Ud med stilladserne: Kollaps åbner for broer som samlesæt

En bro med betonelementer trukket som perler på en snor vil snart blive løftet på plads over Vorgod Å i Ringkøbing-Skjern. Og på den nye bane mellem København og Ringsted er en stor del af broerne også bygget op af betonelementer. De er eksempler på, hvordan nye og gamle alternativer til insitu-støbte broer for tiden bliver bygget over hele landet.

Selvom en betydelig del af de danske broer er lavet som elementbroer, har insitu-støbning været den dominerende på større broer i en årrække.

»Der er opført elementbroer i Danmark, så det ligger os ikke fjernt. Men samtidig har der været en lang tradition for at støbe broer insitu, og derfor har det måske mere ligget i kulturen hos rådgiverne og hos os,« medgiver projektchef Erik Stoklund Larsen fra Vejdirektoratet.

Men det kan være ved at ændre sig nu – især efter at støbeformen under en bro på Helsingørmotorvejen brød sammen under støbning, og kun held gjorde, at ingen kom alvorligt til skade.

Det håber projektleder Nicky Viebæk Petersen fra Abeo A/S på. Abeo kommercialiserer den såkaldte perlekædearmeringsteknologi, som er opfundet af professor Kristian Hertz fra DTU Byg. Virksomheden lancerede i første omgang et tyndt forspændt betondæk til husbyggeri, men en af grundideerne i konceptet var, at det også skulle kunne bruges til at lave buebroer.

»Perlekædearmering giver en meget nem måde at lave buede konstruktioner på. Vi spænder otte superlette betondæk sammen i en bue, som man derefter kan løfte på plads med en almindelig mobilkran. Så støber vi beton oven på dette, og derefter lægger vi et let lag af et let materiale ovenpå. Vægten vil stabilisere buen og give os et tryk, der betyder, at vi ikke behøver armering i. Derefter kan man anlægge en helt normal vej ovenpå,« forklarede Kristian Hertz til Ingeniøren i 2012, da Højteknologifonden – nu kaldet Innovationsfonden – bevilgede ti mio. kr. til at teste teknologien.

Siden har et konsortium bestående af Grontmij, Skandinavisk Spændbeton, Perstrup Beton Industri samt DTU Byg bygget to testbroer, og nu er den første rigtige bro under opførelse i Vestjylland, fortæller Nicky Viebæk Petersen.

»Vi har fået støtte fra Innovationsfonden til at teste teknologien, og vi havde egentlig først regnet med at bygge den første rigtige bro i 2015, men nu ser det ud til, at vi vil have den første bro oppe at stå før nytår.«

Broen skal bære Ahlervej over Vorgod Å. Den er cirka 25 meter lang og opbygget med hovedfag med et spænd på 13 meter og to mindre sidefag bygget med halvbuer. Med perlekædeteknologien spænder man broelementerne sammen på byggepladsen og løfter buerne på plads til en samlet buebro i løbet af én dag. I dette tilfælde bygges en betonplade øverst som kørebane oven på enten jordlag eller – som i tilfældet i Vestjylland – oven på et lag drænbeton. Betonpladen bruges statisk som et trækbånd i brokonstruktionen.

Broen er dimensioneret til klasse 80, som svarer til et køretøj på 80 ton – det samme som nogle af de mindre broer over motorvejene, men teknologien kan sagtens opskaleres til 150 ton køretøjer, som broer over motorveje tit bliver dimensioneret til, forklarer Nicky Viebæk Petersen.

»Det vil ikke være noget problem. Statikken er jo den samme. Der er nogle, der prøver at fremstille det, som om det er en helt ny og ukendt teknologi. Men det er jo kun måden, vi bygger buerne på, der er ny. Buebroer har man jo kendt siden antikken.«

67 ton var ikke nok til at smadre 22 cm tyk bro

Abeo er stadig ved at finde ud af, hvor meget deres broer egentlig kan holde til. Men det har vist sig svært at finde den øvre grænse.

»Vi har opført en testbro med otte elementer hos Perstrup Beton Industri, som er med i vores konsortium. Vi havde gjort elementerne endnu tyndere end normalt, fordi vi gerne ville presse den til brud, men selv om vi satte 67 ton på en bro, som vi havde regnet med kun kunne holde til 56 ton, skete der ingenting.«

Abeo har nu en ph.d.-studerende til at regne sig frem til, hvor stor en restbæreevne broen har. Forskningen skal bruges i den fremadrettede optimering af teknologien.

Når broen står klar til nytår, håber Nicky Viebæk Petersen på at kunne finde et nyt projekt, hvor teknologien kan komme i brug. Der er allerede dialog med interesserede entreprenører, og Vejdirektoratet har også vist interesse, men der er p.t. ikke fundet et oplagt projekt. Abeo vil også være i tæt kontakt med kommuner i hele landet omkring mulige projekter, hvor de med fordel kan anvende den nye teknologi.

Tør ikke love halvering af pris

Kristian Hertz vurderede oprindeligt, at teknologien ville kunne halvere prisen på broer, men Nicky Viebæk Petersen vil ikke melde en pris ud endnu.

»Alle dem, jeg møder på konferencer og til foredrag, vil gerne se referenceprojekter, før de selv tør gå med, så jeg håber, at vi kan få nogle flere projekter ind nu. Vi mener, at vi kan bygge broerne billigere med vores nye teknologi, men det kræver et par broer, før vi kender det fulde potentiale.«

Hos Vejdirektoratet er Erik Stoklund Larsen interesseret i den nye teknologi, men ser også store muligheder i de traditionelle elementbroer.

»Det er klart, at de korte monteringsforløb indebærer fordele for bilisterne,« siger han. Desuden kan man spare den tid, man i dag bruger på at godkende, opbygge og fjerne de stilladser, som insitu-støbte brodæk hviler i under støbningen.

Elementbroer gav stor banekontrakt

Den hurtige byggeproces med færre uforudsigeligheder var med til at sikre entreprenøren Aarsleff en stor kontrakt på byggeriet af den nye jernbane mellem København og Ringsted, fortæller projektleder Esben Misfeldt fra Aarsleff.

»Her er årsagen ikke, at vi ønsker at genere trafikanterne mindst muligt. Det, der er ideen her, er, at elementerne skal være billigere, nemmere og rarere at bygge med, fordi de kan produceres i en varm fabrikshal i stedet for at skulle støbe det hele ude på pladsen.«

Esben Misfeldt kom til Aarsleff med en baggrund i elementbyggeri af råhuse, og han undrede sig over, at elementbroer ikke blev brugt mere. Så da han fik chancen for at lave Aarsleffs tilbud på banekontrakten, regnede han intenst på, hvor billigt det kan gøres med elementbroer.

»Den store forskel på insitu-støbte broer og elementbroer er tiden på byggepladsen. Med en insitu-støbt bro vil du skulle have containere, kraner, mandskab og funktionærer ude på pladsen i op til et år. Men med elementbroer tager det kun omkring tre måneder. Det er der, vi sparer pengene.«

Trods succesen på baneprojektet kan man ikke bare bruge de traditionelle elementbroer med OT-dæk alle steder, understreger Esben Misfeldt.

»Man er nødt til at have en bygherre, der er parat til nogle æstetiske kompromiser. Der er ingen tvivl om, at det er meget lettere at lave noget stramt og smalt med insitu-støbte broer.«

Det æstetiske problem med dæk opbygget af OT-bjælker er ifølge Esben Misfeldt, at jo større spændene bliver, desto højere skal bjælkerne være for at få tilstrækkelig afstand mellem bjælkens tryk- og trækzoner.

Tykke elementbroer gør jordarbejde meget dyrere

Men der er også andre forhold, der trækker ned for de traditionelle elementbroer. Fordi brodækkene bliver højere på elementbroer end på insitubroer, betyder det også, at ramper og landfæster skal gøres højere, hvis man skal have den samme frit rums-profil under broen. Selv få centimeters forskel kan betyde, at rigtig meget jord skal flyttes, og det påvirker selvsagt den samlede økonomi for elementbrobyggeri negativt.

På broer med store spænd kan krybning også blive et problem, fortæller Erik Stoklund Larsen.

»På de meget store spænd med meget høje bjælker kan det i hvert fald blive en udfordring.«

Derfor kigger Vejdirektoratet også på andre typer elementbroer, hvor man anvender stålbjælker.

»Fordelen med stål er, at du kan gå op i meget større spænd, end du kan med betonelementer, uden at broen bliver meget tung. Men når vi sammenligner levetidsomkostningerne, står betonbroerne tit stærkt, fordi det er meget sjældent, at man skal ind at vedligeholde en betonbro, når den først står der. Med en stålbro skal man jævnligt rense den af og male den igen. Det betyder, at hele broen skal pakkes ind i stilladser og afdækning. Og det giver også trafikantgener.«

Rustfrie broer på vej i udlandet

Som alternativ kigger Vejdirektoratet nu på broer af rustfrit stål og beton.

»Rustfrit højstyrkestål er selvfølgelig noget dyrere end almindeligt stål, men du får en endnu lettere bro med lavere vedligeholdelsesudgifter. Vi kan se, at der er udenlandske projekter, der arbejder med det koncept.«

Direktoratet har også kig på broer af plastickompositmaterialer, men Erik Stoklund Larsen understreger, at de danske bilister ikke skal regne med at se en myriade af nye brotyper poppe op i de kommende år.

»Vi kan altså ikke lave brobyggeriet om fra den ene dag til den anden. Jeg vil personligt være meget forsigtig med at ændre på grundlæggende forhold, før vi føler os meget overbeviste om holdbarheden af de nye brokoncepter. Men ulykken på Helsingørmotorvejen gør, at de andre muligheder er meget, meget aktuelle.«