NO20110691A1

NO20110691A1 - Floating bridge device.

Info

Publication number: NO20110691A1
Application number: NO20110691A
Authority: NO
Inventors: Geir Lasse Kjersem; Torbjorn Bringedal
Original assignee: Lund Mohr & Giaever Enger Marin As
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-11-12
Also published as: NO335058B1

Abstract

Det omtales en konstruksjon av flytebro (15) som er forbundet i to festepunkter (3,4), og den er kjennetegnet ved et stort sett horisontalt, langstrakt, forløpende strukturboks (10) som understøtter en transportbane (11), og som igjen er forløpende mellom festepunktene (3,4) og et antall tilnærmet vertikalt stilte flytesøyler (12) som er strukturelt integrert og innfestet sammen med strukturboksen (10) på begge sider av dens langsgående midtlinje som forløper i flytebroens (15) lengderetning.It is referred to as a construction of floating bridge (15) which is connected in two attachment points (3,4), and it is characterized by a largely horizontal, elongated, extending structural box (10) supporting a transport path (11), which is again extending between the attachment points (3,4) and a plurality of approximately vertically positioned flow columns (12) which are structurally integrated and fixed together with the structure box (10) on both sides of its longitudinal centerline extending in the longitudinal direction of the floating bridge (15).

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en konstruksjon av flytebro som er forbundet i to festepunkter, som angitt i innledningen i det etterfølgende patentkrav 1. The present invention relates to a construction of floating bridge which is connected at two attachment points, as stated in the introduction in the following patent claim 1.

Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med en flytebro som eventuelt kan kombineres med skipspassasje, også i relativt værharde strøk, så som over brede fjorder eller delvis vær-beskyttede (smule) havområder der det også er skipstrafikk. More specifically, the invention deals with a floating bridge which can possibly be combined with ship passage, also in relatively weather-resistant areas, such as over wide fjords or partially weather-protected (shallow) sea areas where there is also ship traffic.

Med flytebro mener man en konstruksjon som kan påmonteres veier for person og kjøretrafikk, flerfelts kjørebaner og eventuelt også toglinjer med skinnegang oppe på eller inne i flytebrokonstruksjonen slik at flytebrokonstruksjonen er stabil selv i større bølger og dønninger, også når det er stor trafikk på flytebroen. Floating bridge means a construction that can be fitted to roads for people and road traffic, multi-lane carriageways and possibly also train lines with rails on top of or inside the floating bridge construction so that the floating bridge construction is stable even in larger waves and swells, also when there is heavy traffic on the floating bridge.

Flytebroen ifølge oppfinnelsen er innrettet til å anvendes på de fleste vanndyp, fra ca 5 meter til ca 2000 meter vanndyp. The floating bridge according to the invention is designed to be used in most water depths, from approx. 5 meters to approx. 2000 meters of water depth.

Oppfinnelsen innbefatter en flytebro bestående av de flere konstruksjonsdeler slik at det dannes en sammenhengende, flytende bro mellom to festepunkter. Festepunktene kan enten være på land (dvs. to landfester), på en bunnfast konstruksjon eller på en tilpasset flytende konstruksjon. Festepunktene danner fortrinnsvis en fortsettelse av veibanen utenfor flytebroen. The invention includes a floating bridge consisting of several structural parts so that a continuous, floating bridge is formed between two attachment points. The attachment points can either be on land (i.e. two land attachments), on a bottom-fixed structure or on an adapted floating structure. The attachment points preferably form a continuation of the roadway outside the floating bridge.

Oppfinnelsen omfatter spesielt en ny type flytelegemer for en flytebro som fungerer bedre i sjøen, og gir liten respons på innkommende bølger, slik at flytebroen beveger seg lite selv i dårlig vær med sjøgang og vindpåvirkning. In particular, the invention includes a new type of floating body for a floating bridge that works better in the sea, and gives little response to incoming waves, so that the floating bridge moves little even in bad weather with rough seas and wind.

Et formål med oppfinnelsen å frembringe en ny konstruksjon som gjør at flytebroen i minst mulig grad må stenges for trafikk grunn av bølgeinduserte bevegelser på flytebroen. One purpose of the invention is to produce a new construction which means that the floating bridge must be closed to traffic to the least possible extent due to wave-induced movements on the floating bridge.

Flytebroen ifølge oppfinnelsen kan enten være uforankret til havbunnen, være forankret til havbunnen med liner eller være innfestet i havbunnen med peler eller ballast. The floating bridge according to the invention can either be unanchored to the seabed, be anchored to the seabed with lines or be attached to the seabed with piles or ballast.

Kryssing av fjorder, sund og sjøer med broer har vært en utfordring i uminnelige tider. Forskjellige typer broer er utviklet avhengig av spenn, fundamenterings-muligheter og seilingshøyder, og det skal refereres til patentpublikasjonene US-1852338, SE-458850, NO-113404 og GB-2135637. Crossing fjords, straits and lakes with bridges has been a challenge since time immemorial. Different types of bridges have been developed depending on the span, foundation possibilities and sailing heights, and reference should be made to the patent publications US-1852338, SE-458850, NO-113404 and GB-2135637.

Kjente flytebroer har til nå vært installert i svært skjermede farvann, hovedsakelig på grunn av uønsket dynamikk i flytebroen som kan opptre som følge av respons på innkommende bølger. Det er spesielt vinkelbevegelser i form av rull som er kritisk, fordi dette hele tiden vil endrer vinkelen på kjørebanen på tvers av kjøreretningen. I tillegg ansees vertikale hiv-bevegelser som svært uønsket, både på grunn av sikkerhet, men også på grunn av fare for utmatning av flytebroens strukturelle konstruksjonsdeler. Known floating bridges have until now been installed in very sheltered waters, mainly due to undesirable dynamics in the floating bridge that can occur as a result of response to incoming waves. It is especially angular movements in the form of roll that are critical, because this will constantly change the angle of the roadway across the direction of travel. In addition, vertical heaving movements are considered highly undesirable, both for reasons of safety, but also because of the risk of fatigue of the floating bridge's structural construction parts.

Ved svært lange avstander over fjorder eller sjøer kan flytebroer være et svært kostnadseffektivt og sikkert alternativ. Flytebroer har vært kjent i lang tid og er i dag i drift flere steder i verden. For very long distances over fjords or lakes, floating bridges can be a very cost-effective and safe alternative. Floating bridges have been known for a long time and are currently in operation in several places in the world.

Flytebroer består av et antall flytelegemer som understøtter en veibane eller gangvei. Flytebroene er forankret ved land i begge ender. En del av de kjente flytebroene er i tillegg forankret sideveis for å oppta miljøkrefter fra bølger, vind og strøm. Floating bridges consist of a number of floating bodies that support a roadway or footpath. The floating bridges are anchored to land at both ends. Some of the well-known floating bridges are also anchored laterally to absorb environmental forces from waves, wind and current.

Miljøkreftene på en flytebro kan være betydelige, spesielt under stormer der strøm, vind og bølger kan komme sideveis og fra samme retning. I tillegg har en krefter som oppstår ved varierende vannstand som flo og fjære. Dette kan gi bøyekrefter på flytebroen nær land. Det er derfor viktig at den utformes slik effekten fra miljøet blir minimalisert. The environmental forces on a floating bridge can be significant, especially during storms where current, wind and waves can come sideways and from the same direction. In addition, one has forces that arise from varying water levels such as tides. This can cause bending forces on the floating bridge near land. It is therefore important that it is designed so that the effect from the environment is minimized.

Flytelegemene til en flytebro kan utformes i betong eller stål som understøtter veibanen og som er bredere enn veibanen for å sikre stabilitet. Disse flytelegemene er plassert med en beregnet innbyrdes avstand for å sikre nødvendig oppdrift og stabilitet i flytebroen, der samtidig påvirkningen av miljøkreftene på flytebroen søkes minimalisert. The floating bodies of a floating bridge can be designed in concrete or steel that support the roadway and are wider than the roadway to ensure stability. These floating bodies are placed at a calculated distance from each other to ensure the necessary buoyancy and stability in the floating bridge, where at the same time the influence of the environmental forces on the floating bridge is sought to be minimised.

Et eksempel på en flytebro som er bygget og tilpasset skjermede farvann Nordhordlandsbrua i Norge som er forankret ved de to landfestene. Broen er med sine 1246 meter veibane Europa's lengste flytebro. Passasje for skipstrafikken er for denne broen løst ved at det i tillegg er bygget en tradisjonell, bunnfast høgbro nær land med seilingshøyde på 32 meter og seilingsbredde på ca 50 meter. An example of a floating bridge that has been built and adapted to sheltered waters is the Nordhordlandsbrua in Norway, which is anchored at the two land moorings. With its 1,246 meter roadway, the bridge is Europe's longest floating bridge. Passage for ship traffic has been solved for this bridge by the addition of a traditional, fixed high bridge close to land with a sailing height of 32 meters and a sailing width of approx. 50 metres.

På Nordhordlandsbroen har veibanen en bredde på ca 16 meter. Flytelegemene er utformet som lektere og bygget i betong, der dimensjonen i bredderetningen av veibanen er lik 40,0 meter og i lengderetning av veibanen er lik 20,5 meter. Den frie avstanden mellom disse flytelegemene er på ca 110 meter. Ved at flytelegemene ligger med den lengste siden på tvers av veibanens retning minimaliserer strømkreftene på flytebroen og overflatevannet strømmer tilnærmet uhindret under flytebroen. Denne konstruksjonen gir en stabil og god løsning for skjermede farvann som har kun små bølger indusert av lokal vind, men er ikke egnet for mer åpne havområder hvor det tidvis kan opptre store bølger som følge av stormer og dønninger. On the Nordhordlandsbroen, the roadway has a width of approx. 16 metres. The floating bodies are designed as barges and built in concrete, where the dimension in the widthwise direction of the roadway is equal to 40.0 meters and in the longitudinal direction of the roadway is equal to 20.5 meters. The free distance between these floating bodies is approximately 110 metres. As the floating bodies lie with the longest side across from the direction of the roadway, the current forces on the floating bridge are minimized and the surface water flows almost unhindered under the floating bridge. This construction provides a stable and good solution for sheltered waters that only have small waves induced by local wind, but is not suitable for more open sea areas where large waves can occasionally occur as a result of storms and swells.

Halvt nedsenkbare rigger har bred anvendelse i offshoreindustrien som lete- og produksjonsrigger og kan ta store miljølaster. De er stabilisert med søyler med begrenset vannlinjeareal, og er spesielt velegnet i værharde strøk, ofte i kombinasjon med spredt forankring. Utformingen med søyler gjør at miljøkreftenes påvirkning er tilnærmet lik fra alle værretninger. Semi-submersible rigs are widely used in the offshore industry as exploration and production rigs and can take large environmental loads. They are stabilized with columns with a limited waterline area, and are particularly suitable in weather-resistant areas, often in combination with scattered anchoring. The design with columns means that the influence of environmental forces is approximately the same from all weather directions.

Værstatistikk samlet over mange år angir dominerende og sannsynlige retninger for miljøkreftene som vind, bølger og strøm. Under langtidsforankring av flytere (flottører) vil en kunne dra fordel av denne informasjonen. En flytebro kan dermed utformes med konstruktive løsninger slik at konsekvensene av miljøkreftene blir minimalisert. Weather statistics collected over many years indicate dominant and likely directions for environmental forces such as wind, waves and currents. During the long-term anchoring of floats (floats), one will be able to take advantage of this information. A floating bridge can thus be designed with constructive solutions so that the consequences of environmental forces are minimised.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å frembringe nye konstruksjonsdetaljer for en flytebro der et antall av flytebroelementene er utformet slik at de gir minimale bevegelser på flytebroen som respons på store bølger. Med store bølger mener en i denne sammenheng typisk kan være opp til 9-11 meter høye under en 100-års storm, dvs. en signifikant bølgehøyde Hs= 5 til 6 meter og med en bølgeperiode, Tz, på for eksempel opp mot Tz=14 sekunder. Denne type bølger vil typisk kunne opptre i ytre, delvis skjermede, havstrøk langs kysten (norskekysten), der de største bølgene brytes lengre ute, mens dønninger med redusert bølgehøyde kan slå inn og vare i flere dager etter en storm, i lé av holmer og øyer i de ytre kyststrøk. I disse områdene er det samtidig flere bebodde øyer som ønsker fastlandsforbindelse, men der avstandene er for lange til at tradisjonelle, bunnfaste broer kan bygges. It is an aim of the present invention to produce new construction details for a floating bridge where a number of the floating bridge elements are designed so that they produce minimal movements on the floating bridge in response to large waves. In this context, large waves mean that they can typically be up to 9-11 meters high during a 100-year storm, i.e. a significant wave height Hs= 5 to 6 meters and with a wave period, Tz, of, for example, up to Tz= 14 seconds. This type of waves will typically occur in outer, partially sheltered, sea areas along the coast (Norwegian coast), where the largest waves break further out, while swells with reduced wave height can strike and last for several days after a storm, in the shelter of islets and islands in the outer coastal regions. In these areas, there are at the same time several inhabited islands that want a mainland connection, but where the distances are too long for traditional, anchored bridges to be built.

Lange dønninger kan også opptre i kystområder i mildere farvann, som grenser opp til for eksempel Atlanterhavet og til Stillehavet. En del av disse områdene er også utsatt for tropisk sykloner, som kan gi 100-års bølger i samme størrelsesorden som nevnt ovenfor. Long swells can also occur in coastal areas in milder waters, bordering, for example, the Atlantic Ocean and the Pacific Ocean. Some of these areas are also exposed to tropical cyclones, which can produce 100-year waves of the same order of magnitude as mentioned above.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse at flytebroen utformes ved hjelp av flytebroelementer slik at den beveger seg svært lite selv i bølger som har en signifikant bølgehøyde på opp mot Hs= 5-6 meter og har en bølgeperiode, Tz, opp mot ca 14 sekunder. It is an aim of the present invention that the floating bridge is designed using floating bridge elements so that it moves very little even in waves that have a significant wave height of up to Hs= 5-6 meters and have a wave period, Tz, up to about 14 seconds.

Med flytebroelementer menes i denne sammenheng de moduler og elementer som flytebroen er satt sammen av, som typisk kan omfatte flytelegemer, veibane, støttesøyler, strukturbokser, støttesøyler, større søylestrukturer, osv. In this context, floating bridge elements mean the modules and elements that the floating bridge is made of, which can typically include floating bodies, roadway, support columns, structural boxes, support columns, larger column structures, etc.

Det er også et formål med oppfinnelsen at flytebroen er enten uforankret eller forankret i havbunnen, avhengig av de lokale miljøforhold, Flytebroen ifølge oppfinnelsen kan forankres med fleksible liner eller med stramme, forspente liner, som er utformet for å bidra til å oppta de dimensjonerende miljøkreftene og å redusere konsekvensene av eventuelle skipskollisjoner. It is also an object of the invention that the floating bridge is either unanchored or anchored to the seabed, depending on the local environmental conditions. The floating bridge according to the invention can be anchored with flexible lines or with tight, pre-tensioned lines, which are designed to help absorb the dimensioning environmental forces and to reduce the consequences of any ship collisions.

Det er dessuten et formål med oppfinnelsen at flytebroelementene utformes med en geometri som gjør at de lett kan prefabrikeres og bygges i tradisjonelle verksteder eller verft med skipsdokker, fortrinnsvis i stål eller i betong. It is also an object of the invention that the floating bridge elements are designed with a geometry that enables them to be easily prefabricated and built in traditional workshops or shipyards with ship docks, preferably in steel or in concrete.

Det er også et formål med oppfinnelsen at flytebroen er konstruert for passering av skip. It is also an object of the invention that the floating bridge is constructed for the passage of ships.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved en stort sett horistontalt langstrakt forløpende strukturboks som understøtter en transportbane, og som forløper mellom festepunktene, samt at sturkturboksen omfatter et antall tilnærmet vertikaltstilte flytesøyler som er strukturelt integrert og innfestet sammen med strukturboksen på begge sider av dens langsgående midtlinje som forløper i flytebroens lengderetning, slik det fremgår av karakteristikken i det etterfølgende krav 1. The device according to the invention is characterized by a largely horizontally elongated structure box which supports a transport track, and which extends between the attachment points, and that the structure box comprises a number of approximately vertically aligned floating columns which are structurally integrated and attached together with the structure box on both sides of its longitudinal center line which extends in the floating bridge's longitudinal direction, as is evident from the characteristic in the subsequent claim 1.

Foretrukne utførelser ved den oppfinneriske anordningen er angitt i de uselvstendige krav 2-15. Preferred embodiments of the inventive device are indicated in the independent claims 2-15.

Følgelig utgjør hver flytesøyle en fullstendig integrert del av den langsgående strukturboksen, i den forstand at disse delene er forankret i et samkonstruert rammeverk konstruksjonsmessig. Accordingly, each floating column forms a fully integrated part of the longitudinal structural box, in the sense that these parts are anchored in a co-constructed framework constructionally.

Flytesøylene ifølge oppfinnelsen plasseres på yttersidene av strukturboksen fortrinnsvis symmetrisk langs strukturboksens midtlinje, slik at flytebroen får best mulig hydrostatiske og hydrodynamiske egenskaper. The floating columns according to the invention are placed on the outer sides of the structure box preferably symmetrically along the middle line of the structure box, so that the floating bridge has the best possible hydrostatic and hydrodynamic properties.

Flytesøylene utformes i tillegg etter kjente teknikker for å ivareta sikkerhetskrav til skipskollisjoner og skadestabilitet. Dette betyr at flytesøylene utrustes etter kjente teknikker med vanntette skott og ballastsystemer. Flytesøylene kan etter behov gis forskjellig utforming i horisontalplanet, for eksempel sylindriske, firkantet, firkantet med noen kurvede sider, eller lignende The floating columns are also designed according to known techniques to meet safety requirements for ship collisions and damage stability. This means that the floating columns are equipped according to known techniques with watertight bulkheads and ballast systems. As required, the floating columns can be given different designs in the horizontal plane, for example cylindrical, square, square with some curved sides, or similar

Strukturboksen forløper over vann til festepunkter i land eller til andre konstruksjoner som bygges etter kjente teknikker slik at det dannes en kontinuerlig kraftoverføring gjennom hele flytebroens lengde. Mesteparten av kraftoverføringen i flytebroens lengderetning kan dermed skje horisontalt like over vannflaten. Festepunktene utgjør fortrinnsvis del av veibanens fortsettelse, og kan kombineres med seilingsleder for skip, for eksempel høybroer eller vippebroer. The structural box extends over water to anchor points on land or to other constructions that are built according to known techniques so that a continuous power transmission is formed throughout the entire length of the floating bridge. Most of the power transfer in the floating bridge's longitudinal direction can thus take place horizontally just above the water surface. The attachment points preferably form part of the continuation of the roadway, and can be combined with sailing guides for ships, for example high bridges or drawbridges.

Flytebroen kan via sin strukturboks også kobles mot passasjeflytere som er spesielt utformet som seilingsled for skip, der en del av passasjeflyterens konstruksjon er under vann og kan utformes som understøttelse for en flytende høybro, flytende vippebro eller eventuelt integreres med flytende veimoduler. Antall, avstand og utforming av flytesøylene og strukturboksen bestemmes av flytebroens dimensjoner, som igjen utformes med utgangspunkt i trafikk-kapasitet, antall veibaner, eventuelle toglinjer og lokale miljøforhold Via its structural box, the floating bridge can also be connected to passage floats that are specially designed as sailing links for ships, where part of the passage float's construction is underwater and can be designed as support for a floating high bridge, floating bascule bridge or possibly integrated with floating road modules. The number, distance and design of the floating columns and the structural box are determined by the floating bridge's dimensions, which are in turn designed based on traffic capacity, the number of roadways, any train lines and local environmental conditions

Seilingshøyden under strukturboksen og dermed under veibanen kan varieres etter behov, men vil typisk være fra 5-15 meter. Strukturboksen vil forløpe hovedsakelig parallelt med vannflaten, men kan varieres noe dersom det er ønske om øket seilingshøyde enkelt steder langs flytebroen. Flytebroen kan også utformes med en kurvatur i horisontalplanet for å oppnå ønsket stivhet og fleksibilitet. The sail height under the structure box and thus under the roadway can be varied as needed, but will typically be from 5-15 metres. The structure box will run mainly parallel to the surface of the water, but can be varied somewhat if there is a desire for increased sailing height in individual places along the floating bridge. The floating bridge can also be designed with a curvature in the horizontal plane to achieve the desired stiffness and flexibility.

Flytesøylene, strukturboksen, flytebroelementene for øvrig og veibanen kan utformes og dimensjoneres etter kjente prinsipper. Det er gjort beregninger for en flytebro med 4 kjørebaner, en vegbredde på ca 30 meter og en total lengde på ca 3,5 km, i et område med 100-årsbølge med signifikant bølgehøyde på Hs=5,8 meter og en tilsvarende periode Tz=14 sekunder. Det ble funnet at en egenperiode for flytebroen for rull og hiv på over 20 sekunder ville gi svært gode bevegelsesegenskaper for flytebroen også i ekstremvær. The floating columns, the structural box, the floating bridge elements in general and the roadway can be designed and dimensioned according to known principles. Calculations have been made for a floating bridge with 4 carriageways, a road width of approx. 30 meters and a total length of approx. 3.5 km, in an area with a 100-year wave with a significant wave height of Hs=5.8 meters and a corresponding period Tz =14 seconds. It was found that an inherent period for the floating bridge for roll and heave of over 20 seconds would provide very good movement characteristics for the floating bridge even in extreme weather.

For dette eksempelet ble hver av flytesøylene gitt en sirkulær utforming med en diameter på 30 meter, total høyde på 30 meter, og en innbyrdes fri avstand på 30 meter. Flytesøylenes høyde på 30 meter var fordelt med 22 meter dybde og en høyde over vannlinjen på 8 meter. Alle flytesøylene ble plassert speilsymmetrisk langs veibanens senterlinjen og med en innbyrdes fri avstand på 120 meter. Flytesøylene ble etter kjente teknikker konstruksjonsmessig innfestet i strukturboksen, slik at strukturboksen fungeres som et strukturelt bindeledd mellom innfestingspunktene flytesøylene. For this example, each of the floating columns was given a circular design with a diameter of 30 meters, a total height of 30 meters, and a mutual free distance of 30 meters. The floating columns' height of 30 meters was divided by a depth of 22 meters and a height above the waterline of 8 metres. All the floating columns were placed mirror-symmetrically along the center line of the roadway and with a mutual free distance of 120 metres. The floating columns were, according to known techniques, structurally fixed in the structural box, so that the structural box functions as a structural link between the fixing points of the floating columns.

Strukturboksen ble formet som en lukket stålboks med dimensjoner på tvers av veibanene på bredde B = 56 meter og høyde H = 12 meter. Det ble også funnet at strukturboksen ifølge oppfinnelsen med fordel også kan utformes som en fagverkskonstruksjon eller som en åpen plate bære rkonstruksjon. The structural box was shaped as a closed steel box with dimensions across the roadways of width B = 56 meters and height H = 12 meters. It was also found that the structural box according to the invention can advantageously also be designed as a truss structure or as an open plate support structure.

Det er også vurdert de strenge kravene til at flytebroen kan benyttes av store, tunge tog i høy fart. Dette vil sette ytterligere krav til flytebroens hydrostatiske egenskaper der variasjonen i dypgående etter hvert som toget passeres over flytebroen minimaliseres. Dette oppnås ved å øke flytebroens totale vannlinjeareal, uten at det i nevneverdig grad får negativ innflytelse på flytebroens hydrodynamiske egenskaper. Dette kan oppnås med å øke antall søyler langs flytebroen, samtidig som trafikken passerer nærmest mulig midtlinen til flytebroen. The strict requirements that the floating bridge can be used by large, heavy trains at high speed have also been considered. This will place further demands on the floating bridge's hydrostatic properties, where the variation in draft as the train passes over the floating bridge is minimised. This is achieved by increasing the floating bridge's total waterline area, without having a significant negative influence on the floating bridge's hydrodynamic properties. This can be achieved by increasing the number of columns along the floating bridge, at the same time that the traffic passes as close as possible to the center line of the floating bridge.

I den nevnte eksempel ovenfor ble dette oppnådd ved å plassere toglinjen midt på flytebroen og redusere antall kjørebaner for biler til to, en på hver side av toglinjen, samtidig som antall flytesøyler langs flytebroen ble øket ved at den innbyrdes avstanden mellom dem ble redusert fra 120 meter til 70 meter. In the example mentioned above, this was achieved by placing the train line in the middle of the floating bridge and reducing the number of lanes for cars to two, one on each side of the train line, while at the same time increasing the number of floating columns along the floating bridge by reducing the mutual distance between them from 120 meters to 70 meters.

Det er fullt mulig å øke antall kjørebaner på flytebroen, for eksempel til 6 eller 8. I tillegg kan trafikken om ønskelig plasseres etter kjente teknikker i to nivåer, ett nivå for hver kjøreretning. It is entirely possible to increase the number of lanes on the floating bridge, for example to 6 or 8. In addition, if desired, the traffic can be placed according to known techniques in two levels, one level for each direction of travel.

Flytebroen kan utformes etter kjente prinsipper i en kurvatur eller en rett linje, avhengig av de lokale miljøforhold og landfestenes plassering. The floating bridge can be designed according to known principles in a curve or a straight line, depending on the local environmental conditions and the location of the moorings.

Behov for forankring av flytebroen ifølge oppfinnelse kan være fordelaktig ved spesielt lange spenn på flytebroen, for eksempel over 2-3 km, og i de tilfeller hvor forankring kan bidra til å redusere konsekvensene av eventuelle skipskollisjoner. The need for anchoring the floating bridge according to the invention can be advantageous for particularly long spans on the floating bridge, for example over 2-3 km, and in cases where anchoring can help reduce the consequences of possible ship collisions.

På dypere vann kan det anvendes en stram eller delvis stram lineforankring på en flytende passasjeflyteren. På spesielt dypt vann ansees det fordelaktig å anvende et antall stramme forankringsliner i kunststoff, så som polyetylen, kevlar, etc. Disse har den fordel at de veier lite, er sterke, er rimelige, kan brukes på dypt vann og gir liten horisontal forskyvning. In deeper water, a tight or partially tight line anchoring can be used on a floating passage float. In particularly deep water, it is considered advantageous to use a number of tight anchoring lines made of plastic, such as polyethylene, Kevlar, etc. These have the advantage that they weigh little, are strong, are affordable, can be used in deep water and give little horizontal displacement.

Veibanen kan om ønskelig utformes slik at den gis en økende vinkel (stigning) for å øke avstanden til vannflaten, uten at strukturboksens vinkel til vannflaten endres. Den skrånende veibanen utenfor passasjeflyteren kan avstives av etter kjente teknikker i form av en viadukt med bruk av strukturbokser, søyler og skråstivere. If desired, the roadway can be designed so that it is given an increasing angle (slope) to increase the distance to the water surface, without the structural box's angle to the water surface changing. The sloping roadway outside the passage float can be braced using known techniques in the form of a viaduct using structural boxes, columns and inclined struts.

Dersom veibanen skal passere over en seilingsled i form av en høybro, kan veibanen gis en jevn stigning til den når toppen over høybroen. Ved eksempelvis en stigning på 1:5 vil veibanens høyde endre seg med 5 meter for hver 100 meter veibane. If the roadway is to pass over a sailing link in the form of a high bridge, the roadway can be given a steady rise until it reaches the top of the high bridge. For example, with a rise of 1:5, the height of the roadway will change by 5 meters for every 100 meters of roadway.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere i den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende figurer, hvori: The device according to the invention shall be explained in more detail in the following description with reference to the accompanying figures, in which:

Figur 1 viser en perspektivskisse av en del av anordningen med en flytebro Figure 1 shows a perspective sketch of part of the device with a floating bridge

Figur 2 viser et vertikalsnitt på langs av veibanen av en anordning med en flytebro med innfesting i to landfester. Figur 3A viser et vertikalsnitt på tvers av veibanen av anordningen med en flytebro der flytesøylene ifølge oppfinnelsen ikke er strukturelt sammenbundet under vann på tvers av veibanen. Figur 3B viser et vertikalsnitt på tvers av veibanen av anordningen med en flytebro der flytesøylene ifølge oppfinnelsen er strukturelt sammenbundet under vann på tvers av veibanen. Figur 4 viser et vertikalsnitt langs veibanen av anordningen med en flytebro der en del av flytesøylene ifølge oppfinnelsen er strukturelt sammenbundet under vann i retning langs veibanen. Figur 5 viser et vertikalsnitt langs veibanen av to flytebroer som begge er henholdsvis innfestet i land og på hver side av en bunnfast høybro, slik at det dannes en kontinuerlig veibane mellom de to landfestene og en seilingsled for skip under høybroen. Figure 2 shows a longitudinal vertical section of the roadway of a device with a floating bridge with attachment to two land anchors. Figure 3A shows a vertical section across the roadway of the device with a floating bridge where the floating columns according to the invention are not structurally connected underwater across the roadway. Figure 3B shows a vertical section across the roadway of the device with a floating bridge where the floating columns according to the invention are structurally connected underwater across the roadway. Figure 4 shows a vertical section along the roadway of the device with a floating bridge where part of the floating columns according to the invention are structurally connected underwater in the direction along the roadway. Figure 5 shows a vertical section along the roadway of two floating bridges which are both anchored to land and on either side of a bottom-fixed high bridge, so that a continuous roadway is formed between the two land anchorages and a sailing link for ships under the high bridge.

Like deler av de tegnede detaljer er gitt samme henvisningstall på de ulike figurer. Equal parts of the drawn details are given the same reference number in the various figures.

Hele flytebroen 15 settes sammen av flere flytebroelementer i form av moduler i hensiktsmessige lengder, bredder og utforming generelt. Hvert flytebroelement kan typisk omfatte flytelegemer i form av flytesøyler 12, koblingsstrukturer 3 mot land, koblingsstrukturer 4 mot andre broelementer, andel av veibane 11, andel av støttestruktur så som strukturbokser 10, støttesøyler 13, et antall passasjeflytere 1, osv. De forskjellige flytebroelementer av flytebroen 15 vil mest hensiktsmessig kunne settes sammen etter kjente teknikker av prefabrikerte enheter, der oppkobling og innfesting av flytebroelementene i stor grad kan skje i flytende tilstand. The entire floating bridge 15 is assembled from several floating bridge elements in the form of modules in appropriate lengths, widths and design in general. Each floating bridge element can typically comprise floating bodies in the form of floating columns 12, connecting structures 3 to land, connecting structures 4 to other bridge elements, part of roadway 11, part of support structure such as structure boxes 10, support columns 13, a number of passage floats 1, etc. The different floating bridge elements of the floating bridge 15 will most expediently be assembled according to known techniques of prefabricated units, where connection and fixing of the floating bridge elements can largely take place in a floating state.

Hver flytesøyle er, som eksempelvis antydet på figur 1, en integrert del av den langsgående strukturboksen, i den forstand at disse delene er forankret i et samkonstruert rammeverk. Each floating column is, as for example indicated in figure 1, an integral part of the longitudinal structural box, in the sense that these parts are anchored in a co-constructed framework.

I figur 1 viser en andel av flytebroen 15, der strukturboksen 10 ifølge oppfinnelsen er samforbundet med flytesøylene 12, og danner et kontinuerlig underlag for veibanen 11. Flytebroen 15 flyter i sjøen i forhold til vannflaten 8. Flytesøylene er ifølge oppfinnelsen eksempelvis anordnet integrert til de ytre konstruksjonsdelene av strukturboksen 12, slik at de sammen danner en søylestabilisert struktur med gode hydrodynamiske egenskaper som gir liten respons på innkommende bølger og dønninger. Det ansees fordelaktig at flytesøylene 8 anordnes parvis speilsymmetrisk i forhold til veibanens langsgående sentralakse. Figur 2 viser en flytebro 15 ifølge oppfinnelsen som er innfestet i festepunkter 3 i land, med flytesøyler 12 som er anordnet parvis speilsymmetrisk langs veibanene sentralakse. Strukturboksen 10 er etter kjente teknikker, som sveising, flensing, bolting, spennkabler, eller lignende, strukturelt forbundet i hele flytebroens 15 lengde med flytesøylene 12. Figur 3A viser et vertikalsnitt av flytebroen 15 på tvers av veibanen 11 og gjennom flytesøylene 12, der flytesøylene 12 er frittstående i snittplanet. Flytesøylene 12 kan uavhengig av dette, om ønskelig, være strukturelt forbundet med nabosøyler i flytebroens 15 lengderetning. Figur 3B viser et vertikalsnitt på av flytebroen 15 på tvers av veibanen 11 og gjennom flytesøylene 12, der flytesøylene 12 er forbundet under vannlinjen med pontongen 9. Flytesøylene 12 kan uavhengig av dette, om ønskelig, også være strukturelt forbundete med nabosøyler i flytebroens 15 lengderetning. I tillegg til strukturell forstekning av flytebroen 15, vil pontongen 9 også i noen grad bidra til å dempe bølgerespons for flytebroen 15, slik at den får dempede bevegelser i storm. Figur 3B viser i tillegg en undervanns utkrager 6 på flytesøylen 12 som kan gi demping av bølgerespons. Denne utkrageren 6 kan etter kjente teknikker utformes til spesielt å gi dempede rullbevegelser for flytebroen 15. Figur 4 viser et vertikalsnitt av flytebroen 15 langs veibanen 11, der flytesøylene 12 er parvis forbundet under vannlinjen 8 via pontongen 9'. Flytesøylene 12 kan uavhengig av dette, om ønskelig, også være strukturelt forbundet med nabosøylen 12 på tvers av flytebroens 15 lengderetning. I tillegg til strukturell forstekning av flytebroen 15, vil pontongen 9' også i noen grad bidra til å dempe bølgerespons for flytebroen 15, slik at den får dempede bevegelser i storm. Figure 1 shows a part of the floating bridge 15, where the structural box 10 according to the invention is interconnected with the floating columns 12, and forms a continuous base for the roadway 11. The floating bridge 15 floats in the sea in relation to the water surface 8. According to the invention, the floating columns are, for example, arranged integrated to the the outer structural parts of the structural box 12, so that together they form a pillar-stabilized structure with good hydrodynamic properties that give little response to incoming waves and swells. It is considered advantageous that the floating pillars 8 are arranged in pairs mirror-symmetrically in relation to the longitudinal central axis of the roadway. Figure 2 shows a floating bridge 15 according to the invention which is attached to anchor points 3 on land, with floating columns 12 which are arranged in pairs mirror-symmetrically along the central axis of the roadways. The structural box 10 is structurally connected along the entire length of the floating bridge 15 with the floating columns 12 using known techniques, such as welding, flanging, bolting, tension cables, or the like. Figure 3A shows a vertical section of the floating bridge 15 across the roadway 11 and through the floating columns 12, where the floating columns 12 is free-standing in the section plane. The floating columns 12 can independently of this, if desired, be structurally connected to neighboring columns in the longitudinal direction of the floating bridge 15. Figure 3B shows a vertical section of the floating bridge 15 across the roadway 11 and through the floating columns 12, where the floating columns 12 are connected below the waterline to the pontoon 9. The floating columns 12 can independently of this, if desired, also be structurally connected to neighboring columns in the longitudinal direction of the floating bridge 15 . In addition to structural bracing of the floating bridge 15, the pontoon 9 will also help to some extent to dampen the wave response of the floating bridge 15, so that it has dampened movements in storms. Figure 3B also shows an underwater cantilever 6 on the floating column 12 which can dampen wave response. According to known techniques, this cantilever 6 can be designed to especially provide damped rolling movements for the floating bridge 15. Figure 4 shows a vertical section of the floating bridge 15 along the roadway 11, where the floating columns 12 are connected in pairs below the waterline 8 via the pontoon 9'. Independently of this, the floating columns 12 can, if desired, also be structurally connected to the neighboring column 12 across the longitudinal direction of the floating bridge 15. In addition to structural bracing of the floating bridge 15, the pontoon 9' will also help to some extent to dampen the wave response of the floating bridge 15, so that it has dampened movements in storms.

Pontongene 9,9' kan på en fordelaktig måte forbindes strukturelt slik at 4 pontonger 9, 9' forbinder 4 flytesøyler under vann, som vist i figurene 3B og 4. Dette kan gi byggetekniske fordeler ved at 4 stk flytesøyler 12 sammen med en tilhørende andel av strukturboksen 10 og veibanen 11 kan ferdigstilles komplett på verksted og taues til installasjonsstedet der den i flytende tilstand kobles og innfestes til resten av flytebroen ved hjelp av en strukturboksmodul 18, som innfestes etter kjente teknikker til resten av flytebroens 15 strukturboks 10. The pontoons 9,9' can advantageously be connected structurally so that 4 pontoons 9, 9' connect 4 floating columns under water, as shown in Figures 3B and 4. This can provide constructional advantages in that 4 pieces of floating columns 12 together with a corresponding share of the structure box 10 and the roadway 11 can be completed completely in a workshop and towed to the installation site where it is connected in a floating state and attached to the rest of the floating bridge by means of a structure box module 18, which is attached according to known techniques to the rest of the structure box 10 of the floating bridge 15.

Figur 5 viser en brospenn bestående av to flytebroer 15, 15' og en bunnfast høybro 1, der flytebroene 15,15' er innfestet henholdsvis i landfestene 3,3' og i innfestningspunktene 4, 4' på hver side av høybroen 1, slik at det dannes en kontinuerlig veibane 11 mellom landfestene 3,3' som passerer over seilingsleden for skip 9, som dannes av høybroen 1. Nær høybroen 1 vil veibanen 11 forløpe på en skrånende viaduktstruktur 17 som er understøttet av søylestrukturer 13. Figure 5 shows a bridge span consisting of two floating bridges 15, 15' and a bottom-fixed high bridge 1, where the floating bridges 15, 15' are fixed respectively in the land anchors 3, 3' and in the attachment points 4, 4' on each side of the high bridge 1, so that a continuous roadway 11 is formed between the land anchors 3,3' which passes over the sailing path for ships 9, which is formed by the high bridge 1. Near the high bridge 1, the roadway 11 will run on a sloping viaduct structure 17 which is supported by pillar structures 13.

Løsningen som er vist på figur 5 er spesielt egnet for lange brospenn mellom landfestene 3, 3', gjerne opp mot 10-20 km, og der vanndypet er moderat, gjerne under 100 meter, slik at kostnadene for en høybro til sjøs blir moderat. Antall høybroer og flytebroer kan varieres for denne type brospenn, og det kan ansees fordelaktig ved svært lange brospenn at det installeres høybroer for hver seilingsretning. The solution shown in Figure 5 is particularly suitable for long bridge spans between the land anchors 3, 3', preferably up to 10-20 km, and where the water depth is moderate, preferably below 100 metres, so that the costs for a high bridge at sea are moderate. The number of high bridges and floating bridges can be varied for this type of bridge span, and it can be considered advantageous for very long bridge spans to install high bridges for each sailing direction.

Den bunnfaste flytebroen 1 kan om ønskelig erstattes med en flytende passasjeflyter som er strukturelt forbundet under vann, og som er kombinert med en høybro, en vippebro eller en flytende bromodul. The bottom-fixed floating bridge 1 can, if desired, be replaced with a floating passage float which is structurally connected underwater, and which is combined with a high bridge, a tilting bridge or a floating bridge module.

Seilingsdimensjoner for høybroen 1 kan varieres etter behov. Typiske seilingsbredder kan være 50 - 200 meter, seilingshøyde 30 - 80 meter og seilingsdybde mer enn 10-20 meter. Sailing dimensions for the high bridge 1 can be varied as required. Typical sailing widths can be 50 - 200 metres, sailing height 30 - 80 meters and sailing depth more than 10-20 metres.

Brospenn på 10 - 20 km er oftekarakterisert vedat de er nær åpent hav, med tilsvarende fare for dønninger og store bølger. En flytebro ifølge oppfinnelsen vil ha gode bevegelsesegenskaper og er dermed godt egnet for denne type lange brospenn. Bridge spans of 10 - 20 km are often characterized by being close to the open sea, with a corresponding risk of swells and large waves. A floating bridge according to the invention will have good movement properties and is thus well suited for this type of long bridge span.

Innfestingen i innfestingspunktene 3,3'4,4" kan gjøres ved hjelp av sveising, strekk-kabler, bolting, etc. som sikrer både nødvendig kraftoverføring og fleksibilitet for å oppta de krefter og bevegelser som flytebroen har under drift. The fixing in the fixing points 3,3'4,4" can be done using welding, tension cables, bolting, etc. which ensures both the necessary power transfer and flexibility to absorb the forces and movements that the floating bridge has during operation.

Hele flytebroen 15 mellom festepunktene 3,3', og eventuelt mellom festepunktene,4,4' kan beregnes og utformes med bruk av kjente beregningsteknikker. En fordel med oppfinnelsen er at broens bevegelser og mesteparten av kreftene overføres i flytebroens 15 lengderetning som stort sett horisontale krefter gjennom strukturboksene 10,10' og festepunktene 3,3',4,4', samtidig som gode hydrodynamiske egenskaper vil gi reduserte dynamiske spenningsvariasjoner i broelementene. The entire floating bridge 15 between the attachment points 3,3', and possibly between the attachment points,4,4' can be calculated and designed using known calculation techniques. An advantage of the invention is that the bridge's movements and most of the forces are transferred in the longitudinal direction of the floating bridge 15 as largely horizontal forces through the structural boxes 10,10' and the attachment points 3,3',4,4', while good hydrodynamic properties will result in reduced dynamic stress variations in the bridge elements.

Det er viktig at flytebroen 15 etter kjente teknikker utformes slik at disse stort sett horisontale kreftene overføres gjennom strukturboksene 10,10' og at minst mulig av disse kreftene overføres i høyden, gjennom viadukten 17 og andre strukturer for veibanen 11. Dermed kan man begrense de horisontale kreftene som opptrer i øvre del av høybroen 1 og veibanen 11 . It is important that the floating bridge 15 is designed according to known techniques so that these largely horizontal forces are transmitted through the structural boxes 10, 10' and that as little as possible of these forces are transmitted in height, through the viaduct 17 and other structures for the roadway 11. Thus, it is possible to limit the the horizontal forces that occur in the upper part of the high bridge 1 and the roadway 11.

Innfestingen mellom viadukten 17 og den øvre del av den flytende høybroen 1, utformes slik at det dannes en kontinuerlig veibane 11 i hele brospennets lengde. Dette gjøres etter kjente teknikker, så som sveising, bolting, nagling, strekk-kabler, mv. The attachment between the viaduct 17 and the upper part of the floating high bridge 1 is designed so that a continuous roadway 11 is formed along the entire length of the bridge span. This is done using known techniques, such as welding, bolting, riveting, tension cables, etc.

Konklusjon. Conclusion.

Det er frambragt en løsning med en flytebro 15 med lav bevegelsesrespons på innkommende bølger og dønninger, bestående av en strukturboks 10 som er innfestet i et antall, stort sett vertikale flytesøyler 12. Flytesøylene 12 er ifølge oppfinnelsen stort sett er plassert mot utsiden av strukturboksen 10 i en beregnet avstand fra veibanens 11 senterlinje. Strukturboksen forløper i hele flytebroens lengde i fortrinnsvis tilnærmet horisontal retning, med en ønsket avstand over vannflaten 8. A solution has been produced with a floating bridge 15 with a low movement response to incoming waves and swells, consisting of a structural box 10 which is attached to a number of mostly vertical floating columns 12. According to the invention, the floating columns 12 are mostly placed towards the outside of the structural box 10 at a calculated distance from the roadway's 11 centreline. The structure box extends along the entire length of the floating bridge in a preferably approximately horizontal direction, with a desired distance above the water surface 8.

Et hovedpunkt med løsningen er at flytebroen 15 kan installeres i relativt åpne kyststrøk og ha lange brospenn, gjerne mer enn 10-20 km, fordi den har gode dynamiske egenskaper. Samtidig kan flytebroen kombineres med forskjellige typer seilingsleder for skip, slik som høybroer, vippebroer, flytemoduler, osv. innkoplete passasjeflyter. A main point of the solution is that the floating bridge 15 can be installed in relatively open coastal areas and have long bridge spans, preferably more than 10-20 km, because it has good dynamic properties. At the same time, the floating bridge can be combined with different types of sailing guide for ships, such as high bridges, tilting bridges, floating modules, etc. connected passage floats.

Claims

1. Construction of floating bridge (15) which is connected in two attachment points (3,4), characterized by a largely horizontally elongated structure box 10 which supports a transport track (11), and which extends between the attachment points 3,4, and a number of approximately vertically aligned floating columns 12 are structurally integrated and fixed together with the structural box 10 on both sides of its longitudinal center line which runs in the longitudinal direction of the floating bridge.

2. Device in accordance with claim 1, characterized in that the floating columns are structurally interconnected to the outer structural parts of (outside) the structural box.

3. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the floating columns are arranged upwards with mutual distance and preferably symmetrically along the center line of the structural box, so that the floating bridge has the best possible hydrostatic and hydrodynamic properties.

4. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized by the underwater cantilever (6) on the floating column (6) which can provide damping of wave response.

5. Device in accordance with one of the preceding requirements, characterized by wooden equipment according to known techniques with watertight bulkheads and ballast systems

6. Device in accordance with one of the preceding requirements, characterized by the wooden pontoon 9' connecting two or more adjacent neighboring columns in the longitudinal direction of the floating bridge 15.

7. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized by the wooden pontoon 9 connecting two adjacent neighboring columns in the floating bridge 15's transverse direction.

8. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized by 4 adjacent columns, two on each side of the structural box, interconnected by means of two respective longitudinal and transverse pontoons (9,9') viewed in the longitudinal direction of the floating bridge

9. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized by 4 pontoons (9, 9') arranged to lie below or partially below the waterline.

10. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the lower part of the pontoons (9,9') and/or each individual floating column is designed with an underwater cantilever (6) which can dampen wave response.

11. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized by the floating bridge as having a bottom-fixed bridge span in the form of a high bridge part (1) defined by a number of vertical column structures (100) which between them define a sailing link or passage 200 for ship 19, where two respective floating bridge sections 15, 15' are fixed respectively in the land anchors 3, 3' and in the attachment points 4, 4' on each side of the high bridge 1, so that a continuous roadway 11 is formed between the land anchors 3, 3', including the high bridge part 1.

12. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized in that a sailing link 200 for ships across the floating bridge is defined by a passage float with vertical pontoon parts which are structurally connected to each other at a given water depth and which defines the sailing link 200, the spanning carriageway is defined by a high bridge, a cantilever bridge or a floating bridge module.

13. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the floating columns are designed with cylindrical, square, square with some curved sides, or the like, in the horizontal plane.

14. Device in accordance with one of the preceding claims, characterized in that the floating columns are arranged mirror-symmetrically along the center line of the roadway and with a mutually independent (equal or different) distance between the columns.

15. Device in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the pedestrian carriageway on top of the structure box includes a train line, particularly in the middle of the floating bridge, as well as a carriageway/walkways on each side of the train line.