En strålande vit nätverksbåge med 130 meters spännvidd bär den nya gränsbron vid Küstrin. 88 kolfiberhängare stabiliserar den filigrana konstruktionen över Oder. För första gången i världen användes sådana dragelement av kol-fiberförstärkt plast (CFK) i en järnvägsbro — utvecklade av Empa-spin-off Carbo-Link och testade samt granskade vid Empa. Det nya materialet möjliggör inte bara en särskilt materialeffektiv byggmetod, utan minskar också CO2-utsläppen avsevärt jämfört med en vanlig stålkonstruktion. För denna banbrytande konstruktion belönades bron med två utmärkelser — Brittiska 'Bridges International Award' och det Tyska brobyggnadspriset.
Lätt kolfiber istället för jättetungt stål Enligt juryn för det Tyska brobyggnadspriset betraktas Küstrin Oderbron inte bara som ett mästerverk av ingenjörsteknik, utan också som en ekonomiskt och hållbart banbrytande konstruktion. De 88 kolfiberhängarna minskar egenvikten avsevärt jämfört med konventionella plattstålhängare. CFK erbjuder nämligen en hög draghållfasthet och bättre utmattningsbeständighet än stål, medan vikten är betydligt lägre. Detta ger nya designfria möjligheter, vilket brons luftiga, transparenta utseende imponerande visar. Dessutom sänker materialbesparingen byggkostnaderna och minskar långsiktigt underhållsarbetet.
Totalt kunde cirka 500 ton stål och 1350 ton armerad betong sparas in i brostrukturen genom att använda CFK-hängare. En hållbarhetsstudie av Urs Meier, pionjär inom CFK och tidigare medlem av Empa-direktionen, visar: Kolfibervarianten sparar cirka 20 procent CO2-utsläpp jämfört med en stålkonstruktion.
Höga krav på järnvägsbron Järnvägsbron över Oder är en tvåspårig nätverksbåge i samverkansbyggnad, utrustad med förspända CFK-hängare. Kolfiberkablar har tidigare använts på en annan bro, men här har de för första gången i världen tillämpats på tung järnvägstrafik. Tåg kan nu passera bygget med upp till 120 kilometer per timme — något som krävde omfattande tester och komplexa godkännandeförfaranden.
Enligt Lorenz Haspel, ansvarig projektledare på ingenjörsbyrån schlaich bergermann partner, skulle denna kolfiberbro inte vara möjlig utan Empa. De innovativa CFK-hängarna kommer från Empa-spin-off Carbo-Link i Fehraltorf — grundat av Andreas Winistörfer, VD och tidigare Empa-doktorand — och installerades nu för andra gången på en nätverksbåge. 'Vid Storbananbron i Stuttgart använde vi sådana kolfiberkablar som högt belastade dragelement i en nätverksbåge för första gången', berättar Haspel.
Trötthetsförsöken för Oderbron genomfördes främst av ett team från Empa-avdelningen 'Structural Engineering' under ledning av Robert Widmann och Dimitri Ott i Empas byggnadshalld — och bekräftade den nödvändiga hållfastheten för det nya CFK-materialet. Giovanni Terrasi, chef för Empa-avdelningen 'Mechanical Systems Engineering', upprättade dessutom tillsammans med Christian Affolter det tekniska utlåtandet för den nu utmärkta bron. 'Därmed har vi lagt grunden för en ny generation filigrana nätverksbågar med kolfiberhängare som bärande element', är Terrasi övertygad.
Mediakontakt:
Prof. Dr. Giovanni Terrasi
Mechanical Systems Engineering
Tel. +41 58 765 41 17
giovanni.terrasi@empa.ch