Dersom Sulafjorden sør for Ålesund skal krysses med en hengebru, innebærer det en spennvidde på om lag 3000 meter.

Et annet alternativ er et hengebru-konsept med to spenn og et støttende tårn i midten som er forankret på 450 meters vanndybde.

– Begge konseptene er ultralange brustrukturer som presser grensen for maksimal spennlengde. Derfor utgjør den aerodynamiske utformingen et sentralt element for å kunne realisere konstruksjonen av én av dem. Denne spennende utfordringen er grunnlaget for mitt forskningsarbeid, sier Randi Nøhr Møller.

Møller har nylig oppnådd doktorgrad ved Danmark Tekniske Universitet (DTU) med sin avhandling om beregningsmodeller for hvordan lange hengebruer reagerer på vind.

Arbeidet har hun gjort i samarbeid med Ferjefri E39 i Statens vegvesen (se faktaboks nederst i artikkelen).

Kryssing av Sulafjorden vil være rekord

Foreløpig er de tre lengste hengebroene i verden Akashi Kaikyo Bridge i Japan med en spennlengde på 1991 meter, Xihoumen Bridge i Kina med en spennlengde på 1650 meter og Storebæltsbroen i Danmark med en spennlengde på 1624 meter.

En norsk hengebru på rekordlange tre kilometer vil kreve mye forskning og utvikling.

– Siden det ikke finnes like lange hengebruer i verden per i dag, er det nødvendig med ny kunnskap for å kunne forutsi hvordan denne lange broen vil oppføre seg, sier Randi Nøhr Møller .

– Vi må kunne forutsi dette på forhånd, slik at vi ivaretar sikkerhet og kvalitet både i utbyggingsfasen, men også i drifts- og vedlikeholdsfasen, sier hun.

Tredelt forskningsprosjekt

Møller har delt prosjektet i tre deler.

Første del handler om å utvikle en effektiv og nøyaktig simuleringsmetode for vindfelt slik at det er mulig å simulere vindbelastningen på brua over tid.

– Et vindfelt kan i daglig tale betegnes som vind, forklarer Møller. Et vindfelt refererer imidlertid til et mer lokalt fenomen enn vinden generelt. For eksempel den delen av vinden som inngår i en analyse av en bestemt konstruksjon, her bruer.

Andre del handler om en modell som brukes til simulering av brurespons som følge av vindbelastning basert på full tredimensjonal turbulens.

Her presiserer forskeren at vi snakker om realistiske vindbelastninger. Det vil si vindhastigheter og turbulensintensiteter som normalt brukes ved design av lange broer.

Tredje og siste del dreier seg om den såkalte undertrykkelsen av ustabil aerodynamisk respons ved hjelp av eksterne dempere på brua.

– En ustabil respons er ustabile svingninger av konstruksjonen som kan føre til at den kollapser. Aerodynamisk respons viser til svingninger som oppstår ved vindbelastning, presiserer Møller.

Alle disse tre aspektene er presentert numerisk. Det vil si ved hjelp av matematiske beregningsmodeller, sier Møller.

Dette innebærer at alle forsøk eller målinger er gjort på datamaskiner. De er altså ikke utført på virkelige konstruksjoner.

Sikre bruer i 100 år

– Resultatene fra både DTU, NTNU og Universitetet i Stavanger gjør at vi får et sikrere grunnlag for våre beregninger. Vi vet at vi har et tøft klima med mye vind på Vestlandet, sier Kjersti Kvalheim Dunham som er prosjektleder for Ferjefri E39.

Alt forskerne klarer å finne ut på forhånd vil gjøre byggingen og driften av våre nye, lange bruer sikrere, mer forutsigbar og mer bestandig.

– Dersom vi kan ta ned risikoene og samtidig øke bestandigheten, vil kostnadene også reduseres, sier Dunham.

– Det er godt å se at det kommer mange og gode resultater fra forskningsprosjektene som er initiert via Ferjefri E39. Måten disse bidrar direkte inn i planleggingen av prosjektene og bidrar til å ta risiko og kostnader ned, gjør at vi får virkelig god uttelling på våre forskningsmidler, sier hun.

Artikkelen er produsert og finansiert av Statens vegvesen

Statens vegvesen er én av 77 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff. Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse artiklene fra Statens vegvesen?

Synlig veiarbeid gjør at vi kjører saktere

Forsker på grønnere asfalt

Ny metode viser hvordan bruer beveger seg