Materialval för Framtidens järnväg som byggs på pelare.

Det finns bara tre tänkbara material för att bygga brobanorna: betong, stål och trä. Men, tyvärr saknar träet de hållfasthetsegenskaper som krävs.

De brobanor på pelare som byggs världen över är i flesta fall gjutna i betong. Här redovisar vi för- och nackdelar att använda stål eller betong för tågbrobanor, där Stål = stålbrobanor och Betong = betongbrobanor

 

Materialmängd i en meter brobana utan pelare

Stål: Ca. 5 ton stål
Betong: Ca 3,5 ton stål + ca 19,7 ton betong, totalvikt 23,2 ton
Beräkningen är gjord för höghastighetståg med ett axeltryck på 18 ton. 

 

Miljöpåverkan vid tillverkning av stål resp. betong

Stål:  Ståltillverkningen har stora koldioxidutsläpp idag, men SSAB utvecklar f.n. en fossilfri tillverkning av stål som beräknas vara i drift om några år. Detta ger betydande miljövinster. Mänden stål som behövs för att bygga tågbrobanor på pelare utgör en bråkdel av mängden betong.
Betong: Det är välkänt att cementtillverkning utgör ett av de största bidragen till CO2 utsläpp i Sverige. Även cementindustrin anstränger sig att sänka koldioxidutsläppen.

 

Kan materialet återanvändas?

Stål: Stålbrobanor kan monteras ned och monteras på nytt på annan plats. Brobanorna kan också smältas ned till nytt stål material.
Betong: Armeringen i betongen kan frigöras och smältas ned. Betongen kan återanvändas som bygg/fyllnadsmaterial, men är förenade med hög kostnad.

 

Bullerljud från tåget

Stål:. Stålbroarna är bullerstörande om inga åtgärder vidtas. De kan fyllas med bullerdämpande material som tar bort resonansljud. Mellan pelare och brobalkar läggs ett tunt skikt som effektivt bryter överföring av ljud. Rälsen läggs i ett tunt vätskeskikt som bryter ljudöverföringen. Därmed blir bullernivån avsevärt mycket lägre
Betong: Betongbroarna med sin stora tyngd dämpar ljudet. Dock bedömer SKANSKA att ljudnivån är högre än från tåg på banvall.

 

Hantering av stål/betong modulerna

Stål: Stålbrobalkarna är 30 meter långa och har en maxvikt på 35 ton. Produktionen av moduler kan ske på flera platser av redan befintliga producenter. Transporten från fabrik kan ske med lastbilar och vanliga järnvägsvagnar, och lyftas på plats med mobilkran. Inga förstärkningar av vägar eller tunnlar behövs. All nödvändig personal och utrustning finns i landet.
Betong: Betongbrobalkarna är 40 meter långa och har en totalvikt på ca 925 ton. SKANSKA avser att sätta upp temporära betongfabriker utmed banan. För att inte behöva spränga stora tunnlar för passage med specialmaskinerna kommer fabriker behövas på båda sidor om tunneln. Specialmaskiner och viss personal tas från Kina.

 

Underhåll

Stål: Stålbrobanan kommer att behöva målas om vart 40 år och idag finns färgmaterial som skyddar stålet från yttre påverkan. Målningsarbetet kan pågå utan att störa tågen. Snöröjning på vintertid är minimal eftersom snön faller fritt till marken mellan balkarna.
Betong: Fukt kan tränga in i mikrosprickor i betongen och skada armeringen. Ett exempel är Ölandsbron där problemet löstes genom att lägga på ett helt nytt betongskikt på hela bron till stor kostnad. Behovet av snöröjning på brobanan liknar det för en vanlig banvall.

 

Utbyte av skadade brobanedelar

Stål: Stålbrobanan är sammansatt av moduler som kan bytas ut relativt enkelt, och på kort tid. Därvid blir trafikstoppen begränsade.
Betong: Betongbrobanan är byggd i 40 meter långa moduler som väger 925 ton. Dessa kan bara gjutas på plats med specialmaskiner. Reparationstiden riskerar att bli lång.

 

Dynamiska beräkningar och resonansfrekvenser

Stål: Den lätta stålbrobanan utsätts för bl a egensvängningar som måste motverkas med ett effektivt dämpningssystem. Vidare förses pelarna med stödben där kurvor eller vindförhållanden kräver.
Betong: Betongbrobanan är i sig så tung att det räcker för att dämpa påverkan av dynamiska svängningar.

 

Sättningar i tågbanan

Stål: Stålbrobalken vilar på en pelare och är fäst med ett skruvförband. Genom att lätta på skruvförbandet och lyfta brobalken (varje brobalk väger max 35 ton) är det lätt att lägga i en distans som motsvarar sättningen. Detta kan göras snabbt och ha liten påverkan på trafikflödet.
Betong: Betongbrobanan vilar på rullager. Genom att lyfta upp den 925 ton tunga bromodulen kan infästningen korrigeras Här krävs specialmaskin för lyftet och är ett komplicerat arbete.

 

Om olyckan är framme

Stål: Stålbrobanan har ett utrymme utmed spåret (mellan brobalkarna) där tåget kommer att glida ned vid en urspårning. Tåget kommer att luta och hasa vidare på brobanan, men det kan inte falla ned från brobanan. Detta var vad som hände Shinkansen vid en jordbävning i Japan.
Betong: Betongbrobanan har en utformning liknande en banvall. Vid en urspårning riskerar tåget att lämna spårområdet. Inget skyddsräcke kan hindra att tåget far ut genom skyddsräcket och faller ned på marken.

Kan brobanan förses med en alternativ framtida teknik med magnetbärning?

Stål:  Brobanor av stål klarar den precision hos den plana yta som magneterna måste ha som underlag. Då kan tåg framföras i det närmaste friktionsfritt till låg driftskostnad (se avsnitt om InfraMag). Hastigheterupp till 450 km/h är möjliga.
Betong:  Magnetbärning kan byggas in i betongbrobanor, men till avsevärt högre kostnader än för stålbrobanor.

 

Intressanta dokument som du kan ta ned.

Klickar du på bilden nedan så kan du ta ned en rapport / presentation över AMCCT persontransporter i framtiden

 

Klickar du på bilden nedan så kan du ta ned en Broschyr över AMCCT persontransporter i framtiden