Hardangerbrua med sin lengde på 1380 meter og høyde på 201 meter er Norges lengste hengebru. I tillegg er den av verdens smaleste hengebruer.

Hardangerbrua krysser en fjord omkranset av høye fjell. Det betyr at vinden blåser og rykker i brua fra alle retninger på komplisert vis. Hvordan er det mulig å få til en omfattende beskrivelse av disse vindforholdene?

Den utfordringen har vindforsker Tor Martin Lystad undersøkt i noen år. Han har nylig tatt doktorgrad med sine analyser av hvordan vinden påvirker brua.

Vind bestemmer hvor lange hengebruer kan bli

Alle bruer påvirkes av vind. Vind setter brua i bevegelse.

Den enorme kraften i vind er en ekstrem belastning på hengebruer. Såkalte dynamiske svingninger fra turbulens er den vanskeligste typen vind å beregne.

For å kunne bygge hengebruer som tåler å bli utsatt for vind, trenger entreprenørene nøyaktig kunnskap om hvilken effekt ulike typer vind har på konstruksjonene.

Tor Martin Lystad har i sitt forskningsprosjekt tatt utgangspunkt i resultatene fra et fullskala målesystem på Hardangerbrua. Dette systemet viser flere avvik enn det standard beregningsmetoder klarer å fange opp.

Lystad har videreutviklet de matematiske beregningsmetodene vindforskere bruker i dag. Nettopp fordi Hardangerbrua er så lang og smal, så vil kunnskapen og dataene han har hentet inn fra denne brua være interessante for vindforskere og ingeniører som planlegger fremtidige hengebruer.

En internasjonale trend viser at det blir bygget stadig lengre hengebruer og lange flytebruer. Begge brutypene er sårbare for vindpåvirkning og må dimensjoneres deretter.

Mathias Egeland Eidem fra Statens vegvesen er leder for et delprosjekt i fjordkryssing. Han sier at de allerede hatt god nytte av kompetansen til vindforskeren.

– Tor Martin Lystad har også bidratt med matematiske beregninger på den planlagte flytebrua over Bjørnafjorden, forteller han.

Tryggere og mer klimavennlige bruer

Sikkerhet er førsteprioritet. Alle bruer må tåle vind. De som bygger må velge riktig materiale og riktig mengde.

Mer nøyaktig kunnskap om vindstyrke kan ha stor betydning for valg og forbruk av byggematerialer, og dermed for kostnadene og klimagassutslippene. Det betyr at mer presise beregninger gir muligheter for å designe lengre, lettere og mer klimavennlige bruer.

– Dersom vi underdimensjonerer oppnår vi ikke ønsket sikkerhet. Dersom vi overdimensjonerer blir det dyrere og gir et større klimaavtrykk enn det som er nødvendig, forklarer Lystad.

Nye algoritmer for bruingeniører

Tor Martin Lystad har også undersøkt de tradisjonelle metodene for målinger av vindfelt.

Han har sammenlignet data fra mastmålinger på Hardangerbrua og vindtunneltester i laboratoriet før byggingen av brua, med data fra vindmålinger plassert langs spennet til den nåværende brua.

Nå kan nye algoritmer og nye beregninger bygget på hans forskning bli tatt i bruk av bruingeniører. I denne videoen får du en forklaring med flere detaljer: