Balkbro

Vad är balkbroar?

Konstruktionen har balkar i ett eller flera fält där huvudbärverket för lasten i längdriktningen. Vanligast i Sverige är att flera huvudbalkar ligger under brobanan och att plattelement fördelar trafiken till balkarna. Ölandsbron visar skalan hos typen med total längd 6072 meter.

Vad är skillnaden mellan balkbro och plattbro?

En balkbro och en plattbro skiljer sig främst åt i spännvidd och konstruktionshöjd. Lasten bärs endast i längdriktningen medan plattbron bär last i både längdriktning och tvärriktning. Gränsen dras genom huvudbärverkets proportioner där balkbro har bredd mindre än eller lika med fem gånger höjden och plattbro har bredd större än fem gånger höjden. Plattbroar byggs vanligen av betong eller tvärspända träplattor och väljs vid liten spännvidd eller när den tillgängliga höjden är begränsad. Balkbroar klarar generellt större spännvidder än plattbroar men kräver högre konstruktionshöjd som mäts från plattans överkant till underkant av platta eller balk.

Jämförelse med fackverksbro

Helt liv ger mindre konstruktionshöjd än fackverk med samma bärförmåga. Fackverkets stänger tar endast tryckkrafter och dragkrafter när systemlinjerna går genom knutpunkterna. Sidoställt fackverk passar brobredder upp till cirka 3,5 m. Fackverksbro av limträ för gångtrafik och cykeltrafik spänner 25 till 40 m.

Hur förs lasten genom balkbroar?

Lasten går från brobana genom balkar och lager till fundament och undergrund. Systemet består av fem sammanhängande delar från slityta till förband och underbyggnad. Vind och vippning tas om hand av särskilda förband som håller huvudbalkarna stabila.

Väg från brobana till undergrund

Trafiklasten leds från beläggning av slitplank till syllar och vidare till tvärbalkar eller huvudbalkar. Tvärbalkar eller huvudbalkar för lasterna vidare till underbyggnaden. Vid litet avstånd mellan balkarna kan lasten gå direkt från slitplank till balk utan syllar som mellanled. Huvudbärverket omfattar bland annat balk medan övriga bärverk för eller fördelar last från konstruktionsdelen till huvudbärverket. I övriga bärverk ingår sekundärbalk, transversal, tvärbalk, tvärfackverk och vindförband.

Stagning mot vippning och vind

Vippning av huvudbalkarna hindras med tvärförband och horisontella vindförband. Tvärförband byggs in vid upplagen och vid större spännvidder även mellan upplagen. Horisontella vindförband mellan huvudbalkarna utformas vanligtvis som fackverk och för vindlasterna till underbyggnaden. Underbyggnaden utgörs av delarna nedanför lager eller pelaröverkant ned till och med underkant bottenplatta och bottenplattan för lasten vidare genom kontakttryck eller ingjutna pålar.

Vilka material används i balkbroar?

Huvudbalkarna utförs i stål, betong eller trä. Typerna omfattar tre huvudgrupper med olika spännvidder och plattlösningar. Valet styrs av spännvidd, höjd, beständighet och krav på samverkan mellan balk och platta.

Stål i huvudbalkarna

Stål kombineras normalt med brobaneplatta av betong. Stålöverbyggnad med brobaneplatta av betong ska ha samverkan mellan huvudbalkar och platta, medan fritt upplagd vägbro eller gångbro och cykelbro med stålbalkar och betongplatta får utföras utan samverkan. Utan samverkan krävs längsgående armering med minst 0,70 procent av betongarean i hela plattan. Betongplatta på stålbalk kräver dessutom tvärgående armering med minst 0,20 procent av betongarean i överkant och underkant invid livet. Stålkonstruktionen dimensioneras med tillämpliga delar av SS-EN 1993 och SS-EN 1994-2.

Betong i huvudbalkarna

Armerad betong eller spännbetong används i huvudbalkarna efter brons förutsättningar. Betongplatta på betongbalk ska ha tvärgående armering med minst 0,15 procent av betongarean invid livet. Betongkonstruktionen dimensioneras med SS-EN 1992-2 och SS-EN 1994-2. Överbyggnaden utgörs av den del av bron som inte är underbyggnad och upplagsanordningar som lager och leder för lasterna från överbyggnad till underbyggnad.

Trä i huvudbalkarna

Limträ dominerar i bärande balkar medan sågat virke stannar vid kortare längder på grund av begränsade tvärsnitt. Underspänning höjer bärförmågan avsevärt och ger längre fri längd än en balk utan sådan förstärkning. Träkonstruktionen dimensioneras med SS-EN 1995-1-1 och SS-EN 1995-2 och utformas för beständighet minst motsvarande klimatklass 3, där ventilerad del skyddad av brobaneplatta eller tak får föras till klimatklass 2.

Balktyp i trä	Spännvidd
Gång- och cykelbro av limträ som balkbro	Högst 20 m
Gång- och cykelbro av limträ som T-balkbro	Högst 30 m
Gång- och cykelbro av limträ som lådbalksbro	Högst 30 m
Vägbro av limträ som lådbalksbro	Högst 20 m

Hur bär kontinuerliga balkbroar över flera stöd?

Över mellanstöd bär konstruktionen kontinuerligt med lägre höjd och mindre material. Systemet omfattar två principiella bärformer med olika fältindelning. Kontinuerlig balk är ett vedertaget statiskt system för typen.

Fritt upplagd balkbro

I fritt upplagd konstruktion bär varje fält för sig utan kontinuitet över stöden. Formen passar kortare broar och enkla byten där varje spann kan dimensioneras och lyftas separat. Underhåll och lagerbyten blir överskådliga eftersom rörelser och krafter stannar inom det enskilda fältet.

Kontinuerlig balkbro

Som kontinuerlig konstruktion går bärverket över mellanstöd med genomgående verkan. Kontinuiteten gör att konstruktionshöjden kan minskas vilket i sin tur ger minskad materialåtgång. Formen passar längre broar och broar med flera fält där jämnare momentfördelning ger slankare tvärsnitt och färre fogar.

Vilka regler styr dimensionering av balkbroar?

Dimensioneringen följer europeiska konstruktionsstandarder med nationella val och krav på deformationer. Järnvägsbro med påverkan på järnvägstrafik från driftåtgärd ska ha teknisk livslängd minst 120 år, medan övrig bro kan ha minst 80 år om beställaren inte anger annat. Kraven omfattar brott och brukbarhet samt kontroller av rörelser och stagning.

Standarder och laster

Dimensioneringen sker mot egentyngd, trafiklast och vindlast samt mot brottgräns och bruksgräns. Trä följer SS-EN 1995-1-1 och SS-EN 1995-2, betong följer SS-EN 1992-2 och SS-EN 1994-2 och stål följer SS-EN 1993-1-1 till SS-EN 1993-1-12 samt SS-EN 1993-2 och SS-EN 1994-2. Tillämpningen sker med nationella val i TSFS 2018 med nummer 57. Deformationer ska beräknas för lasternas frekventa värden.

Deformation och stagning

Beräknad nedböjning av frekvent trafiklast får vara högst 1/400 av teoretisk spännvidd för vägbro samt gångbro och cykelbro. Kravet gäller både i längdled och i tvärled. Tillfällig bro med samma trafikslag tillåter högst 1/200 av teoretisk spännvidd. Träbro ska ha tvärförband mellan huvudbalkarna vid upplag när teoretisk spännvidd är större än 8,0 m och stålbalkbro ska ha tvärförband mellan huvudbalkar och mellan liv i lådbalk vid upplag och balkände.

Hur inspekteras balkbroar under deras livslängd?

Inspektionen sker handnära före öppning för trafik. För ägare av brokonstruktioner på det enskilda vägnätet ska inspektioner utföras med högst sex års mellanrum. Huvudinspektionen ska hitta brister som kan påverka funktion eller trafiksäkerhet inom en tioårsperiod. Element i klass 2 ska få förslag om särskild inspektion inom 3 år. Brolager ska kunna inspekteras från alla sidor utan svårighet. Upplägg, åtkomst och dokumentation styrs så att varje del kan följas över tid.

Intervall och handnära kontroll

Huvudinspektion sker före inkoppling eller öppnande för trafik. Inspektion ska genomföras handnära så att inspektören ser och kan känna samtliga konstruktionselement med handen. För ägare av brokonstruktioner på det enskilda vägnätet ska inspektioner utföras med högst sex års mellanrum. Träbroar får fortlöpande och översiktlig inspektion i regel minst en gång per år.

Tillstånd och underhåll

Tillståndsklasserna anger att klass 3 betyder bristfällig funktion vid inspektionstillfället, klass 2 betyder bristfällig funktion inom 3 år och klass 0 betyder bristfällig funktion bortom 10 år. Element med bärighet eller trafiksäkerhet i klass 3 ska få förslag om skadeutredning inom 3 månader. Bron ska utformas så att lager och övergångskonstruktion kan inspekteras och underhållas utan svårighet. Instruktionen för underhållsinspektion ska ange vad som ska inspekteras och hur och med vilka intervaller det ska göras.

Vanliga frågor om balkbroar

Vad är en trågbro i en balkbro?

Den är en balkbro med brobanan inhängd mellan två stora huvudbalkar. Den passar för smalare gångbroar där inhängd bana ger enkel sektion.

När krävs skadeutredning för en balkbro?

Den kräver skadeutredning när bärande eller trafiksäkerhetsskyddande element får tillståndsklass 3. Den ska då få förslag om utredning inom 3 månader.

Hur mäts konstruktionshöjd på en balkbro?

Måttet tas från plattans överkant ner till underkant av platta eller balk beroende på brotyp. Det anger det lodräta utrymme som konstruktionen upptar.

Vad skiljer syllar från tvärbalkar i en träbalkbro?

Syllarna i den fördelar trafiklasten från slitplank till tvärbalkar eller huvudbalkar. Tvärbalkarna för lasten vidare till underbyggnaden.