Skurubron – ur montagehallen lanseras bron ut bit för bit

Stålbroar
Färdas man längs väg 222, över den hundra år gamla Skurubron som tar en över Skurusundet möts man i dag av en silverblänkande montagehall där byggandet av den nya Skurubron pågår för fullt. Under det kommande året kommer 5800 ton stål att göra ett språng ut ur montagehallen på 379 m, passera 4 stöd för att sedan landa på andra sidan, redo att möta trafiken med sin bredd på 31 meter
Nya Skurubron mellan Nacka och Värmdölandet i maj 2022.

Projektnamnet på den nya bron är Kontrapunkt. Vilket var namnet på det vinnande förslaget i gestaltningstävlingen som hölls 2011. Dissing+weitling utarbetade det vinnande förslaget, se den första skissen, figur 2. I det vinnande teamet ingick även Leonhardt, Andrä und Partner och ELU Konsult. Namnet Kontrapunkt kan också härledas till tekniker och verktyg som inom polyfon musikalisk komposition flätar ihop självständiga stämmor till ett sammanhängande musikstycke. Kontrapunkt förbinder, i och med passagen över Skurusundet, de vidsträckta naturområdena i skärgårdsmiljön öster om bron med den växande storstaden på dess västra sida. Utformningen är det vinnande konceptet i en tävling, där fyra bidrag lämnades in, och den på pelare uppburna stålkonstruktionen står i dialog med den gamla brons betongvalvkonstruktion på ett sätt där historia och nutid får samexistera i ett harmoniskt uttryck över Skurusundet.

Figur 2: Kontrapunkt var namnet på det vinnande förslaget i gestaltnings-tävlingen som hölls 2011. Dissing+weitling utarbetade det vinnande förslaget. Till höger ser vi en utav de första skisserna på bron.

Brons överbyggnad består av två lådbalkar med ortotropa däck i stål. Överbyggnadens totala bredd är cirka 32 m inklusive mellanrummet mellan balkarna på 1.3 m. Det ryms tre körfält i vardera riktningen. De två lådbalkar binds samman av en tvärbalk vid varje brostöd samt vid landfästena. Däck, liv och flänsar avstyvas med trapetsformade profiler. Huvudspannet har en spännvidd på nästan 100 m, stödindelningar och geometrier framgår av figur 3 elevation och sektion.

Figur 3: Elevation och sektion av Skurubron.

Bron utförs som en totalentreprenad där Itinera är entreprenör och som underentreprenör utför Maeg stålarbetena konstruktör är 3TI. Förutom kontrapunkt ingår trafikplatserna Skuru och Björknäs med ett antal mindre broar Beställare är Trafikverket och COWI har tagit fram förfrågningsunderlaget och ansvarar för byggplatsuppföljningen (BPU). Nedan beskriver vi i huvudsak bron över Skurusundet, kontrapunkt och då framför allt stålarbetena.

Montagehallen

Stålet dominerar som material i den nya bron. Ståldelarna produceras i Italien hos MAEG, i en verkstad i närheten av Venedig, och där svetsas plåtar ihop till de sju montagedelar som varje hel brosektion består av, se figur 4. Innan stålet transporteras till Sverige utförs kontroller och ett provmontage där delarna passas ihop i verkstaden för att säkerställa att montaget på plats vid Skurusundet löper obehindrat. I montagehallen svetsas sektionsdelarna sedan samman till permanenta brosektioner.

Figur 4: Brosektionens sju delar monteras ihop inuti montagehallen.

Överbyggnaden består av två parallella stållådor där varje låda består av 31 stycken sektioner. varje sektion består i sin tur av de sju montagdelar som transporteras upp från Italien med lastbil och tåg till den temporära brofabriken i Skuru. Avlastningsgård och upplag ligger i anslutning till montagehallen. Inför varje lansering är avlastningsgården full av brodelar som väntar på att bli inlyfta i montagehallen med hjälp av de två traverserna som finns i hallen.

För att skapa förutsättningar för monteringsarbetet så har en monteringshall, i princip en temporär stålfabrik, byggts på den västra sidan om sundet. Den 18 meter höga temporära byggnaden sträcker sig mellan landfäste 1 och första mellanstödet och har en invändig yta på 55 m i längdled och 45 m i tvärled. Brofabrikens innanmäte omsluts av ett hölje av glänsande korrugerad plåt där arbetet med att montera bron pågår. Montagehallen sträcker sig över slutningen ner mot vattnet högt över mark. Hallen står på en temporär stålkonstruktion som är byggd som ett gigantiskt mekano, där stommen utgörs av balkar och rör som bultats ihop till en robust fackverkskonstruktion som bär upp hela brofabriken, figur 5. Inuti montagehallen ser man hur mekanokonstruktionen utgörs av pelare, takstolar och två traversbalkar. Dessa används för att lyfta in ståldelarna från avlastningsgården / upplagsområdet utanför hallen. Traverserna används även för att positionera montagedelarna.

Figur 5: Den temporära fackverkskonstruktionen som bär upp montagehallen sedd underifrån samt pelarstöd 2.

Inuti fabriken har man monterat vaggor som utgörs av en balkkonstruktion, formad enligt sektionernas geometri, dit brons montagedelar placeras och mäts och justeras in innan de svetsas samman.

En stållåda där varje sektion består av 7 stycken montagedelar svetsas samman, se figur 4. Varje montagedel är cirka 12 m lång. Flänsar och liv stumsvetsas och skarvbitar för kantbalk och trapesavstyvningar monteras. Tre sektioner svetsas samman inne i montagehallen innan det är dags för lansering. Innan lansering utförs även kontroll av svetsar och täthetsprovning av slutna profiler såsom kantbalkarna utförs.

Lansering

Med jämna intervaller lanseras bron och den smäckra stålkonstruktionen tar ett steg närmare Björknässidan. Varje lanseringsetapp är i princip 35 m lång. De minutiösa förberedelserna inför lanseringsfasen inkluderar säkerhetskontroller och utplacering av den lanserutrustning som används. I mitten av fabriken är två lanseringsbalkar monterade. Dessa tar stöd mot det robusta Landfästet och löper i linje med riktningen för lanseringen. Längs fram Sitter en cirka 70 m lång lansernos monterad. Denna är temporär och till för att hantera den nästan 100 m långa konsolen som uppstår när balken lanseras över Skurusundet och huvudspannet. Lansernosen är överhöjd så att den har rätt höjd när den når stödet på östra sidan av Skurusundet. Den vita lansernosen syns i figur 6.

Figur 6 som visar montagehall, målningstält, brobalk och lansernos.

Inne i montagehallen finns också 2 x 2 lanserstöd som utformats med 16 stycken hjul så att bron kan rullas ut på dessa vid lanseringen. Eftersom bron inte är rak utan ligger i s-kurva behöver lanserstöden kunna justeras i sidled vid vissa lansertillfällen. Den speciella linjeföringen ställer höga krav på just justeringsflexibiliteten hos lanserstöden och dessa kan justeras vertikalt, transversellt och även roteras.

Figur 7, lanserstöd vid pelare 4.

Själva lanseringen sker med hjälp av två hydrauliska domkrafter som ligger placerade i de två lanserbalkarna. De två domkrafterna är fästade direkt i lanserbalken och direkt i en temporär konstruktion, ram i broände (senast monterade brosektionen) med stålsprintar som går genom hål i ramens ben och i rälsen. Bron trycks sedan ut slag för slag och domkraften som är fäst till lanserbalken med en stålsprint flytas succesivt med utefter lanserbalken. När domkraften flyttas är stållådorna kopplade direkt till lanserbalken som en säkring mot ofrivillig glidning.

Efter att alla säkerhetsrutiner är genomförda påbörjas lanseringen med en knappt märkbar hastighet. Stämningen av totalt fokus och koncentration är påtaglig under de två dagar som lanseringen av en etapp tar. Kolvarna i lanseringsapparaturen trycker på bron en meter i taget.

Figur 8 lanseranordning och domkraft

Om man tittar in i hallen precis efter att lanseringen är genomförd möts man av en stillhet. Nu är det dags att starta upp arbetet med att lyfta in nya montagdelar i hallen och snart är det fullfart på arbetena igen. Ljudnivån är relativt hög när tillpassning, slipning och svetsning pågår för fullt.

Målningsarbete

Efter att brons sektioner svetsats ihop inne i montagehallen och lanseringen utförts kommer nästa steg i produktionsledet, målningen.

En utmaning i projektet har varit att lösa problematiken med att kunna utföra målningsarbetet i samband med pågående lanseringar. Ett stort vitt tält, som är byggt ovanpå en fast volymställning i anslutning till och precis öster om montagehallen används för dessa arbeten. Här utförs således nästa del i produktionsledet, -målningen. De två första av totalt fem målningslager är utförda i den Italienska stålverkstaden innan transport till Sverige. Stållådorna tvättas, blästras och målas både invändigt och utvändigt. Det tredje färgskiktet målas med den ljusgråa färg som bron slutgiltigt kommer att ha. Målningstältet mäter cirka 40 meter och innesluter den del som vid varje lansering skjuts ut ur montagehallen. De olika stegen i målningsarbetet säkerställer att de höga kraven på kvalité som är ställda i projektet uppfylls.

Tältet används för att få en bra miljö för målningsarbetena. Men även för att inte blästersand och färg skall spridas i omgivningen runt bron.

Målningsarbetet ute i tältet pågår parallellt med monteringsarbetet inne i montagehallen och vid varje lansering kommer den nymålade del som har varit inne i tältets skyddande miljö att skjutas ut över Skurusundet mot Björknäs och ersättas med en nymonterad del från montagehallen, redo att tvättas, blästras, och målas.

Längs med sin väg över sundet passerar bron tre av stöden innan den når landfästet på den andra sidan. De tre stöden omsluts av temporära konstruktioner av samma mekanotyp som den som bär upp montagehallen, där fackverkskonstruktionen reser sig vertikalt över sluttningen och avslutas högst upp med en arbetsplattform. Ovanpå temporära konstruktionerna vid respektive stöd ligger två lanserstöd, liknande de som finns i montagehallen, dessa landar lanseringsnosen på vid ankomst till stöden och som håller upp bron under hela lanseringsprocessen. Varje rullstöd har sexton hjul och är ansluter till fyra hydrauliska domkrafter. Dessa ger möjligheten att under lansering, i realtid läsa av vilken lasteffekt som bron utsätter stöden för. Ytterligare två hydrauliska domkrafter har byggts in i stöden för att kunna justera läget och därmed säkerställa att brons geometri följs åt.

När bron börjar närma sig det östra landfästet (LF6) möter den en robust betongkonstruktion med en övre del som utgörs av en samverkanskonstruktion med tvärgående fackverksbalkar i samverkan med ett betongdäck.

Underbyggnad

Skurubron har 6 stycken stöd, 2 landfästen och fyra mellanstöd. Samtliga stöd är berggrundlagda. Landfästena är stora lådor och då speciellt det östra landfästet. De är utformade med konsoler som matchar överbyggnaden. Mellanstöden har slanka pelare med en nedre del i betong med ett hexagoniskt tvärsnitt. Den övre delen av pelaren är utformad i stål med dubbelkrökta ytor. Stöd två och 5 är utformade med två fingrar (duopodd) och stöd 3 och 4 är utformade med fyra fingra (Quatropodd) som bär upp överbyggnaden. När överbyggnaden är framme i sitt slutliga läge sänks överbyggnaden ned på fingrarna och överbyggnad och fingrar svetsas ihop. Den övre och undre delen av pelarna är hopkopplad med samverkan. Stålöverdelen är försedd med studs och hopgjuten med den undre delen i betong.

Precis som med allt annat stål har även plåtarna till denna del av konstruktionen färdats genom hela Europa. Väl på plats monteras de ihop på montageplatser i anslutning till stöden. Den begränsade åtkomligheten och vikten på dessa delar kräver rejäl kraft för att lyfta upp dem på pelarna. Det krävs även stor precision för att placera dem i rätt läge. Lyftet sker med en 500-tons mobilkran. Väl uppe på pelarna fylls stålet med betong för att kopplas ihop med pelarna i samverkan och i ett senare skede svetsas fingrarna samman med samverkans delen.

Lite kort om Gamla Skurubron som avslutning.

Arbetet med att öka kapaciteten och tillgängligheten över skurusundet fortsätter när den Nya skurubron är färdig. De två Gamla skurubroarna ska genomgå en omfattande upprustning och renovering. Den ena av broarna skall efter upprustning upplåtas för gång och cykeltrafik. Den andra boron komer att upplåtas för lokaltrafik.

Faktaruta:

Skurubron, väg 222.
Längd 379 m, bredd 32 m, segelfri höjd 30 m
Stålvikt 5800 ton
Beställare: Trafikverket
Arkitekt Dissing + Weitling
BPU: COWI
Entreprenör: Itinera
Stålverkstad Maeg
Konstruktör: 3TI

Författare

Thomas Darholm COWI
Anton Barraza Bergstrand COWI