En klassisk hengebro er opphengt i kjettinger eller kabler som er utspent mellom høye pilarer eller tårn på hver side. Lengden måles i spenn mellom pilarene. Bjørnafjorden i Hordaland er over fem kilometer bred og har en dybde på cirka 600 meter. Xu har forsket på om en flytende hengebro kan være løsningen for kryssingen av Bjørnafjorden.

Nybrottsarbeid

- Den flytende hengebroen jeg har forsket på i mitt prosjekt består av en kombinasjon av hengebru som støttes av flytende tårn som er forankret i havbunnen, spennings-benplattform og fjærbro, og er en lovende løsning for å kunne krysse en så bred og dyp fjord, sier Xu. Hvis en slik type bro realiseres vil dette bli den første flytende hengebroen i verden. Derfor finnes det svært begrenset informasjon for dette nye brokonseptet. Ingen vet hvordan broen vil oppføre seg under ekstreme vind- og bølgefelt i 50 eller 100 år, utdyper Xu.

Hovedstyrken i en hengebro av enhver type er spenning i kablene og komprimering i stolpene. Siden nesten all kraft på stolpene fordeles vertikalt nedover må de også stabiliseres av hovedkablene.

Les mer om hengebroer  

- Prosjektet mitt tar sikte på å oppnå en bedre forståelse av den dynamiske oppførselen til hengebroer med flytende tårn ved hjelp av numeriske simuleringer. Broen er veldig lang og slank, derfor må ikke de ikke-lineære egenskapene ignoreres. I prosjektet mitt har jeg derfor utviklet en egen metode for tids-domene for å garantere at broen er trygg i 50 eller 100 år. For å kunne beregne levetiden til broen må vi estimere toppresponsen til broen som kan oppstå i en lang periode. Innovative maskinlæringsmetoder, samt noen konvensjonelle pålitelighetsberegninger, brukes til å beregne de langsiktige effektene av ekstrem vind og bølger på broen, forklarer han.

Mer kunnskap gir økt trygghet

- I prosjektet mitt introduserte vi noen avanserte numeriske metoder, som forsøker å inkludere alle viktige faktorer. Vi måtte spesielt ta hensyn til alle de ikke-lineære faktorene, det vil si uforutsigbare faktorer som vind, bølger, usikkerheter om miljøforhold og så videre. Ved å bruke denne metoden tror vi at vi kan gi mest mulig nøyaktig og pålitelig kunnskap til designeren av broen. Dersom har designerne et bedre grunnlag for å designe en trygg bro, avslutter han.

Yuwang Xu har oppnådd doktorgrad ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) med avhandlingen: 

Long-term extreme response analysis of cable-supported bridges with floating pylons subjected to wind and wave loads

Fakta om hengebroer

Akashi-Kaikyo-broen i Japan er verdens lengste hengebru, den er 1991 meter lang. I Norge er Hardangerbrua med sine 1310 meter Norges lengste bro. Bjørnafjorden i Hordaland har en lengde på over fem kilometer og er cirka 600 meter dyp.