Tre Stockholmsbroar och deras öden

Artikelförfattare: Tomas Bergström, Ramboll och Peter Collin, Ramboll/LTU.

Under de senaste 8 åren har vi och våra brokollegor på Ramboll i Luleå fått förmånen att arbeta med tre stora landmärken i Stockholmsområdet. Tre stora broar som var och en varit i funktion i nästan hundra år. Otaliga gånger har de passerats av cyklister, gående, bussresenärer, tågresenärer, spårvagnsresande, bilister och båtar. Med sina silhuetter har de varit en del av stadsbilden och landskapet, någonting blicken söker för att orientera sig med – landmärken. Tusentals minnen har skapats på och omkring dessa broar i olika väder och årstider och i varierande sinnesstämningar. En bro som existerat under så lång tid blir helt naturligt väldigt betydelsefull, inte bara för att den hjälper dig att komma över till andra sidan, utan även på ett annat plan – det går liksom inte att tänka bort den, att den inte längre skulle finnas.

När vi konstruerar nya broar ger vi dem en livslängd som de förväntas hålla, vanligen 100 eller 120 år. Alltså något längre än en människas förväntade livslängd. Vad händer när livslängden har uppnåtts, när bron kanske inte orkar mer fast vi inte är beredda att ta farväl? Här en kort beskrivning av broarna som har engagerat så många under årens lopp.

Figur 1: Lidingöbron.
foto: Lars Hamrebjörk.

Gamla Lidingöbron

Vi vill börja med att berätta om gamla Lidingöbron – en fantastisk bro med en spännande historia. Bron består av ett antal spann med underliggande fackverk, samt av ett stort bågspann. I princip hela bron är en nitad konstruktion, och invigdes 1925. Vi fick i uppdrag att undersöka vad som behövdes göras för att rädda bron. Bron byggdes ursprungligen för att bära tung järnvägstrafik samt vägtrafik, men bär idag endast spårvägstrafik samt fotgängare och cyklister. Detta innebär att bron statiskt sett har en överkapacitet.

Tyvärr visade sig att den inte alls var i ett så gott skick som man skulle kunna tro när man tittar på den på avstånd. Gamla Lidingöbron visade upp en stor mängd svaga länkar, till stor del beroende på ur korrosionssynpunkt olämplig detaljutformning. Då avstånden mellan nitarna var för stora i förhållande till plåttjocklekarna har vatten trängt in och rostsprängning inträffat då stålet expanderar vid korrosion. Vid senaste ommålningen 1986 byttes en del stål i däcket ut, men de delar som var mest svåråtkomliga åtgärdades aldrig. Det vi räknade på var de nödvändiga reparationer som skulle förlänga livslängden – men en kedja är inte starkare än sin svagaste länk. Kostnaden för att reparera bron började närma sig kostnaden för att bygga en ny bro. Kunde man då utföra dessa reparationer då så att bron fick leva vidare?  Även om vi hade åtgärdat alla fel som vi identifierade så kvarstod frågan hur länge de delar som vi inte åtgärdar skulle hålla. Lidingö stad tog beslut att bygga en helt ny bro och det tror vi var ett noga övervägt och riktigt beslut. En stor utmaning med detta projekt var att identifiera alla dåliga konstruktionsdelar, och att överväga lämpliga åtgärder.

Figur 2: Årstabrons betongspann, ursprungliga lyftspann samt stora bågspann.

Årstabron

Figur 3: Ursprunglig samt tilltänkt tvärsektion vid Årstabrons bågspann.

Efter Lidingöbron tog vi på uppdrag av Trafikverket oss an en järnvägsbro som var uppförd bara fyra år efter gamla Lidingöbron – gamla Årstabrons bågspann. Bron konstruerades av Ernst Nilsson och Salomon Kasarnowsky som senare kom att konstruera även Tranebergsbron och Västerbron. Årstabron är 753 meter lång och bågspannet i figur 2 är en nitad stålkonstruktion.

Här såg vi en bro i ett helt annat skick än Lidingöbron. Den hade visserligen problem som behövde åtgärdas men de var koncentrerade till farbanan, den del av konstruktionen som utsatts för upprepade belastningar från tågens hjulaxlar. Balkarna i farbanan hade börjat visa tecken på utmattning så det var bråttom att åtgärda. Bågen, däremot visade sig ha en överkapacitet, så den lyckades vi bevara i sin helhet. Bågen är till och med ursprungligen dimensionerad för att bära vägtrafik ”en trappa upp”, se figur 3.

Figur 4: Utbyte av spårplanet med långbalkar och tvärbalkar sommaren 2015.
Foto: Tore Lundmark

Vi projekterade och Skanska byggde om bron med Trafikverket som beställare i ett samarbetsprojekt under ett hektiskt år hösten 2014 till sommaren 2015. Överbyggnaden skars loss från bågen och byttes ut i cirka 7 meter långa bitar, under ett 4 månader trafikstopp. De nya delarna av däcket med tvärbalkar och långbalkar skruvades fast till befintlig konstruktion samt till varandra. Undantaget var den långa mittdelen som sänktes ned och gav plats för en ny konstruktionsdel, se figur 4 och figur 5. Förutom nästan 1000 ton konstruktionsstål användes 17000 skruvar. Efter att hela spårplanet bytts ut har nu bron 60 års förlängd livslängd, och vi är mycket nöjda med resultatet av detta speciella projekt, samt det fina samarbetet med entreprenören Skanska och Trafikverket.

Den stora utmaningen med detta projekt var att hinna projektera och tillverka konstruktionsdelarna innan de sedan länge planerade 4 månaderna med tågstopp, vi fick helt enkelt uppdraget för sent. Tack vare intensivt kvällsarbete samt ett mycket fint samarbete med Trafikverket och Skanska samt ståltillverkaren Vistal klarade vi ändå tidplanen. Projektet tilldelades även European Steel Bridge Awards 2018.

Figur 5: Spårplanet på Årstabron är snart på plats.
foto: Lars Hamrebjörk.

Ny huvudbro Slussen

Slussen som förbinder Mälaren med Saltsjön har sedan 1600-talet haft fyra olika slussanordningar nämligen:
• Drottning Kristinas Sluss byggd av holländska timmermän, 6 meter bred och 1.6 m djup.
• Polhems sluss även den i trä, 9,5 gånger 3 m
• Ericsson sluss, något större än före-gångaren men byggd i sten
• Karl Johanslussen

Det har funnits många skäl att bygga en femte slussanordning med tillhörande broar, bland annat:
• ökat avbördningsbehov för Mälaren
• kraftig korrosion av gamla armeringsjärn
• nedsjunkning av hela konstruktionen, som inte var pålad till berg
• önskemål om en ny trafiksituation i området.

Figur 6: Tvärsnitt av Slussenbron från en ritning.

Ramboll i Luleå fick efter Årstabron vara med och konstruera huvudbron till Nya Slussen åt Skanska som tillverkat och levererat bron i en totalentreprenad med Stockholm Stad som beställare och med arkitekterna på Foster +Partners som har designat bron. Det har varit det största uppdrag vi haft på vår broavdelning i Luleå, ett arbete som tagit oss flera år av utmaningar och problemlösningar. Bron är uppbyggd helt i stål, och farbanan är utformad som ett ortotropt däck med tätskikt och beläggning. Bron har ett flertal längsgående liv för att fördela kraften från den breda farbanan, samt göra underflänsarna verksamma i global böjning med hänsyn till skjuvdeformationer, se figur 6. I tvärled har bron tvärskott och tvärförband med ett centrumavstånd på ca 3,5 meter. En originell aspekt med bron är att den är 1 meter hög på mot Gamla Stan, samt över 7 meter hög mot Södermalm, där vägtrafiken går ner en våning genom ett hål med tak i brodäcket.

Figur 7: Slussenbron vilande på pråmar.
foto: Lars Hamrebjörk.

Bron är indelad i 64 olika tillverkningsenheter, för att kunna vara öppna för olika verkstäders preferenser, och har tillverkats av det kinesiska företaget China Railway Shanhaiguan Bridge Group. Bron lastades sedan på ett skepp, vilande på pråmar. Transporten som påbörjades i januari 2020 gick via Suezkanalen och fördröjdes av stormigt väder i Biscayabukten, Väl framme i Sverige bevakades skeppets ankomst av många stockholmare, och tidningar samt TV var flitiga att rapportera. Efter att skeppet sänkts så att pråmarna gick flott transporterades bron in på sin slutliga plats, om än med mycket små marginaler. En av Sveriges mest uppmärksammade och omdiskuterade broar är nu på plats, se figur 7 och figur 8.

Största utmaningen med detta projekt var geometrin samt avsaknaden av symmetri, och ett mycket stort antal ritningar. Även att få ett arkitektritat räcke godkänt är en utmaning i sig. Till detta kommer transport- och monteringsförfarandet, där vi förstärkte pråmarna och konstruerade ett stativ som skulle stå emot både väder och vind under transporten.

Figur 8: Tvärsnitt av Slussenbron i verkligheten.
foto: Lars Hamrebjörk.

Läs mer:

www.sv.wikipedia.org/wiki/%C3%85rstabroarna
www.byggfakta.today/gamla-arstabron-till-delas-specialpris-126343/nyhet.html
www.youtube.com/watch?v=ACRp4C2TCXc
www.stalbyggnad.se/stalbroar/slussenbron-en-avancerad-stalkonstruktion-med-ett-speciellt-montage/
Lidingöbron och beslutsprocessen: www.youtube.com/watch?v=R8jbbvGsT5A
www.byggteknikforlaget.se/1929arstabron/

Referenser:

[1] Bäck L., Svensson D, Vestman V: Slussenbron – en avancerad stålkonstruktion med ett speciellt montage. Stålbyggnad nr 1 2020,s 36-39, Stålbyggnadsinstitutet.
[2] Lundmark T, Hällmark R, Dahlman L, Collin P. Upgrading of an old railway
bridge – the Old Årsta Bridge, IABSE Stockholm 2016, ISBN 978-3-85748-144-4, pp 624-631.

Artikeln är publicerad i Bygg & teknik nr 4/20.