Bedste fremgangsmåder til bedre brobyggeri

Mange europæiske broer tilhører en aldrende infrastruktur, der blev opført i midten af det 20. århundrede. Det betyder, at der er behov for vedligeholdelse samt nye broer, der bedre kan imødegå stigende trafikale behov. Historik, regionale præferencer og brotype er alle vigtige faktorer for, hvilke samlingsmetoder der anvendes i brobyggeri og -vedligeholdelse.

Følgende tekst går i dybden med dette emne. Den er et uddrag fra vort white paper Bridge Design, Construction & Maintenance: Insights and Best Practices for a Rapidly Changing Sector, som Nord-Lock Group står bag.

BEDSTE FREMGANGSMÅDER TIL BEDRE BROBYGGERI

Sammenligning af samlingsmetoder: svejsning og boltning

Der er mange faktorer at tage i betragtning, når man skal vælge mellem svejsning og boltning til samling af brokomponenter. I nogle tilfælde kan eksisterende præferencer diktere beslutningen, men det er vigtigt at overveje hvert projekt individuelt for at nå frem til den bedste beslutning.

Et vanskeligt valg

Historisk set er broer og andre stålkon[1]struktioner blevet nittet. Det gælder f.eks. Golden Gate Bridge. Denne proces omfatter varmebehandling og støbning af nitten, hvorefter den nedkøles i en proces, der kaldes glødning. Den enkelte nitte er ikke særlig stærk, hvilket betyder, at der skal bruges mange for at gøre konstruktionen sikker. Det er også en besværlig proces, og den anvendes ikke længere i brobyggerisektoren.

Men selvom der ikke længere bliver bygget nittede broer, skal eksisterende broer med nitter stadig vedligeholdes. Ofte erstatter man slidte nitter med bolte, og særligt højstyrkebolte er specifikt udviklet til at ligne nitter. Svejsning er ikke en holdbar løsning til vedligeholdelse af samlinger på gamle broer, hvor nedbrydning af broens materiale gør det usikkert.

Boltning og svejsning er i øjeblikket de to mest populære metoder til samling af brokomponenter. Beslutningen om, hvilken af de to metoder der skal anvendes, kan være lige så kontroversiel og geografisk specifik som valget mellem beton og stål. Det skal bemærkes, at niveauet af svejsekvalifikationer i nogle lande er meget høj, og det er et eksempel på, hvordan nationale kontekster spiller en rolle i de foretrukne byggemetoder.

Brotype

Ud over nationale præferencer er der et par vigtige faktorer, der kan afgøre, om dele skal svejses eller boltes. En af disse faktorer er, hvilken type bro der bygges – se grafikken.

Til store broer anvender man ofte hule kasseformede bjælker, da de er gode til at absorbere vridningspåvirkning, og kun ydersiden skal beskyttes mod korrosion. Ulempen ved hule kasseformede bjælker er, at de kun kan tilgås fra én side, hvilket gør det svært at bruge boltede samlinger. Derfor er svejsning den mest logiske metode at bruge. Tolerance og forskydningskompensation er også relevant for større konstruktioner. Der er ingen fejlmargin i forbindelse med boltede samlinger, for boltene skal passe nøjagtigt i de eksisterende huller. Svejsning er langt mere fleksibelt, da du om nødvendigt kan kompensere for forskydninger.

Gitterbroer kan derimod sagtens boltes på grund af deres sammenlåste trekantede sektioner. Størrelsen skal dog også tages i betragtning. Små gitterbroer kan svejses sammen i produktionshallen og transporteres til byggepladsen i ét stykke. Men selv hvis svejsning er den foretrukne samlingsmetode, vil der stadig i vid udstrækning blive anvendt boltede samlinger på broen. Det skyldes, at sekundære strukturer som f.eks. rækværk og støjskærme normalt boltes. De primære strukturer (f.eks. kabelsko, lejer og overgangsstykker) er også dynamisk belastede for at kompensere for broens bevægelse.

Midlertidige broer er næsten udelukkende boltede, fordi de skal skilles ad efter nogle år og samles igen et andet sted. Fordi boltning skaber en midlertidig samlingsforbindelse, kan disse samlinger nemt skilles ad, og selve boltene og skiverne kan genbruges. Fordi svejsning skaber en permanent samlingsforbindelse, er det yderst kompliceret, dyrt og tidskrævende at anvende på en midlertidig bro. Det kræver meget arbejde først at lave svejsningerne og derefter fjerne dem. Derfor er boltning en langt mere effektiv og fordelagtig metode.

Effektivitet og brugervenlighed

Effektivitet og brugervenlighed er også vigtige faktorer i forhold til svejsning og boltning. I den forbindelse skal det besluttes, om samlingen skal foretages på fabrikken eller på stedet. Svejsning kræver ofte en certificeret svejser, avanceret værktøj og kan opfattes som risikabelt på grund af de høje temperaturer, der arbejdes med. Derfor er det hurtigere og nemmere at udføre denne opgave på en fabrik, hvor alt allerede er gjort klar. Det er også billigere at svejse på en fabrik på grund af de høje omkostninger ved at klargøre et svejsnings- og testanlæg på stedet. Dette bidrager også til længere broopførelsestider.

Hvis samlingerne skal foretages på stedet, er boltning faktisk ofte den nemmeste og mest effektive metode. Dette skyldes, at boltning er en langt mere kontrolleret proces, som ikke skaber unødig risiko i et byggerimiljø. Komponenterne er også nemme at transportere og installere, da de ikke kræver specialudstyr. I de fleste tilfælde kræves blot en håndholdt momentnøgle. Boltning har også den fordel, at det ikke er permanent, i modsætning til svejsning, hvilket betyder, at uventede problemer kan løses hurtigere, nemmere og billigere.