Broar har genom historien haft en viktig roll för utvecklingen av ingenjörskonsten. Sedan hundratals år har broar utgjort bevis på olika materials bärförmåga och ingenjörers kreativitet. Träbroar har den kanske längsta historien, eftersom världens första bro med stor sannolikhet utgjordes av ett gynnsamt omkullblåst träd som tillät människor att korsa en bäck eller annat hinder. Under lång tid var trä det självklara materialvalet när en bro skulle byggas. Från medeltiden och fram till 1800-talet byggdes många träbroar, och många nya byggnadstekniker av fackverk och bågar utvecklades under denna period. Under 1900-talet minskade byggandet av träbroar då stålet och senare även betongen tog över, i synnerhet för stora spännvidder. Utvecklingen av nya träprodukter, bland annat limträ, har lett till att trä återigen är ett konkurrenskraftigt materialval vid broprojektering. I dag byggs träbroar för både lätt och tung trafik, även om antalet är begränsat.
En fördel med träbroar är att de ofta går snabbt att montera, och den låga vikten hos trä förenklar transporter och lämpar sig därför bra för prefabricering. Den låga egenvikten medför även att broar med liten nyttig last (gång- och cykeltrafik) ofta kan utformas slankare i trä än om de byggs i betong där egenvikten utgör en större del av lasten. Dock är inte brottlasten det som ofta är avgörande vid slanka träbroar, utan i stället kraven på tillåten nedböjning. För broar med långa spännvidder blir även kravet på tillåtna svängningar ofta det som styr dimensioneringen.
En bro som både har en slank utformning och lång spännvidd är Muskratbron över Bow River i Banff, Kanada. Här utgjorde svängningar en stor utmaning för konstruktören. Svängningarna kunde hanteras med hjälp av två dämpare som monterades under bron och som kalibrerades för att motverka dess egensvängningar. Massan i dämpningen består av tjocka stålplattor upphängda i vajrar som utgör fjädringen i dämpningen. Genom att i efterhand justera antalet stålplattor kunde dämpningen kalibreras så att den på bästa sätt hanterar dynamiska laster från gång- och cykeltrafiken.
Den 113 meter långa gång- och cykelbron är en så kallad konsolbro, tillverkad av avsmalnande limträbalkar i en form som ska efterlikna momentfördelningen över konstruktionen. Höjden på limträbalkarna varierar från 2,6 meter vid upplagen till 0,9 meter vid den smalaste punkten. Bron är uppdelad i tre huvuddelar, två konsoler vilandes på var sitt betongfundament samt en 34 meter fritt upplagd balk vilandes på vardera konsols ände. I landfästet är vardera konsol infäst med spännstänger för att hålla emot de lyftande krafter som uppstår. En gammal och beprövad metod här ovan illustrerad av Sir John Fowler och Benjamin Baker med hjälp av deras assistent Kaichi Watanabe. Den fyra meter breda gångbanan utgörs av tvärspända korslimmade träelement. Bron är dimensionerad för en teknisk livslängd på 75 år. Den fria spännvidden mellan upplagen är 80 meter, vilket gör bron till en av de längsta av sitt slag.
För ännu större spännvidder är snedstagsbron en bättre konstruktion. Ett exempel på en sådan bro är Älvsbackabron i Skellefteå som stod färdig 2011. Den totalt 183 meter långa bron har en fri spännvidd på 130 meter och är precis som bron i Banff konstruerad för gång- och cykeltrafik. För tyngre laster, som vägtrafik, är bågbroar ofta lämpligare. Bågbroar har även potential att klara stora spännvidder tack vare att bågen belastas i tryck och inte så mycket genom böjning. Trä är ett mycket formbart material och lämpar sig därför bra till den här typen av konstruktion. Ett exempel på en bågbro är Gislavedsbron, 47 meter lång och dimensionerad för tung trafik.
I Sverige ska träbroar enligt Trafikverket ha en beräknad teknisk livslängd på antingen 40 eller 80 år. Både Älvsbackabron och Gislavedsbron har en beräknad teknisk livslängd på 80 år. För att uppnå detta är det viktigt att skydda träet från långvarig uppfuktning. En beklädnad skyddar från väderexponering och utgör ofta en väsentlig del av det konstruktiva träskyddet. En annan metod är att förse bron med ett tak. Detta är inte särskilt vanligt i Sverige, men i Schweiz finns överbyggda broar som är flera hundra år gamla.
Dessa exempel visar alla på att trä, med samlad kunskap och efter en intensiv teknisk utveckling, återigen har potential att vara ett självklart materialval vid projektering av broar. Träbroar medför precis som träbyggnader stora klimatvinster, och om vi ska klara av de i Sverige satta klimatmålen bör materialvalet för broar följa samma utveckling som för byggnader, med fler träbroar som följd.
text Petter Werner
