To af Storebæltsbroens kæmpe støddæmpere er renoveret. Forud er gået flere års forberedelse og udvikling af særlige værktøjer til at flytte cylinderne på 15 ton ud af broen med få centimeters margen.
Af Joel Goodstein – Foto Sund & Bælt
100 år. Så længe skal Storebæltsbroen gøre tjeneste som en hovedtrafikåre, der forbinder Øst- og Vestdanmark.
At opnå en levetid på 100 eller måske endnu flere år kræver et nøje kendskab til alle broens anlæg og komponenter, så de vedligeholdsansvarlige medarbejdere hele tiden har tæt føling med den aktuelle tilstand og kan planlægge ud fra den viden.
»Nogle af betonkonstruktionerne i broen kan måske godt stå i 200 år, hvis vi holder øje med dem, men mange af de andre komponenter og anlæg vil med mellemrum skulle udskiftes, renoveres og levetidsforlænges, hvis broen skal stå i 200 år,« siger Martin Duus Havelykke, projektingeniør hos Sund & Bælt med ansvar for broens stålkonstruktioner.
For at forlænge levetiden på de 3 km hovedkabler, som bærer det 2.694 km lange brofag, er hovedkablerne blevet pakket ind i en bevikling, som gør, at der kan indblæses luft med en relativ luftfugtighed på 40 %, så man på den måde forebygger korrosion.
»Foreløbig er der gode erfaringer med denne metode til at forlænge levetiden på hovedkablerne, som jo er en meget kritisk del af broens konstruktion. Måske vil metoden kunne forlænge hovedkablernes levetid op til 200 år. Ingen kan i dag sige, hvilke teknologier de vedligeholdsansvarlige har til rådighed om 50 eller 100 år, men vi er kommet i gang med affugtningen relativt tidligt i broens historie, så forhåbentlig kan affugtningen bidrage til en meget lang levetid,« siger Martin Duus Havelykke.
En lignende affugtningsløsning er i øvrigt anvendt på Akashi-Kaikyo-broen i Japan, som med et frit spænd på 1.991 meter er verdens længste hængebro. Det frie spænd på Storebæltsbroen er 1.624 meter.
Plads til udvidelse og sammentrækninger
I sommeren 2018 blev to af de fire store støddæmpere på Storebæltsbroen taget ud af Østbroen og transporteret til BB Hydraulik i Odense for at gennemgå en gennemgribende renovering, som kan levetidsforlænge disse komponenter.
Det skete tre år efter, at Sund & Bælt af sin samarbejdspartner BB Hydraulik fik at vide, at der måske kun var tre år tilbage af levetiden på de fire støddæmpere, som sidder to og to i hver ende af det 2,7 km lange brofag. Hver støddæmper er ni meter lang og vejer 15 ton.
»Vi kunne se på oliespildet, at der nok var problemer med pakningerne inde i cylinderen, men hvor alvorligt det stod til, kunne vi kun finde ud af ved at skille cylinderne ad,« siger Martin Duus Havelykke.
Støddæmperne er hydrauliske cylindere, som skal dæmpe bevægelser i brofagets længderetning. Brodragerens hængefag hænger frit i hovedkabler, og hængekablerne er kun forbundet til ankerblokkene ved hjælp af fire bevægelige lejer. De bevægelige ekspansionsfuger med 4 hydrauliske buffere er dem, der fastholder hængefaget i længderetningen og dæmper de langsgående bevægelser.
Støddæmperne er udstyret med hydrauliske stempler, som absorberer de fysiske påvirkninger fra trafikken og fra vinden og tillader samtidig, at brofagene udvider sig og trækker sig sammen ved temperaturændringer.
Brofaget er lavet i stål med en længdeudvidelseskoeffiecient på 0,012 mm/m/grad svarende til 32,328 mm/m/grad. En ændring på +/-25 grader vil derfor betyde en ændring på +/- 808 mm i længden. Støddæmperne opfanger og kompenserer for disse udvidelser og kan optage flytninger helt op til +/- 1.100 mm.
»Støddæmperne bliver ekstra belastet ved stærk vind, og særligt når lastbiler foretager opbremsninger på broen, men selv med begge typer belastninger på samme tid er der rigelig sikkerhedsmargen,« siger Martin Duus Havelykke.
Margen på en centimeter
Levetidsforlængelsen af støddæmperne har krævet lang tids forberedelse og dertil udvikling af helt nye særligt tilpassede værktøjer til den specifikke opgave med at fjerne de 15,3 ton tunge cylindere fra broen.
»Der står jo ikke en kopi af Storebæltsbroen andre steder, så vi har ikke en direkte eller præcis reference, når vi planlægger vores levetidsforlængelse. Vi må til en vis grad selv opfinde vores værktøjer og metoder. Det er langt fra alt, man tog højde for, når det handler om levetidsforlængelse, da man i sin tid designede og byggede broen. Men man har været klar over, at det kunne blive nødvendigt at fjerne cylinderne igen, så der er etableret nogle stålluger, som kan åbnes. Men der er kun en margen på 1 cm, så det har krævet enorm præcision at få cylinderne ud gennem lugerne,« fortæller Martin Duus Havelykke.
Hele operationen med at få cylinderne ud af broen og op på kørebanen er visualiseret med 3D-teknologi, så man på forhånd har kunnet lave forskellige scenarier baseret på de rigtige dimensioner, inden man besluttede sig for den konkrete løsning.
»Der har kun været 1 cm luft i den luge, der var forberedt i sin tid, så vi har arbejdet med et krav om ekstrem præcision og har i selve den fysiske flytning af cylinderne arbejdet med løft på 200 mm ad gangen ved hjælp af fire løftecylindere, som to og to løftede i hver ende af støddæmperne,« siger Martin Duus Havelykke.
På med rulleskøjterne
Da støddæmperne var lempet ud af lugen, foregik den videre manøvre først med Tifor-taljer og en vugge med wireløftere, som firede og trillede støddæmperne ned af de skrå vægge på ankerblokken med hjælp af ”rulleskøjter”. Med øjebolte kunne man herefter trække støddæmperne langt nok ud på ydersiden af ankerblokken til, at en kran kunne løfte dem op over hovedkablet og ind på broens vejbane, så de kunne køres væk.
Under hele den månedlange renovation har de to tilbageværende støddæmpere skulle klare opgaven, og det har de været i stand til, fordi der er bygget en høj grad af sikkerhed ind. Normalt ligger belastningen på 40-60 bar per cylinder. I perioden, hvor de to støddæmpere var taget ud af drift, måtte de to tilbageværende klare et tryk på 80 bar og i enkelte korte perioder op til 125 bar. De hydrauliske buffere er designet til at kunne klare helt op til 275 bar. Sikkerheden har derfor ikke været kompromitteret.
»Støddæmperne er designet med ekstra sikkerhed indbygget, så der faktisk er redundans, hvis en af støddæmperne står af, og så vi kan tage dem ud til renovering uden risiko,« siger Martin Duus Havelykke.
De gamle buffere var i de første år ikke understøttet med et ophæng på midten. Det blev de først efter nogle års drift.
»Her mistænker vi, at den manglende understøtning har været årsag til de rivninger, der er kommet i stemplerne,« siger Martin Duus Havelykke.
Honing af stål i cylindere
I forbindelse med levetidsforlængelsen hos BB Hydraulik er der installeret helt nye stempler i cylinderne, og stålet er blevet honet for rivninger, idet stemplerne er tilpasset den nye honing. Ligeledes er alle pakninger udskiftet til nye.
»Vi kendte ikke cylindernes præcise tilstand, inden de blev åbnet hos BB Hydraulik. Det viste sig, at pakningerne – som antaget – trængte til at blive skiftet ud. Nu står vi med to støddæmpere, der er næsten som nye og forhåbentlig har mange år foran sig før næste levetidsforlængelse. I sommeren 2019 er planen, at vi levetidsforlænger de to sidste støddæmpere, og når det er sket, har vi fire nærmest nye buffere, som måske kan tage tyve år eller mere før næste store overhaling,« siger Martin Duus Havelykke.
I forbindelse med levetidsforlængelsen øges overvågningen af de fire støddæmpere, så der kommer flere tilstandsdata ind i Sund & Bælts overvågningssystem.
»Vi ønsker at få et bedre billede af dæmpernes aktuelle tilstand ud fra sensorer og måledata. Det er data for olietryk, nitrogentryk, temperaturer og tryk. Der er fastsat nogle grænseværdier, og vi får alarmer, hvis de bliver overskredet. Vi går mod en fremtid, hvor vi måske kan forvente endnu mere trafik på broen og mere uroligt vejr med flere storme. På den måde vil støddæmperne nok blive mere belastet fremover, og derfor har vi brug for at kende deres aktuelle tilstand endnu bedre,« siger Martin Duus Havelykke.
Støddæmpere på Østbroen
- Fire støddæmpere – to i hver ende af brofaget på Østbroen/Højbroen
- 9 meter lange
- Vægt: 15,3 ton
- Lille stempeldiameter: 300 mm
- Stempelvægt: 4 ton
Østbroen
- Østbroen mellem Sjælland og Sprogø er 6.790 m lang og består af en underbygning og en overbygning. Underbygningen i beton omfatter pyloner, ankerblokke, bropiller og landfæster. Overbygningen i stål omfatter brofag og kabler.
- Selve hængebroen mellem de to ankerblokke er ca. 2.694 m lang. Hængebroen består af det frie spænd mellem de to pyloner på 1.624 m plus de to sidespænd mellem pyloner og ankerblokke på hver især 535 m.
- Hængebroen er forbundet med 2 tilslutningsfag: Tilslutningsfag Halsskov med 14 understøtninger fra Sjælland og ud til ankerblok 15 - og tilslutningsfag Sprogø med 9 understøtninger fra ankerblok 18 og ud til Sprogø.
- Storebælts østende, som Østbroen spænder over, er internationalt farvand. Gennemsejlingshøjden er på 65 m.