Foto Per Hindersson Det går åt mer material numera inom brobyggandet och förmodligen har det att göra med högre ställda krav i våra normer, säger, Tyréns, som har lett den särskilda brogruppen inom forskningsprogrammet Bygginnovationen. 14 BIN1207s14-18.indd 14 By g g i n d u s t r i n 0 7/ 2 0 1 2 2012-02-22 08.43
Foto Per Hindersson Brobyggarna behöver mer industriellt tänkande INFRASTRUKTUR. Det går åt mer material armering och betong i brobyggandet. Däremot har kvaliteten och beständigheten med största sannolikhet ökat de senaste decennierna. En grupp med Tyréns Mikael Hallgren i spetsen har kikat på brobyggandets effektivitetsutveckling och menar att det finns en rejäl förbättringspotential. TEXT PER HINDERSSON "Ibland hävdas det att vi blivit mindre effektiva. Är det sant? Vi har borrat oss in i olika typer av broprojekt." Har brobyggandet blivit effektivare under de senaste 30 åren? Inom ramen för det Vinnovafinansierade programmet Bygginnovationen har en särskild brogrupp, ledd av från Tyréns, undersökt hur effektivitet för brobyggandet har utvecklats. Till sin hjälp har han haft personer som har arbetat med broar under stora delar av sin yrkesverksamma karriär. Kriteriet för att vara med är att man i princip ska ha varit med och byggt broar under de senaste tre, fyra decennierna. Ibland hävdas det att vi blivit mindre effektiva. Är det sant? Vi har borrat oss in i olika typer av broprojekt. Tittat på faktiska projekt från i dag och jämfört dem med likartade projekt från 1970-talet, säger Mikael Hallgren. Det är en fallstudie där gruppen har studerat nio objekt: Stålbroar en från 1979 och en från 1996. Förspända lådbalkbroar en från 1978 och en från 2007. Förspända dubbelbalkbroar en från 1976 och en från 1994. Betongbalkbroar två ribbalkbroar från 1974 och en balkbro från 2007. De har intervjuat brobyggare som var med när det begav sig, studerat ritningar och mängdförteckningar och sedan jämfört output (exempelvis kvadratmeter broyta och antal ritningar) och input (exempelvis materialåtgång och arbetstimmar hos konsulter och entreprenörer). Går åt mer betong idag Vilka är de viktigaste lärdomarna från studien? Det var en väldigt erfaren grupp, de flesta med mer än 30 års erfarenhet av brobyggande. Tillsammans satt gruppen redan från början med en god bild av hur verkligheten ser ut och hur den har sett ut. Så studien gav kanske inte några dramatiska överraskningar. När vi gjorde våra enkla produktivitetsmätningar med input/ output exempelvis över hur mycket betong det gått åt till en given broarea så var det helt uppenbart att materialeffektiviteten inte blivit bättre. Vi kan snabbt konstatera att utvecklingen av effektiviteten steg stadigt mellan 1975 och 1999, men sedan vände det. På materialsidan ser vi, hos exempelvis förspända lådbalkbroar att mängden armering har ökat påtagligt och även den faktiska mängden betong. Det går åt mer betong i dag än tidigare, men det finns också goda skäl till att det blivit så, säger. Vad är förklaringen till att det går åt mer material i dag? Skälet är regelverken och hur de förändrats under de här åren, pådrivna av den forskning och utveckling som bedrevs av branschen. Forskningen under 1980- och 1990-talen handlade väldigt mycket om beständighet, hur broar ska klara livslängden på bättre sätt. Under det här skedet upptäcktes en rad Brodemografi för Sveriges järnvägsbroar Antal broar 2000 1500 1000 500 0-1905 1905-1955 1955-1985 Byggda år 1985-2005 Annat Stål Betong Källa Rapport från Bygginnovationens Brogrupp byg g i n d u s t r i n 0 7/2 0 1 2 15 BIN1207s14-18.indd 15 2012-02-22 08.43
Ölandsbron över Kalmarsund stod klar 1972. Ölandsbron är ett bra exempel. Bygget, som stod klart 1972, kännetecknades av upprepad standardiserad tillverkning. Brons lågbrodel bestod av 23 närmast identiska brospann. När man väl lärt sig att hantera armering, betongmängder och formförflyttning så gick det undan. Bygginnovationen Bygginnovationen är ett Vinnova-finansierat forsknings- och utvecklingsprogram och syftar till att stärka den svenska byggnäringens konkurrenskraft. Programmet löper till 2014 och den totala budgeten är 42 Mkr, varav Vinnova bidrar med 21 Mkr och industrin med 21 Mkr. 16 BIN1207s14-18.indd 16 problem inom brobeståndet från 1950 och framåt: rost, frostskador, nedbrytning av betongen och sprickbildningar. Beständighetsproblemen genererade forskning som i sin tur gav nya regelverk. Antalet sidor i form av krav och normer som en brokonstruktör ska plöja igenom har ökat dramatiskt sedan 1960-talet. Med de här enkla effektivitetsmåtten som vi använt så ser det ut som om vi blivit sämre, men vi har med största sannolikhet också fått en bättre kvalitet, längre livslängd och större beständighet. Det är ju svårt att bevisa eftersom vi inte än så länge har sett resultaten från de broar som byggts under 2000talet, säger. Potential att bli bättre Tittar man på det svenska brobeståndets demografi så ser man en kraftig topp under de så kallade rekordåren. Den stora massan av dagens svenska broar byggdes och då oftast i betong under åren 1950 till 1970. Mellan 1950 och 1954 färdigställdes 1 600 broar i Sverige. Sedan kom en ny peak under 1990-talet och sedan dök produktionen igen. Totalt sett finns ungefär 26 000 broar i Sverige, ett flertal 15 800 stycken är vägbroar som sorterar under Trafikverket. Men oavsett kvalitetsförbättringen så finns det uppenbarligen en potential att bli bättre på materialeffektiviteten. I studien har vi mest tittat på betongbroar och de utgör också den övervägande majoriteten av broarna som byggdes mellan 1950 och 2000. Nu har det kommit lite mer stål, men det är ofta i kombination med betong, säger. Fler lärdomar? Den goda effekten av upprepning, av repetitiva inslag. I de fall där vi hade broprojekt med repetitiva inslag visade kurvorna på en möjlighet att fördubbla produktionshastigheten. Ölandsbron är ett bra exempel. Bygget, som stod klart 1972, kännetecknades av upprepad standardiserad tillverkning. Brons lågbrodel bestod av 23 närmast identiska brospann. När man väl lärt sig att hanby g g i n d u s t r i n 0 7/ 2 0 1 2 2012-02-22 08.43
På Öresundsbron kunde man dels dra nytta av forskningen och de nya normerna för beständighet, dels använda en industriell och mycket effektiv metodik. Skanska har vittnat om att de från det första till det sista stödet hade blivit upp till tre gånger snabbare i sina arbetsmoment. Bygginnovationens analysgrupp på brosidan Öresundsbron, som för- binder Malmö och Köpenhamn, öppnades för allmän trafik i juni 2000. tera armering, betongmängder och formförflyttning så gick det undan. I slutskedet var produktionen nästan dubbelt så snabb som i början, säger. Mer maskinberoende En annan solskenshistoria, som vi dock inte har med i studien, är Öresundsbron. Här kunde man dels dra nytta av forskningen och de nya normerna för beständighet, dels använda en industriell och mycket effektiv metodik. Skanska har vittnat om att de från det första till det sista stödet hade blivit upp till tre gånger snabbare i sina arbetsmoment. Broöverbyggnaden var dessutom prefabricerad. by g g i n d u s t r i n 0 7/ 2 0 1 2 BIN1207s14-18.indd 17 Vad är annars de största förändringarna i själva produktionen under de senaste decennierna? Vi har helt klart blivit mer maskinberoende. Parallellt med vår brogrupp hade vi också en grupp som studerade vägprojekt under samma tidsperiod. På vägsidan ger den ökade maskinanvändningen rätt dramatiska produktivitetsförbättringar. Det är en snarlik utveckling på brosidan, om än inte fullt lika dramatiskt som för vägbyggarna. En revolutionerande förändring har också varit den självkompakterande betongen som kommit de senaste tio åren. Det har inneburit rejäla besparingar och påtagligt färre nedlagda arbetstimmar., Tyréns Christer Carlsson, Ramböll Rolf Hörnfeldt, tidigare NCC Lars-Olof Karlberg, ELU Konsult Mats Karlsson, Trafikverket Christer Kihlmark, tidigare NCC Thord Kristensson, Peab Thomas Olofsson, Luleå tekniska universitet Ulf Sandelius, WSP Peter Simonsson, Luleå tekniska universitet Ser du några andra vinnarkoncept för brobyggarbranschen? En ganska avgörande aspekt är hur Trafikverket lägger upp och paketerar sina upphandlingar av större projekt. Tidigare har det funnits en tendens att spalta upp projekten alltför mycket, med separata upphandlingar på varenda liten fly over-bro. Det är bättre att dela upp projekten i större entreprenader utifrån byggtyp snarare än utifrån geografi så att entreprenören får möjlighet att få upp sin inlärningskurva. Det behövs ett större mått av plattformstänkande, standardisering och en högre grad av industrialisering. Ambitionerna verkar finnas där, både från Trafikverket och Sveriges brodemografi Trafikverket ansvarar för ungefär 15 800 vägbroar och 3 600 järnvägsbroar. Kommunerna har dessutom ansvar för cirka 6 600 broar. Det stora flertalet byggdes mellan 1950 och 1985 och är i huvudsak i betong. 17 2012-02-22 08.44
upprepningar (här är Ölandsbron ett bra exempel). Den stora potentialen för ökad effektivitet ligger i upprepning, standardisering. Jag tror det här ger oss en rätt bra passning för framtiden. Vi måste, inom ramen för normkraven, blir mer restriktiva med materialåtgången. Vi behöver slipa och förbättra metofrån byggarna, men vi är inte riktigt framme ännu, säger. Brogruppen har också tittat på förändringar i konsultledet under de tre decennierna. Projekteringen verkar generellt ha blivit effektivare, åtminstone räknat som ritning per konstruktörstimme. Utvecklingen av cad är givetvis en förklaring. Broarna från 1970-talet är handritade. Även om arbetsproduktiviteten har ökat i antalet ritningar per timme så har antalet kvadratmeter bro per ritning minskat. Orsaken kan vara högre krav från myndigheterna när det gäller redovisningen av brokonstruktioner. Kanske har det medfört att antalet ritningar har ökat. Här har vi dock ett rätt litet statistiskt underlag. Sedan medför ju övergången till bim och modellbaserad projektering att antalet ritningar som produceras blir tämligen ointressant. En ritning blir ju bara en specifik vy av ett oändligt antal möjliga. Upprepning ger ökad effektivitet Brogruppens analys mynnar ut i en rad slutsatser: Kvaliteten har ökat på grund av större krav. Materialmängden har ökat. Projekteringen har blivit effektivare (från handritning, via cad till bim). Ny teknik har ökat effektiviteten. Själva produktionsmetoden har i stort sett varit oförändrad under de senaste 30 åren. Produktiviteten ökar påtagligt vid Foto Lennart Forsberg Uddevallabron, som går över Byfjorden/ Sunningesund utanför Uddevalla., invigdes i maj 2000. Brogruppens rekommendationer för fortsatt forskning Bättre metoder för livscykelkostnadsanalys. Material och metoder för att öka livslängden och minska reparationsbehoven. Bättre och effektivare reparationsmetoder samt metoder för tillståndsövervakning. Hur kan trenden med ökande materialmängder brytas? Hur kan man systematiskt mäta energiförbrukningen under byggskedet? Hur uppnår man bättre upprepningseffekter, bättre upphandlingar där en serie av anläggningar handlas upp i ett kontrakt? Hur kan andelen förtillverkning ökas? Hur kan byggtiderna kortas? Hur ska olika teknikområden integreras i en bim-modell? Hur kan man använda bim för att skapa bättre produktionshandlingar? Hur skapar man förutsättningar för att projektören/konstruktören engagerar sig mer aktivt under byggskedet? derna för livscykelkostnadsanalyser och förlänga livslängden på de material vi använder och jag ser också gärna mer inslag av aktiv design där projektörer och konstruktörer är med under hela byggskedet, säger Mikael Hallgren. 1 Hela rapporten från brogruppen finns på www.bygginnovationen.se. Brodemografi för Sveriges vägbroar 1500 Antal broar 1000 500 0 1900 1904 1905 1909 1910 1914 1915 1919 1920 1924 1925 1929 1930 1934 1935 1939 1940 1944 1945 1949 1950 1954 1955 1959 Byggda år 1960 1964 1965 1969 1970 1974 1975 1979 1980 1984 1985 1989 1990 1994 1995 1999 2000 2004 2005 2007 Källa Rapport från Bygginnovationens Brogrupp 18 Byg g i n d u s t r i n 0 7/2 0 1 2 BIN1207s14-18.indd 18 2012-02-22 08.44