Kjedet flytebru

I forbindelse med lansering av ferjefri E39 vil kryssing av brede fjorder med flytebru være et aktuelt alternativ til ferje. En flytebru skal stå i mot sidekrefter fra bølger, vind og strøm. For å håndtere påkjenninger fra disse miljølastene er tradisjonelle flytebruer utformet som stivekonstruksjoner for å kunne håndtere store momenter og skjærkrefter. Ved å introdusere flere ledd i konstruksjon reduseres momenter og skjærkrefter og alle sideveis krefter bæres som aksialkrefter gjennom konstruksjonen. Dette gir en mer kost effektiv konstruksjon. Prosessen med å utvikle kjedebrua startet i 2010. Hovedhensikten med arbeidet var å lage en kostnadseffektiv bru, som kunne brukes på de lange kryssingene. En lang flytebru vil bli utsatt for sidekrefter som vind, strøm og bølger. Ved å utforme brua med en kurvatur og kjeder vil alle sidekrefter bli tatt opp som aksialkrefter. Brubjelken blir derfor relativt slank sammenlignet med konvensjonelle stive flytebruer. Brua er bygd opp av moduler som bidrar til en enkel og oversiktlig byggeprosess. Brua har to hovedelementtyper, disse er "katamaran-elementet" som består av en brubjelke på to pontonger og "linker-elementet" som er en brubjelke som forbinder to katamaranelementer. Elementene er koblet sammen ved hjelp av ledd og har dermed ingen stivet på tvers av lengdeaksen. For å hindre for store deformasjoner og at brua "folder" seg er den spent opp på land og strekt ut i en S-kurve med slakke sideforankringer. For lange flytende bruer er det åpenbart at krefter fra vind, strøm og bølger vil være dominerende. For å sikre et pålitelig design av brua er det viktig med effektive og nøyaktige metoder for beregning av disse kreftene og den resulterende responsen i brua. Derfor er det i prosjektet lagt vekt på utvikling av slike beregningsmetoder.

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.