I 15 år har forskerne ved jordskjelvslaboratoriet ved University of Nevada i Reno i USA forsket på en måte å lage broer som er brukbare også etter et jordskjelv.
Resultatet er en unik kombinasjon av byggematerialer som nå for første gang skal testes utenfor laboratoriet.
En avkjøringsrampe fra USAs hovedveinett i Seattle, U.S. Route 99 i nordgående retning, skal nemlig bygges med minnemetall (shape memory alloy, SMA) og bøyelig betong (engineered cementitious composite, ECC).
Ved hjelp av dette materialet skal broen kunne gynge med jordskjelvet, før det går tilbake sin opprinnelige posisjon når jordskjelvet er over. Broen skal da være i god nok forfatning til å kunne brukes.
Minnemetall
Minnemetallet støpes til stolper og erstatter mer tradisjonelle stålarmeringsjern enkelte steder i broen.
Vanlig armeringsjern kan kun bøyes til et visst punkt før det ikke klarer å gjenopprette sin form.
Minnemetallet skal imidlertid kunne bøyes mye lengre enn armeringsjern, og likevel klare å bevege seg tilbake til sin opprinnelige form. I laboratorietestene var minnemetallet i stand til å gjenopprette sin opprinnelige form etter påkjenninger tilsvarende et jordskjelv på 7,5 på Richters skala.
Minnemetallet er laget av en kombinasjon av nikkel og titan, men kan også være kobberbasert. Metallet brukes i blant annet biler, roboter og romfart.
- Bygger med pasta: Denne spaghettibrua tåler en last på hele 98 kilo - det er langt unna verdensrekorden
Bøyelig betong
Betongen som brukes er lik vanlig betong, med ett unntak. Her er nemlig materialet bundet av mange små fibre av polymer. Disse skal hindre at betongen sprekker under et jordskjelv. Disse egenskapene gjør at materialet populært kalles bøyelig betong.
– Sammen tillater disse materialene store bevegelser i søylene uten permanent ødeleggelser. Dette kan bety uskadde søyler etter en seismisk hendelse – noe ganske annet enn dagens standard som handler om å ikke kollapse, forteller Tom Baker, bro- og strukturingeniør i Washington State Department of Transportation (WSDOT), til Teknisk Ukeblad.
Han sier de vil studere hvordan broen oppfører seg både under vanlig drift og etter jordskjelv. Han håper de ved hjelp av disse materialene vil være i stand til å holde broer åpne for trafikk også etter store skjelv.
– Det vil ta tid å bevise konseptet. Det er derfor vi starter nå, fortsetter Baker.
90 ganger dyrere
Broen er under oppføring nå, og skal etter planen stå ferdig våren 2017.
Byggematerialene koster opptil 90 ganger mer enn vanlig stål og betong. Statlige myndigheter har bidratt med finansieringen av prosjektet.
– Så å si alle nye teknologier er dyrere i starten, på grunn av usikkerheten og risikoen. Vi forventer at kostnadene reduseres over tid, sier Baker.
– Vi bygger denne broen for å vise at det kan gjøres. Laboratorietestingen er veldig lovende, nå får vi en feltinstallasjon for å måle ytelsen, forteller Baker.
- De kan ha 40 års erfaring: Men nå er ikke ingeniørene lenger kvalifisert til jobben sin
.jpg)
– Samme prinsipp som i dag
Bjørn Ivar Isaksen, seksjonssjef for broprosjektering i Statens vegvesen, forteller at broen i Seattle ser ut å være bygget over samme prinsipp som i dag.
– Prinsippet går ut på å sørge for at konstruksjonen tar opp energien som tilføres under selve jordskjelvet. Forskjellen ligger i at armeringen tvinger konstruksjonen tilbake til utgangsposisjonen før jordskjelvet, sier han.
– De argumenterer med at konstruksjonen ikke har fått så store skader at den må stenges for trafikk. Dette tolker jeg slik at konstruksjonen nok har fått skader, ved trykkbrudd i betongen, men at dette kan repareres senere, sier han.
- Ble kastet ut av mareritt-prosjekt: Nå krever spanjolene 392 mill fra den norske stat
