Forstærkning af jernbanebro - Aabach-broen - Lachen, Schweiz

Forspændte systemer

Forstærkning af jernbanebro - Aabach-broen - Lachen, Schweiz

I Europa er næsten 70 % af alle stålbroer over 50 år gamle, og ca. 30 % er endda over 100 år gamle. Også i Schweiz findes der mange stålbroer fra begyndelsen af det 20. århundrede. Blandt dem er der mange jernbanebroer.

Emne 
Forstærkning af jernbanebro
Objekt 
Aabach-broen
By 
Lachen
Stat 
Schwyz
Land 
Schweiz
Dato 
2020

Situation

Aabach-broen er en gammel jernbanebro af stål, der blev bygget i 1928 på hovedlinjen mellem Zürich og Chur. Den var oprindeligt designet som en nittet, enkeltsporet bro. Den har en samlet længde på 38,7 m, en bredde på 5 m og krydser floden Wägitaler Aa i en højde på 4,6 m. Aabach-broen blev bygget i en vinkel, så den spænder over floden i en vinkel på 35°. Passager- og godstog passerer dagligt over broen. I løbet af årene har belastningerne ført til tegn på træthed på de nittede forbindelser på de langsgående og tværgående bjælker.

 

Projektbeskrivelse

Ved hjælp af forspændte FRP-elementer aflastes forbindelserne, og broens levetid forlænges. Et lignende projekt blev allerede gennemført i 2013, men dengang drejede det sig om at styrke tværdragerne. I denne situation var det muligt at satse på de gennemprøvede S&P FRP-laminater i kombination med endeforankringer. 

I det aktuelle tilfælde med Aabach-broen blev det hurtigt klart, at FRP-laminater ikke var egnede på grund af broens strukturelle egenskaber. Der var behov for en mere pladsbesparende løsning, som kunne monteres tæt på forbindelsen mellem de langsgående og tværgående bjælker for at absorbere belastningerne bedst muligt.

Gennem nittehullet

Projektgruppen udviklede derfor et nyt spændesystem med en rund kulstofstang. Stangen føres gennem et af nittehullerne, hvor nitten tidligere er blevet fjernet. Dette krævede imidlertid også, at ingeniørerne udviklede en ny endeforankring med forspændingsanordning til kulstofstangen. Til dette formål byggede udviklerne på det gennemprøvede princip med en cylinder med spændkile. Udfordringen var her at udforme klemkilen på en sådan måde, at den trykker så jævnt som muligt på kulstangen under belastning og uden punktvis tryk. Ellers kunne kulfiberne gå i stykker, hvilket ville svække stangen og dens hold i forankringen.

Desuden blev der udviklet en anordning til at forspænde kilen i cylinderen sammen med kulstangen. Dette gør det muligt at opbygge den nødvendige forspændingskraft meget bedre og med mindre slip under selve forspændingsprocessen på broen. Spændeanordningerne til fastgørelse til stålbjælkerne skulle også beregnes, planlægges og fremstilles specielt.

Klare fordele med FRP

Den høje grad af individuelle beregninger, planlægning og produktionsprocesser er typisk for renoveringen af sådanne stålbroer. Det skyldes, at de ofte er meget forskellige med hensyn til deres udformning, det anvendte materiale og deres nuværende tilstand. Ikke desto mindre har en forstærkning med FRP-systemer afgørende fordele i forhold til de hidtil kendte muligheder:

  • Det er ikke nødvendigt at lukke broen, og der er ingen forstyrrelser af togtrafikken
  • Omkostningseffektiv forberedelse: den eksisterende korrosionsbeskyttelse behøver ikke at blive fjernet
  • Der er ikke behov for svejsearbejde, som kan svække stålet
  • Komponenterne i forspændingsanlægget er korrosionsbestandige
  • Systemet kan let inspiceres, vedligeholdes og justeres

Levetid massivt forlænget

Det projekt, der blev gennemført i 2013 med FRP-laminater, samt den beskrevne forstærkning af Aabach-broen overvåges permanent ved hjælp af elektroniske sensorer som en del af projektarbejdet. Dataene fra overvågningen og laboratorieforsøgene samt beregningerne viser, at stålbroers levetid kan forlænges med op til 50 år med S&P FRP-systemet.

Bredt baseret projekt

Systemet blev udviklet og implementeret i tæt samarbejde med det schweiziske forbundsteknologiske institut i Lausanne (EPFL), det schweiziske forbundslaboratorium for materialeprøvning og -forskning (Empa), de schweiziske forbundsbaner (SBB) og dsp Ingenieure + Planer AG. Desuden har det schweiziske agentur for innovationsfremme (Innosuisse) støttet projektet.

Billedgalleri

  • Versuchsaufbau Empa

    Enden af forankringen med klemkile og kulstofstangen blev afprøvet i forskellige forsøg i Empa-laboratoriet. Billede: S&P

  • Visualisierung Situation

    Visualiseringen viser situationen og systemets struktur. Billede: Hossein Heydarinouri

  • Detail Endverankerung

    Enden af forankringen er fastspændt til stålbjælkerne. Billede: Hossein Heydarinouri

  • Vorspannen des Keils

    Her ses tydeligt anordningen til forspænding af kilen i cylinderen. Billede: S&P

  • Sensoren für die Überwachung

    Da de samlede systemet, integrerede de igen sensorer til overvågning i realtid. Billede: S&P

  • Kulstofstangen føres gennem et eksisterende nittehul. Billede: S&P

  • Die Brücke

    Aabach-broen blev bygget i 1928. Billede: S&P

Service

Kontaktpersoner

Du er her

    Kontakt

    Legal info

    Legal info

    • Om Simpson Strong-Tie®

      Siden 2012 har S&P været en del af Simpson Strong-Tie, et internationalt byggevarerfirma, med hovedkontor i Californien og lokale afdelinger i hele Europa.

      Virksomhedens mål er at hjælpe kunderne til at lykkes med deres projekter, ved at levere bygningsbeslag af bedste kvalitet, servicesupport, produkttest, træning og levering af varer til tiden.

    SIMPSON Strong-Tie