Puusiltojen erityispiirteet ja mahdollisuudet
Seppälä, Miro (2022)
Seppälä, Miro
2022
Rakennustekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Civil Engineering
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-11-21
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202211158397
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202211158397
Tiivistelmä
Rakentamisen alalla pohditaan koko ajan enemmän ympäristöarvoja sekä niiden osalta suotuisia ratkaisuja. Materiaalina puu nähdään muun muassa betonia ja terästä ekologisempana vaihtoehtona, jonka myötä sen käyttöä on pyritty lisäämään. Siltarakentamisen osalta puun käyttäminen on kuitenkin ollut melko vähäistä, sillä Suomen silloista vain noin 5 % on tehty puusta. Pohjoismaissa 1990-luvun lopulla käynnistetty tutkimusprojekti Nordic Timber Bridge Project (NTB) nosti hetkellisesti kiinnostusta puusiltojen rakentamista kohtaan, mutta lopulliset vaikutukset Suomessa jäivät kuitenkin pieniksi verrattuna esimerkiksi Ruotsiin ja Norjaan.
Suomesta löytyy useita eri puusiltatyyppejä, joista selkeästi yleisin on palkkisilta. Palkkisiltojen kantava rakenne koostuu vähintään kahdesta pituussuuntaisesta pääpalkista sekä näitä sitovista poikittaissiteistä. Monista puusiltatyypeistä on ollut tyyppipiirustussarjoja, jotka kuitenkin nykyään ovat jo vanhentuneet. Tällä hetkellä ainoat Väyläviraston tyyppihyväksymät puusillat ovat Versowood Oy:n tuottamia, ja hyödyntävät rakenteessaan poikittain jännitystekniikkaa.
Puusiltojen suunnittelu toteutetaan pääosin siltojen suunnittelua ohjaavien ohjeistusten mukaan, joista löytyy myös suoraan puusiltoihin liittyviä julkaisuja. Suunnittelutyössä tulee ottaa huomioon joitain erityispiirteitä verrattuna muihin materiaaleihin, kuten sillan värähtely. Siltojen rakennusmateriaalin valinta on monen tekijän summa, joista merkittäviä ovat muun muassa käyttötarkoitus ja kustannustehokkuus. Puu on materiaalina halpa, mutta ei pärjää muille materiaaleille pitkäaikaiskestävyydessä, jolloin koko elinkaaren kustannustehokkuus ei puun kohdalla välttämättä ole perusteltua. Puusillan valintaa voidaan perustella puun hyvällä muokattavuudella, jonka myötä siitä saadaan esteettisiä rakenneratkaisuja. Uusiutuvana materiaalina puu on myös ekologinen valinta, jonka lisäksi puusiltojen asentaminen on lähtökohtaisesti nopeaa. Soveltuvuudeltaan puusillat ovat vahvimmillaan yksityisteiden sekä kevyen liikenteen väylien siltoina, mihin vaikuttavat matalammat siltaan kohdistuvat rasitukset. Näihin kohdistuvaa markkinarakoa tulisi myös tulevaisuudessa pyrkiä hyödyntämään.
Puusiltojen pitkäaikaiskestävyyteen olennaisena vaikuttavana tekijänä on rakenteiden suojaaminen, joka toteutetaan yleensä kyllästämällä. Haasteena lähitulevaisuudessa on, että kreosootin käyttäminen kyllästeenä on menossa kieltoon vuoden 2023 keväällä. Näin ollen puurakenteiden suojaamisen tarvitaan uusia ratkaisuja, jotka vaativat myös tutkimuksia, sillä käyttö-kokemukset erilaisten innovaatioiden osalta Suomen oloissa ovat vähäisiä. Esimerkiksi suolakyllästettyjen puisten kansirakenteiden osalta huolestuttavaa on se, että 2020-luvun vaihteessa näissä on todettu laho-ongelmia. Kuntotarkastusten kannalta puusillat noudattavat yleisiä silloille asetettuja ohjeistuksia. Siltatietojen hallintaa ylläpidetään Taitorakennerekisterissä, jonne kirjataan tarkastusten tulokset. Tämä toimii työkaluna siltojen pitkäaikaiskestävyyden varmistamiseen, sillä rakenteiden korjaus- ja uusimistarpeita voidaan ennakoida.
Puusiltojen rakentamista tulisi pyrkiä edistämään uusien innovaatioiden kautta. Tutkimusta vaativia asioita olisivat ainakin CLT:n käyttäminen siltarakenteissa, puisten liittorakenteiden mahdollisuudet sekä muiden Pohjoismaiden suojaamistekniikoiden hyödyntäminen, sillä näissä olosuhteet ovat lähellä Suomea. Toimialana puusillat ovat Suomessa tällä hetkellä melko pieni, jolloin rahoituksen saaminen uusiin innovaatioihin on hankalaa, jonka lisäksi tekijöitäkin on heikosti saatavilla. Puusiltojen mahdollisuudet huomioiden, näiden käytön edistämiseen tulisi pyrkiä parhailla soveltuvuusalueilla. Eri sidosryhmien yhteistyön avulla voitaisiin lisätä puun käyttöä siltarakentamisessa, minkä avulla otettaisiin askeleita kohti ekologisempaa infrarakentamista.
Suomesta löytyy useita eri puusiltatyyppejä, joista selkeästi yleisin on palkkisilta. Palkkisiltojen kantava rakenne koostuu vähintään kahdesta pituussuuntaisesta pääpalkista sekä näitä sitovista poikittaissiteistä. Monista puusiltatyypeistä on ollut tyyppipiirustussarjoja, jotka kuitenkin nykyään ovat jo vanhentuneet. Tällä hetkellä ainoat Väyläviraston tyyppihyväksymät puusillat ovat Versowood Oy:n tuottamia, ja hyödyntävät rakenteessaan poikittain jännitystekniikkaa.
Puusiltojen suunnittelu toteutetaan pääosin siltojen suunnittelua ohjaavien ohjeistusten mukaan, joista löytyy myös suoraan puusiltoihin liittyviä julkaisuja. Suunnittelutyössä tulee ottaa huomioon joitain erityispiirteitä verrattuna muihin materiaaleihin, kuten sillan värähtely. Siltojen rakennusmateriaalin valinta on monen tekijän summa, joista merkittäviä ovat muun muassa käyttötarkoitus ja kustannustehokkuus. Puu on materiaalina halpa, mutta ei pärjää muille materiaaleille pitkäaikaiskestävyydessä, jolloin koko elinkaaren kustannustehokkuus ei puun kohdalla välttämättä ole perusteltua. Puusillan valintaa voidaan perustella puun hyvällä muokattavuudella, jonka myötä siitä saadaan esteettisiä rakenneratkaisuja. Uusiutuvana materiaalina puu on myös ekologinen valinta, jonka lisäksi puusiltojen asentaminen on lähtökohtaisesti nopeaa. Soveltuvuudeltaan puusillat ovat vahvimmillaan yksityisteiden sekä kevyen liikenteen väylien siltoina, mihin vaikuttavat matalammat siltaan kohdistuvat rasitukset. Näihin kohdistuvaa markkinarakoa tulisi myös tulevaisuudessa pyrkiä hyödyntämään.
Puusiltojen pitkäaikaiskestävyyteen olennaisena vaikuttavana tekijänä on rakenteiden suojaaminen, joka toteutetaan yleensä kyllästämällä. Haasteena lähitulevaisuudessa on, että kreosootin käyttäminen kyllästeenä on menossa kieltoon vuoden 2023 keväällä. Näin ollen puurakenteiden suojaamisen tarvitaan uusia ratkaisuja, jotka vaativat myös tutkimuksia, sillä käyttö-kokemukset erilaisten innovaatioiden osalta Suomen oloissa ovat vähäisiä. Esimerkiksi suolakyllästettyjen puisten kansirakenteiden osalta huolestuttavaa on se, että 2020-luvun vaihteessa näissä on todettu laho-ongelmia. Kuntotarkastusten kannalta puusillat noudattavat yleisiä silloille asetettuja ohjeistuksia. Siltatietojen hallintaa ylläpidetään Taitorakennerekisterissä, jonne kirjataan tarkastusten tulokset. Tämä toimii työkaluna siltojen pitkäaikaiskestävyyden varmistamiseen, sillä rakenteiden korjaus- ja uusimistarpeita voidaan ennakoida.
Puusiltojen rakentamista tulisi pyrkiä edistämään uusien innovaatioiden kautta. Tutkimusta vaativia asioita olisivat ainakin CLT:n käyttäminen siltarakenteissa, puisten liittorakenteiden mahdollisuudet sekä muiden Pohjoismaiden suojaamistekniikoiden hyödyntäminen, sillä näissä olosuhteet ovat lähellä Suomea. Toimialana puusillat ovat Suomessa tällä hetkellä melko pieni, jolloin rahoituksen saaminen uusiin innovaatioihin on hankalaa, jonka lisäksi tekijöitäkin on heikosti saatavilla. Puusiltojen mahdollisuudet huomioiden, näiden käytön edistämiseen tulisi pyrkiä parhailla soveltuvuusalueilla. Eri sidosryhmien yhteistyön avulla voitaisiin lisätä puun käyttöä siltarakentamisessa, minkä avulla otettaisiin askeleita kohti ekologisempaa infrarakentamista.