Slussenbron – En avancerad stålkonstruktion med ett speciellt montage

Huvudbron utgör en av de mer vitala delarna i den nya anläggningen som nu håller på att växa fram i näset mellan Gamla Stan och Södermalm. Bron är 45 m bred och 140 m lång och har en yta lika stor som en fotbollsplan och en total stålvikt runt 3400 ton. Den innehåller 8 körfält samt separerade gång- och cykelbanor på ömse sidor. Två av körfälten i mitten utgör den ramp som ansluter ner mot Stadsgårdsleden och som genom sin lutning har gett upphov till den unika formen för överbygganden. Brons tvärsnittshöjd är cirka sju meter vid Södermalmsidan och bara närmare en meter hög på Gamla Stan-sidan. Brons geometri har ett speciellt utseende med lutande sidor som varierar längs med bron och innebär att varje tvärsnitt är unikt längs med hela bron. Bron utförs i fyra spann med spännvidderna 42 m + 58 m + 30 m + 9 m.

Grundkonstruktionen

De båda landfästena är integrerade konstruktioner som är en del av tunnel- och huskonstruktionerna på Södermalm respektive i Gamla Stan. De två centrala mellanstöden, som bär upp merparten av brons vikt, är placerade mitt i de båda avbördningskanaler som återfinns norr och söder om den nya slusskanalen. Endast en kort bit utanför det norra landfästet finns ytterligare en rad med fyra pelare. Dessa har tillkommit för att klara den fria höjden över cykelbanan på kajen och för att den arkitektoniska visionen är att brons överbyggnad ska avslutas meden solid mur i Gamla Stan i samma linje som angränsande murar. Samtliga stöd för huvudbron är grundlagda på borrade stålrörspålar f323 med 30–50 meters längd.

Det södra landfästet är en del av tunnelkonstruktionen för Katarinavägens passage över Stadsgårdsleden och utgör i undre plan på Södermalm entrén från kajplan till tunnelbanan och den handelsplats som uppförs inom projektet. Landfästet har brofogar och anslutande körfält från huvudbron i två våningar.

De två centrala mellanstöden utgörs av 56 meter breda skivstöd med två pelare på varje stöd. Pelarnas placering i tvärled är anpassade till bredden för överbyggnadens plana undersida. Stöden är grundlagda på drygt 50 stålrörpålar 7 meter under Saltsjöns vattenyta. Skivstöden är byggda i torrhet inom en tät spont. Pelarna har fått en speciell form eftersom de har anpassats till de geometriska förutsättningarna. Pelartopparna har en kvadratisk form för att ge plats åt huvudbrons stora brolager medan pelarnas tvärsnitt i botten har anpassats till skivstödets begränsade tjocklek och därmed har erhållit en rektangulär form. Eftersom pelarna utgör en del av fasadlinjen till restaurangen och cafét under bron gjuts dessa i en vit betong med extra hårda estetiska krav på ytans jämnhet, enligt riktlinjer från projektets arkitekter.

Norra landfästet och den norra pelarraden är byggda på en gemensam grundläggning i vattnet till stor del öster om befintlig kajlinje. Landfästet är integrerat i den omgärdande däckskajen med teknikutrymmen för diverse funktioner. Bland annat en avloppspumpstation, avsättningsmagasin för dagvatten, soprum för intilliggande restaurang, markvärmecentral samt elcentral. För att förstärka den arkitektoniska visionen att bron landar i en solid mur på Gamla Stan kläs landfästets alla synliga väggar med granit.

Brokonstruktionen

Bron är uppbyggd helt i stål, och farbanan är utformad som ett ortotropt däck med tätskikt och beläggning direkt på stålfarbanan. Bron har ett flertal längsgående liv för att kunna fördela krafterna från den breda farbanan, då det i konstruktionen inte ingår något stabiliserande betongdäck. I tvärled har bron tvärskott och tvärförband med ett centrumavstånd på omkring 3,5 meter. Vid brons lägre delar har tvärskott som består av hela plåtar använts. Vid brons högre tvärsnittsdelar har istället tvärförband utformats som ramar mellan livplåtarna med undantag intill stöd och där ramptaket börjar och hela tvärskott har använts. Indelningen av tvärskott och liv har inte enbart bestämts utifrån ett bärighetsperspektiv utan även med hänsyn till den tänkta tillverkningsmetoden.

Redan från projektets start diskuterades indelningen av bron i sektioner, eller tillverkningsenheter. Detta för att kunna vara öppna för verkstäders olika tillverkningsmetoder. Det innebar b.la. att varje brosektioner skulle vara möjligt att transportera på de vanliga vägnäten, vilket innebär begränsningar i höjd, bredd, längd och vikt. Samtidigt skulle bron inte ha allt för mycket korsande svetsar ur ett estetiskt perspektiv.

Tidigt i projekteringen diskuterades brosegmentens indelning och den mest fördelaktiga arbetsordningen, samt vilka begränsningar som man då stod inför. Begränsningarna var bland annat tillträde för verkstadsarbetarna då tvärsnittshöjderna var mycket begränsade för brosegmenten närmast det norra landfästet. Bron är uppdelad i åtta segment i längdled (numrerade 1 till 8) och dessa segment är i sin tur uppdelade i ytterligare åtta sektioner (A till H). Sedan tillkommer några brosegment då rampen ner mot Stadsgårdsleden har utformats med ett tak, vilket totalt ger drygt 70 brosegment.

Olika transportalternativ för att kunna montera bron var också en fråga som diskuterades tidigt. De bästa möjligheterna för montaget var att bron skulle vara i ett helt stycke och transporterad via Saltsjön. Det innebar mindre svetsarbeten på plats och att en stor del av målningsarbetet kunde utföras på verkstadsplatsen. Eftersom avbördningskanalerna inte skulle vara övertäckta vid tiden för montaget av huvudbron var det bästa alternativet att flotta in bron liggandes på pontoner. Den valda transport- och montagemetoden innebär att bron lyfts till två pontoner vid verkstadskajen. Pontonerna bogseras sedan ut till transportfartyget vars djup kan varieras och sänka ner fartygsdäcket under vattenytan. Pontonerna bogseras in över fartyget och säkras mot fartygsdäcket. Sedan tömdes det tillförda vattnet i ballasttankarna ut och bron började sin närmare 7 veckor långa färd till Stockholm och Stadsgårdskajen. Väl på plats i Stockholm sänks fartyget ner och pontonerna och bron kan bogseras in för montaget.

De som bygger bron

Ramboll har i nära samarbete med Skanska projekterat bron som kommer att spela en central roll i den nya Slussen som fortsatt viktig kommunikationsknutpunkt och mötesplats. Arbetet med bron har tagit de inblandade närmare fem år och omfattat utformning, beräkningar, verkstadshandlingar och övrig projektering inklusive transport och montage. Skanska har haft det övergripande ansvaret och jobbat tätt ihop med Ramboll för att komplettera varandras kunskapsdelar. I princip har varje plåtbit i bron diskuteras hur den ska svetsas ihop med de andra plåtar. Vilken typ av svets som ska användas. I vilken ordning plåtarna ska svetsas för att det ska bli bra för verkstan. Allt för att det ska bli effektivt och gå att bygga utan att man stöter på bekymmer.

ELU har sedan 2004 varit involverat i projektet. Först som konstruktörer och geotekniker i framtagandet av program- och systemhandling men sedan 2013 är ELU generalkonsult och har uppdraget av Stockholm stad att ta fram bygghandlingar för i princip alla delar inom delområde Land och Vatten. Och självklart har de för Stadens räkning granskat de ritningar/beräkningar som Ramboll tagit fram. ELU har också biträtt staden som konstruktivt stöd miljödomsansökan, MKB-arbete samt i ansökan enligt kulturminneslagen

Läs mer på Internet
Läs mer om tillverkningen av stålkonstruktionen och transporten från Kina i nr 4-2019 av Stålbyggnad. www.stalbyggnad.se/stalbroar/slussens-nya-huvudbro/
Så lyfts Slussenbron på plats:www.instagram.com/p/B73b7ROJZw3/

Författare
Lars Bäck, ELU
Dan Svensson, ELU
Victor Vestman, Ramboll