Professor: Snabbtåg på pelare har flest fördelar

2021-02-17 06:00  

Att bygga höghastighetsbanan på pelare i luften har sina nackdelar. Men fördelarna överväger, menar broprofessorn Raid Karoumi på KTH.

Trafikverket studerar möjligheten att bygga höghastighetsbanan på pelare upp till 20 meter över marken, rapporterar Dagens Nyheter. Metoden kallas för landbrokoncept och ska översiktligt beskrivas i en rapport om nya stambanor som lämnas över till regeringen den 28 februari. 

Frågan om att bygga på pelare har under många år lurat lite i bakgrunden i den infekterade svenska debatten om höghastighetsbanans vara eller inte vara. Det är först nu Trafikverket på allvar tycks undersöka den. 

Fördelarna uppges vara många: Sänkta bygg- och underhållskostnader, minskad markanvändning, mindre barriäreffekt och kortare byggtid. Skanska bekräftar till exempel att de undersöker möjligheten att bygga på pelare. Enligt uppgifter till DN ska byggtiden kunna halveras. Nackdelarna uppges vara ökad klimatpåverkan från de stora mängder betong som behövs, samt risk för högre bullernivåer.

Hoppas på kontinuerlig bro

Professor Raid Karoumi, chef för avdelningen för bro- och stålbyggnad på KTH, ser fler fördelar än nackdelar med att bygga höghastighetsbanan på pelare. Han är en del av Järnvägsgruppen på KTH, som tagit ställning för att Sverige bör bygga höghastighetsbanan

– Så länge man tar hänsyn till alla aspekter så går det att hitta rätt fina lösningar. Tittar vi i Kina, Japan och många andra länder, även Spanien, finns det en hel del viadukter, säger han.

Taiwanesisk höghastighetsbana byggd på pelare. Tåget kör i 300 kilometer per timme under en testkörning 2005. Foto: Danny Zhan/TT

Han hoppas dock att Sverige i så fall väljer en annan metod än den som hittills har varit vanligast i flera länder – nämligen att montera prefabricerade brospann fritt upplagda på pelarna. Metoden med fri uppläggning är snabb, eftersom brospannen inte behöver sammanfogas med varandra. Men Raid Karoumi förordar i stället en kontinuerlig bro, det vill säga att brospannen sammanfogas till ett stycke som löper över alla pelare.  

Färre brolager behövs

Detta uppnås genom kontinuerlig gjutning alternativt genom att man gjuter ihop prefabricerade brospann på byggplatsen. Fördelarna är bland annat snällare momentfördelning och bättre vibrationsegenskaper, det vill säga bron löper mindre risk att hamna i resonans.

Antalet brolager, de punkter där brospannen vilar på pelarna, blir också bara hälften så många. Brolager är dyra och måste bytas med ett ungefär 40 års mellanrum, påpekar Raid Karoumi.

Ett brolager, i detta fall ett så kallat pendellager. Foto: Holger.Ellgaard/CC BY-SA 3.0

En nackdel med den kontinuerliga metoden är att den är lite krångligare, eftersom brodelarna måste sammanfogas. En annan är att sättningar i en specifik pelare innebär ökat moment i brobalken, vilket inte är fallet när de är brospannen är fritt upplagda.

– Å andra sidan kan sättningar vid fri uppläggning påverka spåret snarare än bron. Det blir positivt för bron, men negativt för spåret, säger han.

Betong, stål – eller trä?

En annan fråga är vilket material bron ska byggas med. Betong är vanligast för höghastighetsbanor, men stål förekommer också. Betong har flest fördelar, enligt Raid Karoumi. 

– Anledningen är att man behöver massan från betongen för att stå emot vibrationerna. Ju högre massa, desto lägre blir vibrationsamplituden. Betong är även rätt underhållsfri jämfört med stål, som måste målas om efter 40 år, och därefter vart 25:e till 30:e år. Betong alstrar dessutom mindre ljud. En stålbalk under ett tåg i hög fart kan fungera som en högtalare, säger han.  

Problemet med betongen är dess höga klimatpåverkan vid tillverkning. Hade det gått att bygga av något annat material, exempelvis trä, för att sänka klimatpåverkan? 

– Nej det tror jag inte. De klarar inte av de här belastningarna och vibrationerna. Man vill ha något som inte deformeras, sätter sig eller böjer sig. Trä kan vara rätt fuktkänsligt. Nuvarande betonglösningar går dessutom att optimera. Är vi smarta och utnyttjar dagens teknik och datorer kan vi spara 20 procent material, säger han.

Övergångszoner en utmaning

Ytterligare en viktig aspekt handlar om de så kallade övergångszonerna, som han beskriver som ett jättestort problem för järnvägsbroar. Det handlar om de punkter där en bro övergår till en tunnel eller bank. Bank är delen i terrängen som fylls upp med material som järnvägen sedan byggs på.

– Alla övergångszonerna är väldigt kritiska eftersom underlagen har olika styvheter. Banken kommer till exempel sätta sig mer än bron, vilket ger enorma komfort- och vibrationsproblem. Bygger man som bro hela vägen undviker man detta, säger han.

Många förslag på brokonstruktioner

Raid Karoumi har haft kontakt med åtskilliga aktörer som vill bygga den svenska höghastighetsbanan på pelare. Bland annat en av de stora aktörerna, men också flera små. 

– En del har kommit med lösningar till mig som är helt ogenomförbara. Även sådana som inte har en aning om brokonstruktioner tror att de kan lösa problemet, säger han. 

Vad är det typiskt som brister i lösningarna? 

– Konstruktionerna skulle till exempel inte klara av de dynamiska svängningarna. Eller så ser fina ut på papper, men går inte att bygga. Saker måste gå att bygga också.

Vad kostar landbrokonceptet?

Blir landbrokonceptet dyrare eller billigare? Enligt kalkylen från 2016 beräknas höghastighetsbanan i enligt den tappning som arbetades fram inom Sverigeförhandlingen kosta 230 miljarder kronor (±30). Infrastrukturminister Tomas Eneroth har begärt att Trafikverket ska räkna ut vad man får för 205 miljarder.   

Ett examensarbete utfört vid Lunds universitet 2013 kom fram till att byggkostnaden ”förmodligen” blir dyrare med brolösningen. Men Raid Kamouri tror snarare att det blir billigare. 

– Om man använder tekniken på rätt sätt och prefabricerar delarna tror jag att brolösningen kan vara billigare. Sen är ju frågan hur vi definierar billigt? Billigare att bygga eller att underhålla i 120 år? Billigare för miljön? Det finns säkert olika åsikter om det. Och nu pratar vi alltså om en bana som medger hastigheter över 300 kilometer per timme, inte 150–200 säger han.

Tveksamma politiker

Har landbrokonceptet kommit in sent i diskussionen, och varför i så fall? 

– Ja, det har kommit in sent. För drygt fem år sedan fanns en grupp på Trafikverket som hade gott samarbete med Japan. De besökte landet och diskuterade utmaningar. Jag är förvånad över att det har tagit sådan tid. Jag vet inte om det är politikerna som inte tydligt nog har pekat med hela handen. I stället har det uppstått tveksamheter. Väntan på direktiv. Att finansieringen ska bli klar. Men jag vet inte vad det kan bero på, säger Raid Karoumi. 

Fakta: Nya höghastighetsbanor

Sveriges nya höghastighetsbanor för snabbtåg är tänkta att gå mellan Stockholm, Göteborg och Malmö, med Jönköping som knutpunkt.

Hastigheter på mellan 320 och 250 km/h diskuteras.

Sverigeförhandlingens målsättning, som tidigare förhandlat fram stationslägen och sträckningar, var Stockholm-Malmö på 2,5 timmar och Stockholm-Göteborg på 2 timmar, vilket förutsatter den högre hastigheten 320 km/h.

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