retro: Historisk brukrangel
Hans I. Seland, pensjonert siv.ing.
I 1840 ville statens vegmester i Agder, ingeniøroffiseren Georg Daniel Barth Johnson, bygge en hengebru over elva Sira i dagens Flekkefjord kommune.
Johnson hadde besøkt grensetraktene mellom Skottland og England sommeren 1838. Der så han Kalemouth Bridge som fremdeles krysser elva Teviot sørvest for grensebyen Kelso. Hengebrua var 178 norske fot mellom tårnsadlene og brudekket var hengt opp i fire kjeder av smijern. Den britiske byggmesteren var marineoffiseren Samuel Brown, som i 1820-åra hadde bygd ti hengebruer. Disse var lette og billige, og konstruktøren regnet med minimal belastning fra trafikk eller naturkrefter.
Favorittbru
Johnson forberedte bygging av Bakke bru i 1840, og han vurderte elvekryssing i fire alternativ: Det var svingferje ved Sirnes, buebruer av tre ved Lendekleiv eller ved prestegården, og endelig Johnsons favoritt som var hengebru etter skotsk modell ved Bakke.
Design for brutårnene ville han hente fra Scotswood Bridge over elva Tyne i Newcastle. Den kritiske «pilhøyden» mellom tårnsadlene og bunnen av kjedens bue skulle bli 12 fot, slik han mente konstruktøren Brown hadde gjort.
Regjeringen vurderte planen, og ba Ingeniørbrigaden om råd. Johnsons militære kolleger anbefalte hengebrua, men de etterlyste manglende tekniske beregninger. I april 1841 godkjente justisdepartementet likevel at arbeidet med hengebrua kunne begynne.
Ombestemte seg
Antagelig hadde ikke Johnson tenkt å legge så mye arbeid i styrkeberegninger, men da Ingeniørbrigaden stilte spørsmål, måtte han utdype planen. Johnson hadde landets beste utdannelse som artilleri- og ingeniørspesialist ved krigsskolen i åra 1817 til 1819. Men i overslagsberegningene for kjedene på Bakke bru grep han til enkle erfaringsbaserte sammenhenger som de amerikanske og britiske hengebrupionerene James Finley og Thomas Telford hadde utviklet en generasjon tidligere.
I mai 1841 skrev han til departementet at han ville bruke åtte kjeder, hver med diameter 1,75 norske tommer. Men i løpet av vinteren ombestemte Johnson seg og gikk tilbake til alternativet med fire hengebrukjeder, slik som ved Kalemouth Bridge. Vi vet ikke hvorfor, men han kan ha tenkt at hvis det var godt nok for den skotske brua, så var det godt nok i Norge. Johnson sluttet som vegmester i Agder vinteren 1842. Samme vår flyttet han til Kristiania med familien, men han fortsatte som prosjektleder for Bakke bru.
Assistenten Bergh
Ingeniørløytnant Christian Vilhelm Bergh kom til Bakke som Johnsons assistent i mai 1842. Han var 28 år og hadde arbeidet for vegvesenet siden 1839. Alt han visste om hengebruer hadde han lært de siste månedene av den eldre kollegaen B.N. Garben, som hadde interessert seg for temaet i mange år.
Høsten 1842 publiserte Garben en artikkel i Militairt Tidsskrift om franskmannen Claude Naviers hengebrurapport fra 1823, og han supplerte artikkelen med sitt eget forslag til hengebru over Glomma.
Bergh brukte Naviers formler til å kontrollere Johnsons design, og i juli 1842 skrev han bekymret til prosjektleder Johnson. Han mente at kjedene burde forsterkes for å sikre brua forsvarlig bæreevne. Berghs brev til Johnson var holdt i en forsonlig stil. Han roste Johnson for å ha tatt initiativ til norske hengebruer og for bygging av Vestlandske hovedveg gjennom Vest-Agder. Formålet med brevet var likevel å peke på at Bakke bru hadde for liten bæreevne, og at den var feil konstruert.
For å øke sikkerheten anbefalte Bergh blant annet to ekstra kjeder med diameter to tommer. Andre forslag lar vi ligge her. Johnson avviste bekymringene, og i begynnelsen av august trakk Bergh seg fra engasjementet på bruanlegget.
Burde takket
Bergh lot ikke saken ligge, og han forsto at han måtte søke sakkyndig støtte. I oktober 1842 gikk de to ingeniørene B. N. Garben og H.A.T. Aubert god for Berghs vurderinger. Garben pekte på at det var krevende å kopiere den skotske brua, fordi Johnson ikke hadde konstruksjonstegningene, og fordi det var vanskelig å garantere alle detaljer i oppmålingen. Han beklaget at Johnson ikke hadde gjort nøyaktige beregninger, og skrev at han burde takket Bergh for det store arbeidet han hadde utført.
Det må ha vært et slag for Johnson at de to kollegene fra hans egen generasjon miskjente hans egen kompetanse og støttet den mye yngre assistenten Bergh. Johnson svarte i et langt notat den 4. januar 1843 til departementet. Han tok opp tråden fra Bergh og understreket at han bare ville overføre en velfungerende skotsk bru til norske forhold.
«Saadant nonsens»
Da Bergh leste Johnsons notat, hadde han støtten fra Garben og Aubert i ryggen. Han forsto at hans vurdering og fagkunnskap holdt på å vinne fram, og han virker både opprømt og nedlatende i margnotatene som han førte inn i Johnsons notat med rødt blekk. Her er noen eksempler:
«At Hr. Directeur Johnson ikke har havt det mindste Begreb om Theorien for Kjædebroer eller om Naviers Formular, før han lærte dem at kjende af mine Beregninger over Broens Stabilitet.»
«Hvis Hr. Johnson, hvad Kjædebroer angaaer, herved sigter til sig selv, saa have nok Arrogance og Uvidenhed aldrig været inderligere forenede!»
«Hr. Johnson har altsaa intet Begreb om hvad der forstaaes ved Jernets Elastititetsgrændse, naar han kan fremføre noget saadant Nonsens.»
Bekreftet vurdering
Da juristene i Justisdepartementet fikk Johnsons notat med Berghs kritiske påtegning, ba de igjen om faglig støtte fra Ingeniørbrigaden. I svaret fra brigadesjef Wetlesen den 24. februar 1843 fikk Johnson tillit fra sine våpenbrødre. Men Wetlesen anbefalte likevel departementet å be matematikkprofessor Christopher Hansteen ved Universitetet i Kristiania om en uttalelse.
Det gjorde Hansteen ved å bekrefte Garbens vurdering. Han la vekt på at kjedene måtte være sterke nok til å bære hele brulasten, samtidig som en tok hensyn til materialfeil og slitasje gjennom lang tids bruk.
Ny prosjektleder
Den faglige og personlige konflikten toppet seg i begynnelsen av mai 1843, og justisdepartementet avsatte Johnson som prosjektleder. Departementet utnevnte Bergh til ny prosjektleder, og han la all sin energi i å fullføre bruarbeidet. Antall kjeder i hovedspennet ble doblet fra fire til åtte, og Bergh konstruerte sadlene på tårntoppene, slik at de kunne pendle med varierende belastning.
Etter prøvebelastning med steinblandet sand på brudekket og deretter med hestetrukne lastevogner, ble brua åpnet for vanlig trafikk 22. oktober 1844. Departementets utsendte inspektører, ingeniøroffiserene H.F.A. Sibbern og B.N. Garben rapporterte omhyggelig fra inspeksjonen dagen etter.
Etterord
Johnson hadde sett for seg at Bakke bru skulle bli en norsk kopi av velfungerende Kalemouth Bridge, men hva skjedde mens han var prosjektleder?
Kjedestengenes diameter var 1,75 tomme (norsk) ved Bakke mot to tommer (imperial) ved Kalemouth. Det reduserte tverrsnittet til de norske kjedene med ca. 20 prosent.
Pilhøyden ved Bakke var to fot lavere enn ved Kalemouth. Det gjorde kraften i kjedene ved Bakke ca. 17 prosent større enn ved Kalemouth for samme last.
Brudekket var to fot bredere mellom hengestengene ved Bakke enn ved Kalemouth. Det økte egenlasten med ca. fem prosent, samtidig som prognosen for trafikklast økte med ca. 15 prosent.
I 1850 falt den store hengebrua i Angers i Frankrike ned, og 226 personer omkom. Det skjedde også andre bruhavari ute i Europa, og brutypen kom i miskreditt fram til tidlig 1900-tall.