– PhD-oppgaven min handler om å utvikle en mer presis beskrivelse av bevegelses-induserte vindkrefter på brukasser. Bevegelses-induserte krefter er enkelt forklart de kreftene brua opplever på grunn av bruas bevegelse i vinden. For en viss vindhastighet vil bruas bevegelse påvirke vindkreftene så mye at bruas bevegelse bare vil øke, og til slutt kollapse. Dette kalles bruas stabilitetsgrense, eller fluttervindhastighet, sier Skyvulstad.

Bygde modeller

Sentralt i prosjektet står nedskalerte modeller av brukasser som er testet i vindtunnelen på NTNU.

– Fra vindtunnelforsøkene har vi fått eksperimentelle data som vi videre har prøvd å beskrive matematisk. De matematiske modellene er så videreutviklet for å passe problembeskrivelsen. Til sist brukte vi de trente matematiske modellene til å predikere bevegelser på faktiske forsøk av flutter.

– Vi ønsker å finne ut hvordan vi kan bygge lengre bruer og da må vi ha kontroll på fluttervindhastigheten. Økt spennlengde på bru gir lavere fluttervindhastighet, og for de lengste hengebruene er fluttervindhastigheten begrensende.

– Et tiltak for å øke fluttervindhastigheten på bruer er å benytte seg av såkalte doble kasser, to parallelle kasser som ligger ved siden av hverandre. Vi har sett at disse ikke beskrives så godt av de eksisterende matematiske modellene, og at det er viktig å bruke ikke-lineære matematiske modeller for å være nøyaktig nok. Vi har også sett at en del tverrsnitt opplever store bevegelser på en stabil måte, selv om man tidligere har kalt dette flutter, dette kan brukes til å pushe grensen enda lengre, sier han.

Norge som bru-nasjon

I Norge har vi alltid bygd bruer, mange bruer og slanke bruer. Vi har tradisjoner som brubyggere og nasjonalbruen vår, må kunne sies å være hengebruen. Det er rundt 400 hengebruer i Norge, noe som gjør oss til verdensmestere i hengebruer per hode.

– Store bruer bygges det ikke så mange av i verden, men Norge har mange av disse, og flere som er planlagt bygd. Nye Sotrabrua og nye Grenlandsbrua er under bygging, og det planlegges en rekke store bruer fremover. Bjørnafjorden, Sulafjorden, Julsundet, Halsafjorden, Kjerringsundet, er noen eksempler på bruer som vil være i verdensklasse hvis bygd, og noen vil slå verdensrekorder. Store internasjonale aktører ser mot Norge for å se hva man kan få til.

– Norge er rett og slett et bruland, og vi kan være stolte av hva vi kan, og hva vi får gjort, sier han.

Store muligheter med BIM og digitaliseringsverktøy

Skyvulstad forteller at BIM og digitaliseringsverktøy for anleggskonstruksjoner gir helt andre muligheter for prosjektering.

Henrik Skyvulstad. Foto: Norconsult

– I dag er BIM-modeller svært utbredt som prosjekteringsverktøy for brukonstruksjoner, og tegninger ser man mindre og mindre av. Norge er faktisk lengst fremme i verden på bruk av BIM-modeller for bruer. Det jobbes også betydelig med å digitalisere flere prosesser som beregninger, beskrivelser og informasjonsflyt som hjelper prosjektene med å henge bedre sammen. Dette er også en arbeidsmetodikk som er kommet for å bli og som hjelper oss å presse grensene videre.

– Mye av aktiviteten på digitale tvillinger og sensorteknologi i Norge ligger på forskningsstadiet. Et eksempel på praktisk bruk er på Sotrabrua hvor det er planlagt et helsemonitorerings-program som gjør at man innhenter informasjon kontinuerlig under driftsfasen, sier han.

Mange avanserte bruer

Skyvulstad mener nye Grenlandsbrua er en av Norges mest aerodynamisk avanserte bruer.

– På Grenlandsbru bygges det en ny slank skråstagsbru ved siden av en eksisterende bru. Det gjør at det aerodynamiske bildet blir avansert. Interaksjonen mellom bru og vind, og hvordan brukassen oppstrøms vil påvirke brukasse nedstrøms, er problemstillinger man sjelden kommer over.

– Ellers så har Norge en rekke kompliserte bruer. Norge har mange lange slanke bruer, eksempelvis Hardangerbrua, som gjør dynamikken og responsen komplisert. Så har man også nyere bruteknologier som lasersveisede bruer som YA bru og komposittbruer som Paradis bru. Hvis Bjørnafjorden blir realisert, mener jeg denne vil være den mest kompliserte brua som blir bygd i verden.

– Bjørnafjorden bru vil være over 5 kilometer fra landfeste til landfeste, over dobbelt så langt som dagens rekord. Brua har et intrikat forankringssystem, krevende dynamisk oppførsel og betydelige utfordringer under bygging som gjør den avansert. Det er utført god planlegging i regi av Statens vegvesen så dette er noe man skal kunne få til, sier han.

Utvikling av brufaget

Han mener bruk av BIM og digitaliseringsverktøy er en forutsetning for å kunne levere de beste bruene.

- Utviklingen av bru-teknologi vil utvilsomt fortsette, og vi håper at digitalisering, optimalisering og mer effektive metoder vil bidra til konstruksjoner som er mer bærekraftige, kostnadseffektive og robuste. Her gjelder det å være fremme i skoa, fortsette utviklingen og bidra der man kan. Henger man bakpå her, blir man fort frakjørt.

– Å spå hvordan man jobber fremover er ikke lett, men en ting er sikkert. Man jobber ikke sånn man gjør i dag, avslutter Skyvulstad.