Kjedet flytebru

Crossing wide fjords with floating bridges is a relevant topic in Norway. A continuous, rigid floating bridge usually entails comprehensive structures. One main reason is that continuity leads to large moment and shear forces due to the bending stiffness. By introducing "hinges", the bending effects will be reduced, and the load effects will to a large extent be made up of axial forces. This will provide more cost efficient structures. The process with developing a chained floating bridge began in 2010. The main purpose of this work has been to create cost effective bridges, which may be used for long crossings. A long floating bridge will be affected by lateral forces such as wind, currents and waves. By designing the bridge as a curved chain, the side forces will be taken as tensile axial forces. The bridge girder is therefore relatively slender compared to rigid structures. The bridge is a modular bridge, which implies simple prefabrication and assembly. It has two main element types. The "catamaran element", which is an element comprising a bridge girder on two pontoons, and a "link element", being the intermediate girder connecting two catamaran elements. The elements are connected by swivel joints, and the bridge itself has in principle no lateral rigidity. It adapts to a larger or lesser extent the form of the lateral loads. To limit lateral misalignment and to prevent folding of the bridge elements, the bridge will be tensioned at one of the abutments or stretched out in a S-shape with unilateral side anchors. It is obvious that forces due to wind, current and waves are dominating for long floating bridges. For a reliable design of the bridge, accurate and efficient methods for calculation of these forces and the resulting response is important. The development of the computational methods is therefore an important part of the project.

Vårt utviklingsprosjekt vil ha som resultat en kjedet flytebru, som kan halvere kostnadene med bygging av bruer sammenliknet med dagens løsninger - en løsning som kan være aktuelt på minst halvparten av de åtte store fjordkrysningene på E-39. En kjedet f lytebru er et nytt brukonsept som bygges med prefabrikkerte moduler og har to hovedkomponenter; et «katamaranelement» som består av en brubjelke på to flyteelementer (pontonger) og et «lenkeelement» som er en brubjelke som forbinder to «katamaranelementer ». Elementene er koblet samme med et elastisk ledd som tillater små sideveis forskyvninger for å unngå overføring av momenter og skjærkrefter. Det er aldri tidligere bygget en kjedet flytebru hverken i Norge eller andre steder i verden. Flytebruer derimo t, er et konsept som er i bruk i mange land og som er velprøvd i lengder opp til 1243 m for bruer uten sideforankring (Nordhordalandsbrua) og 2310 m for sideforankret pontongbru (Governor Albert D Rosellini bridge). Disse konstruksjonene er utsatt for sto re miljølaster som vind, strøm og bølger. I en stiv konstruksjon vil disse lastene gi store momenter og skjærkrefter, som igjen fører til store dyre konstruksjoner med høy stivhet. Ideen i dette prosjektet er å introdusere en kjedet konstruksjon slik at momenter og skjærkrefter reduseres og man får en konstruksjon med hovedsakelig strekkrefter. Dette vil gi en mindre og slankere konstruksjon som er billigere å bygge enn en konvensjonell stiv flytebru fordi den krever mindre materialer. En slik bru vil h a byggekostnader som er uavhengig av lengden og vil være lønnsom på lengre kryssinger, hvor ferjer i dag vurderes som mest lønnsomme.