Stålfibre frem for armeringsjern skal skubbe til tunneltraditionerne

Stålfibre frem for armeringsjern skal skubbe til tunneltraditionerne

Armering med fibre i betonelementer kan ved et boret tunnelanlæg give store besparelser i forhold til traditionel armering. Men traditioner og et manglende kvalitetsstempel har holdt branchen tøvende. Det skal nye retningslinjer gøre op med.

En klog mand sagde i 1994, at innovation i byggebranchen kommer i tre trin:

Først forsøger en entreprenør at bygge noget med en ny teknologi, der viser sig at virke. Bagefter prøver en forsker at finde ud af, hvorfor det virkede, og først til sidst kommer ingeniøren og udarbejder et sæt standarder, som gør det muligt at bruge teknologien igen.

Den kloge mand hedder Tony Rock. Han stod i 1994 i spidsen for et tunnelprojekt i Heathrow, som var et af de første i verden af slagsen, hvor betonelementerne i byggeriet var armeret med stålfibre i stedet for at være traditionelt armeret med armeringsjern. Den innovative løsning viste sig at være en stor succes – både for entreprenøren og for bygherren.

Læs også: Nu starter danske forsøg med betonprint

En af ingeniørerne på det projekt var Alun Howell Thomas, og han blev fascineret af fibrene.

Så meget, at han nu her over 20 år senere har været med til at udarbejde nogle retningslinjer, der skal gøre det lettere for tunnelbranchen verden over at benytte fiberarmering. På trods af en række fordele er metoden nemlig ikke særlig udbredt i store dele af verden.

Et kvalitetsstempel

Efter successen i Heathrow i 1994 er brugen af fiberarmering i betonelementer blevet mere og mere udbredt i England, og i dag er det standarden på de kanter. Mellemøsten er også kommet med på bølgen, men resten af verden har ikke taget metoden til sig i lige så stort omfang.

Det skyldes især, at man mange steder ikke vil benytte en metode, hvis der ikke foreligger en standard for brugen af den – hvis den ikke er blevet kvalitetsstemplet.

Læs også: Forvitrende beton truer hollandsk højhastighedsbane

»Det er det, vi prøver at komme til livs med dette dokument. Hvis man kigger på andre lande, er der ikke en ligeså stor villighed til at omfavne en teknologi, hvis der ikke er en fast standard,« siger Alun Howell Thomas og fortsætter:

»Grunden til det er delvist, at bygherren ofte ønsker en teknologi, der er gennemprøvet. Det er forståeligt, fordi vi snakker om tunneler, som har en levetid på omkring 100-120 år,« siger han.

Alun Howell Thomas står i spidsen for tunnelafdelingen i Rambøll og er netop afgået som formand for ITAtech, som er en teknisk undergruppe under International Tunnel Association. Det er ITAtech, der har udarbejdet de nye retningslinjer.

Deres vejledning er dét kvalitetsstempel og dén internationale standard, der har manglet, og som udførende og projekterende entreprenører kan rette sig efter og henvise til, når de skal sælge ideen om at benytte betonelementer med fiberarmering i et boret tunnelprojekt til bygherren.

Dermed er det sidste led i Tony Rocks tredelte kæde blevet flyttet foran de andre, og det betyder meget for udbredelsen af metoden:

»Det er lettere at sælge en metode til en bygherre, når man kan henvise til nogle retningslinjer. Så er det lettere for bygherren at sige ‘fint, de følger en international standard, så jeg føler mig sikker’,« fortæller Alun Howell Thomas.

Alun Howell Thomas har som formand for ITAtech været med til at udarbejde nogle standarder, der skal gøre anvendelsen af stålfiberarmering i præfabrikerede betonelementer til tunnelprojekter lettere. Til daglig står han i spidsen for Rambølls tunnelafdeling. (Foto: Rambøll)

Fordelene er mange

I det meste af Europa – inklusive i Danmark – er tunnelkonstruktioner næsten altid armeret med traditionelle armeringsformer som eksempelvis armeringsnet. Det er ikke i alle projekter, at stålfibrene er den rette løsning, men især i mindre anlæg giver de en række bemærkelsesværdige fordele, fremgår det af ITAtechs standarder.

Anvendelsen af fiberarmering kan nedsætte stålforbruget fra omkring 100 kg stål pr. kubikmeter ved traditionelt armerede tunnelsegmenter til 40 kg stål pr. kubikmeter ved fiberarmerede tunnelsegmenter. Ved brug af stålfibre kan der altså spares op til 60 pct. af stålet for at opnå den nødvendige bæreevne i betonkonstruktionen.

Læs også: Firkantede tunnelboremaskiner redder storbyer fra store udgravninger

I kroner og øre kan det også mærkes. Vejledningen indikerer, at der kan spares op mod 40 pct. af udgifterne til tunnelforingen ved at udskifte traditionel armering med fiberarmering. Et projekt i New Zealand estimerede eksempelvis, at de opnåede en besparelse på 10 pct. af hele projektet ved at udskifte traditionel armering med fibre.

Fiberarmeringen bliver blandet i betonen under støbningen, hvilket gør, at den fordeler sig i hele segmentet. Modsat armeringsnet, som skal beskyttes af et betonlag, er der derfor ved brug af fibre eksempelvis også armering i hjørnerne af betonsegmentet.

Det gør overflader og hjørner mere hårdføre over for skader, når elementerne eksempelvis transporteres eller løftes. Den faktor reducerer omkostninger til reparationer betydeligt.

Skubber til traditionerne

Tunnelanlæg er altid den mest risikable del af et projekt på grund af undergrunden, fortæller Alun Howell Thomas. Man forstår det meste af det, der foregår over jorden, men jo længere tid du bruger under jorden, desto mere risikabelt er det.

»I den forstand har tunnelbranchen altid skullet være innovativ. Jeg vil ikke kalde det en konservativ branche, men man skal være sikker på, at løsningerne virker,« siger han.

Læs også: 'Øjne' i beton skal sikre fremtidens byggeri mod revner

Derfor vil de nye ITAtech-standarder formentlig også gøre, at flere vil få øjnene op for brugen af fiberarmering i præfabrikerede betonelementer, mener Alun Howell Thomas:

»Vi skubber til traditionerne, og det synes jeg også, at vi skal gøre. Det er det, der gør ingeniørfaget sjovt.«

Kommentarer (14)

DR viste for år tilbage et program om "betonmanden", der bl.a. støbte pumpehuse og -impeller af beton med stålfibre.
Så ideen er langt fra ny.

I løbet af udsendelsen kom kameramanden mere en én gang til at vise de ting "betonmanden" forklarede om, i stedet for hans ansigt, og fejlen gik igennem klipningen.

  • 2
  • 0

Husker ret tydeligt en udsendelse om en mand, der blandede mange spændende "fibre" i beton for at armere det.
Meget spændende at se, men desværre kan jeg ikke finde noget via Google.
Udsendelsen må være fra før årtusindskiftet.

Jeg gætter at der var noget der foregik i Aalborg Nørresundby i forbindelse med FLS forskellige virksomheder, der skulle finde afløsere for asbest.
Måske kunne han bare ikke lade være med at eksperimenter?
Husker at han eksperimenterede med at støbe betondele til el-motorer!

Det kunne være interessant om nogen kunne finde ud af hvad det evt. har ført til.

  • 2
  • 0

>>
Anvendelsen af fiberarmering kan nedsætte stålforbruget fra omkring 100 kg stål pr. kubikmeter ved traditionelt armerede tunnelsegmenter til 40 kg stål pr. kubikmeter ved fiberarmerede tunnelsegmenter. Ved brug af stålfibre kan der altså spares op til 60 pct. af stålet for at opnå den nødvendige bæreevne i betonkonstruktionen.
<<

Armeringens hovedfunktion er at give elementet trækstyrke; det har ren beton ikke! I bærende elementer med en forudset belastning placeres stålet i den del af elementet, hvor trækstyrken skal være stor. I en præfabrikeret betonbjælke kan man ikke erstatte de langsgående stålprofiler med fiberbeton, da fibrerne dels placerer sig i stort set alle retninger og desuden i områder af elementet, hvor der kun er tryk og hvor stålet er relativt unødvendigt.

Helt anderledes er det i elmenter hvor man ikke med sikkerhed kan forudse træk i elementerne, og her kan fx. tunnelrør være et godt eksempel. Hvis man mener at man kan spare hele 60 % af stålet, så må det bygge på en antagelse af at rørelementerne ikke udsættes for store sætninger!

John Larsson

  • 1
  • 1