Limtreet og stålet i Tretten bru utvider seg forskjellig i solsteiken. Det tok ikke ingeniørene hensyn til da de prosjekterte brua

Ingeniørene som prosjekterte Tretten bru tok ikke hensyn til at brua ble bygget med materialer som utvider seg ulikt når solen varmer.

Det viser prosjekteringsgrunnlaget for brua som Teknisk Ukeblad har fått innsyn i.

­«Det sees bort fra dette da virkning antas ubetydelig», skriver prosjektør Norconsult i prosjekteringsgrunnlaget.

Tidligere sjefingeniør i Vegvesenet Tormod Dyken tror nettopp dette kan være en mulig årsak til at brua kollapset 15. august. Kolbein Bell, professor emeritus ved institutt for konstruksjonsteknikk på NTNU, trekker fram det samme elementet som en bekymringsfull sak.

Stål utvider seg mer enn tre i varmen

For å forstå sammenhengen må vi se på hvordan Tretten bru ble bygget:

Tretten bru var en fagverksbru hvor hovedbæresystemet bestod av staver: De skråstilte stavene var av limtre, mens de vertikale var av stål. Stavene var knyttet sammen i knutepunkter. Men når sola står på oppfører de to materialene seg svært forskjellig: Treet bruker mye lengre tid på å bli varmt og stålet utvider seg mer enn tre ved samme temperaturøkning, ifølge Dyken.

– Stål har omtrent to og en halv ganger større temperaturutvidelse enn tre, forteller Kolbein Bell.

Når stålstavene utvider seg, vil trestavene forsøke å holde dem igjen. Da oppstår det tvangskrefter, har Dyken tidligere forklart i TU.

– Tvangskrefter er en opplagt mulig årsak til kollapsen, har Dyken fortalt.

Kan svekke brua over tid

Han har laget et regnestykke som viser at tvangskreftene utgjør 380 kilonewton, eller åtte prosent av limtrediagonalens kapasitet ved en temperaturforskjell mellom tre og stål på 20 grader celsius.

Men knutepunktets styrke er vesentlig lavere enn dette, påpeker Dyken. Det betyr at tvangskreftene utgjør en større prosentandel av knutepunktenes kapasitet, men prosjekteringsgrunnlaget angir ikke kapasiteten.

Over tid kan tvangskreftene føre til voksende sprekker og riss inne i knutepunktene, ettersom slike krefter kommer på toppen av det brua allerede utsettes for under vanlig bruk.

Det kan gi en gradvis svekkelse av bruas kapasitet, slik at den til slutt kollapser under bruk.

Slik utmatting av knutepunktene er vanskelig å oppdage under inspeksjon, ettersom sprekkene befinner seg inni knutepunktene, har Dyken tidligere fortalt TU.

Brua var godkjent for normaltrafikk med vekt på 50 tonn per kjøretøy. En 48 tonn tung lastebil og en personbil befant seg på brua da den kollapset, omtrent ti år etter at den ble åpnet.

– Man har ikke oppfattet det

Knutepunktene ble for øvrig anbefalt forsterket i en rapport etter Perkolo brukollapsen i 2016. Grunnen var at det ble funnet noen få større overskridelser i utnyttelse i forhold til nytt regelverk. Denne forsterkningen ble ikke gjort.

TU har sendt prosjekteringsgrunnlaget for Tretten bru til Dyken og Bell slik at de kan komme med innspill.

Dyken mener det mest interessante ved prosjekteringsgrunnlaget er at man ikke tok hensyn til tvangskreftene, i og med at forholdet er svært spesielt og har antakelig ikke forekommet på noen annen trebru i verden.

– Man har ikke oppfattet at det vil kunne oppstå tvang i fagverket på grunn av blandingen av stål- og treelementer og solstråling, sier han.

Dyken mener at man bør ta hensyn til slike tvangskrefter under prosjekteringen, men helst unngå tvang.

Bell er enig i at ulik temperaturutvidelse i stål og limtre burde vært vurdert for Tretten bru.

– Spesielt når stålkomponentene kan ta både strekk og trykk. Dette kan også i noen grad påvirke utmattingskapasiteten, sier han.

Bell sier det er vanskelig å si hvor viktig utmatting som følge av ulik temperaturutvidelse var for brukollapsen før man har gjennomført beregninger med tilstrekkelig detaljerte modeller.

– Svaret får vi ganske sikkert når undersøkelsene i regi av havarikommisjonen foreligger, sier Bell.

Dyken har tidligere sagt at han ikke vil klandre prosjektørene for å ikke ta hensyn til tvangskreftene som følge av ulik temperaturutvidelse.

– For det første var det ikke ingeniørene som ville ha et sånt fagverk ­– det ble antakelig sånn på grunn av utformingen. For det andre er beregningsstandarden for knutepunkter med dybler rotete og uklar. For det tredje var jeg med i en rådgivningsgruppe for prosjekteringen av brua. Jeg tenkte heller ikke på disse elementene, har Dyken tidligere sagt til TU.

Sendte spørsmålet rundt i ring

TU har spurt prosjektør Norconsult om en kommentar til saken. Vi har også spurt om de fortsatt mener tvangskrefter som kommer av ulik temperaturutvidelse utgjorde ubetydelig virkning for Tretten bru, og om de i dag mener de burde tatt hensyn til dette i prosjekteringen.

Kommunikasjonsdirektør Hege Njå Bjørkmann i Norconsult svarer følgende på SMS:

– Det er for tidlig å si noe om hvorfor Tretten bru havarerte, dermed kan vi heller ikke kommentere denne saken i mediene. Det jeg kan si er at vi har en tett dialog med de som etterforsker saken.

Vi har også sendt Vegvesenet flere spørsmål om saken. Seksjonssjef for drift og vedlikehold øst, Gunnar Eiterjord, skriver følgende i en e-post:

– Vi registerer Dyken sine synspunkter. Ut over dette finner vi det ikke riktig å kommentere saken nå, men avventer resultatene fra den granskningen som pågår i regi av havarikommisjonen.

Vegvesenet har tidligere ikke villet svare på om de omtalte tvangskreftene ble tatt hensyn til i prosjekteringen av brua. De har henvist spørsmålet til Innlandet fylkeskommune. Fylkeskommunen har så henvist spørsmålet til Vegvesenet, som igjen har henvist oss til fylkeskommunen.

Men prosjekteringsgrunnlaget avslører altså at krefter som følge av ulik temperaturutvidelse i hovedbæreelementet ikke ble hensyntatt.