'Perlekædeteknik' kan halvere prisen på motorvejsbroer

Højteknologifonden skyder 10 mio. kr i udviklingen af en ny metode til byggeri af motorvejsbroer, hvor betonstykker trækkes på en wire.

Når Vejdirektoratet i dag bygger motorvejsbroer er det noget, billisterne lægger mærke til. Byggeriet, hvor broerne støbes på stedet, kræver nemlig omfattende stilladsbyggeri og afspærringer i lang tid, mens betonen tørrer.

Men nu har firmaet Abeo og fire partnere fået 10 millioner kroner fra Højteknologifonden til at udvikle en ny type betonbro, som både er lynhurtig at bygge og meget billigere. Det fortæller Kristian Hertz, der er professor på DTU og opfinderen bag den såkaldte perlekædearmering, som Abeo arbejder på at kommercialisere.

»Perlekædearmering giver en meget nem måde at lave buede kontruktioner 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 oven på. 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 oven på.«

Læs også: Ny betonteknologi gør det let at støbe i buer

En perlekædearmering består af stærke betonstykker af forskellig form, som trækkes på en wire eller snor. Stykkerne danner buen, når wiren eller snoren strammes. Det gør buen stabil, således at den kan bære sig selv mens den rejses og omstøbes med let beton.

Sammenlignet med dagens in-situ-støbte betonbroer vil prisen være markant lavere, lover Kristian Hertz:

»Vi kommer ned på noget, der ligner halvdelen af prisen for en normal betonbro, vil jeg tro. Men man skal selvfølgelig være forsigtig med at melde en endelig pris ud, før vi har bygget den første bro.«

Perlekædebroen vil desuden være lettere at vedligeholde og have en længere levetid, siger Kristian Hertz:

»Problemet for de eksisterende betonbroer er fugt. Det trækker ind i betonen og får armeringen til at ruste og dermed betonen til at skalle af. Derfor lægger man fugtmembramer på, som skal udskiftes en gang imellem. Men vi har ikke noget armering og derfor heller ikke nogen fugtmembran. Vandet kan dræne af gennem betonen, og du får ikke frostskader.«

Abeo har sammen med DTU, Grontmij, Skandinavisk Spændbeton og Perstrup fået ti millioner kroner fra Højteknologifonden til at udvikle deres teknologi så langt, at de inden for tre år kan opføre en 15 meter bred vejbro - og Vejdirektoratet er allerede i gang med at finde et sted, hvor projektet kan udføres.

Men de 15 meter er kun en nedre grænse. Man kan sagtens lave meget længere broer, mener Kristian Hertz:

»Man vil næppe lave kortere broer med perlekædearmering - så er det nemmere bare at bruge ekstra lange dæk - men op til 50 meter lange spænd ligger lige for. Og hvis man går op i størrelsen af dæk, så kan man lave spænd på 80 eller 100 meter.«

Dokumentation

Pressemeddelelse fra Højteknologifonden

Kommentarer (17)

Men vi har ikke noget armering og derfor heller ikke nogen fugtmembran. Vandet kan dræne af gennem betonen, og du får ikke frostskader.«

Jeg ved ikke hvad disse stålwirer er, hvis ikke det er armering.
Mon ikke de ruster lige så godt som armeringsjern.

  • 0
  • 0

Hvornår afprøver Vejdirektoratet at overdække bare een bro?

Beskyttelse imod sol og regn har, i Schweiz og USA, vist, at broer kan blive flere hundrede år.

Oluf Husted

  • 0
  • 0

Det er godt tænkt selvom det "bare" er en nyfortolkning af romernes buekonstruktioner. Jeg tænker bare på hvordan man terminerer stålwirerne på hver ende sektion og får kræfterne overført til til betonen.

Hvis der er tale om stål-wirer, er det så ikke bare stål-wiren der ruster? Måske er det lavet således at de bruger flere stålwirer som kan skiftes hurtigt og en af gangen. Så behøver man næppe lukke bruge i særlig lang tid, og måske kan man endda få forskudt tidspunktet for hvornår en af wirerne skal skiftes. Så kommer man måske helt ned på 1 times lukning af og til en søndag nat?

  • 0
  • 0

Uden at være bygningsingeniør vil jeg ud fra teksten gætte at stålwirene kun har et formål med at holde broen sammen indtil den er bygget færdig. Når broen er færdig holder bueformen den sammen ligesom de gamle romerske broer, som tidligere nævnt.

/niels

  • 0
  • 0

Uden at være bygningsingeniør vil jeg ud fra teksten gætte at stålwirene kun har et formål med at holde broen sammen indtil den er bygget færdig. Når broen er færdig holder bueformen den sammen ligesom de gamle romerske broer, som tidligere nævnt.

Ohh, ja du siger noget. Gad vide om man så også kan lave tag til rundbue haller på den måde?

  • 0
  • 0

Hvad bærer perlearmering indtil den bliver spændt op, og hvad afstiver den indtil den støbes ind i betonkonstruktionen?

De fleste VD-broer er ikke buet, men har et konstant forløb, så man ikke føler man rammer et vejbump med 130km/t. Kan denne konstruktionstype også anvendes ved konstante forløb, eller mister perlearmeringen deres bæreevne, når den ikke er buet?

Skal der ikke stadigvæk laves understøtninger for broen, eller kan den spænde de 60m som en god 6-sporet motorvej spænder?

Illustrationen viser at der er støbt beton omkring deres perlekædearmering. Kan denne beton svæve af sig selv, eller skal der bruges form for at udstøbe den?

Samtidig er broen vist med "vinger" på. Kan disse holde til en 50ton lastbil der stopper, hvis der ikke er armering i betonen? Så vidt jeg har lært, så kan beton ikke lide træk, og der er vist rigeligt med træk i oversiden af "vingerne" når der kører en lastbiler på dem.

Til Jon Bendtsen: Illustrationen viser at stålwiren omstøbes med grout, så kablerne kan ikke bare skiftes. Kablerne vil dog givetvis ligge i et trækrør, der kan beskytte wirerne med det meste vand.

  • 0
  • 0

Gad vide hvor mange ton sådan en perle bro kan bære og hvad så når den er samlet, hvor stor en betydning mon den wire har i forhold til vægten der kører på broen..

  • 0
  • 0

Det er godt tænkt selvom det "bare" er en nyfortolkning af romernes buekonstruktioner. Jeg tænker bare på hvordan man terminerer stålwirerne på hver ende sektion og får kræfterne overført til til betonen.

Det er faktisk samme princip, som Utzon brugte til tagkonstruktionen på Sidneys operahus. Så det er ikke helt nyt.

  • 0
  • 0

Hallo, jamen det forekommer mig da, at meningen er, at wirerne ikke skal holde noget som helst, når først buen er sat på plads og dækket med beton. Wirerne svarer vel til understøtningen med stilladser i byggefasen, når man laver en romersk bue af tilhuggede stenblokke? Eller hva' ?

  • 0
  • 0

Det minder om teknikken, som Utzon anvendte ved Operahuset i Sidney. Huset står der endnu, men jeg har ikke hørt, at det har været afprøvet med tung trafik. Idéen synes ikke ueffen, men der skal godt nok nogle kraftige wirer monteres i elementerne. Prøv lige at rykke lidt i regnestokken, og se efter, om det måske kan holde.

  • 0
  • 0

I sincerely hope the good professor hasn't completely forgotten about shear forces (in long arches).

  • 0
  • 0

Wirerne har skam stor betydning. Alle må kunne huske giraf-legetøjet, som er opbygget af rørstykker med en indvendig fjederbeslatet snor. Når man aflaster fjederen ved at trykke på en knap i bunden, falder giraffen sammen, og omvendt, når fjederen aktiveres, eregerer giraffen igen. Det er altså wiren, der holder konstruktionen sammen.

Ved en laaang bue over et betydeligt spænd er der stor risiko for, at egenvægten + den lodrette nyttelast medfører så store kræfter i broens lægderetning, at de overstiger betonens trykstyrke og derved braser sammen. Ved kortere spænd til gang og cykelbroer er teknikken sikkert anvendelig.

  • 0
  • 0

[quote][quote]rundbue haller

Sær særskrivning ;-)[/quote]Næ, egentlig ikke. Rundbuer og spidsbuer er normale begreber indenfor arkitektur, måske specielt i forbindelse med kirker.[/quote]
@Michael Eriksen
Ja men læs nu, hvad jeg skrev ;-)

  • 0
  • 0

Jeg er ikke sikker på at jeg har forstået princippet - bruger man ikke buespændte stålwirer i forvejen ?

Konstruktionen synes at gå tættere på sin naturlige grænse for bæreevne og sprødhed når tyngdekraft og wirespænding kæmper mod hinanden - med tiden må bueformen ændre sig så bukninger og vridninger bliver mere sandsynlige.
Princippet synes også mere afhængig af jordstøtte end gamle broer - enderne må ikke kunne glide baglæns trods trykket, for så gøres buen fladere. (bortset fra temperaturudvidelse)

Forløbet fra småfejl over revnevækst til kollaps er formentlig kortere for denne type end for traditionelle pille/plade-broer.
Hvordan sikrer man sig at de gentagne slag fra trafikken ikke får stålwiren til at gnave sig gennem grouten, så wiren bliver slap og broen mister styrke?
Kan man måle wirespændingen med straingauges i årevis?

Eller har wiren kun en lille betydning når først broen står der?
Hvor robust er det overfor jordskælv?
Kranen skal formentlig løfte broen i enderne for at bevare kraftforløbet.

  • 0
  • 0

Det er sådan at stålkablerne bruges til at spæænde betonelementerne sammen før buen løftes på plads. Derefter har kablerne ingen betydning, da det er en trykbue.
Ligesom alle traditionelle buebroer skal der være et godt og stift fundament for at holde på buens kræfter.
Ligesom alle traditionelle buebroer lægges der et fyld ovenpå for at have en jævn overflade - og for at give en ballast, så en skæv trafiklast ikke omfordeler kraftfordelingen for meget.

  • 0
  • 0