N400 og krav til utførelse av stålarbeider for bruer i Norge

Stålbruer, Utførelse
Tidligere var Statens vegvesen eier og dermed byggherre for alle bruer på riks- og fylkesvegnettet. Statens vegvesens håndbøker var da gjeldende, både for prosjektering, Håndbok N400 Bruprosjektering, [1], og for den tekniske beskrivelsen i byggekontraktene, Håndbok R762 Prosesskode 2, [2].
Forfatter: Siviling. Liv Eltvik, Seniorrådgiver Bru, Dr. Ing. A. Aas-Jakobsen AS. Medlem av Standard Norges komite SN/K72 Stålkonstruksjoner

Med regionreformen er bruer i fylkesvegnettet overført til Fylkeskommunen, og for bygging av bruer på riksvegnettet deles nå porteføljen mellom Statens vegvesen og det statlige selskapet Nye veier. Håndbok N400 er en «Vegnormal» hjemlet i lovverk og gjelder all offentlig veg, både for Statens vegvesen og andre vegmyndigheter. R762 Prosesskode 2 er derimot en «Retningslinje», dvs. et internt kravdokument i Statens vegvesen, mens andre brueiere kan velge om de vil gjøre R762 gjeldende i sine prosjekter.

N400 har nå blitt revidert (gjeldende fra 01.01.2022) slik at kun bestemmelser som i hovedsak har betydning for konstruksjonssikkerheten og teknisk standard, er beholdt som krav. Øvrige bestemmelser er tatt inn som veiledningstekst. Ettersom R762 ikke nødvendigvis vil bli benyttet av alle brueiere, er en del viktige krav og veiledningstekst mht. utførelse nå tatt inn i N400. Prosesskoden vil også bli revidert og er planlagt utgitt i løpet av 2023. Inntil det skjer, vil det altså være bestemmelser i R762 som ikke lenger er riktige eller i overensstemmelse med N400. Dette stiller krav til den prosjekterende som skal utarbeide teknisk beskrivelse. Denne artikkelen gir en kortfattet oversikt over de viktigste bestemmelsene i N400 som gjelder utførelse av stålarbeidene.

Håndbøker og regelverk
N400 supplerer Eurokodene (med nasjonale tillegg), [3], og har utfyllende bestemmelser for beregning, dimensjonering, utforming og utførelse av bruer, ferjeleier og andre bærende konstruksjoner i det offentlige vegnettet. N400 gjelder også for bruer og andre bærende konstruksjoner med privat tiltakshaver, hvor konstruksjonen går over, under eller langs det offentlige vegnettet.

Kontrakter for bygging av bruer for Statens vegvesen er basert på R762 som inneholder både prisbestemmelser og tekniske bestemmelser for utførelsen. De tekniske bestemmelsene er å anse som en Standard beskrivelse, som suppleres av den prosjekterende i Spesiell beskrivelse, etter behov. R762 er tilpasset enhetspriskontrakter, men også for andre kontraktsformer der entreprenøren også står for prosjekteringen, har de tekniske kravene i R762 vært gjort gjeldende.

I henhold til Veiledningen til TEK17 [4], kan kravet til konstruksjonssikkerhet oppfylles ved prosjektering etter Eurokodene. Prosjektering iht. Eurokode 3 Prosjektering av stålkonstruksjoner, [5], forutsetter videre at utførelsen er i henhold til NS-EN 1090-2 Utførelse av stålkonstruksjoner, [6]. NS EN 1090-2 forutsetter videre at den prosjekterende foretar en del valg og angir tilleggsspesifikasjoner i et «produksjonsunderlag». N400 og en oppdatert R762 vil være et hjelpemiddel og et viktig dokument ved utarbeidelse av et slikt produksjonsunderlag.

I Stålbygg nr. 1, 2021 [7], gjennomgikk jeg hva den prosjekterende må kunne om utførelsen av stålkonstruksjoner for å kunne ta stilling til tilleggskrav og valgmuligheter som NS EN 1090-2 forutsetter, dvs. for å lage en god teknisk beskrivelse. I Stålbygg nr. 4, 2018, [8] presenterte jeg hvordan man nå kan benytte Sveisekontrollklasse (WIC) for å differensiere kontrollomfanget av sveiser. Det vises til disse to artiklene for en mer detaljert gjennomgang av NS-EN 1090-2.

N400 er nå oppdatert for å være i samsvar med både Eurokodene og NS-EN 1090-2. Det fører til at mange tidligere bestemmelser enten utgår, eller det vises til aktuell standard.

Viktige krav til utførelsen er nå tatt inn i N400 for å sikre at de vil gjelde for alle bruanlegg som omfattes av håndboken, uavhengig av brueier og kontraktsform. Den prosjekterende må da påse at disse kravene kommer med i teknisk beskrivelse for utførelse av arbeidene.

Ettersom de prosjekterende nå har større frihet, vil de også ha et større ansvar mht. å velge riktige materialer og tekniske løsninger samt angi krav til utførelse.

En oppdatert utgave av R762 er planlagt publisert i 2023. Inntil ny utgave utgis, må man være spesielt oppmerksom på at det er uoverensstemmelser mellom bestemmelsene i R762 og den gjeldende N400. Når nyutgave av R762 utgis, vil det forhåpentligvis være overensstemmelse mellom krav til utførelse angitt i N400 og i R762. I det følgende skal jeg kort presentere noen av de viktigste bestemmelsene i N400 kapittel 9 Stålkonstruksjoner, mht. utførelse av stålkonstruksjoner. Det anbefales å lese hele kapittel 9, både krav og veiledningstekst.

Utførelsesstandard og utførelsesklasse
Det er ikke angitt noe sted i N400 at utførelsen skal være iht. NS-EN 1090-2. Det burde det kanskje vært, men det følger egentlig av standardene. NS-EN 1993-1-1, [9], forutsetter at utførelsen er iht. NS-EN 1090-2, og den veiledende Tabell NA.A1(901) i NS-EN 1990 Grunnlag for prosjektering, [10], plasserer bruer i pålitelighetsklasse 3. Etter tabell C1 i NS-EN 1993-1-1 skal da utførelsen være iht. utførelsesklasse EXC3. I en byggekontrakt må dette angis i teknisk beskrivelse.

Konstruksjonsstål, stålsorter
Bestemmelser om valg av stålsort er i N400 oppdatert iht. Stålstandardene, [5]. Mye av det som står i gjeldende R762 mht. valg av stålsorter vil altså overstyres av N400. Det er den prosjekterendes ansvar å velge stålsort. I revidert R762 vil derfor bestemmelsene som gjelder valg av stålsort utgå.

Det er nå angitt at stålsort for varmvalset konstruksjonsstål skal velges iht. tabell 3.1 og NA 3.1 i NS-EN 1993-1-1 [5].

Videre angis det at største tillatte godstykkelse skal bestemmes etter tabell NA.3 (901) i NS-EN 1993-2:2006, [11]. Dette er et krav som skal hindre sprøbrudd.

Krav til forbedrede egenskaper normalt plateplanet (Z-verdier) for å hindre delaminering skal bestemmes iht. NS-EN 1993-1-10, [12].

Det er også angitt at ulegerte profilstål, dvs. stål iht. NS-EN 10025-2, [13], (f.eks. J0, J2) som skal sveises, skal ha leveringstilstand + N eller + M.

I veiledningsteksten anbefales det finkornstål for stål som skal sveises, dvs. stål iht. NS-EN 10025-3, [14], (f.eks. S355N), eller NS-EN 10025-4, [15], (f.eks. S355M).

For rustfritt stål skal stålsort velges iht. Tabell 2.1 i NS-EN 1993-1–4 Konstruksjoner av rustfritt stål, [16]. Veiledningsteksten i N400 inneholder detaljerte råd mht. valg av stålsort for rustfritt stål.

Kontrollsertifikat
Det generelle kravet i NS-EN 1090-2 er at stål skal leveres med kontrollsertifikat 3.1. Dette er ikke gjentatt i N400. For store kvanta (egen produksjonslot fra verk) anbefales det imidlertid i N400 å kreve kontrollsertifikat 3.2.

Skruer, gjengestenger og spennstagsystemer
Til forspente forbindelser der bæreevnen er basert på forspenningskraften, skal det benyttes skruesett etter NS-EN 14399-serien, [17].

Dersom det benyttes klasse 10.9, skal den prosjekterende beskrive krav til utførelsen for å sikre at det ikke er fare for hydrogensprøhet.

En del viktige forhold er nå kun angitt som anbefalinger i veiledningsteksten. Jeg vil sterkt oppfordre til å følge disse anbefalingene, da de er basert på lang erfaring, bl.a. i Statens vegvesen:

  • i forspente forbindelser anbefales det å benytte type HR da type HV har lavere mutter og gjengene kan lettere strippes ved forspenning
  • til forspente forbindelser i bærende konstruksjoner anbefales det å benytte skruer i fasthetsklasse 8.8 da disse har en mer duktil oppførsel enn fasthetsklasse 10.9
  • forspente forbindelser der kapasiteten er basert på forspenningskraften (for eksempel i glidningsforhindrede forbindelser) strammes ved bruk av kombinert metode. Dette forutsetter at skruer leveres i k-klasse K1 eller K2.

Etter min mening bør det kreves kombinert metode slik det står i R762 nå. Bruk av «momentmetoden» til forspenning er en mye mer usikker metode, og den forutsetter også at skruene leveres i k-klasse K2, noe som har vist seg å være vanskelig/umulig å skaffe.

Stagsystem bestående av rundstål med terminaler
Stagsystemer av rundstål skal ha ETA-godkjenning. Det er viktig å være klar over at ETA-godkjenning kun krever tester for statisk last. Stagsystemene skal derfor dimensjoneres for utmatting og det skal angis krav til testing for å dokumentere tilstrekkelig utmattingskapasitet.

Korrosjonsbeskyttelse
Det er krav om at utvendige ståloverflater som ikke er rustfrie eller rusttrege, enten skal varmforsinkes eller overflatebehandles med et dupleks system bestående av et termisk sprøytet metallbelegg pluss et malingssystem tilsvarende System 1 gitt i veiledningsteksten. Dette er det systemet som Statens vegvesen har benyttet i mange tiår, og med meget god erfaring. Dersom et annet system enn System 1 benyttes, skal det avklares skriftlig med brueier. Brueier har rett til å kreve at System 1 benyttes. For overflater i marint miljø stilles det krav til et mer bestandig system, System 2. For varmforsinkede konstruksjonsdeler stilles det krav om større minste beleggtykkelse enn det som er angitt i NS-EN ISO 1461, [18].

Sveiseforbindelser
For utmattingspåkjente sveiser skal krav til bearbeiding av sveisen angis. Videre er det innført strengere kvalitetskrav til utmattingspåkjente sveiser, iht. Tillegg C i NS-EN ISO 5817 [19], og dette skal angis i form av detaljkategorier.

Sveisekontrollen skal beskrives ved sveisekontrollklasser (WIC), se NS-EN 1090-2, Tillegg L. Det er viktig å merke seg at WIC da vil erstatte kontrollklasser for sveiser som angitt i gjeldende R762. Den prosjekterende skal angi WIC for alle sveiser i produksjonsunderlaget. Som en hjelp er det i veiledningsteksten i N400 utarbeidet en tabell med anbefalte WIC for typiske konstruksjonsdeler/sveiseforbindelser.

Referanser
[1] Håndbok N400:2022 Bruprosjektering, Normal, Statens vegvesen, Statens vegvesen. N400:2022
[2] Håndbok R762:2018 Prosesskode 2, Standard beskrivelse for bruer og kaier, Statens vegvesen, Håndbok R762 Prosesskode 2 Standard beskrivelsestekster for bruer og kaier (vegvesen.no)
[3] Eurokodene, dvs. NS-EN 1990 t.o.m. NS-EN 1999
[4] Byggteknisk forskrift (TEK17), Direktoratet for byggkvalitet
[5] NS-EN 1993 Prosjektering av stålkonstruksjoner, alle deler
[6] NS EN 1090-2:2018 Utførelse av stålkonstruksjoner og aluminiumskonstruksjoner – Del 2 Tekniske krav til stålkonstruksjoner
[7] Liv Eltvik, Den prosjekterende må ha kunnskap om utførelsen, Stålbygg nr. 1, 2021
[8] Liv Eltvik, Sveisekontrollklasser innføres i NS-EN 1090-2:2018, Stålbygg nr. 4, 2018
[9] NS-EN 1993-1-1:2005+A1+NA:2015, Prosjektering av stålkonstruksjoner, del 1–1 Allmenne regler og regler for bygninger
[10] NS-EN 1990:2002+A1:2005+NA:2016 Grunnlag for prosjektering
[11] NS-EN 1993-2:2006+NA:2009, Prosjektering av stålkonstruksjoner, del 2 Bruer
[12] NS-EN 1993-1-10 :2005 + NA:2009, Prosjektering av stålkonstruksjoner, del 1–10: Materialets bruddseighet og egenskaper i tykkelsesretningen
[13] NS-EN 10025-2:2019 Varmvalsede produkter av konstruksjonsstål Del 2: Tekniske leveringsbetingelser for ulegerte konstruksjonsstål
[14] NS-EN 10025-3:2019 Varmvalsede produkter av konstruksjonsstål Del 3: Tekniske leveringsbetingelser for normaliserte/normaliserende valsede sveisbare finkornstål
[15] NS-EN 10025-4:2019 Varmvalsede produkter av konstruksjonsstål Del 4: Tekniske leveringsbetingelser for termomekanisk valsede sveisbare finkornstål
[16] NS-EN 1993-1-4:2006 + NA:2009 Prosjektering av stålkonstruksjoner Del 1–4 Konstruksjoner av rustfritt stål
[17] NS-EN 14399:2015, del 1-6 Høyfaste skrueforbindelser for forspenning til konstruksjonsformål
[18] NS-EN ISO 1461:2009 Varmforsinkede belegg på fabrikkerte jern- og stålprodukter
[19] NS-EN ISO 5817:2014 Sveising-Smeltesveiste forbindelser i stål, nikkel, titan og deres legeringer (strålesveising ikke inkludert) – Kvalitetsnivåer for uregelmessigheter