NO20130892A1

NO20130892A1 - Floating bridge device

Info

Publication number: NO20130892A1
Application number: NO20130892A
Authority: NO
Inventors: Geir Lasse Kjersem; Torbjørn Bringedal
Original assignee: Pontemar As
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2014-12-29

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en konstruksjon av en flytebro med en stort sett horisontalt forløpende brobjelke som understøtter en transportbane for trafikk, og er forbundet i to festepunkter i endene i land, idet brobjelken understøttes av et antall flytere henover flytebrospennet, som angitt i innledningen i det etterfølgende patentkrav 1. The present invention relates to a construction of a floating bridge with a largely horizontally running bridge girder that supports a transport lane for traffic, and is connected at two fixing points at the ends on land, the bridge girder being supported by a number of floats across the floating bridge span, as stated in the introduction in the subsequent patent claim 1.

Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med en flytebro som kan installeres og operere i værharde strøk med store bølger og havdønninger, samtidig som den kombineres med skipspassasje og også kan krysse svært brede fjorder og sund, gjerne med en bredde opp mot 10-20 km. More specifically, the invention deals with a floating bridge that can be installed and operated in weather-resistant areas with large waves and sea swells, at the same time as it is combined with ship passage and can also cross very wide fjords and straits, preferably with a width of up to 10-20 km.

Med flytebro mener man en konstruksjon som kan påmonteres en veibane, med eksempelvis flerfelts kjørebaner, for transport av personer og kjøretøyer, og eventu-elt en skinnegang for togdrift som også kan være montert inne i selve brobjelken. Dette for at brobjelken kan holdes mest mulig stabil og ikke utsettes for særlige strukturelle spenninger, selv i større bølger og dønninger og når det er stor trafikk på flytebroen. A floating bridge is a construction that can be mounted on a roadway, with, for example, multi-lane carriageways, for the transport of people and vehicles, and possibly a rail passage for train operation that can also be mounted inside the bridge girder itself. This is so that the bridge girder can be kept as stable as possible and not exposed to special structural stresses, even in larger waves and swells and when there is a lot of traffic on the floating bridge.

Med en brobjelke mener man en langstrakt veibanebærende fagverksramme av langsgående, tverrgående og skråstilte stag, eller utformet som en langstrakt hul kasseform av plater montert rundt et rammeverk. By a bridge girder is meant an elongated roadway supporting truss frame of longitudinal, transverse and inclined struts, or designed as an elongated hollow box shape of plates mounted around a framework.

Med flyter mener man en flottør eller pongtong som flyter i sjøen og som og bærer brobjelken, slik det vil framgå i det etterfølgende. Flyterne til en flytebro utformes fortrinnsvis i betong, men kan også bygges i stål. Flyterne er plassert med en beregnet innbyrdes avstand for å sikre nødvendig oppdrift og stabilitet i flytebroen, der samtidig påvirkningen av miljøkreftene på flytebroen minimaliseres. By floating is meant a float or pontoon which floats in the sea and which carries the bridge girder, as will be seen in what follows. The floats for a floating bridge are preferably designed in concrete, but can also be built in steel. The floats are placed with a calculated mutual distance to ensure the necessary buoyancy and stability in the floating bridge, while at the same time the influence of environmental forces on the floating bridge is minimised.

Flytebroen ifølge oppfinnelsen er innrettet til å spennes over fjorder og sund hvor vanndypet kan være fra ca. 5 meter til ca 2000 meter vanndyp. The floating bridge according to the invention is designed to span fjords and straits where the water depth can be from approx. 5 meters to approx. 2000 meters water depth.

Oppfinnelsen innbefatter en flytebro bestående av flytere, og en brobjelke som hviler oppe på flyterne over vannlinjen og som binder sammen broen mellom festepunktene, slik at det dannes en sammenhengende flytebro mellom to festepunktene, samtidig som deler at brobjelken anordnes som en undervannsstruktur som muliggjør en skipspassasje over denne undervannstrukturen på tvers gjennom flytebroen. Festepunktene kan enten være landfeste i hver ende, eller på en annen installasjon. Festepunktene danner fortrinnsvis en fortsettelse av veibanen i forlengelse av flytebroen. The invention includes a floating bridge consisting of floats, and a bridge girder that rests on the floats above the waterline and which binds the bridge together between the attachment points, so that a continuous floating bridge is formed between the two attachment points, while at the same time sharing that the bridge girder is arranged as an underwater structure that enables a ship to pass through above this underwater structure across through the floating bridge. The attachment points can either be land anchored at each end, or on another installation. The attachment points preferably form a continuation of the roadway in extension of the floating bridge.

Oppfinnelsen omfatter et antall flytere som kan utformes for å gi liten dynamisk respons på innkommende bølge, og hvor en brobjelke som hviler på flyterne, og der deler av brobjelken føres under vann for å danne en skipspassasje, og hvori minst to av flyterne utformes for å understøtte denne undervannsstrukturen, samtidig som det anvendes forankring for å holde hele brobjelken i strekk. The invention includes a number of floats which can be designed to give little dynamic response to incoming waves, and where a bridge girder rests on the floats, and where parts of the bridge girder are carried underwater to form a ship passage, and in which at least two of the floats are designed to support this underwater structure, while anchoring is used to keep the entire bridge girder in tension.

Ved svært lange avstander over fjorder eller sjøer kan flytebroer være et kostnads-effektivt 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 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.

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^58850, 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^58850, NO-113404 and GB-2135637.

Kjente flytebroer har til nå kun vært installert i skjermede farvann for å unngå uønsket dynamikk i-som kan opptre som følge av respons på store, innkommende bølger. Det er spesielt langperiodiske bølger i form av havdønninger som kan gi store krefter i en flytebro, mens mer kortkammede bølger generert av lokal vind, kan utgjøre et problem dersom flyterne er små og utformet for stille farvann. Known floating bridges have until now only been installed in sheltered waters to avoid unwanted dynamics i-which can occur as a result of response to large, incoming waves. It is particularly long-period waves in the form of sea swells that can produce large forces in a floating bridge, while shorter crested waves generated by local wind can pose a problem if the floats are small and designed for calm waters.

En rekke flytebroer er også bygget med sideveis forankring med forankringsliner jevnlig langs hele flytebroen, og gjeme til begge sider, for å holde den i posisjon. Imidlertid krever dette et stort antall liner som båndlegger store sjøarealer for annen bruk som fiskerier, og spesielt ved store vanndyp. Ingen av de kjente flytebroene bygget etter denne metoden gir muligheter for annen passasje enn småbåter som klarer å kjøre under brobjelken som gjerne ligger 3-5 meter over vannflaten. 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 tidevannskrefter 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 at påvirkningen fra miljøet minimaliseres. A number of floating bridges are also built with lateral anchoring with anchoring lines regularly along the entire length of the floating bridge, and hides to both sides, to keep it in position. However, this requires a large number of lines that line large areas of sea for other uses such as fisheries, and especially at great water depths. None of the known floating bridges built according to this method provide opportunities for passage other than small boats that manage to drive under the bridge beam, which is usually 3-5 meters above the water's surface. 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 tidal forces that arise from varying water levels such as ebb and flow. This can cause bending forces on the floating bridge near land. It is therefore important that it is designed so that the impact from the environment is minimized.

Et eksempel på en flytebro som er bygget og tilpasset skjermede farvann Nord-hordlandsbrua i Norge og kun er forankret ved de to landfestene. Broen er med sine 1246 meter veibane Europa's lengste flytebro uten sideforankring. Selve flytebroen tillater ikke passasje av skip, men passasje for skipstrafikken er løst ved at det i tillegg er bygget en, bunnfast høgbro nær land med seilingshøyde 32 meter og seilingsbredde 50 meter. An example of a floating bridge that has been built and adapted to sheltered waters is the Nord-Hordlandsbrua in Norway and is only anchored at the two land moorings. With its 1,246 meter roadway, the bridge is Europe's longest floating bridge without lateral anchorage. The floating bridge itself does not allow the passage of ships, but passage for ship traffic is solved by the addition of a bottom-fixed high bridge close to land with a sailing height of 32 meters and a sailing width of 50 metres.

På Nordhordlandsbroen har veibanen en bredde på 16 meter. Flyterne 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 flyterne er på ca. 110 meter. Ved at flyterne ligger med den lengste siden på tvers av veibanens retning, minimaliseres strømkreftene på flytebroen og overflatevannet strømmer tilnærmet uhindret under og mellom flyterne. Denne konstruksjonen gir en stabil og god løsning for skjermede farvann med kun små bølger indusert av lokal vind, men er ikke egnet for mer åpne havområder hvor det tidvis kan opptre store bølger med lange bølgeperioder, som følge av stormer og havdønninger. On the Nordhordlandsbroen, the roadway has a width of 16 metres. The floats 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 floats is approx. 110 meters. As the floats lie with the longest side across the direction of the roadway, current forces on the floating bridge are minimized and the surface water flows almost unimpeded under and between the floats. This construction provides a stable and good solution for sheltered waters with only small waves induced by local wind, but is not suitable for more open sea areas where large waves with long wave periods can occasionally occur, as a result of storms and sea swells.

Siden Nordhordlandsbroen er uten sideforankring opptas miljøkreftene i form av strekk og kompresjonskrefter i en relativt stiv brobjelke med en bueform. Dette er en god løsning for brospenn av denne lengde, men er uegnet for lengre brospenn, f.eks. over 2 km, fordi det vil kreve brobjelken har større og kraftigere dimensjoner. Since the Nordhordlandsbroen has no lateral anchorage, the environmental forces are taken up in the form of tension and compression forces in a relatively rigid bridge girder with an arch shape. This is a good solution for bridge spans of this length, but is unsuitable for longer bridge spans, e.g. over 2 km, because it will require the bridge girder to have larger and stronger dimensions.

I det påfølgende er det vist til de 3 geometriske retninger, der X-retning er definert kjørebanens retning, Y-retning er på tvers av kjørebanen, og Z-retning er vertikalt i forhold til kjørebanens horisontalplan. Flytebroens bevegelser er en direkte funksjon av flyternes respons på innkommende bølger i de 6 kjente frihetsgrader. De strukturelle spenningene i brobjelken er en funksjon av flyternes bevegelsesrespons, av brobjelkens utforming og den individuelle avstanden mellom flyterne. In what follows, the 3 geometric directions are shown, where X-direction is defined as the direction of the roadway, Y-direction is across the roadway, and Z-direction is vertical in relation to the horizontal plane of the roadway. The floating bridge's movements are a direct function of the floats' response to incoming waves in the 6 known degrees of freedom. The structural stresses in the bridge girder are a function of the movement response of the floats, of the design of the bridge girder and the individual distance between the floats.

Halvt nedsenkbare rigger (engelsk: «semi-subs») har bred anvendelse offshore som lete- og produksjonsrigger og disse kan oppta store miljølaster. De stabiliseres med søyler med begrenset vannlinjeareal, og er spesielt velegnet i værharde strøk, ofte i kombinasjon med spredt forankring, fordi de har lav dynamisk respons på store bølger som treffer denne strukturen. Utformingen med søyler gjør også at miljø-kreftenes påvirkning er tilnærmet lik fra alle værretninger. Semi-submersible rigs (English: "semi-subs") are widely used offshore as exploration and production rigs and these can absorb 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, because they have a low dynamic response to large waves hitting this structure. The design with pillars also means that the influence of environmental forces is approximately the same from all weather directions.

I tillegg er det fra offshore industrien kjent teknikker med bruk at en-søyle konstruk-sjoner, gjerne kalt SPAR-bøyer, som gir relativt liten dynamisk respons i store dønninger. In addition, there are techniques known from the offshore industry using single-column constructions, often called SPAR buoys, which give a relatively small dynamic response in large swells.

En flytebro kan med denne type teknikker utformes med konstruktive løsninger slik at flyternes dynamiske respons fra bølger minimaliseres samtidig som de strukturelle spenningene i brobjelken blir akseptable. With this type of technique, a floating bridge can be designed with constructive solutions so that the dynamic response of the floats from waves is minimized at the same time that the structural stresses in the bridge girder become acceptable.

Værstatistikk samlet over mange år angir dominerende og sannsynlige retninger for miljøkreftene som vind, bølger og strøm. Ved planlegging av utformingen av en flytebro, kan denne informasjonen utnyttes. Med store bølger mener en i denne sammenheng bølger som typisk kan være opp til 9-11 meter høye under en 100-års storm, dvs. en signifikant bølgehøyde Hs= 5 til 8 meter og med en bølgeperiode, Tz, på for eksempel opp mot Tz=16sekunder eller mer. 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 disse områdene er det samtidig flere bebodde øyer som ønsker fastlandsforbindelse, men der av-standene over sund og fjorder er for lange til at tradisjonelle, bunnfaste broer kan bygges. Weather statistics collected over many years indicate dominant and likely directions for environmental forces such as wind, waves and currents. When planning the design of a floating bridge, this information can be used. In this context, large waves mean waves that can typically be up to 9-11 meters high during a 100-year storm, i.e. a significant wave height Hs= 5 to 8 meters and with a wave period, Tz, of, for example, up to Tz=16 seconds or more. This type of waves will typically occur in outer, partially sheltered, sea areas along the coast (Norwegian coast), where the biggest waves break further out, while swells with reduced wave height can strike and last for several days after a storm. In these areas, there are at the same time several inhabited islands that want a connection to the mainland, but where the distances across straits and fjords 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.

Utbredelsen av flytebroer har vært begrenset på grunn av manglene mulighet for skipspassasje. Dette er for Nordhordlandsbroen løst ved å koble den mot en landfast høgbro som gir mulighet for skipspassasje nær land. The spread of floating bridges has been limited due to the lack of opportunities for ship passage. For the Nordhordlandsbroen, this has been solved by connecting it to a land-based high bridge that allows ships to pass close to land.

Skipspassasje nær land er imidlertid ofte lite ønskelig og i patentsøknad NO 20101273 er det angitt en løsning for en flytende skipspassasje som tillater at skipsleden kan gå gjennom flytebroen langt fra land. However, ship passage close to land is often not desirable and in patent application NO 20101273 a solution for a floating ship passage is indicated which allows the ship's passage to pass through the floating bridge far from land.

Skipspassasjer med høgbro som leder trafikken over skipspassasjen, er avhengig av en viadukt som leder trafikken fra den lavereliggende flytebroen og opp til veibanen over skipspassasjen. Dette er gjort etter kjente teknikker for både Nordhordlandsbroen og for den viadukten som er beskrevet i patentsøknad 20101273 Ship passages with a raised bridge that directs traffic over the ship passage depend on a viaduct that directs traffic from the lower-lying floating bridge up to the roadway above the ship passage. This has been done according to known techniques for both the Nordhordlandsbroen and for the viaduct described in patent application 20101273

Med flytebroelementer menes i denne sammenheng de moduler og elementer som flytebroen er satt sammen av, som typisk kan omfatte flytere, veibane, støttesøyler, viadukt for kjørebane, brobjelker, lengre søylestrukturer for montasje av en høybro for skipspassasje. In this context, floating bridge elements mean the modules and elements of which the floating bridge is composed, which can typically include floats, roadway, support columns, viaduct for carriageway, bridge girders, longer column structures for the assembly of a high bridge for ship passage.

Et formål med oppfinnelsen å frembringe en ny konstruksjon for flytebroer hvormed de strukturelle spenninger i brobjelken opptrer i hovedsak som strekkrefter i brobjelken, mens kompresjonskrefter med påfølgende fare for bøyinger og kollaps unngås. One purpose of the invention is to produce a new construction for floating bridges with which the structural stresses in the bridge girder act mainly as tension forces in the bridge girder, while compression forces with consequent danger of bending and collapse are avoided.

Det er i tillegg et formål med oppfinnelsen å redusere mengden stål i flytebroens brobjelke med 30 - 50% over hele brobjelkens lengde som konsekvens av at flytebroens brobjelke anordnes til hele tiden å være i strekk, uavhengig av retning på opptredende miljøkrefter. It is also a purpose of the invention to reduce the amount of steel in the floating bridge's bridge girder by 30 - 50% over the entire length of the bridge girder as a consequence of the floating bridge's bridge girder being arranged to be in tension at all times, regardless of the direction of acting environmental forces.

Det er også et formål med oppfinnelsen å utforme selve flytebroen med en skipspassasje, samtidig som konsekvensene av en eventuell skipskollisjon blir minimali-sert. It is also an object of the invention to design the floating bridge itself with a ship passage, while at the same time minimizing the consequences of a possible ship collision.

Det er også formål med oppfinnelsen at skipspassasjen kan utformes slik at vegtrafikken enten kan føres over skipspassasjen ved hjelp av en høgbro med viadukt eller i form av en bevegelig bro, slik som en vippebro, svingbro, eller lignende. It is also an object of the invention that the ship passage can be designed so that road traffic can either be carried over the ship passage by means of a high bridge with a viaduct or in the form of a movable bridge, such as a tilting bridge, swing bridge, or the like.

I tillegg er det et formål med oppfinnelsen at flytebroen ifølge oppfinnelsen kan utformes for installasjon i værharde områder. In addition, it is an object of the invention that the floating bridge according to the invention can be designed for installation in hard-to-weather areas.

Det er også et formål med den foreliggende oppfinnelse at flytebroens brobjelke og viadukt utformes slik at de uønskede spenningskonsentrasjoner som følge av indu-serte bevegelser av flyterne minimaliseres, selv fra store bølger, og slik at de maksimale strukturelle spenningene i brobjelken og viadukten blir lave selv under påvirkning fra de største bølger som er forventet i flytebroens levetid, og at brobjelkens og viaduktens utmatningsegenskaper tilfredsstiller de etablerte sikkerhetskrav og marginer. It is also an object of the present invention that the bridge girder and viaduct of the floating bridge are designed so that the unwanted stress concentrations resulting from induced movements of the floats are minimized, even from large waves, and so that the maximum structural stresses in the bridge girder and viaduct are low even under the influence of the largest waves that are expected during the life of the floating bridge, and that the fatigue characteristics of the bridge girder and the viaduct satisfy the established safety requirements and margins.

Flytebroen ifølge oppfinnelsen vil være forankret og holdt i strekk i horisontalplanet ved hjelp av forankringsliner i et antall forankringspunkter i Y-retning på den ene siden av flytebroen, der forankringspunktene er i tilnærmet samme vertikalplan som sammenføyings-punktene mellom to tilstøtende og tilnærmet rettlinjede brobjelkeseksjoner. De to tilstøtende brobjelkeseksjonene danner ifølge oppfinnelsen en vinkel i forhold til hverandre. The floating bridge according to the invention will be anchored and held in tension in the horizontal plane by means of anchoring lines in a number of anchoring points in the Y direction on one side of the floating bridge, where the anchoring points are in approximately the same vertical plane as the joining points between two adjacent and approximately rectilinear bridge girder sections. According to the invention, the two adjacent bridge girder sections form an angle in relation to each other.

Veibanen på flytebroen kan etter kjente teknikker føres over skipspassasjen enten på en høgbro eller over en bevegelig bro. According to known techniques, the roadway on the floating bridge can be led over the ship's passage either on a raised bridge or over a movable bridge.

Flyterne kan utformes etter de lokale miljøforhold slik at de overfører minst mulig dynamiske krefter inn i brobjelken. I rolige farvann vil flyterne kunne ha en tradisjonell enkeltskrogs fasong, mens de i mer værharde strøk eksempelvis etter kjente teknikker kan settes sammen av søylestrukturer. The floats can be designed according to the local environmental conditions so that they transfer the least possible dynamic forces into the bridge girder. In calm waters, the floats will be able to have a traditional single-hull shape, while in more weather-resistant areas, for example, using known techniques, they can be assembled from columnar structures.

Flyternes oppdriftskapasitet og stabilitet dimensjoneres etter kjente teknikker, der bæreevnen vil, i tillegg til egen vekt, også inkludere vekten av brobjelker, brout-rustning, asfalt og trafikk. The floats' buoyancy capacity and stability are dimensioned according to known techniques, where the carrying capacity will, in addition to its own weight, also include the weight of bridge girders, road armor, asphalt and traffic.

Flyterne utformes i tillegg etter kjente teknikker for å ivareta sikkerhetskrav til skipskollisjoner og skadestabilitet. The floats are also designed according to known techniques to meet safety requirements for ship collisions and damage stability.

Flytebroen i følge oppfinnelsen sammensatt av et antall rettlinjede brobjelkesegmenter i form av korder hvis endepunkter kan betraktes å ligge som punkter i flytebroens globale bueform i horisontalplanet og kan være en andel av eksempel-vis en sirkel. Den globale bueformen kan også ha andre geometriske former, som eksempelvis en andel av en hyperbel eller parabel, men det viktige er at forankringslinene ifølge oppfinnelsen bidrar til strekk-kraft i brobjelken i retning ut av bueformen. The floating bridge according to the invention composed of a number of rectilinear bridge girder segments in the form of chords whose endpoints can be considered to lie as points in the global arc of the floating bridge in the horizontal plane and can be a part of, for example, a circle. The global arch shape can also have other geometric shapes, such as a portion of a hyperbola or parabola, but the important thing is that the anchor lines according to the invention contribute to tensile force in the bridge girder in the direction out of the arch shape.

Flytebroen er ifølge oppfinnelsen forankret ved hvert sammenføyningspunkt mellom brobjelkesegmentene i et antall forspente forankringsliner, slik at brobjelkesegmentene holdes i strekk i horisontalplanet ut av buen for å unngå kompresjon i brobjelken med påfølgende fare for knekking. According to the invention, the floating bridge is anchored at each joining point between the bridge girder segments in a number of pre-tensioned anchoring lines, so that the bridge girder segments are held in tension in the horizontal plane out of the arch to avoid compression in the bridge girder with subsequent risk of buckling.

Flytebroens brobjelke konstrueres i stål og en vil dermed oppnå at bro bjelkens ståltversnitt utnyttes i strekk, noe som er svært fordelaktig strukturelt, samtidig som en unngår kompresjon i brobjelken, noe som kan føre til knekking av brobjelken. Fortrinnsvis innfestes forankringslinene direkte i tilpassede oppankringspunkter på flyterne, som overfører kreftene inn i sammenføyningspunktene. The floating bridge's bridge girder is constructed in steel and you will thus achieve that the bridge girder's steel cross-section is utilized in tension, which is very advantageous structurally, while avoiding compression in the bridge girder, which can lead to buckling of the bridge girder. Preferably, the anchoring lines are attached directly to adapted anchoring points on the floats, which transfer the forces into the joining points.

Kjente flytebroer som er utformet uten sideforankring, må dimensjoneres for både trykk og strekk for å unngå knekking. Ved å anvende sideforankring med strekk i retning ut av buen vil en kunne redusere dimensjonene i brobjelken siden kompresjon og knekking forhindres av denne sideforankringen. Reduserte stålmengder i brobjelken vil redusere kostnadene med bygging av flytebroen. Known floating bridges that are designed without lateral anchorage must be dimensioned for both pressure and tension to avoid buckling. By using side anchorage with tension in the direction out of the arch, it will be possible to reduce the dimensions of the bridge girder since compression and buckling are prevented by this side anchorage. Reduced amounts of steel in the bridge girder will reduce the costs of building the floating bridge.

Hvert horisontale, rettlinjede brobjelkesegment kan bestå av et antall flytere. Skipspassasjen vil ifølge oppfinnelsen være ett av brobjelkesegmentene, men brobjelken vil i dette området føres under vann og utformes som en undervannsstruktur. Each horizontal, rectilinear bridge girder segment may consist of a number of floats. According to the invention, the ship passage will be one of the bridge girder segments, but the bridge girder in this area will be led under water and designed as an underwater structure.

Flytebroen vil ifølge oppfinnelsen bestå av minimum to brobjelkesegmenter. Ved to brobjelkesegmenter vil det ene brobjelkesegmentet om utgjør skipspassasjen være festet direkte i land. Det ansees imidlertid fordelaktig at brobjelken består av minst tre brobjelkesegmenter, slik at skipspassasjen kan plasseres i midten av flytebroen, gjerne midtfjords og utgjør ett brobjelkesegment som er koblet til to nabo-brobjelkesegmenter. Dermed unngås skipstrafikk nær land. According to the invention, the floating bridge will consist of a minimum of two bridge girder segments. In the case of two bridge girder segments, the one bridge girder segment that makes up the ship's passage will be attached directly to shore. However, it is considered advantageous that the bridge girder consists of at least three bridge girder segments, so that the ship's passage can be placed in the middle of the floating bridge, preferably in the middle of the fjord, and constitutes one bridge girder segment which is connected to two neighboring bridge girder segments. This avoids ship traffic close to land.

En typisk lengde på brobjelkesegmentene kan typisk være opp til 700 - 1000 meter, gjerne bestående av opp til 8-12 flytere. Undervannsstrukturen som utgjør ett av brobjelkesegmentene vil ha et fritt spenn som tillater sikker passasje av skip og vil typisk kunne være 100 m - 400 meter mellom dens to flytere. A typical length of the bridge girder segments can typically be up to 700 - 1000 metres, usually consisting of up to 8-12 floats. The underwater structure that forms one of the bridge girder segments will have a free span that allows the safe passage of ships and will typically be 100 m - 400 meters between its two floats.

Flyterne vil ha dynamisk respons på innkommende bølger i de 6 frihetsgrader, hvorav 3 er vinkelbevegelser rundt de tre aksene X, Y og Z og de 3 andre er lineære bevegelser langs de samme tre akser. Denne dynamiske respons vil forplante seg inn i brobjelken fra flyterne. Beregninger har vist at de største kreftene og ugunstige spenningskonsentrasjoner oppstår i brobjelken når flyterne induserer: The floats will have a dynamic response to incoming waves in the 6 degrees of freedom, of which 3 are angular movements around the three axes X, Y and Z and the other 3 are linear movements along the same three axes. This dynamic response will propagate into the bridge girder from the floats. Calculations have shown that the greatest forces and unfavorable stress concentrations occur in the bridge girder when the floats induce:

a) Rotasjon av brobjelken rundt X-aksen (rull og vridning langs kjørebanen) a) Rotation of the bridge girder around the X-axis (roll and twist along the roadway)

b) Vertikale laster rett over flyteren i Z -retning (hiv lokalt over flyterne) b) Vertical loads directly above the float in the Z direction (heave locally above the floats)

c) Horisontale bevegelser av flyterne i Y-retning (horisontal knekking) c) Horizontal movements of the floats in the Y direction (horizontal buckling)

Kreftene som oppstår i brobjelken som følge av bevegelse av flyterne må distribueres fra området ved flyterne til resten av brobjelken slik at uønsket store lokale spenninger i brobjelken unngås. Beregninger har vist at store spenninger kan lettest oppstå i brobjelken rett over flyterne. The forces that arise in the bridge girder as a result of the movement of the floats must be distributed from the area near the floats to the rest of the bridge girder so that unwanted large local stresses in the bridge girder are avoided. Calculations have shown that large stresses can most easily occur in the bridge girder directly above the floats.

Brobjelken må derfor forsterkes over flyterne dersom det forventes at dynamiske krefter indusert av flyterne vil påføre dynamiske krefter inn i brobjelken. Denne type forsterkning gjøres etter kjente metoder og vil i hovedsak utføres slik at brobjelken gjøres stivere rett over flyterne, og at stivheten avtar i retning mot midt mellom flyterne. Dette vil medføre mindre lokal bøying av stålet over flyterne. The bridge girder must therefore be reinforced above the floats if it is expected that dynamic forces induced by the floats will apply dynamic forces into the bridge girder. This type of strengthening is done according to known methods and will mainly be carried out so that the bridge girder is made stiffer directly above the floats, and that the stiffness decreases in the direction towards the middle between the floats. This will result in less local bending of the steel above the floats.

Forankringslinene er innfestet nær brobjelkesegmentenes skjøteområder, og skal ifølge oppfinnelsen sikre strekk i hele brobjelken. Et antall av flyterne kan ifølge oppfinnelsen befinne seg mellom sammenføyningspunktene og være uten tilkobling til forankringsliner. Brobjelkesegmentene mellom sammenføyningspunktene vil kunne bevege seg relativt fritt i horisontalplanet mellom sammenføyningspunktene, men bevegelsene vil være begrenset av strekket i brobjelken som ifølge oppfinnelsen vil bidra til å hindre kompresjon, knekking og utmatting av brobjelken i horisontalplanet. Beregninger har vist at dette fungerer godt, dersom den lokale stivheten til brobjelken over flyterne er oppdimensjonert etter kjente metoder for å hindre lokale overbelastninger over flyterne. The anchoring lines are attached near the joint areas of the bridge girder segments, and according to the invention must ensure tension in the entire bridge girder. According to the invention, a number of the floats can be located between the joining points and be without connection to anchor lines. The bridge beam segments between the joining points will be able to move relatively freely in the horizontal plane between the joining points, but the movements will be limited by the tension in the bridge beam which, according to the invention, will help to prevent compression, buckling and fatigue of the bridge beam in the horizontal plane. Calculations have shown that this works well, if the local stiffness of the bridge girder above the floats is increased according to known methods to prevent local overloads above the floats.

Forankringslinene sikrer kun strekk i brobjelkens horisontalplan og begrenser bevegelsene av flyterne i det samme planet. Reduksjon av brobjelkens bevegelser i vertikalplanet må ivaretas gjennom utformingen av flyterne, spesielt i områder med tung sjø og store bølger, slik at de dynamiske kreftene fra flyterne og inn i brobjelken blir minst mulig The anchor lines only ensure tension in the horizontal plane of the bridge girder and limit the movements of the floats in the same plane. Reduction of the bridge girder's movements in the vertical plane must be ensured through the design of the floats, especially in areas with heavy seas and large waves, so that the dynamic forces from the floats into the bridge girder are as small as possible

Foreliggende oppfinnelse. Present invention.

Konstruksjonen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at brobjelken er satt sammen av et antall tilnærmet rette brobjelkesegmenter som samlet definerer en bue i et horisontalplan mellom festepunktene, der to tilstøtende brobjelke-segmenter er strukturelt sammenbundet via sine ender i et tilhørende skjøteområde, og flytebroen holdes i et strekk i sin bueform ved hjelp liner (5) som er forankret i sjøbunnen og innfestet i forankringspunkter tilstøtende til brobjelke-segmentenes skjøteområde. The construction according to the invention is characterized by the fact that the bridge girder is composed of a number of approximately straight bridge girder segments which collectively define an arc in a horizontal plane between the attachment points, where two adjacent bridge girder segments are structurally connected via their ends in an associated joint area, and the floating bridge is held in a stretch in its arc shape using liners (5) which are anchored in the seabed and attached to anchoring points adjacent to the joint area of the bridge girder segments.

Ifølge en foretrukket utførelse er minst ett av brobjelke-segmentene anordnet som en undervannsstruktur som definerer en passasje som skip kan passere på tvers av broen. Fortrinnsvis er endene til to sammenføyde brobjelkesegmenter innbyrdes skråformet og definerer et skjøteområde. According to a preferred embodiment, at least one of the bridge girder segments is arranged as an underwater structure which defines a passage through which ships can pass across the bridge. Preferably, the ends of two joined bridge girder segments are mutually beveled and define a joint area.

Ifølge en foretrukket utførelse danner to sammenføyde brobjelkesegmenter innbyrdes en vinkel i størrelsesorden a = -7° med hverandre (Fig 8). Fortrinnsvis er skjøteområdet mellom to tilstøtende brobjelkesegmenter i tilknytning til en flyter som nevnte brobjelke-segment-ender hviler på. According to a preferred embodiment, two joined bridge girder segments mutually form an angle of the order of magnitude a = -7° with each other (Fig 8). Preferably, the joint area between two adjacent bridge girder segments is adjacent to a float on which said bridge girder segment ends rest.

Ifølge en annen foretrukket utførelse er forankringslinene forankret i flyterkonstruksjonen under vannlinjen. According to another preferred embodiment, the anchoring lines are anchored in the floating structure below the waterline.

Ifølge enda en annen foretrukket utførelse understøtter brobjelken understøtter en høybro og en viadukt som tillater at veitrafikken føres over skipspassasjen . According to yet another preferred embodiment, the bridge girder supports a high bridge and a viaduct which allows road traffic to be carried over the ship passage.

Ifølge enda en annen foretrukket utførelse anordnes veitrafikken over skipspassasjen anordnes med bevegelige broseksjoner. Ifølge enda en annen foretrukket utførelse har brobjelkesegmentene som er over vannflaten har en lengde på ca. 500 According to yet another preferred embodiment, the road traffic over the ship passage is arranged with movable bridge sections. According to yet another preferred embodiment, the bridge girder segments that are above the water surface have a length of approx. 500

-1000 meter. -1000 meters.

Ifølge enda en annen foretrukket utførelse har skipspassasjen en seilingsbredde på 100 - 400 meter. According to yet another preferred embodiment, the ship passage has a sailing width of 100 - 400 metres.

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen. Preferred embodiments of the invention.

Brobjelken utformes i stål med passende flytespenning, f.eks. 420 MPa, som er en velkjent kvalitet for broer. Brobjelken kan utformes som en lukket boks eller som en åpen struktur, avhengig av de lokale forhold. Veier, broer, viadukter, mv bygges oppe på brobjelken etter behov. Typiske tverrsnitt for en lukket brobjelke med en tofelts vei med sykkel og gangsti, vil være bredde = 16 meter og høyde 5 meter. The bridge girder is designed in steel with a suitable yield stress, e.g. 420 MPa, which is a well-known quality for bridges. The bridge girder can be designed as a closed box or as an open structure, depending on the local conditions. Roads, bridges, viaducts, etc. are built on top of the bridge girder as needed. Typical cross-sections for a closed bridge girder with a two-lane road with cycle and footpath will be width = 16 meters and height 5 metres.

Brobjelken innfestes i faste festepunkter etter kjente teknikker. Flyterne bygges fortrinnsvis i betong med gode, vanntette egenskaper, men kan også bygges i stål. The bridge girder is attached to fixed attachment points using known techniques. The floats are preferably built in concrete with good, waterproof properties, but can also be built in steel.

Brobjelkesegmentene danner en innbyrdes vinkel vinkel mellom de parvis sammenføyde brobjelkesegmentene. Vinkelen kan være typisk mellom 1° til 7°, avhengig av de lokale miljøforhold. Dersom en rekke brojelkesegmenter, f.eks. mer enn 5, er sammenføyet til en svært lang flytebro, så vil vinkelen kunne være relativt liten på grunn av en større horisontal fleksibilitet i en lang flytebro. The bridge girder segments form a mutually angular angle between the paired bridge girder segments. The angle can typically be between 1° to 7°, depending on the local environmental conditions. If a number of bridge beam segments, e.g. more than 5, is joined to a very long floating bridge, then the angle will be relatively small due to greater horizontal flexibility in a long floating bridge.

Sammenføyingspunktene bør lokalt utformes etter kjente teknikker med nødvendig avrundinger og avstivninger, slik at uønskede spenningskonsentrasjoner ikke oppstår i stålstrukturen tilstøtende til skjøteområdet. I slike tilfeller bør stålet i stedet formes med en egnet kurvatur, som etter kjente teknikker fordeler de lokale spenningene over sammenføyningspunktene. The joining points should be designed locally according to known techniques with necessary roundings and bracing, so that unwanted stress concentrations do not occur in the steel structure adjacent to the joint area. In such cases, the steel should instead be shaped with a suitable curvature, which according to known techniques distributes the local stresses over the joining points.

Som de etterfølgende figurene viser, særlig figur 8, er endene til to innbyrdes sammenføyde brobjelkesegmenter skråformet slik at endene passer sammen inntil hverandre og de danner den aktuelle vinkel a i størrelsesorden 1-7<0>med hverandre. Ifølge en foretrukket utførelse kan enkelte av de sammenføyde brobjelkesegmenter flukte med hverandre, dvs. at de danner en vinkel på a = 0<0>og ligger helt på linje fluktende med hverandre. Figur 9 viser brobjelkene 32A,32B hviler stabilt på toppen av flyteren 2 via et tilhørende sete. As the following figures show, especially figure 8, the ends of two interjoined bridge girder segments are bevelled so that the ends fit together next to each other and they form the relevant angle a in the order of magnitude 1-7<0> with each other. According to a preferred embodiment, some of the joined bridge girder segments can be flush with each other, i.e. they form an angle of a = 0<0> and lie completely flush with each other. Figure 9 shows the bridge beams 32A, 32B resting stably on top of the float 2 via an associated seat.

Skipspassasjen dannes av et eget rettlinjet brobjelkesegment som bidrar til strukturell kontinuitet gjennom hele brobjelken, og ved at denne del av brobjelken føres under vann og utformes som en undervannsstruktur som er i strukturell forbindelse med den øvrige del av brobjelken slik at kreftene fordeles henover i brobjelken, og holdes i posisjon ved hjelp av de to flyterne på begges sider av ski ps-passasjen. Undervannsstrukturen kan utformes på forskjellige måter enten i betong eller stål. Studier har vist at en undervannsstruktur som er utformet som en fagverkskonstruksjon er spesielt attraktiv på grunn av gode strukturelle egenskaper og liten strømningsmotstand, samtidig som denne type struktur gir begrenset påvirkning fra bølger. The ship's passage is formed by a separate rectilinear bridge girder segment that contributes to structural continuity throughout the bridge girder, and by this part of the bridge girder being led under water and designed as an underwater structure that is in structural connection with the rest of the bridge girder so that the forces are distributed across the bridge girder, and is held in position by means of the two floats on both sides of the ski ps passage. The underwater structure can be designed in different ways either in concrete or steel. Studies have shown that an underwater structure that is designed as a truss construction is particularly attractive due to good structural properties and low flow resistance, while this type of structure gives limited influence from waves.

Flere typer fortøyningsliner kan anvendes f.eks. kjetting, wire, fibertrosser eller wirearmerte fibertrosser i kunststoff, noe som kan beregnes etter kjente teknikker basert på den stivhet som er nødvendig i fortøyningssystemet og behovet for å opprettholde strekk i brobjelken uansett retning på miljøkreftene fra bølger vind og strøm. Beregninger har imidlertid vist at fortøyningsliner i kunststoff, for eksempel polyester, har svært gode egenskaper med hensyn på stivhet i linene under varierende havmiljøforhold, samtidig som denne typer liner er i økende bruk i offshore industrien fordi de er kostnadseffektive og har nesten nøytral vekt i sjøvann. Several types of mooring lines can be used, e.g. chain, wire, fiber ropes or wire-reinforced fiber ropes in plastic, which can be calculated according to known techniques based on the stiffness required in the mooring system and the need to maintain tension in the bridge girder regardless of the direction of the environmental forces from waves, wind and current. However, calculations have shown that mooring lines made of plastic, for example polyester, have very good properties with regard to the stiffness of the lines under varying marine environmental conditions, at the same time that this type of line is in increasing use in the offshore industry because they are cost-effective and have an almost neutral weight in seawater .

Forankringslinene kan innfestes i havbunnen i den fjorden eller sundet, som krys-ses ved hjelp av tradisjonell ankere slik som gravitasjonsanker, sugenanker, peleanker eller lignende, men det ansees spesielt fordelaktig at linene innfestes i innstøpte bolter i fjellsiden like under vannflaten, slik at den forankringslinen har en mest mulig horisontalt forløp mellom forankringspunktene på flyteren og i fjellet. The anchoring lines can be attached to the seabed in the fjord or strait, which is crossed using traditional anchors such as gravity anchors, suction anchors, pile anchors or the like, but it is considered particularly advantageous that the lines are attached to embedded bolts in the mountainside just below the water surface, so that the anchoring line runs as horizontally as possible between the anchoring points on the float and in the rock.

Forankringslinene kan innfestes i flyterne etter kjente teknikker, for eksempel med bruk av annet roterbare føringsrør med trinser forankret i flyteren under vannlinjen, som bringer forankringslinene under vann i hele sin utstrekning, godt under seilingsdybde for skipspassasjen. The anchoring lines can be attached to the floats according to known techniques, for example with the use of other rotatable guide tubes with pulleys anchored in the float below the waterline, which bring the anchoring lines under water to their entire extent, well below the sailing depth for the ship's passage.

Avhengig av de opptredende krefter, så vil en typisk fortøyningsline kunne ha en bruddlast på mellom 100 - 300 tonn. Dersom forankringslinene også skal bidra til redusere konsekvensene av skipskollisjoner, for eksempel mot en av flyterne som understøtter undervannsstrukturen i skipspassasjen, så vil dimensjonene på linene kunne økes betraktelig. En bruddlast på kommersielle polyesterliner er tilgjengelig opp til over 2.700 tonn og flere kan om ønskelig installeres i parallell. Depending on the acting forces, a typical mooring line could have a breaking load of between 100 - 300 tonnes. If the anchor lines are also to help reduce the consequences of ship collisions, for example against one of the floats that support the underwater structure in the ship's passage, then the dimensions of the lines can be increased considerably. A breaking load on commercial polyester lines is available up to over 2,700 tonnes and more can be installed in parallel if desired.

Dimensjonene på seilingsleden gjennom skipspassasjen utformes etter størrelsen på skipene som skal passere. For små skip kan seilingsdybde være 7-8 meter og seilingsbredden 150 meter. For større skip kan kravene fort bli 20 meter seilingsdybde og 400 meter seilingsbredde. For brokryssinger med liten skipstrafikk, kan det være økonomisk og trafikkmessig akseptabelt å anvende bevegelig bro, mens man for kryssinger med mye skipstrafikk i mange sammenhenger vil foretrekke en fast, høgbro som ikke berører veitrafikken, selv om denne høgbroen kan være noe mer kostbar enn en bevegelig bro. The dimensions of the sailing route through the ship passage are designed according to the size of the ships that will pass. For small ships, the sailing depth can be 7-8 meters and the sailing width 150 meters. For larger ships, the requirements can quickly become 20 meters sailing depth and 400 meters sailing width. For bridge crossings with little ship traffic, it may be economically and traffic acceptable to use a movable bridge, while for crossings with a lot of ship traffic, in many contexts a fixed, high bridge that does not affect road traffic will be preferred, even if this high bridge can be somewhat more expensive than a movable bridge.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere i den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende figurer, hvori: Figur 1 viser et horisontalsnitt av en flytebro 1 anordnet på et antall flytere, der brobjelken forløper kontinuerlig mellom de to landfestepunkter Figur 2 viser et vertikalsnitt av flytebroen og med en skipspassasje der deler av brobjelken føres under vann i form av en undervannsstruktur, og veibanen over skipspassasjen er anlagt på en bevegelig brostruktur Figur 3 viser et vertikalsnitt av flytebroens skipspassasje der veibanen over skipspassasjen er anlagt på en høgbro som er understøtte på flyterne på begge sider av skipspassasjen. Figur 4 viser et vertikalsnitt av flytebroens 1 skipspassasje der veibanen over skipspassasjen er anlagt som ifølge figur 2 på en bevegelig brostruktur i form av en vippebro. Figur 5 viser et horisontalsnitt av en flytebro hvor skipspassasjen utformes om en leddet, horisontal broport. Figur 6 viser et vertikalsnitt av en flytebro hvor skipspassasjen utformes om en leddet, horisontal broport som hviler på en flyter Figur 7 viser et horsiontalsnitt av en flytebro som er sammensatt av et antall rettlinjede brobjelkesegmenter. Figur 8 viser et forstørret planriss av hvordan to brobjelkesegementer er sammenføyet ende mot ende i en vinkel a med hverandre. The device according to the invention shall be explained in more detail in the following description with reference to the accompanying figures, in which: Figure 1 shows a horizontal section of a floating bridge 1 arranged on a number of floats, where the bridge girder runs continuously between the two land anchoring points Figure 2 shows a vertical section of the floating bridge and with a ship passage where parts of the bridge girder are carried under water in the form of an underwater structure, and the roadway over the ship passage is built on a movable bridge structure Figure 3 shows a vertical section of the floating bridge's ship passage where the roadway over the ship passage is built on a high bridge that is supported on the floats on both sides of the ship's passage. Figure 4 shows a vertical section of the floating bridge's 1 ship passage where the roadway over the ship passage is constructed as according to figure 2 on a movable bridge structure in the form of a tilting bridge. Figure 5 shows a horizontal section of a floating bridge where the ship's passage is designed around an articulated, horizontal bridge gate. Figure 6 shows a vertical section of a floating bridge where the ship's passage is designed around an articulated, horizontal bridge gate that rests on a float Figure 7 shows a horizontal section of a floating bridge which is composed of a number of rectilinear bridge girder segments. Figure 8 shows an enlarged plan view of how two bridge girder segments are joined end to end at an angle a to each other.

Figur 9 viser et vertikalriss av forstørrelsen på figur 8. Figure 9 shows a vertical view of the enlargement of Figure 8.

Like konstruksjonsdetaljer er gitt samme henvisningstall på de ulike figurer. Identical construction details are given the same reference numbers in the various figures.

Innledningsvis refereres det til figur 1 og 2, som viser en hel flytebro 1 som forløper mellom to landfester 4,4', ett på hver side av fjorden/sundet 100. Flytebroen er anordnet som en kontinuerlig forløpende brobane eller brobjelke 3 som hviler på og understøttes av et antall flytere 2 via tilhørende seter, og som så videre bærer en kjøre/veibane 40. Brobjelken er satt sammen av et antall rette brobjelkesegmenter 30, 31, 32, der brobjelken 30 definerer en skipspassasje 13 som skip kan passere broen på tvers. Initially, reference is made to figures 1 and 2, which show an entire floating bridge 1 which runs between two land anchors 4,4', one on each side of the fjord/strait 100. The floating bridge is arranged as a continuously running bridge path or bridge girder 3 which rests on and is supported by a number of floats 2 via associated seats, and which also carries a carriage/roadway 40. The bridge girder is composed of a number of straight bridge girder segments 30, 31, 32, where the bridge girder 30 defines a ship passage 13 through which ships can pass the bridge across .

Selve brobjelken 3 mellom landfestene 4,4' danner en bue i horisontalplanet slik det framgår av figur 1 slik at flytebroen definerer en konkav side (en bukside) merket med 110 på figur 1, og en konveks side (en ryggside) merket med 120. Flytebroen i holdes i strekk i sin bueform ved at et antall forankringsliner 5 er festet tilstøtende til skjøteområdet 6 for to brobjelkesegmenter, enten i selve skjøteområdet 6 ved de to segmentendene, eller så er de festet i den tilhørende flyter som de to segmentene hviler på og hvorpå de er sammenføyd. Linene 5 forløper så på skrå nedad til et feste på sjøbunnen og er oppstrammet for å frembringe nevnte strekk i brobjelken. Fra hvert slikt skjøteområde 6 for de rette segmentene 30, 31, 32, ut fra flytebroens ryggside, forløper altså et antall strekkliner på skrå ut og ned i sjøen til en forankring i havbunnen. Fordelaktig er hver forankringsline festet i en flyteren under vannlinjen slik figur viser, og det benyttes flere forankringsliner ut fra samme slikt skjøtepunkt, og at de har et tilnærmet parallelt forløp eller spres innbyrdes ut fra flyteren, slik at en oppnår redundans i tilfelle linebrudd. The bridge girder 3 itself between the land anchors 4,4' forms an arc in the horizontal plane as shown in Figure 1 so that the floating bridge defines a concave side (a belly side) marked with 110 in Figure 1, and a convex side (a dorsal side) marked with 120. The floating bridge i is kept in tension in its arch shape by a number of anchor lines 5 being attached adjacent to the joint area 6 for two bridge girder segments, either in the joint area 6 itself at the two segment ends, or they are attached in the associated float on which the two segments rest and whereupon they are joined. The lines 5 then run obliquely downwards to an attachment on the seabed and are tightened to produce said tension in the bridge girder. From each such joint area 6 for the straight segments 30, 31, 32, starting from the back side of the floating bridge, a number of tension lines run obliquely out and down into the sea to an anchorage in the seabed. Advantageously, each anchor line is fixed in a float below the waterline as shown in the figure, and several anchor lines are used from the same joint point, and that they have an approximately parallel course or are spread out from each other from the float, so that redundancy is achieved in the event of a line break.

Forankringslinene 5 festet i ryggsiden strammer således opp hele brobjelken 3 ut av buen, slik at hver av sammenføyingspunktene 6, tilsvarer et geometrisk punkt på buens horisontale kurvatur, slik at hver av de rette brobjelkesegmentene 30,31 danner en tilnærmet geometrisk korde mellom disse punktene. The anchor lines 5 attached to the back side thus tighten the entire bridge girder 3 out of the arch, so that each of the joining points 6 corresponds to a geometric point on the horizontal curvature of the arch, so that each of the straight bridge girder segments 30,31 forms an approximate geometric chord between these points.

Skipspassasjen 13 anordnes i følge oppfinnelsen ved at brobjelkesegmentet 30 er ledet under vann i form av en undervannskonstruksjon. The ship passage 13 is arranged according to the invention in that the bridge girder segment 30 is led under water in the form of an underwater structure.

Som vist i figurene 1, 5 og 7, er det anordnet et andre sett av sikringsliner 15 fra broens konkave (bukside) side og på skrå ned i sjøen til et bunnfeste tilsvarende som nevnt for linene 5. Disse linene er festet i de analoge skjøteområder 6 i flyteren som forankringslinene 5, men de forløper altså innover i buen, fra brobjelkebuens bukside. Disse sikringsliner 15, er imidlertid oppspent med en mindre forspenning enn forankringslinene 5. As shown in Figures 1, 5 and 7, a second set of securing lines 15 is arranged from the bridge's concave (belly side) side and diagonally down into the sea to a bottom attachment similar to that mentioned for the lines 5. These lines are fixed in the analogous joint areas 6 in the float like the anchoring lines 5, but they therefore extend inwards into the arch, from the belly side of the girder arch. These securing lines 15 are, however, tensioned with a smaller pretension than the anchoring lines 5.

Hensikten med dette andre linesettet 15, er at dersom broen skades eller brytes i stykker som følge av at et skip kolliderer med broen, holdes restene av broen i sin posisjon og ikke drive av sted uten kontroll. Det betyr at flytebroens overlevelses-kapasitet og mulighet for reparasjon, øker. The purpose of this second line set 15 is that if the bridge is damaged or broken as a result of a ship colliding with the bridge, the remains of the bridge are held in position and not drift away without control. This means that the floating bridge's survival capacity and possibility of repair increases.

Det er altså særlig fordelaktig at det anvendes sikringsliner som er innfestet på begge sider av skipspassasjen 13. Bruk av både fortøyningsliner 5 og sikringsliner 15 i byggefasen vil også forenkle bygging av flytebroen. Forankringslinene 5 kan typisk ha en forspenningskraft på 90 tonn hver, mens sikringslinene kan fungere godt med en forspenningskraft på 5-15 tonn. It is therefore particularly advantageous that safety lines are used which are attached to both sides of the ship's passage 13. Using both mooring lines 5 and safety lines 15 in the construction phase will also simplify construction of the floating bridge. The anchor lines 5 can typically have a pre-tensioning force of 90 tonnes each, while the securing lines can work well with a pre-tensioning force of 5-15 tonnes.

Skipspassasjen 13 kan anordnes på ulike måter, men består i alle tilfeller av minimum ett rettlinjet brobjelkesegment 30 i form av en undervannsstruktur, der brobjelkesegmentet 30 er strukturelt forbundet med de to nærliggende brobjelke-segmentene 31, 32 tilstøtende til de to flyterne 2c og 2d på hver side (se figur 6) av passasjen, slik at de strukturelle krefter som oppstår langs brobjelken 3 kan overføres gjennom flytebroens 1 samtlige brobjelkesegmenter. Undervannsseg-mentet 30 kan ha en bjelkestruktur eller kasseformet utforming som strukturene 31 og 32, og forløpe i en bueform eller en mangekant-form fra den ene siden, og nedad under vannlinjen 130 for så å føre oppigjen på den andre siden av passasjen. Flytebroen 1 kan om ønskelig omfatte to eller tre, eller enda flere skipspassasjer 13 henover dens lengde, ved at det er innskutt tilsvarende antall undervannstrukturer 30 med passende avstand slik at det kan opprettes flere ski ps leder, idet skipstrafikken da kan reguleres som enveis(kjøring) gjennomfart. The ship passage 13 can be arranged in various ways, but in all cases consists of at least one rectilinear bridge beam segment 30 in the form of an underwater structure, where the bridge beam segment 30 is structurally connected to the two nearby bridge beam segments 31, 32 adjacent to the two floats 2c and 2d on each side (see figure 6) of the passage, so that the structural forces that occur along the bridge girder 3 can be transferred through all the bridge girder segments of the floating bridge 1. The underwater segment 30 can have a beam structure or box-shaped design like the structures 31 and 32, and run in an arc shape or a polygon shape from one side, and downwards below the water line 130 and then lead up on the other side of the passage. The floating bridge 1 can, if desired, include two or three, or even more ship passages 13 along its length, by inserting a corresponding number of underwater structures 30 at a suitable distance so that several ship guides can be created, as ship traffic can then be regulated as one-way (driving ) transit.

Veibanen 40 kan føres over skipspassasjen 13 på flere måter, eksempelvis som en bevegelig bro i form av en flytende svingbro 11 som er opplagret på en tilhør-ende flyter 2', og leddet ved 20, se figur 5. Svingbroen kan svinges til side i pilens P retning (fig. 5) slik at skip kan passere passasjen 1, og svinge tilbake igjen når skipet har passert. Bevegelige broseksjoner som den vist ved 11 på figur 5 i et planriss, er velkjent og passer godt i farvann med moderat skipstrafikk og veitra-fikk. Figur 6 viser samme konstruksjon i et vertikalsnitt. The roadway 40 can be led over the ship passage 13 in several ways, for example as a movable bridge in the form of a floating swing bridge 11 which is supported on an associated float 2', and the joint at 20, see figure 5. The swing bridge can be swung to the side in the P direction of the arrow (fig. 5) so that ships can pass passage 1, and turn back again when the ship has passed. Movable bridge sections such as the one shown at 11 in Figure 5 in a plan view are well known and are well suited in waters with moderate ship traffic and road traffic. Figure 6 shows the same construction in a vertical section.

Alternativt kan veibanen 40 føres over skipspassasjen 13 ved bruk av en høgbro 8, hvor veitrafikken føres over høgbroen 8 ved hjelp av tilførselsviadukter 7 som omfatter et antall vertikal søyler 17 som bærer en veibane 40. Alternatively, the roadway 40 can be carried over the ship passage 13 using a viaduct 8, where road traffic is carried over the viaduct 8 by means of supply viaducts 7 which comprise a number of vertical columns 17 which carry a viaduct 40.

Figur 1, 2 og 4 viser en løsning hvor hver flyter/pongtong 2 tilstøtende til pas-sasjen 13 omfatter en kjørebro 9 som kan vippes opp og la skip passere. Figures 1, 2 and 4 show a solution where each float/pontoon 2 adjacent to the passage 13 comprises a drawbridge 9 which can be tilted up and allow ships to pass.

Uansett valg av løsning for veibanene, så er det en forutsetning at miljøkreftene som broen utsettes for fra bølger og havstrømmer føres inn i den kontinuerlige brobjelken 3 og distribueres gjennom de enkelte brobjelkesegmentene 30, 31, 32, slik at minst mulig av disse miljøkreftene overføres til de overliggende broelementene - høybroen 8, viadukten 7 eller de bevegelige broer 9, 11. De overliggende brostrukturene, spesielt en høgbro 8 og en viadukt 7 vil uansett bli utsatt for miljøkrefter i form av vind, og det er da viktig at også disse vindkreftene overføres etter kjente teknikker og fordeles ned i brobjelken på en gunstig måte. Regardless of the choice of solution for the roadways, it is a prerequisite that the environmental forces to which the bridge is exposed from waves and ocean currents are fed into the continuous bridge girder 3 and distributed through the individual bridge girder segments 30, 31, 32, so that as little as possible of these environmental forces are transferred to the overlying bridge elements - the high bridge 8, the viaduct 7 or the movable bridges 9, 11. The overlying bridge structures, especially a high bridge 8 and a viaduct 7 will be exposed to environmental forces in the form of wind anyway, and it is therefore important that these wind forces are also transferred according to known techniques and distributed down the bridge girder in a favorable way.

Flytebroen kan bygges opp at flere rette brobjelkesegmenter, avhengig av lengde på broen og de lokale miljøkrefter. Dersom miljøkreftene er små, slik som i skjermede farvann vil et typisk brojelkesegmentene for en to-felts bro kunne være opp mot 900 - 1000 meter. Dersom flytebroen 1 utsettes for store miljøkrefter vil en måtte redusere lengden på brobjelkesegmentene, kanskje ned mot 4 - 500 meter, samtidig som forspenningskraften i forankringslinene 5 økes. På figur 7 er det vist en flytebro 1 med 5 rette brobjelkesegmenter 30, 31, 32, 33,34, som samlet utgjør den kontinuerlige brobjelken 3. The floating bridge can be built up of several straight bridge girder segments, depending on the length of the bridge and the local environmental forces. If the environmental forces are small, such as in sheltered waters, a typical bridge girder segment for a two-lane bridge could be up to 900 - 1000 metres. If the floating bridge 1 is exposed to large environmental forces, the length of the bridge girder segments will have to be reduced, perhaps down to 4 - 500 metres, at the same time as the pretensioning force in the anchor lines 5 is increased. Figure 7 shows a floating bridge 1 with 5 straight bridge girder segments 30, 31, 32, 33, 34, which together form the continuous bridge girder 3.

Konklusjon. Conclusion.

Det er frambragt en løsning med en flytebro 1 som er kjennetegnet ved at flytebroen er innfestet mellom to festepunkter og har en stort sett horisontal forløpende brobjelke 3 som er sammensatt av et antall stort sett rettlinjede brobjelkesegmenter 30,31,32 der disse brobjelkesegmentene 30 31, 32 er føyet fast sammen innbyrdes awinklet i en vinkel (vinkel a) i skjøteområder 6, fortrinnsvis i form av sveising, idet hvert av sammenføyningspunktene 6 holdes i strekk i retning ut av den ytre vinkelen i sammenføyningspunktet 6 (ut fra den konvekse siden) ved hjelp av ankringsliner 5, og der minst ett av brobjelkesegmentene 30 er utformet som en undervannsstruktur som utgjør en del av en skipspassasje 13. A solution has been produced with a floating bridge 1 which is characterized by the fact that the floating bridge is attached between two attachment points and has a largely horizontal running bridge girder 3 which is composed of a number of largely rectilinear bridge girder segments 30,31,32 where these bridge girder segments 30 31, 32 is firmly joined together at an angle (angle a) in joint areas 6, preferably in the form of welding, each of the joint points 6 being held in tension in the direction out of the outer angle in the joint point 6 (from the convex side) by using anchor lines 5, and where at least one of the bridge girder segments 30 is designed as an underwater structure that forms part of a ship passage 13.

Et hovedpunkt med løsningen er at flytebroen 1 kan installeres i relativt åpne kyst-strøk og ha et langt samlet brospenn, gjerne mer enn 10-20 km, samtidig som flytebroen 1 kan kombineres med forskjellige typer skipspassasjerfor skip, slik som høybroer 8, vippebroer 9, broporter 11. A main point of the solution is that the floating bridge 1 can be installed in relatively open coastal areas and have a long total bridge span, preferably more than 10-20 km, at the same time that the floating bridge 1 can be combined with different types of passenger ships, such as high bridges 8, tilting bridges 9 , bridge gates 11.

Claims

1. Construction of a floating bridge (1) with a largely horizontally running bridge girder (3) which supports a transport lane for traffic, and is connected to two attachment points (4.4') at each end, the bridge girder (3) being supported by a number of floats (2) across the floating bridge span, characterized in that the bridge girder (3) is composed of a number of approximately straight bridge girder segments (30,31,32) which together define an arc in a horizontal plane between the attachment points (4,4'), where two adjacent bridge girder- segments (30,31,32) are structurally connected via their ends in an associated joint area (6), and the floating bridge (1) is held in a stretch in its arched shape by means of lines (5) which are anchored in the seabed and attached to adjacent anchoring points to the joint area (6) of the bridge beam segments (30,31,32).

2. Construction of a floating bridge in accordance with claim 1, characterized in that at least one of the bridge beam segments (30) is arranged as an underwater structure that defines a passage (3) through which ships can pass across the bridge (1).

3. Construction of a floating bridge in accordance with claims 1 -2, characterized in that the ends of two joined bridge girder segments (32A, 32B) are mutually inclined and define a joint area (6).

4. Construction of a floating bridge in accordance with requirements 1 -3, characterized in that two joined bridge girder segments (32A, 32B) mutually form an angle of the order of magnitude a = -7° with each other (Fig 8).

5. Construction of floating bridge in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the joint area (6) between two adjacent bridge girder segments (32A, 32B) is adjacent to a float (2) on which said bridge girder segment ends rest o on.

6. Construction of a floating bridge in accordance with claim 1, characterized in that the anchor lines (5) are anchored in the floating structure (2) below the water line (130).

7. Construction of a floating bridge in accordance with requirements 1-2, characterized in that the bridge girder (3) supports a high bridge 8 and a viaduct 7 which allows road traffic to be carried over the ship passage (13).

8. Construction of a floating bridge in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that road traffic over the ship passage (13) is arranged with movable bridge sections (9,11).

9. Construction of a floating bridge in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the bridge girder segments (31,32) which are above the water surface have a length of approx. 500 - 1000 meters

10. Construction of floating bridge in accordance with one of the preceding requirements, characterized by the ship passage (13) having a sailing width of 100 - 400 meters