Allan Larsen er «Chief specialist Bridges International» i COWI, og er bosatt i Danmark. Men han reiser verden rundt og arbeider med gigantiske hengebroer, for få kan denne problematikken som han. Her forteller han leserne av Samferdsel og Infrastruktur hva det er som gjør at det har blitt slik.

Svingetid

– Skal man forstå byggingen av hengebroer, og hva det er som er utfordrende med dem, må man sette seg inn i svingetiden, og hva som påvirker den. Det er nemlig slik at alle broer svinger bittelitt, og desto lenger de er, desto mer svinger de. Dette betyr at de også er påvirkelige for vind, og det er derfor viktig at man beregner hvor mye broen kan komme til å svinge i ekstreme vindkast, slik at man ikke risikerer at de knekker, med de katastrofale følger det ville kunne ha.

– Vi snakker her om det som med en felles benevnelse kalles «aerodynamisk instabilitet», forklarer Larsen.

Kan alle og enhver merke den?

– Ja, dersom den blir sterk nok, vil nok alle merke den tror jeg. Men den er som sagt alltid til stede, og dersom man vet hva man skal se etter, kan man iaktta dette fenomenet ved ganske små svingninger. Men folk flest vil nok ikke så lett oppdage det, tror han.

Foto: COWI

Hva er det i grunnen som skjer?

– Det dette dreier seg om, er en viss dreining av brobanen. Og desto mer påvirkning den får, desto større kan dreiningen bli. Tar man så hensyn til spennet i broen, ser man at den vil tåle mindre vind desto lenger den er.

Når er det på tide å bygge en tunnel i stedet?

– Det kan nok variere litt, men for krysninger lengre end 2.000 m - 3.000 m. Tommelfingerregelen er at dersom man har en bro med et spenn på rundt 1.000 meter, vil man få en kritisk vindstabilitet – eller mangel på sådan, ved 60 m/sek vind.

Ødeleggende

Kritisk vindstabilitet høres ikke bra ut?

– Nei, instabilitet er så klart ødeleggende. Derfor vil vi gjerne sikre oss mot dette, og bygger broer med en sikkerhetsfaktor på 1,5. Men det er våre krav her i Danmark. I Norge er man enda mer forsiktige, og bygger med sikkerhetsfaktor 1,6. Så skal man være klar over at den økende globale oppvarmingen vil føre til sterkere vind, så fra 2050 vil vi trolig se stormer som er opp mot 15% sterkere enn det vi har sett hittil. Når det er sagt, vil vi fortsatt være på den sikre siden, så det er ingen grunn til å være engstelig. Likevel er dette faktorer man skal være klar over, og som vi har lagt inn i våre beregninger, slår han fast.

Hva kan man ellers gjøre for å kunne bygge de lange spennene, slik dere har gjort i Danmark?

– For bruer på rundt 1000 meter er det vanlig at bygge veien på en enkelt lukket stålkasse der bæres av de to henge kabler. Denne konstruksjon kan strekkes til 1500 – 1600 m dersom det ikke er sannsynlig at vinden overstiger 35 – 50 m/s. For lengre bruer er det nødvendig at dele den enkelte bru-kasse i to deler med en sentral åpning som holdes sammen av kraftige bjelker ved hengerstengene. Denne type konstruksjon demper svingningene fra vinden. I Tyrkia bygges det nå en bro med hele 2.023 meters spenn, for å feire at Tyrkia som moderne land ble stiftet i 1923. Det er en ganske ekstrem konstruksjon hvor avstanden imellom de to bru kasser er 9 m, men likevel ikke helt i ytterkanten av det som er mulig. Det finnes nemlig enda mer ekstreme konstruksjoner, slik som den som er konstruert for Messina stredet mellom Syditalia og Scicilia, men hvor bygningen ennå ikke er startet. Den er på formidable 3.300 meter, og det er nok ikke hensiktsmessig å bygge broer med meget lengre spenn, tror jeg.

Kablene

Hvorfor går grensen akkurat der?

– Hvor akkurat dette er, skal jeg jo ikke si for mye om, men man skal være klar over at det som bærer disse broene, er kablene. Og dersom kablene blir store nok og lange nok, risikerer man at de knekker under sin egen vekt. Riktig nok KAN man teoretisk sett øke styrken på kablene ved å bruke kullfibere, men det ville i så tilfelle ha falt meget dyrt, og kommer neppe til å skje, mener Larsen. Men han legger til at i de lange spennene går faktisk så mye som halvparten av bærekraften til kablene med til å bære kablene selv, og da sier det seg selv at man på grensen av hva som er formålstjenlig.

– Som ingeniør vil jeg si at det jo er «skitt» om halvparten av bærekraften ikke er brukelig til det opprinnelige formålet, nemlig å bære trafikken på broen, sier Larsen med et smil.

Nordmann

Du nevnte at dere har samarbeidet mye med nordmennene. Hvordan kom det i gang?

– Ja, vi har hatt et tett og godt samarbeide med professor Arne Selberg fra Trondheim, som startet med Lillebælt-broen, og er utviklet gjennom mange år. Da tiden kom for å bygge Storebælt-krysningen, med 1,6 km langt spenn, var det naturlig å fortsette det gode samarbeidet med Selbergs etterfølger Erik Hjort Hansen. Den gang var grensene satt til 1.000 -1.200 meter for bygging av hengebroer, så vi var heldige som kunne trekke veksler på Trondheims kompetanse.

Hvordan hadde man kommet fram til akkurat den begrensningen?

– Beregningene var vel noe unøyaktige den gangen, men Golden Gate-broen er jo på den lengden, og den var lenge kjent som den lengste hengebroen i verden – som man neppe kunne komme til å bygge lengre enn. Men vårt samarbeide med norske ingeniører vant frem, og i dag ligger broen der. Faktisk har vi kunnet gå enda videre som sagt, og har en kompetanse som kan brukes over hele verden. Brokompetanse er både spennende og viktig, og vi har mye å takke vårt gode samarbeide med nordmennene for, sier den blide dansken til slutt.