Kartlegger hvordan bruer beveger seg
Når vi designer bruer må vi vite hvilke krefter som virker på konstruksjonen og fører til bevegelser.
Bevegelsene fører til slitasje på bruen, men påvirker også kjøreopplevelsen.
Øyvind Wiig Petersen har oppnådd doktorgrad ved Institutt for konstruksjonsteknikk på NTNU med sitt forskningsarbeid om hvordan bruer beveger seg når de utsettes for vind og bølger. Han har tatt i bruk en relativt ny metode, såkalt «kraftidentifikasjon» for å kunne forutsi laster.
Måler i fullskala
– Dette er ikke prøvd på bruer før, og det er første gang vi benytter denne metoden i stor skala, sier han. Petersen har gjennomført fullskalamålinger av både Hardangerbrua (hengebru,1310 meter) og Bergsøysundbrua (flytebru, 931 meter).
– For lange hengebruer og flytebruer er det spesielt viktig at man har en god forståelse for vind- og bølgelastene som fører til bevegelser, slik at vi kan tilpasse designet til omgivelsene, forklarer Petersen.
Vil kunne forutsi kreftene
Petersen forklarer at det alltid er usikkerhetsmomenter tilknyttet modelleringen av miljølastene på grunn av lokale forhold. Mangel på data gjør også at man ofte foretar forenklinger i lastmodellene som ikke alltid stemmer med virkeligheten.
– I tillegg oppfører vind og bølger seg «stokastisk», altså uforutsigbart, litt som værmeldingen, vi kan aldri med sikkerhet si hvordan vind og bølger vil opptre i langt frem i tid, sier han.
– Prosjektet mitt dreier seg om å bruke målt responsdata fra Bergsøysundbrua og Hardangerbrua til å estimere de faktiske lastene som virker under sterk vind eller ved høye bølger. Vi har montert akselerometer på brukonstruksjonene som måler bevegelse. Ved hjelp av denne måledataen kan vi bruke såkalte "inverse metoder" til å finne vind- eller bølgekreftene som forårsaket disse bevegelsene. Når vi kjenner de faktiske lastene som konstruksjonen blir utsatt for er det også mulig å si mer om hvilke påkjenninger den opplever, utdyper han.
Her kan du se bevegelsene i Hardangerbrua
– En bedre lastforståelse kan blant annet brukes til å forutsi slitasje og utmatting i materialet eller som moment i risikovurderinger. For de nye E39-bruene er det også viktig at vi har tillit til lastmodellene, og studiene vi gjør på eksisterende bruer kan være med på å styrke tilliten vår, avslutter han.
Petersens doktorgradsavhandlingen har tittelen:
Force identification and response estimation in floating and suspension bridges using measured dynamic response.
Bergsøysundbrua: Petersen har utført fullskala målinger av hvordan vind og bølger får en flytebru til å bevege seg. (Foto: Øyvind Wiig Petersen)
