Här är Sveriges första ultralätta bro i fiberkomposit

2019-05-29 06:00  

Den väger bara omkring en sjundedel av motsvarande bro i betong. Personerna bakom projektet hoppas nu att fiberkomposit får genomslag som bromaterial.

Materialet har flera namn: fiberkomposit, fiberarmerad polymer eller engelskans FRP som står för fiber reinforced polymer. Enkelt beskrivet är det fibrer av glas- eller kolfiber som gjuts in i en matris av polymer, alltså plast.

Det har länge använts inom främst bil- och rymdindustrin för att skapa starka konstruktioner med låg vikt, ofta i form av sandwichkonstruktion. En annan fördel är korrosionsbeständigheten som ger betydligt sänkta underhållskostnader.

Också byggbranschen använder sig av fiberkomposit men i mindre omfattning. Som bromaterial har det hittills varit relativt ovanligt, särskilt i Sverige.

Göteborg kunde ha blivit först

I måndags invigdes den första svenska bron med överbyggnaden helt tillverkad i materialet. Länge såg det ut som att Göteborg skulle bli först ut med den så kallade Kaponjärbron, också den en gångbro. Men projektet har gått i stå. I stället blev alltså Malmö först med Neptunibron.

Den är avsedd för fotgängare och har ett spann på 15 meter. Bron är sinuskurvig, mäter 4,6 meter på det bredaste stället och 2,4 meter på det smalaste. Vikten är cirka 10 ton. Hade en konventionell bro av betong byggts hade den förmodligen vägt 70 ton, enligt Abbas Khayyami, projektledare på Malmö stad.

Bentongfundamenten var ”som grus”

På platsen fanns en gammal järnvägsbro sedan tidigare, som gjorts om till gång- och cykelbro. Men en geoteknisk undersökning av området visade att det inte var tillräckligt stabilt för att bära upp en betongbro enligt dagens krav.

– De gamla betongfundamenten var nästan som grus. Samtidigt ville vi bevara kajkonstruktionen runt omkring men avlasta den från trafiklasten, berättar Abbas Khayyami.

Ytterligare ett önskemål var att undvika undervattensarbeten i kanalen, men påföljande rening av sediment.

Lösningen blev därför att välja en lättare bro av fiberkomposit. DÅ räckte det att med att förstärka området med en cirka 500 millimeter tjock betongplatta på pålar. Broöverbyggnaden av fiberkomposit landade senare på betongplattan.

Såväl bro som betonglatta är dimensionerad för lasten 2 ton per kvadratmeter.

Bron är tillverkad i en enda enhet

Bron är tillverkad i en enda enhet av det holländska företaget Fiber Core. Företagets Jan Kroon berättade att de kan tillverka upp till 43 meter långa broar i fabriken i Rotterdam. Gjutformen står på ben som är individuellt höj- och sänkbara vilket gör det relativt enkelt att skapa svängda profiler i höjdled – även om fabriksarbetarna föredrar raka geometrier.

Gjutformens bredd definieras med hjälp av träskivor som kan böjas för att skapa kurvor även i det planet. Foamblock används för att bygga upp sandwichkonstruktionen.

– Svårigheten med just Neptunibron var att övertyga folket på golvet att bygga den, sa han skämtsamt och la till att även inpassningen av foamblocken var en utmaning.

– Men ur konstruktionssynpunkt var den knappast den svåraste bron vi har byggt, fortsatte han.

Att konstruera den tog cirka åtta veckor. Själva gjutningen tog bara ett par veckor. Ytterligare några veckor behövdes för att montera räcken, belysning och kablage. Därefter skeppades den till Malmö.

Läs mer: Byggindustrin använder upp världens sandreserver

Byggledare för brodelen var Niklas Laakman på Hifab. Lyftet var gjort på en knapp halvtimme med hjälp av kran.

– Den passade direkt, säger han.

Utmaningen låg i att möta omgivningen

Utmaningen låg i stället i att få bron att möta omgivningen på ett tilltalande vis. Eftersom bron rent volymmässigt till stor del består av foam går det inte borra och bulta i den hursomhelst.

– Det krävs att man verkligen planerar allt i förväg, säger Niklas Laakman.

Att genomföra projektet har inte varit utan problem. Till stor del beror det på den ringa erfarenheten av fiberkomposit i landet. Därför har ett intensivt forskningsprojekt bedrivits parallellt, kallat Falcon. Totalt 14 aktörer har deltagit, från forskare till kunder. Erik Marklund, senior forskare på Rise Sicomp, har projektlett Falcon.

Slutsatserna är bland annat att en viktminskning på minst 87 procent är möjlig att uppnå med fiberkomposit jämfört med betong. Hade en stålbalk med betonglösning använts hade minskningen i stället blivit cirka 72 procent.

20 procent dyrare än en betongbro

Neptunibron blir cirka 20 procent dyrare än motsvarande betongbro. Kostnadsbesparingen ligger i stället i minskat underhåll. Något exakt resultat nådde projektet dock inte eftersom de internationella erfarenheterna inte sträcker sig mer än 30 år tillbaka, enligt Erik Marklund.

– Vi vet nu att varje bro är unik och innebär ett nytt projekt. Att säga om fiberkomposit är bättre eller inte beror helt enkelt på förutsättningarna. Fördelen är bland annat att den kan lyftas på snabbt, vilket minskar trafikstörningar. Men vad händer när den behöver repareras? Neptunibron är byggd för att hålla i 120 år men förr eller senare kommer vi dit, säger han.

Läs mer: Broexpert: Detta kan ha legat bakom brokollapsen

Falcon har i sin tur bedrivits som ett projekt inom lättviktsarenan Lighter. Lighter syftar till att föra samman aktörer från olika branscher som alla har gemensamt att de jobbar för att ta fram allt lättare material.

– Vi vill undvika att olika branscher utvecklar samma teknik var för sig, sa Cecilia Ramberg vid Rise IVF som är koordinator för Lighter.

Prefab är den ”ultimata lösningen”

Reza Haghani, forskare från Chalmers tekniska högskola, har följt Falconprojektet från akademien. Han konstaterar att Sverige har omkring 25 000 broar varav tio procent är äldre än 100 år. Enligt honom är det dags att fundera på hållbara metoder att byta ut dem.

– Men det går inte att stänga broar och tro att folk inte ska börja klaga. Det är en stor utmaning. Med hjälp broar av fiberkomposit kan vi minska påverkan från byggandet, säger han.

Gångbron i Malmö ska enligt honom ses som ett första steg mot att gradvis öka kunskapen om materialet i Sverige. Hans förhoppning är att det i framtiden ska leda till att även svenska broar för motorfordon byggs.

– Prefabricering är den ultimata lösningen, säger han.

Johan Kristensson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt