Ugens ekspertspørgsmål: Hvordan kan søjlerne være tynde på toppen?

Torben Frandsen har tænkt over søjlernes konstruktion ved brobyggeri:
På mange motorvejsbroer kan man se, at de bærende søjler ikke er i kontakt med brodækket i deres fulde bredde, men kun på et mindre stykke i midten af søjlen.

Det må betyde, at der er en vis mængde materiale i søjlen, som ikke bidrager til bæreevnen.

Hvad er formålet med denne udformning af søjlerne?

Bygherrerådgiver og blogger på ing.dk, Christian Munch-Petersen, svarer:
En søjle er en konstruktionsdel, der skal optage et tryk. På en bro, er det trykket fra brodækkets egenvægt og trafikken.

Hvis søjlen er kort, skal den kun være så tyk, som svarende til styrken af materialet i søjlen. Hvis søjlen er lang i forhold til dens tykkelse, kan søjlen ”knække” ud under et langt lavere tryk. Prøv for eksempel at trykke i enderne af et kort sugerør og et langt sugerør.

Hvis en betonsøjle kun er cirka 10 gange længere end den er tyk, er udknækning ikke noget problem.

En brosøjle er typisk 5-6 meter lang og derfor ca. 50 cm tyk. Da søjlen samtidigt som regel skal kunne tåle en påkørsel, laves den ofte tykkere – for eksempel 75 cm tyk.

Det er vigtigt, at den lodrette kraft påføres i midten af søjlen. Ellers skal søjlen gøre endnu tykkere. Derfor ser man normalt, at der på toppen af søjlen er en mindre konstruktion – et leje – der overfører kraften fra broen til netop midten af søjlen. Dette leje kan være af fx gummi, stål eller beton.

Det er så rigtigt, at søjlen godt kunne gøres smallere i toppen op imod lejet, men ikke på midten, hvor den skal modstå udknækning og påkørsel.

Så hvis man kan finde en arkitekt, der synes, at søjler skal spidse til op mod brodækket, er det fuldt muligt at lave en sådan konstruktion.

Men der vil ikke være sparet noget. Det er billigere at lave en søjle med ens tykkelse, og beton er i sig selv billigt – cirka 1.200 kr. pr. kubikmeter.

Torben Frandsen vinder et 1gb microSD memory card fra Kingston for sit spørgsmål.

Er du rigtig klog?
Nu kan du udfordre dine venner med ekspert-spørgsmål fra Scientariet i Ingeniørens Facebook-quiz "Så ka' du lære det!". Klik her for at deltage i quizzen og teste dine venner.

Spørg Scientariet er redigeret af Julian Henlov