Brugskonstruktionsmetoder: Hvorfor er romerske broer så stabile?
Romersk arkitektur er i centrum for Europas visuelle tiltrækningskraft. Sofistikerede romerske strukturer har overlevet hundredvis af århundreder uden at blive renoveret og har modstået kristendommen, frankerne, erobringerne og endda Boris Johnson.
Har du husket, hvor stolt du var, da du byggede den bro i din søns Lego-by? Tja, i 103 e.Kr. byggede den romerske ingeniør Apollodorus af Damaskus en 1,1 km lang bro af sten og træ. Trajanusbroen var 19 meter fra flodoverfladen, 15 meter bred og kunne bære vægten af hundredvis af romerske soldater, der skulle krydse den. Den var kun et par meter kortere end Sydney Harbour Bridge.
Image Credit: www.livius.org
Romererne byggede mange af Vestens længst stående bygninger. De var også den første civilisation, der lavede broer af beton. Nogle af disse gamle broer står i dag, som de gjorde den dag, de blev bygget. Det skyldes de strukturelle innovationer, som først blev brugt af romerne. Og innovationer, som i sidste ende var med til at forme den moderne broteknik. Alcántara-broen er en sådan bro, som har stået i Spanien siden 104 e.Kr. Den romerske civilingeniør Caius Julius Lacer var manden bag broen. Hans grav står i nærheden med en gravskrift, hvor der står: “Jeg efterlader en bro for evigt i verdens århundreder”. Han tog ikke fejl.
Hvorfor er de så stærke?
Der går et rygte på nettet om, at de romerske ingeniører, der stod for at bygge broerne, måtte stå under dem, mens stilladserne blev fjernet. Tilsyneladende førte frygten for, at tonsvis af sten og murbrokker skulle falde ned og knuse en, til en ret stram strukturel planlægning.
En mere sandsynlig historie findes i Romerrigets militære ekspansion. For at forbedre de romerske adgangslinjer dannede imperiet gilder af dygtige arbejdere og tænkere, som delte ideer og byggeprincipper. Disse tidlige ingeniørgilder gjorde vigtige opdagelser inden for konstruktionsdesign, materialer og de piller, der støttede broernes ben.
The Voussoir Arch
Romererne havde forbedret den traditionelle gangbro ved at skabe en bro, der bevarede sin strukturelle integritet gennem midten. For at opnå dette var romerne ikke afhængige af stålbjælker, der løb gennem stenelementerne, men i stedet af selve stenenes trækstyrke.
Bogens form gjorde det muligt at indsætte murstenene i en buet vinkel, indtil de blev samlet på toppen af buen med en slutsten. Denne slutsten var formet som et trapez, der brugte vægten af stenene og betonen i broen til at presse de tilspidsede sten sammen. Dette tryk dannede en struktur i buen, som krævede en enorm kraft for at briste. Hvor traditionelle broer var svagest i midten, var buen stærkest.
Hvis det føltes som at læse de faktiske instruktioner, som de romerske ingeniører gav deres arbejdere i 100 e.Kr., så se videoen nedenfor.
Pozzolana Cement
Buen var en strukturel nyskabelse inden for bygningsdesign. Men det var ikke det eneste, som det romerske imperium bidrog til byggeriet. Romerne var også enestående med hensyn til de materialer, de valgte at bygge med. En naturlig cement kaldet pozzolana blev brugt af romerne som mørtel til deres broers (benene) pibler. Ikke alene siges denne cement at være økologisk renere end nutidens cementblandinger, men det er også en cement, der bliver stærkere over tid.
Pozzolana anvendes stadig i nogle lande. Det fremstilles ved at kombinere to dele puzzolana (som er en slags slagge, der dannes naturligt fra vulkansk sten) med en del pulveriseret kalk. Allerede i det 3. århundrede f.Kr. brugte romerne pozzolana i stedet for sand i beton i deres byggeri. Dette gav deres konstruktioner en suveræn styrke og stabilitet.
Cofferdammer
Da ikke alle broer, som romerne byggede, havde den luksus at kunne bygge sine piller på land, brugte romerne cofferdammer, hvor pillerne skulle falde inden for et vandområde. Romerne brugte cofferdammen som en midlertidig konstruktion, der gjorde det muligt at bygge en bropille i et vandrum.
De cofferdammer, der blev brugt af romerne, var enklere end dem, der bruges i nutidens byggeri, men deres funktion er identisk. Først gravede romerne en ring af tømmerstammer ned i flodlejet. Derefter fyldte de hullerne mellem træstammerne med ler for at gøre dem vandtætte, inden de pumpede vandet ud inde fra træstammernes cirkel. På den nyligt tørre flodbund byggede romerne pozzolana og stenpiller. Når konstruktionen var afsluttet, blev ringen af træstammer fjernet, og møllerne stod som ved et trylleslag i flodlejet.
Romererne selv
Romererne var en stolt og velstående civilisation. De snublede ikke bare over deres arkitektoniske bedrifter. Inden de perfektionerede broer, havde de allerede stjålet og forbedret nogle af grækernes bedste strukturelle ideer. Romerne havde også et højt niveau af civilt håndværk og en militær baggrund, der havde en tilhørende forståelse for, hvordan man byggede de stærkeste befæstninger og mure. Som de fleste tidlige civilisationer havde de heller ikke nogen fagforeninger. Det betyder, at de aldrig så omkostninger og arbejdskraft som en vejspærring, da de skabte deres monolitiske strukturer.
