Trysfjordbrua - På grensen til det umulige

Trysfjordbrua - Bygget med Leca 800

Det handler om perfekt balanse 64 meter over havet. Trysfjordbrua blir snart en viktig brikke i den firefelts motorveien som halverer reisetiden mellom Kristiansand og Stavanger.

Tekst: Håkon Bonafede
Foto: AF Gruppen

 

Allerede under heisturen opp langs yttersiden av det vestlige brotårnet i den provisoriske Alimak-heisen får man en forsmak på hvor luftig brokonstruksjonen er. Vel ute av den klaprende gitterheisen trer vi ut på det som minner om et enormt hangarskipsdekk i betong. Den uferdige konstruksjonen ser foreløpig ut som en enorm T. 

I 64 meters høyde over Trysfjorden mellom Kristiansand og Mandal bygges det fire felts motorvei med fartsgrense på 110 km/t. Høsten 2022 skal broen åpnes og utgjøre en viktig brikke i motorveianlegget som blir ny E39 mellom Kristiansand og Ålgård. 

En av de største i Norge

De to brotårnene ble oppført på 15–20 dager i én kontinuerlig glidestøp. For øvrig samme metode som da man bygget Condeep-betongplattformene som står ute i Norskehavet i dag. Den elegante timeglassfasongen de har fått gjør dem ikke bare til ingeniørenes stolthet. Ettersom man kunne smalne inn tårnene på midten uten å gå på akkord med styrken, kunne man også spare betong og dermed bidra positivt til miljøregnskapet.

Brodekket som gir T-fasongen har allerede blitt 126 meter langt på det vestre tårnet og vokser videre med 20 meter i måneden på hvert tårn. Broen er blant de største i Norge som er bygget etter fritt-frem metoden. Det betyr at hver av de fire endene har en forskalingsvogn som ruller videre utover langs brobanen hver gang en fem meters seksjon er armert og ferdig støpt. Metoden innebærer at broen står helt av seg selv under byggingen. Til gjengjeld krever det at støpearbeidet foregår i nøyaktig samme tempo i hver ende for at konstruksjonen skal ha likevekt. 

 

Trysfjordbrua laget med Leca lettbetong

 

 

I øvre sjikt

Neste sommer skal de to broseksjonene møtes midtfjords. Den ferdige broen blir 537 meter lang, med et spenn på 260 meter mellom brotårnene. Byggemetoden fungerer for opp til 300 meter lange spenn, så dette er helt i grenseland for hva som er mulig å bygge av betongbroer etter fritt frem-metoden.

– Det spesielle er at de lange betongspennene blir elastiske. På grunn av tyngden siger de gradvis nedover mot midten før vi kan koble dem sammen. Ettersom den vestre brobanen blir ferdig først, innebærer det at vi må planlegge i fire dimensjoner der tiden også er en faktor, sier prosjektleder Asbjørn Stålesen i Kruse Smith.

Hadde det ikke vært for stagene på hver side, som er forankret på land og i sjøbunnen, ville vinden fått konstruksjonen til å svaie en halv meter i åttetallsmønster. Så elastisk er betongkonstruksjonen.

– Vi kaller stagene for «sjø­syke­stag». Uten dem ville det vært umulig å jobbe oppe i høyden, legger han til.

Millimetermargin

Når de to brospennene møtes på midten neste år, etter å ha vokst 130 meter ut fra hvert sitt brotårn, skjer det med under 40 millimeters margin – på tross av at broen er bygget helt uten arbeidstegninger på papir. 

– Den er bygget to ganger. Først i en digital tredimensjonal modell før vi gikk i gang med selve arbeidene i slutten av 2018, sier Stålesen.

Prinsippet kalles bygningsinformasjonsmodellering (BIM). I den digitale modellen kan alle de forskjellige byggeaktørene dele informasjon og vandre rundt i en virtuell modell av det ferdige byggverket.

BIM-ingeniør Herman Horsle fra AF Gruppen har koblet mobilen sin opp med en GPS-antenne som gir posisjonen med to centimeters nøyaktighet. På skjermen ligger den ferdige virtuelle broen som et halvt gjennomsiktig lag oppå den virkelige konstruksjonen. Der hvor brospennet ender, kan han se hvordan den virtuelle motorveien fortsetter videre ut i løse luften mot den andre siden.

– Det er mye billigere å kunne avdekke eventuelle avvik på et så tidlig tidspunkt, og det reduserer betydelig faren for feil og mangler, forteller han. 

Betongkatedral

I alt 15 mann jobber lange skift her oppe i høyden. Noen binder stål til armeringen, mens en gjeng fra Laos – av alle steder – håndterer forskalingsvognene. Etter hvert som brospennet vokser, vil betongen bli fraktet ut til støpen med hjullastere. Det blir de første kjøretøyene som får æren av å kjøre her oppe.

Utfordringene med reiserestriksjoner og lang karantenetid, er løst ved å ha lengre turnuser og mindre reising. De polske armeringsarbeiderne har vært her i sammenhengende fem måneder, og venter nå på at neste lag skal gjøre seg ferdig med karantenen for å overta. De laotiske arbeiderne er hjemmefra opptil ett år av gangen.

Basen og forskalingssnekkeren, som vi møter helt ytterst på enden, snakker derimot telemarksdialekt. Hverken Øystein Austjore fra Bykle eller Per Stian Hanstveit fra Drangedal lider av høydeskrekk, og har ikke noe imot å arbeide på en plattform drøyt 60 meter over havflaten.

– Det er noen utfordringer knyttet til høyden. Man må planlegge sikkerheten nøye – og heller ikke glemme igjen ting inne i brokonstruksjonen, sier han med et bredt glis mens han skuer over mot tvillingkonstruksjonen på østsiden.

Vi balanserer på gyngende armeringsjern som står som stramme spaghettitråder ut fra betongen for å ta en tur inn i selve brokaret. Her ute på kanten ser vi enden på alle de tykke stålwirene som er støpt inn i brolegemet. Akkurat som ved en tradisjonell hengebro, er det de som bærer vekten, bare at her er de skjult inne i selve betongen.

Innvendig virker brokaret som en lang betongkatedral. Den er smalere jo lenger man kommer mot midten, men inne ved brotårnet er takhøyden 13 meter.

– Det handler jo om øynene som ser, men hele broen er et smykke, kommenterer Asbjørn Stålesen mens vi venter på heisen som skal ta oss ned til fast grunn igjen.

Trysfjordbrua bygget med Leca lettbetong

 

BONGKATEDRAL: Inne i brokaret er det 13 meter til taket på det høyeste.

Bedre trafikksikkerhet

I dag tar turen mellom Kristiansand og Stavanger 3,5 timer bak rattet. 280 kilometer på kupert, svingete og til dels rasutsatt vei skal erstattes med 170 kilometer motorvei der reisetiden halveres.

Byggherren, Nye Veier, er et statlig selskap som ble opprettet av Stortinget for fem år siden med mål om å bli en slank og effektiv organisasjon for raskere og billigere bygging av motorvei og større veiprosjekter. Det står også bak utbedringen av E18 på Sørlandet som også er i ferd med å halvere reisetiden mellom Kristiansand og Oslo.

For prosjektsjef Harald Solvik i Nye Veier blir Trysfjordbrua den største byggeklossen i motorveien mellom Kristiansand og Mandal, og én av i alt 19 broer som skal bygges på 19 måneder. Broene utgjør en firedel av den totale prislappen på fire milliarder.

– Vi bygger raskere og rimeligere enn før på grunn av store kontrakter og lange strekninger som gir bedre helhet. Og erfaringen viser at firefelts motorvei også har mye av æren for nedgangen i trafikkdrepte. Og nettopp denne strekningen har vært plaget av ulykker, sier Solvik.

Prosjektinformasjon


Prosjekt: Trysfjordbrua - E39 Kristiansand vest - Mandal Øst
Kunde: Nye veier
Hovedentreprenør: AF Gruppen.
Design: Norconsult
Broentreprenør: Kruse Smith
Produkt: Leca 800, 4-12 mm

Byggemetode: Fritt frambygg-bro metoden

Lengde: 537 meter. Avstanden mellom brotårnene er 260 meter
Bredde: 24 meter
Høyde: 64 moh. i vest og 60 moh. i øst
Mengde betong: 17 936 m³ (tilsvarer ca. 2242 betong­biler)
Mengde armering: 4000 tonn. 


Betong C 55: 10000 m³
Betong C 65:  2000 m³
Betong LB 50: 8000 m³

Hva er Fritt Frambygg-bro metoden?

Fritt frambygg-bro er en metode hvor en bygger en fri utkrager ut fra en fast ende ved å balansere veksten i de ulike stegene for ca 5 meter i hver ende av tårnet. Etter støping og herding flyttes toget til neste steg og klargjøres for støping. Brodekkene vokser totalt 130 meter fra hver tårn, for så å møtes på et nøyaktig sted i fri luft, med en margintoleranse på 40 mm.

Dette krever et presist byggetempo og balanse gjennom skreddersydd betongtetthet. Byggefasen er den mest kritiske fasen av broens levetid, og under byggingen vil brodekket oppleve sterk vindbelastning. For å håndtere vindbelastninger og nøyaktig kobling, blir konstruksjonen støttet opp av stålstøttestivere under bygging, som igjen blir fjernet etter konstruksjon.

En av utfordringene for slike konstruksjoner er å plassere tårnene på det optimale stedet. Mindre avstand mellom tårnene vil redusere hovedspennet og selvsagt redusere kostnadene, men det kan også bety at man må å plassere tårnene i sjøen. Ved å bruke lettklinkerbetong vil en kunne øke lengden på hovedspennet og redusere byggekostnadene betraktelig. En annen utfordring er balansen mellom brospennet som vokser i to retninger fra hvert tårn. Lettklinkerbetong gjør det lettere å balansere hovedspennet med sidespennet. En tredje grunn til at det brukes lettklinkerbetong er at både momentumet og kraften som tårnene må absorbere reduseres når brospennet skjøtes sammen. Betong med normal tetthet på grunn av høyere vekt vil betydelig påvirke høyere momentum, som vil øke størrelsen på utkragingsboksen ved tårnet.

Generelt vil bruk av Lettklinker som tilslag i betong skape en slankere og mer kostnadseffektiv konstruksjon med lavere totalbruk av betong, og derfor også en grønnere konstruksjon. Norske konstruktører er såpass kjent med bruk av lettvektsbetong for langspennede broer at alternativet NDC ikke engang ble vurdert for mellomspennet.

Betongegenskaper:
Betong C 55 og C 65 med normalt tilslag og lettbetong LB 50 med Leca lettklinker som tilslag ble brukt. 
 

Mekansike egenskaper lettbetong:

Trykkfasthet fc,mean: 70,4    MPa
Karekteristisk trykkfasthet fck: 64,1MPa
Standar avvik: 4,4 MPa
Densitet 28d terning: 1940 kg/m3
Avformet densitet: 1931 kg/m3
Bulk densitet Leca 800: 825 kg/m3
Partikkeldensitet Leca 800: 1450 kg/m3