I Trondheim jobber en forskningsgruppe på NTNU med dynamisk oppførsel hos lange bruer, og da særlig hvordan de beveger seg, enten når det blåser eller bølger påvirker dem. Postdoktor ved institutt for konstruksjonsteknikk Øyvind Wiig Petersen er én av dem. Han har også utviklet en ny metodikk, som bedre kan forutsi hvordan bruene påvirkes av miljøet.

– Stortinget har som mål å bygge ut E39 mellom Kristiansand og Trondheim, og mye av prosjektet handler om å erstatte ferger med bruer. Mange av bruene skal krysse fjorder som er mellom én og tre kilometer brede. Slike bruer krever meget stor ingeniørkunnskap. Mye av den kunnskapen dreier seg om hvordan disse bruene vil oppføre seg under vind- eller bølgelaster. Da må de som skal prosjektere dem vite hvilke belastninger disse bruene blir utsatt for, slik at de kan designe noe som kan motstå disse påkjenningene.

Foto: NTNU

– Det er ingen overhengende fare for at norske bruer vil kollapse eller falle sammen, men bru-konstruksjoner er svært kostbare. Særlig når vi snakker om store bruer. Klarer vi å spare et par prosent på bru-prosjekter i ti-milliarder-kroner-klassen, enten ved optimalt design eller mer effektiv vedlikeholdsregime, snakker vi om store besparelser i kroner og øre.

Mye vær, mye å lære

Forskerne har særlig jobbet med Hardangerbrua og Bergsøysundbrua, som står utenfor Kristiansund.

– Over tid vil bruene få en viss slitasje, som et resultat av de kreftene som finnes der ute. Særlig er materialtretthet eller utmatting et viktig fenomen. På et tidspunkt vil en bru gi etter for belastningene over lang tid. Hvis vi best mulig forstår oppførselen til dagens bruer, vil det være til stor hjelp for de som skal prosjektere bruer i fremtiden. Vi legger altså stein på stein når vi forsker på de bruene vi allerede har. Det lærer vi av, og så kan vi bruke den kunnskapen når vi bygger nye bruer.

– Vi ønsker selvsagt også å beholde disse konstruksjonene så lenge som mulig, minimum femti år – kanskje helt opp til hundre år. Da må vi gjøre mye vedlikehold. Vi bør da effektivisere vedlikeholdet, slik at kostnadene ikke blir unødvendig store. Målingene vi gjør kan altså brukes som en aktiv del av en vedlikeholdsplan, forteller Wiig Petersen.

Mer turbulens enn ventet

– Metodikken er ganske teknisk, men vi bruker de måledataene vi får om akselerasjon, en form for bevegelse. Vi prøver med det å si noe om hvor stor vind- eller bølgekraft som virker på brua. Det handler altså på et vis om aktiv bruk av data, der vi konverterer innsamlet data til å forsøke forutsi noe annet enn hva vi måler direkte. Kanskje bør vi kalle det indirekte måling.

– Hardangerbrua har en mer kaotisk oppførsel enn hva vi antok på forhånd, den gang den ble prosjektert. Det betyr mest sannsynlig at vindstrømmene som eksisterer rundt brua oppfører seg annerledes – mer kaotisk – enn hva vi har trodd de ville gjøre. Oppførselen er mer uforutsigbar enn hva vi forutså, morsomt nok. Det gjør at vi har litt mindre kontroll over brua enn hva vi har antatt. Det er en viktig oppdagelse, som vi tar med oss videre.

– Vi har hatt både en annen vindretning enn hva vi trodde på forhånd, og det har også vært en annen type turbulens enn hva vi regnet med. Det blir litt som å fly Oslo – Trondheim med langt mer risting enn hva du trodde det skulle bli.

Kan brukes offshore

– Statens vegvesen har vist interesse for det vi driver med. De er jo eiere av disse bruene. De som prosjekterer bruer synes også at dette er interessant. De ser jo hvordan disse bruene helt faktisk oppfører seg. Denne metodikken er også overførbar til andre felt, som for eksempel på konstruksjoner offshore. Det er mye bekymring for konstruksjonenes levetid der ute, for eksempel på oljeplattformer. Vi presenterer dette på seminarer og konferanser, og vi får mange positive tilbakemeldinger på det vi gjør, sier Wiig Petersen.

– Vi ser litt på flere bruer vi kan starte målinger på, som for eksempel Hålogalandsbrua i Narvik. Det vil gi oss verdifull informasjon om bruas oppførsel i et arktisk klima.