Bågbro – definition, funktion och konstruktion med exempel

Bågbroar: definition, funktion och konstruktion — lär dig hur bågar bär laster, designprinciper, materialval och konkreta exempel för byggprojekt och utbildning.

Författare: Leandro Alegsa

En bågbro är en bro med ändar i vardera änden som är formad som en böjd båge. Bågbroar fungerar genom att överföra broens vikt och dess laster delvis till en horisontell stöt som hålls av överbyggnaderna på båda sidor. En viadukt (en lång bro) kan bestå av en serie bågar. I dag används dock vanligen andra mindre kostsamma konstruktioner.




Hur en bågbro fungerar

Bågbroar överför huvudsakligen laster genom tryck i själva bågen. När vikter läggs på brobanan trycks bågen ihop och krafterna leds vidare mot landfästen (abutments). Dessa landfästen måste kunna ta upp både vertikala krafter och den horisontella stöten som uppstår när bågen vill sprida ut sig.

Vanliga material och historik

Historiskt byggdes bågar i sten eller tegel och har visat sig mycket hållbara — många romerska bågar finns fortfarande kvar. Under 1800- och 1900‑talen blev stål och senare armerad betong vanliga material, vilket möjliggjorde större spann och tunnare tvärsnitt.

Konstruktionstyper

  • Sten- eller tegelbåge: traditionell typ med stor hållbarhet och låg töjning.
  • Armerad betongbåge: vanlig för medellånga spann, kan formas lätt och byggas som prefabricerade element.
  • Stålbåge: möjliggör långa spann och slankare konstruktioner; ofta använd i moderna broar som kräver stor klaring under bron.
  • Flerspannig viadukt: flera bågar i serie för att täcka långa sträckor över dalgångar eller vatten.

Byggmetoder

Vid byggnation används ofta centrering (formställning) som temporär stödstruktur tills bågen är färdig och självstagande. Moderna metoder kan också innebära:

  • montage av prefabricerade segment som fogas och spänns ihop,
  • kantringsbyggnad där bågen byggs ut åt sidorna i balanserande etapper,
  • användning av tillfälliga stag eller vajrar under montage för att hålla geometrier.

Fördelar och nackdelar

  • Fördelar: god bärförmåga vid kompression, lång livslängd (särskilt stenbågar), estetiskt tilltalande form, lämplig där man vill ha få pelare i vattnet eller marken under bron.
  • Nackdelar: kräver kraftiga landfästen för att hantera horisontell stötkraft, kan bli kostsam om markförhållandena gör det svårt att anlägga abutments, och mindre lämplig för mycket långa spann utan kompletterande tekniker (t.ex. snörbåge eller hängande element).

Exempel

Historiska exempel är romerska akvedukter och broar som visar stenbågarnas hållbarhet. Moderna exempel är stål- och betongbågar som ofta syns över större vatten eller dalar. Ett svenskt exempel är Västerbron i Stockholm, som är en välkänd bågbro i stål. Internationellt finns många kända bågbroar, från romerska broar till stora stålbågar som Sydney Harbour Bridge.

Underhåll och livslängd

Beroende på material krävs olika typer av underhåll. Stenbågar behöver ofta mindre ingripande än stålbågar som kan behöva korrosionsskydd och målning. Armerad betong behöver inspektion för sprickor och eventuell korrosion i armering. Regelbundna besiktningar säkerställer att landfästen och möjlig påverkan från grundvatten eller erosion inte försvagar konstruktionen.

Sammanfattningsvis är bågbroar en gammal men fortfarande relevant brotyp som i många fall kombinerar god bärighet, arkitektonisk kvalitet och lång livslängd. Valet av bågtyp och material styrs av spannets längd, markförhållanden, kostnad och estetiska krav.

Stenbågsbro över McCormick's Creek i Indiana. Den är upptagen i det nationella registret över historiska platser.  Zoom
Stenbågsbro över McCormick's Creek i Indiana. Den är upptagen i det nationella registret över historiska platser.  

Historia

Den äldsta existerande bågbron kan vara den mykenska Arkadikobron i Grekland. Den byggdes omkring 1300 f.Kr. Stenbågsbron med korgbågar används fortfarande. Den välbevarade hellenistiska Eleutherna-bron har en triangulär korbågsbåge. Rhodos fotgängarbro från 400-talet f.Kr. vilar på en tidig voussoirbåge.

Både etruskerna och de gamla grekerna kände till bågar. Men romarna var de första som använde bågar för att bygga broar.

Romerska valvbroar var vanligtvis halvcirkelformade. Ett antal var också segmentbågar (som Alconétarbron), vilket innebär att den har en böjd båge som är mindre än en halvcirkel. En sådan segmentbågig bro gjorde det möjligt för stora mängder översvämningsvatten att passera under den. Detta skulle förhindra att bron sveptes bort vid översvämningar. Dessutom kunde själva bron vara mer lättviktig. I allmänhet hade romerska broar kilformade primära valvstenar (så kallade voussoirs) av samma storlek och form. Romarna byggde både enstaka spännvidder och långa akvedukter med flera valv. Deras broar hade översvämningsöppningar i pelarna.

I det medeltida Europa förbättrade brobyggarna de romerska konstruktionerna genom att använda smalare bryggor. De använde tunnare bågar och lägre förhållande mellan spännvidd och höjd på broarna. Gotiska spetsbågar infördes också för att minska sidoförskjutningen. Särskilt under 1300-talet nådde brobyggandet nya höjder. Spännvidder på upp till 40 meter var tidigare okända för murade bågar.

På 1800-talet blev stål billigare och möjliggjorde ännu längre broar. Bågbroar blev vanliga eftersom de inte behöver så stora och dyra fundament. I slutet av 1900-talet byggdes vissa broar som var mer än 500 meter långa.


 

Enkla tryckbågsbroar

Fördelar med enkla material

Sten, tegel och andra liknande material är starka i kompression. De är ganska starka i skjuvning. Men de kan inte motstå mycket kraft i spänning. Därför är murade valvbroar konstruerade för att ständigt vara under tryck. Varje båge byggs över en tillfällig ram av falsk konstruktion, en s.k. centring. I de första tryckbågsbroarna var det en kilsten i mitten av bron som bar upp vikten av resten av bron. Ju mer vikt som lades på bron, desto starkare blev dess struktur. I murade valvbroar används fyllnadsmaterial (vanligtvis komprimerat grus) ovanför valvet för att öka den döda vikten på bron. Detta förhindrar också att spänningar uppstår i bågringen när lasten rör sig över bron. Oförstärkt betong användes också. När murverk (huggen sten) används är vinklarna på ytorna skurna för att minimera skjuvkrafterna. När slumpmässigt murverk (oskurna och oförberedda stenar) används muras de ihop med hjälp av murbruk. Mörteln får stelna innan man tar bort de falska murarna.

Byggnadsordning

  • Om valven placeras i ett vattendragsbädd (på bryggor eller bankar) avleds vattnet. På så sätt kan gruset först grävas bort och ersättas med en bra grund (av starkt material). Från detta sätts grundpelarna upp eller höjs upp till höjden på den avsedda basen för valven. Detta är en punkt som kallas fjädring.
  • Falska centreringsverk (på brittisk engelska: arch frame) byggs, vanligtvis av timmer. Varje båge i en bro med flera bågar ger upphov till ett tryck på bågarna bredvid den. Därför är det nödvändigt att antingen höja alla bågar på bron samtidigt eller att använda mycket breda bryggor. Tryckkraften från slutbågarna tas upp i jorden av rejäla (vertikala) fundament vid kanjonväggarna.
  • Flera bågar (eller en enda båge) byggs över centreringen. När varje grundläggande bågtunna har byggts. Bågarna stabiliseras (eller bågen stabiliseras) med utfyllt murverk. Dessa kan läggas i horisontella löpande bindningsskikt (lager). De kan bilda två ytterväggar, så kallade spandrels, som sedan fylls med lämpligt löst material och grus.
  • Vägen är asfalterad och en mur leder trafiken till bron.

Bågbroar är en av de äldsta typerna av broar och har funnits i tusentals år. Bågbroar har en stor naturlig styrka.

De byggdes ursprungligen av sten eller tegel, men är numera byggda av armerad betong eller stål. Dessa nya material gör att bågbroar kan bli längre och ha lägre spännvidder.

Istället för att trycka rakt nedåt, bärs belastningen på en bågbro utåt längs bågens kurva till stöden i varje ände. Vikten överförs till stöden i båda ändarna.

Dessa stöd, som kallas för abutments, bär lasten och förhindrar att broens ändar sprids ut.



 Arbetsflödet på den romerska bron i Limyra: det falska arbetet flyttades till en annan öppning så snart den nedre bågribban var färdig.  Zoom
Arbetsflödet på den romerska bron i Limyra: det falska arbetet flyttades till en annan öppning så snart den nedre bågribban var färdig.  

Galleri

·         Pointed arch of the Puente del Diablo in Spain

Spetsig båge i Puente del Diablo i Spanien

·         Ponte Vecchio, a medieval shop bridge

Ponte Vecchio, en medeltida butiksbro

·         Late medieval Krämerbrücke supporting two rows of houses

Senmedeltida Krämerbrücke med två husrader som stöd för två husrader

·         Ponte Santa Trinita. First bridge with elliptic arches

Ponte Santa Trinita. Första bron med elliptiska valv

·         A masonry Chinese moon bridge showing the buttressing approach ramps that take the horizontal thrust of the arch

En kinesisk månbro i murverk som visar de stöttande ramperna som tar emot den horisontella tryckkraften från bågen.

·         Fredrikstad bridge in Fredrikstad, Norway

Fredrikstadbron i Fredrikstad, Norge

·         The Main Street Bridge in Columbus, OH is the only inclined-arch suspension bridge in North America.

Main Street Bridge i Columbus, Ohio är den enda hängande bron med lutande båge i Nordamerika.

·         The Chaotianmen Bridge in Chongqing, China, is the world's longest arch bridge.

Chaotianmenbron i Chongqing i Kina är världens längsta bågbro.

·         Bridge of Arta in Arta, Greece

Artas bro i Arta, Grekland

·         By US legal standards[7] this Italian culvert is an arch bridge

Enligt amerikansk lag är denna italienska kulvert en bågbro.

·         The Garabit Viaduct is a wrought iron truss arch bridge.

Garabitviadukten är en bågbro i smidesjärn.



 

Frågor och svar

F: Vad är en bågbro?


S: En bågbro är en typ av bro med stödben i varje ände som är formad som en böjd båge.

F: Hur fungerar bågbroar?


S: Bågbroar fungerar genom att överföra broens vikt och dess belastningar delvis till en horisontell stöt som hålls av överbyggnaderna på vardera sidan.

F: Kan viadukter tillverkas av bågar?


S: Ja, viadukter (långa broar) kan byggas av en serie bågar.

F: Används andra konstruktioner typiskt för viadukter i dag?


Svar: Ja, andra mindre kostsamma konstruktioner används vanligtvis i dag i stället för bågar för viadukter.


Sök
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3