Bedre beregningsmodeller for lange hengebruer
Kunnskap om hvordan lange hengebruer reagerer på vind er avgjørende for å kunne planlegge en bru som skal leve i minst hundre år.
Randi Nøhr Møller har nylig oppnådd doktorgrad ved Danmark Tekniske Universitet (DTU) med sin avhandling om beregningsmodeller for hvordan lange hengebruer reagerer på vind, i samarbeid med Ferjefri E39 i Statens vegvesen.
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.
Kryssing av Sulafjorden
Dersom Sulafjorden, sør for Ålesund skal krysses med en hengebru, innebærer det en spennvidde på om lag 3000 meter. Alternativt er et hengebrukonsept med to spenn og et støttende tårn i midten som er forankret på 450 meters vanndybde foreslått.
– 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 Møller.
– Siden det ikke finnes like lange hengebruer i verden per i dag er det nødvendig med ny kunnskap for å kunne forutsi hvordan bruen vil oppføre seg, forklarer Møller. Vi må kunne forutsi dette på forhånd, slik at vi ivaretar sikkerhet og kvalitet både i utbyggingsfasen, men også i drift- og vedlikeholdsfasen, poengterer hun.
Tredelt forskningsprosjekt
Mitt prosjekt er tredelt, forklarer Møller:
- Den første delen handler om å utvikle en effektiv og nøyaktig simuleringsmetode for vindfelt slik at det er mulig å simulere vindbelastningen på brua over tid.
- Den andre delen handler om en modell som brukes til simulering av brurespons som følge av vindbelastning basert på full tredimensjonal turbulens.
- Den tredje og siste delen dreier seg om den såkalte «undertrykkelsen» av ustabil aerodynamisk respons ved hjelp av eksterne dempere på brua.
Alle disse tre aspektene er presentert numerisk, det vil si ved hjelp av matematiske beregningsmodeller, avslutter Møller.
Se Randi Møller presentere sitt forskningsprosjekt
Sikre bruer i 100 år
– Resultatene fra både DTU, NTNU og Uiniversitetet 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, prosjektleder for Ferjefri E39. Alt vi klarer å finne ut på forhånd, gjør både 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. 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.
Mer informasjon om kryssing av Sulafjorden.
Film om kryssing av Sulafjorden
(Film: Statens vegvesen/Headspin Communications)
