Broar ändrar form, därför är de oftast byggda med expansionsfogar. På TU Wien, en teknik har utvecklats som gör det möjligt att avstå från dessa leder, vilket sparar tid och pengar.

Du känner det direkt när du snabbt kör över en bro:expansionsfogen som du mullrar över i början och slutet av bron. Dessa fogar är nödvändiga eftersom bron expanderar och drar ihop sig beroende på temperaturen, men de är också dyra och kräver mycket underhåll. Dock, en typ av bro har nu utvecklats vid TU Wien som gör det möjligt att avstå från dessa expansionsfogar. Tekniken patenterades och användes först av ASFiNAG under byggandet av den integrerade distansbron på motorväg A5 North. Bron utan expansionsfogar har nu överlevt sin första vinter, med mätresultat som visar att den nya tekniken fungerar perfekt.

Hotet om vinterskador

"Att överbrygga mindre avstånd med integrerade broar är en populär lösning - de är monolitiska konstruktioner utan separata delar som kan gnida mot varandra, " förklarar professor Johann Kollegger från Institutet för strukturteknik vid TU Wien. Detta är vanligtvis inte möjligt med längre broar, eftersom betongen kan expandera eller dra ihop sig beroende på temperaturen. Kollegger förklarar att en bro som är 100 meter lång kan skilja sig i längd med flera centimeter mellan sommar och vinter; en skillnad som är alldeles för stor. Särskilt på vintern, när de konkreta kontrakten, allvarliga skador kan uppstå i asfaltvägen. Denna risk är lägre på sommaren, eftersom materialet blir mer följsamt vid högre temperaturer.

Problemet kan lösas med expansionsfogar, varvid bron då består av flera delar som till viss del kan röra sig fritt mot varandra. Dock, dessa expansionsfogar är också en typisk svag punkt i moderna brokonstruktioner. De behöver konstant underhåll, behöver ibland bytas ut och står för ungefär 20 % av brounderhållskostnaderna. "Och det tar inte hänsyn till ekonomiska förluster orsakade av avledningar, trafikstockningar och andra störningar, ", tillägger Kollegger.

Som pärlor på ett elastiskt snöre

Av ovanstående skäl, TU Wien har tagit fram ett alternativ. Istället för att absorbera deformationer i början och slutet av bron, dessa deformationer är fördelade över ett större område. Totalt placeras 20 till 30 betongelement efter varandra och kopplas ihop med kablar av ett speciellt glasfibermaterial. Strukturen liknar en kedja av pärlor gängade på en elastisk lina:om du drar i sladden, avståndet mellan alla pärlor ökar jämnt och i samma utsträckning. Om bron drar ihop sig på vintern, detta lämnar bara små luckor mellan intilliggande betongelement – ​​i millimeterområdet – som inte utgör någon risk för asfaltvägen.

Den skarvlösa vägövergångsstrukturen har patenterats av TU Wien med stöd från deras "Research and Transfer Support"-avdelning. Dr Bernhard Eichwalder, som har varit forskare i Johann Kolleggers team i flera år och fått FSV (Austrian Research Association for Roads, Railways and Transport) pris för sin avhandling 2017, var också starkt involverad i utvecklingen av lösningen.

Att utveckla en lämplig asfaltblandning för att täcka betongelementen var också avgörande, eftersom den måste vara tillräckligt flexibel för att klara de små millimeterstora rörelserna utan att spricka. Teamet ledd av prof. Ronald Blab från Institute of Transportation vid TU Wien fick ansvaret för denna uppgift.

Pilotprojekt i Niederösterreich

ASFiNAG, Österrikes motorvägsoperatör, var involverad i projektet redan från början och kunde därför även implementera dessa nya rön, nämligen i byggandet av den 112 meter långa inbyggda distansbron som en del av motorväg A5 North mellan Schrick och Poysbrunn i norra Niederösterreich.

Eftersom detta var ett första pilotprojekt, beslutet togs att installera ett omfattande övervakningsprogram, vilket innebär att värdefulla erfarenheter kan vinnas. Nu när den kallaste tiden på året är över och data har analyserats, en positiv slutsats kan dras:"Våra teoretiska beräkningar angående fördelningen av deformationerna över de enskilda betongelementen bekräftades av mätningarna, " rapporterar Dr. Michael Kleiser, en brobyggnadsexpert på ASFiNAG. Som ett resultat finns det nu inget som hindrar denna nya teknik från att användas i andra brokonstruktioner. Teamet hoppas att den nya metoden snart kommer att implementeras inte bara i Österrike, men även i andra stater.