenfor dagens korridor/jernbaneareal. K2 – muligheter for å spare bebyggelse Få muligheter Rørosbanen må dreies ca 45 grader ekstra og da låses man mye av geometrien. Jernbaneverket har strukket seg langt for å få til en god tilpasning. Det JBV viser - er bedre enn hva undertegnede for et drøyt år siden forsøkte gjennom tilsvarende analyse. JBV har dessuten måtte finne en løsning for å berge CC og/eller rådhuset (forskyvning av Rørosbanesporene mot syd. Det gir ekstra vekselforbindelser som tar plass.

18

K2 – muligheter for fundamentering for mulig lokk – konsekvenser Dette er også mulig - jeg har laget et snitt for 5 spor. Bredden øker imidlertid pga. behovet for bæreveggene, som i stor grad må plasseres mellom sporene. Dette vil gi en breddeutvidelse på ca 9 meter – sett i forhold til et tverrsnitt - uten bæring for lokk. Ytterligere bæring kan plasseres midt på plattformene, men dette bør unngås (jfr. plattformene på Gardermoen st).

Figur 20: 5-løps stasjon i undergrunn vist med slissevegger mellom sporene, med konstruksjoner for bygging, med oppdriftssikring. Stasjonen følger dagens JBV-krav og antatt kommende EU-krav.

Figur 21: figuren er vist med nødvendige konstruksjoner i byggetiden

19

Utvendig ferdig bredde på konstruksjonen er beregnet til 53.5 meter. Fjernes muligheten for plattform til Rørosbanen, blir bredden 1 meter smalere – 52.5 meter. Uten bærekonstruksjoner blir bredden dermed 43.9 meter. Dette samsvarer godt med hva Jernbaneverket har regnet seg fram til, som jeg har fått oppgitt til ca 44.5 meter. NB !!! Disse tallene tar ikke hensyn til nødvendig bredde i byggeperioden.

20

Støydempende tiltak Disse kan deles i to grupper: 1 Unngå at støy oppstår. støydemping på hjulene avfjæring mellom skinner og sviller - enkel og dobbel avfjæring dempningsmatter under svillene dempningsmatter under pukken Bevegelig kryss på vekslene sikringssystem som ikke krever isolerte skjøter Noen eksempler:

Figur 22: Bevegelig kryss

21

Figur 23: dobbel vekselforbindelse med faste kryss. JBV har foreslått et antall slike.

2 Støyskjerming Skjermer tett inntil sporet. Det er mulig å lage en skjerm som er 1.7 meter fra spormidt og inntil 76 cm høy. På grunn av nærhet til sporet demper denne vesentlig bedre enn en tradisjonell skjerm. Denne typen skjerm er benyttet fra Oslo S og oppover mot Bryn st (i «Brynsbakken»). Tradisjonelle skjermer – men knekt inn til togprofilet noen meter oppe (benyttes i Sveits). Tradisjonelle skjermer.

Byutvikling. Noe av byutviklingen er planlagt å skje på «Mjøs-siden» av sporet. Dette vil kreve tverrforbindelser fortrinnsvis over sporet. Om disse kryssningspunktene kommer for høyt, vil dette redusere mulighetene for byutvikling - siden større arealer bindes opp i ramper. – Det bør i denne sammenheng også belyses om underganger kan være et alternativ. Sannsynligheten av at større deler av eksisterende infrastruktur må bygges om vil også øke dersom slike løsninger velges. Vurderinger viser at utvikling kan skje ved sporhøyder inntil 127 meter. Økes sporhøyden noe særlig over dette, så blir realiseringen av flere prosjekter usikre

22

Antall spor i de forskjellige løsningene. Jernbanefunksjonene (spor mm) som har et annet behov enn til personbefordring- bør ikke etableres inne i en by – etableres på egnede arealer utenfor bykjernen – men i størst mulig grad - på en slik måte at kjøreavstander til stasjon blir minimalisert. Det vil si - funksjoner som ikke har noe i en by å gjøre flyttes ut av byen (godsfunksjoner, hensetting mv). Dette omfatter også forbikjøringsspor for gods og diverse ventespor for gods. Sporplanene justeres tilsvarende. For å redusere antall spor i plattformsnittet, kan sporfunksjoner anordnes etter hverandre (som i JBV-tegning C-12020 og i Hamar kommunes forslag til sporplan fra 2000-tallet). Det er også mulig å benytte andre prinsipper for stasjonsplanlegging. Spesielt vises til formen som vanligvis benyttes på stasjoner med grenbane. Og hvor grenbanen knytter seg til ca midt på stasjonen (som på Hamar). Følges disse forslagene, kan sporantallet i alle alternativer reduseres til 5-6 i plattformtverrsnittet.

Bruk av nåværende sporområde Funksjoner som ikke har noe inne i en by å gjøre flyttes ut av byen. Frigitte områder kan disponeres til andre formål – fortrinnsvis A (B) formål, avhengig av avstand fra stasjonen.

23

Tunnelløsninger ved dårlig fjell og liten overdekning. Flere av variantene innebærer bruk av tunnel. Flere av disse går i området med liten overdekning, og også med varierende kvalitet på fjellet. Her er vist et eksempel beregnet på jernbaneanlegg. Tunnellen har rå-tverrsnitt ca 130-35 m2.

Figur 24: Fremdrift etter "ny østerriksk byggemåte". De to løpene på venstre og høyre side tas ut først (en og en). Deretter tas ut det i midten. Til slutt tas bunnen ut med pallesprengning. Man merker seg størrelsen

Figuren viser tverrsnittet ca midt i byggeprosessen. Hjelpeveggene står enda, men de forsvinner etter hvert.

Figur 25: Dårlig fjell graves ut istedet for å sprenges. Det benyttes en graver med overdimensjonert hydraulikk

24

Alternativ K1-løsning over bukta.

Her vises en mulig løsning med kulvert. Den kan også bygges med bru.

Det er forsøkt å komme så lavt som mulig. Utgangshøyden for stasjonssporene er 127.2 moh. Det er benyttet 20%o fall/stigning der det går. Vertikalradien er 5000 meter. Innvendig kulverthøyde er 8 meter. Kulvertbredde utvendig er 14.7 meter. Høyde fra skinnetopp (JBV’s referansehøyde) til overkant kulvert er valgt til 9 meter. Det er disse målene som er vist på illustrasjonene.

Det er viktig å være klar over at alle figurer viser dagens terreng. Flere at de figurene som er fremstilt av andre aktører er vist med vesentlig løftet terreng, med bebyggelse, med vegnett mm. Det kan derfor være stort sprik mellom disse figurene og det som synes å fremgå av andres figurer.

Noen figurer:

Figur 26: Grov visualisering av kulvert over bukta ved senket spor.

Figuren viser kulvert for senket spor og med flomvern. Flomvernet ligger på 127 meter. Vist vannstand er normalvannstanden (121.5 meter). Mjøsa er «noe for seg selv», og har mange vannstander. Jeg har benyttes den som er vanligst og som ligger ca midt mellom laveste og høyeste regulerte vannstand. Ved denne normalvannstanden vil flomvernet ligge ca 5.5 meter over vann-nivået. Sporet synes å «stige» nordover. Det er en illusjon og skyldes at kulverten avfases med topp på 127 meter ca fra skibladner-brygga og sydover.

25

Figur 27: 200-års flom sett mot Koigen

Store deler er oversvømt. Jernbanekulverten dukker under ca ved Skibladnerbrygga.

26

Figur 28: Kulvert forbi Koigen. Taket ligger i eller et par meter over terreng. Vist med normalvannstand.

Denne løsningen baserer seg på bruk av dagens korridor nordover fra bryggeriet til ca Maxi, hvor den går videre i tunnel under Vognveien.

Løsningen kan lages for både kulvert og bru over bukta. Bruløsning er ikke visualisert, men vil gi en vesentlig mindre barrierevirkning, båre optisk og faktisk. Det er enkelt å få til kryssinger under/over en bruløsning. Bruløsningen vil kunne legges med sporene kanskje litt høyere enn i dag. Konstruksjonshøyden blir 1-3 meter og ikke 10 meter som ved kulvert. I dag er det ikke noe problem å krysse under dagens bane. Kulverten blir liggende ca 5-6 meter over terreng til forbi skibladnerbrygga. Jfr. merknader om originalterreng annet sted.

Løsningen benytter dagens jernbaneareal fra Skappels gate og nordover. Og med noen få unntak er dette tilstrekkelig for dobbeltsporet (jfr. tidligere merknad om mulig avsatte arealer på 20-tallet).

I utgangspunktet berøres ingen hus bortsett fra politihuset.

Ulempen er bygging i og ved eksisterende spor. Dette er en utfordring. Men jeg viser til anlegget langs Mjøsa som nylig er ferdigstilt. Der hadde man ca 35 konflikter å forholde seg til (konflikt gammel jernbane - ny E6, gammel jernbane - ny jernbane, gammel jernbane – ny lokalveg, ny jernbane – gammel E6, ny jernbane – gammel lokalveg osv.). Mange konflikter av hver «type». Alle disse ble løst.