NO20101273A1 - Anordning ved en flytebro. - Google Patents

Abstract

Det omtales en anordning for en flytebro (15) som er innfestet i to festepunkter ved land (18) hvori minst ett av flytebroelementene i flytebroen (15) er utformet som en søylestruktur (1), og hvor søylestrukturen (1) er utformet slik at skip kan passere gjennom den. Søylestrukturen (1) omfatter et antall støttesøyler (4,4) som understøtter en del av en veibane (11) og er utformet med to skrogseksjoner (2, 2') som er sammenbundet under vannflaten (19) med en bunnstruktur (3), slik at passasje av skip muliggjøres. Flytebroen (15) er innfestet i land og i søylestrukturen (1) ved hjelp av strukturbokser(10, 10').

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning som angitt i innledningen i det etterfølgende patentkrav 1.

Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med en anordning utformet for en søylestruktur som kan anvendes i forbindelse med en flytebro, også over brede fjorder og havområder der det også er skipstrafikk.

Anordningen ifølge oppfinnelsen kan anvendes på de fleste vanndyp, fra ca 5 meter til ca 2000 meter vanndyp.

Oppfinnelsen innbefatter en anordning med minst en søylestruktur som innbefatter et antall søyler der denne søylestrukturen er utformet slik at skip kan passere gjennom den, og der søylestrukturen er koblet til andre flytebroelementer slik at det dannes en lang, sammenhengende, flytende bro mellom to landfestepunkter.

Søylestrukturen kan ifølge oppfinnelsen enten være uforankret til havbunnen, være forankret til havbunnen med liner eller være innfestet i havbunnen med peler eller ballast.

Kryssing av fjorder og sjøer med broer har vært en utfordring for menneskene i uminnelige tider. Forskjellige typer broer er utviklet avhengig av spenn, fundamenteringsmuligheter og seilingshøyder.

En spesiell utfordring er til stede dersom større skip skal kunne passere i tilknytning til broen. Dette har etter kjente prinsipper vært løst for vanlige, grunnfundamenterte broer ved at broen utformes med tilstrekkelig seilingshøyde eller en anvender løsninger som vippebro eller svingbro, dersom det begrensete brospenn som disse løsninger gir er akseptabelt

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.

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.

Flytebroer som er bygget etter kjente teknikker har imidlertid i svært liten grad muligheten til å la større skip passere, uten at en anvender bunnfundamentering på grunner nær land og bygger en tradisjonell, fundamentert bro for skipspassasje. En slik skipspassasje vil etter dagens teknikk være avhengig av at det finnes havbunn som er grunn nok til at fundamentering kan gjennomføres. En bunnfast bro nær land, som kommer i tillegg til flytebroen, må bygges på stedet og vil ofte gi en kostbar totalløsning. I tillegg er denne type løsning ofte uønsket fra skipstrafikken fordi skipsførerne av større skip tvinges til å gå nært opp til land med påfølgende øket risiko for grunnstøting.

Ved krysning av dype fjorder og havstykker vil det i tillegg ofte være vanskelig å finne havbunn relativt nært land som egner seg til tradisjonelle bunnfundamenterte broer, noe som etter dagens kjente teknikker vil vanskeliggjøre bruken av flytebroer i slike områder dersom en samtidig skal tillate at større skip kan passere.

Når broer skal krysse spesielt brede fjorder eller større sjøavstander, så er det ofte sannsynlig at det er skipstrafikk i det samme området. Siden flytebroer bygget etter dagens teknikk vil hindre skipstrafikk, så medfører dette store begrensninger i anvendelsen av flytebroer i slike områder.

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.

Flytelegemene til en flytebro kan utformes på forskjellige måter. Det vanligste er å anvende flytelegemer 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.

En flytebro kan gjøres både lang og uavhengig av sideveis tilleggsforankring. Et eksempel på en slik bro er Nordhordlandsbrua i Norge som kun 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.

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.

Halvt nedsenkbare rigger har bred anvendelse i offshore industrien 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.

Værstatistikk samlet over mange år angir dominerende og sannsynlige retning for miljøkreftene som vind, bølger og strøm. Under langtids forankring av flytere vil en kunne dra fordel av denne informasjonen. For en flytebro vil en dermed kunne utforme denne slik at konsekvensene av miljøkreftene blir minimalisert.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å frembringe anordning som omfatter en flytebro der minst ett av flytebroelementene er utformet som en søylestruktur slik at store skip kan passere gjennom søylestrukturen, og der søylestrukturen er utformet med et antall søyler som understøtter en del av flytebroens totale veibane.

Det er også et formål med den foreliggende oppfinnelse at søylestrukturen skal kunne monteres inn som et eget element i flytebroen og som er innfestet i de øvrige flytebroelementene, slik at den bidrar til å lage en kontinuerlig veibane i hele flytebroens lengde.

Med flytebroelementer menes i denne sammenheng de moduler og elementer som flytebroen er satt sammen av, som typisk vil kunne omfatte flytelegemer, veibane, støttesøyler, strukturbokser, støttesøyler, større søylestrukturer, osv.

Det er dessuten et formål med oppfinnelsen at søylestrukturen og tilstøtende flytebroelementer utformes med tilstrekkelig stabilitet for både intakt og skadet tilstand, slik at konsekvensene for flytebroen blir begrenset ved eventuelle kollisjoner med store skip.

Det er også et formål med oppfinnelsen at søylestrukturen eller de tilstøtende flytebroelementer kan enten være uforankret eller forankret i havbunnen, avhengig av de lokale miljøforhold og om forankringen skal være dimensjonert for å bidra til å redusere konsekvensene av eventuelle skipskollisjoner.

I flytende tilstand vil søylestrukturen ifølge oppfinnelsen kunne forankres med fleksible liner, enten direkte i søylestrukturen, eller ved at linene festes i tilknytning til en av naboflytelegemene til søylestrukturen. Forankring vil kunne redusere effekten av store miljøkrefter og gjøre flytebroen bedre i stand til å motstå kreftene fra skipskollisjoner.

På grunt vann kan søylestrukturen innfestes direkte mot havbunnen etter kjente teknikker som peling eller fast ballast, mens resten av flytebroen forblir i flytende tilstand.

Det er dessuten et formål med oppfinnelsen at søylestrukturen skal kunne utformes med en geometri som gjør at den lett kan prefabrikeres og bygges i tradisjonelle skipsdokker, fortrinnsvis i stål eller i betong.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken i det etterfølgende krav 1. Ytterligere trekk ved den oppfinneriske anordningen er angitt i de uselvstendige krav.

Søylestrukturen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved en anordning i form av et flytebroelement som inngår i en flytebro og som er utformet med to, fortrinnsvis parallelle skrogseksjoner som er delvis nedsenket i sjøen, der skrogseksjonene er sammenbundet med en bunnstruktur nederst under vann og der skrogseksjonene også er påmontert et antall søyler som understøtter en andel av flytebroens totale veibane.

De to parallelle skrogseksjonene skal ifølge oppfinnelsen understøtte veibanen og i flytende tilstand sørge for nødvendig oppdrift og stabilitet for søylestrukturen, både ved normal drift, ved sterke stormer og i tilfelle skade på søylestrukturen. De to parallelle skrogseksjonene anordnes slik at skip kan passere mellom skrogseksjonene og under veibanen i retning på tvers av veibanen.

Avstanden mellom de to skrogseksjonene bestemmes av bredden på skipene som skal passere gjennom den flytende søylestrukturen. For mindre skip vil krav til seilingsbredde typisk være 50 - 60 meter, men det er ifølge oppfinnelsen mulig å ha en seilingsbredde på over 200 meter for å slippe gjennom de største skip som er bygget i verden, samtidig som en har betydelig sikkerhetsavstand mellom skipsskroget og skrogseksjonene.

For å la mindre skip med bredde på opp til 15-20 meter og seilingshøyde på 40 meter kunne passere, vil hver av de to skrogseksjonene kunne ha dimensjoner i bredderetningen av veibanen på ca. 50 meter og i lengderetning av veibane på ca. 25 meter.

For å la de største skipene passere, med en seilingsbredde på for eksempel 250 meter, så som store cruiseskip med bredde på 40 meter og lengde på 280 meter, så vil det være behov for å øke dimensjonene på de to skrogseksjonene, typisk til ca. 110 meter i bredderetning av veibanen og til ca. 30 meter i lengderetning av veibanen.

Bunnstrukturen binder sammen de to skrogseksjonene i en U-struktur og denne U-strukturen dimensjoneres etter kjente prinsipper for å oppta de krefter som overføres til og fra resten flytebroen. Bunnstrukturen skal ligge dypt nok til at de ønskede skip kan passere over den, samtidig som den skal sikre en tilfredsstillende strukturell stivhet i hele søylestrukturen. Posisjonen for den øvre del av bunnstrukturen angir seilingsdybde. For mindre skip kreves en seilingsdybde dyp på ca 5-8 meter, mens en for større cruiseskip vil normalt måtte ha en seilingsdybde på minimum 13-15 meter. Avhengig av dimensjoneringsbehov, så vil den vertikale tykkelsen på bunnstrukturen være ca. 4-10 meter.

Det er også mulig å dimensjonere opp søylestrukturen ytterligere til å la store tank- eller bulkskip passere.

De største kjente skipene av denne typen har en dypgang på 25 meter og en skipsbredde på ca. 65 meter, og vil trenge stor dybde og avstand mellom skrogseksjonene. Fordelen med oppfinnelsen er at søylestrukturen ifølge oppfinnelsen kan legges midt i leden for disse store skipene, langt fra land, slik at behovet for manøvrering reduseres.

Seilingshøyden under veibanen på den flytende søylestrukturen vil avhenge av høyden på de søyler som er påmontert oppå skrogseksjonene. Seilingshøyden vi kunne typisk være fra 20-30 meter for mindre handelsskip til over 70 meter for å la verdens høyeste passasjerskip kunne passere under veibanen. Søylene og understøttelsen til veibanen utformes og dimensjoneres etter kjente prinsipper.

Veibanen i resten av flytebroen utenfor søylestrukturen understøttes etter kjente teknikker av sammenkoblete strukturbokser som er innfestet i land. Disse strukturboksene innfestes ifølge oppfinnelsen i søylestrukturen. I tillegg kobles veibanen på søylestrukturen med veibanen på resten flytebroen.

Dersom ønskelig kan en flytebro alternativt bestå av flere søylestrukturer, gjerne plassert med en valgt innbyrdes avstand, for eksempel dersom det er ønskelig med enveis skipstrafikk gjennom to søylestrukturer.

Det ansees fordelaktig at strukturboksene fra resten av flytebroen kobles direkte til søylestrukturen mest mulig symmetrisk mot midten av hver av skrogseksjonene, slik at mesteparten av kreftene som opptrer i lengderetningen på flytebroen overføres gjennom strukturboksene og U-strukturen, slik at det dannes en kontinuerlig kraftoverføring hele flytebroens lengde.

Mesteparten av kraftoverføring i flytebroens lengderetning vi dermed skje på en fordelaktig måte i et horisontalplan like over vannflaten, kun avbrutt av den nevnte U-strukturen som dimensjoneres for å kunne overføre disse kreftene under vann.

Flytebroen vil kunne utformes etter kjente prinsipper i en kurvatur eller en rett linje, avhengig av de lokale miljøforhold.

Skrogseksjonene i søylestrukturen kan utformes på forskjellige måter etter kjente prinsipper. Det ansees fordelaktig at skrogseksjonene utformes som tilnærmet hele skrog for best mulig å oppta kreftene som oppstår ved innfesting av strukturboksene mot skrogseksjonene. Alternativt kan skrogseksjonene utformes som søylestabilisert strukturer med vertikale flytesøyler, noe som vil være gunstig i områder der større bølger kan oppstå.

Strukturboksene kan etter kjente prinsipper utformes enten som hele platestrukturer eller som fagverkstruktur. Strukturboksene kan innfestes i skrogseksjonene enten ved hjelp av sveising eller etter kjente mekaniske anordninger, slik som bolting eller strekkabler.

Det er en fordel at søylestrukturen ifølge oppfinnelsen kan plasseres hvor som helst, og mest hensiktsmessig, i flytebroens lengderetning. Dette kan være på midten av flytebroen, eller nærmere land på den ene siden.

Flytebroen kan om ønskelig kan utformes med forankring, avhengig av topografi, vanndyp og miljø. Søylestrukturen kan om ønskelig forankres direkte til havbunnen.

Det vil imidlertid være spesielt fordelaktig dersom forankringsliner festes til de nærmeste naboflytelegemene til søylestrukturen, gjerne uten at selve søylestrukturen er forankret. Denne kombinasjonen vil kunne gi øket sikkerhet ved skipskollisjoner mot søylestrukturen dersom forankringslinene dimensjoneres til å oppta krefter fra en slik kollisjon. I slike tilfeller vil strukturboksen nærmest søylestrukturen kunne utformes som en koblingsstruktur, eventuelt med spesielt utformede bruddkoblingspunkter (engelsk: weak link), som gir etter ved skipskollisjoner mot søylestrukturen, evt brytes helt av. Dermed vil søylestrukturen kunne utformes slik at den deformeres eller rives løs i bruddkoblingspunktene fra resten av flytebroen ved en slik ulykke, mens resten av flytebroen forblir mest mulig uberørt. Dette forutsetter at flytelegemene for resten av flytebroen er dimensjonert for å flyte uavhengig av søylestrukturen samtidig som søylestrukturen fortrinnsvis har tilfredsstillende stabilitet også etter skade.

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.

På grunt vann vil søylestrukturen alternativt kunne innfestes direkte mot havbunnen. Dette kan oppnås ved å taue ut søylestrukturen til installasjonsstedet og senke den ned mot havbunnen, hvorpå den kan innfestes etter kjente teknikker med bruk av peling eller bruk av fast ballast.

På dypere vann kan det anvendes en stram eller delvis stram lineforankring på en flytende søylestruktur. 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.

Beregninger har vist at en flytende søylestruktur ifølge oppfinnelsen vil kunne oppnå svært gode

bevegelsesegenskaper når flytebroen plasseres farvann som er helt eller delvis skjermet mot større havbølger og dønninger. Ved utformingen av den flytende søylestrukturen vil en etter kjente teknikker kunne ta hensyn til de lokale bølgeforhold, slik at søylestrukturen får lav respons med tanke på bevegelser som rull, stamp og hiv. Dermed kan søylestrukturen utformes slik at den får minimal bevegelse og dermed kunne utgjøre et svært stabilt fundament for en veibane, med minst like små bevegelser som for en hengebro.

Veibanen i flytebroens lengderetning vil ha en jevn stigning til den når toppen over den flytende søylestrukturen. Ved eksempelvis en stigning på 1:5 vil veibanens høyde endre seg med 5 meter for hver 100 meter veibane.

Den skrånende veibanen utenfor den flytende søylestrukturen vil kunne stives av etter kjente teknikker i form av en viadukt med bruk av strukturbokser, søyler og skråstivere.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere i den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende figurer, hvori: Figur 1 viser et vertikalsnitt i retning langs veibanen av en anordning med en flytende søylestruktur. Figur 2 viser et vertikalsnitt på tvers av veibanen av en anordning med en flytende søylestruktur. Figur 3 viser et horisontalsnitt av en anordning med en flytende søylestruktur. Figur 4 viser et vertikalsnitt langs veibanen av en flytebro som inneholder en anordning med en flytende søylestruktur. Figur 5 viser et vertikalsnitt i retning langs veibanen av en anordning med en søylestruktur som er pelet til havbunnen. Figur 6 viser et vertikalsnitt på tvers av veibanen av en anordning med en søylestruktur som er installert på havbunnen ved bruk av ballast. Figur 7 viser et vertikalsnitt i retning langs veibanen av en anordning med en søylestruktur anordnet for å redusere

konsekvensene av en skipskollisjon.

Figur 8 viser et horisontalsnitt av en anordning med en søylestruktur anordnet for å redusere konsekvensene av en skipskollisjon.

Like deler av de tegnede detaljer er gitt samme hen-visningstall på de ulike figurer.

Hele flytebroen 15 settes sammen av flere flytebroelementer i form av moduler i hensiktsmessige størrelser og utforming. Hvert flytebroelement kan typisk omfatte flytelegemer 12,22, koblingsstrukturer 24, andel av veibane 11, andel av støttestruktur så som strukturbokser 10, støttesøyler 13, et antall søylestrukturer 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 vil skje i flytende tilstand.

I figurene 1 og 2 er den flytende søylestrukturen 1 ifølge oppfinnelsen vist bestående av to skrogseksjoner 2, 2' som er sammenbundet med en bunnstruktur 3 under vannflaten 19 og med støttesøyler 4, 4', 4''som er sammenbundet på toppen med en overliggende støtte- og avstivningsstruktur 6 som stiver av veibanen 11 og resten av søylestrukturen 1. Søylestrukturen 1 er innfestet etter kjente teknikker i det nærmeste flytelegemene 22, 22' ved hjelp av koblingsstrukturene 24, 24'.

Koblingsstrukturene 24, 24' kan utformes etter behov som sveisede platestrukturer rør, mekaniske anordninger, rør

-strukturer eller lignende, avhengig av de krefter som skal opptas i koblingsstrukturen 24. Koblingsstrukturen 24 kan om ønskelig utformes med et ikke vist bruddkoblingspunkt som kan deformeres eller brytes av ved

større skipskollisjoner mot søylestrukturen 1, slik at søylestrukturen 1 eventuelt løsrives fra resten av flytebroen 15. Dette vil begrense overføringen av kollisjonskrefter fra søylestrukturen 1 til resten av flytebroen 15. Dette vil kreve at flytelegemet 22 nærmest søylestrukturen 1 er dimensjonert for å flyte stabilt etter en slik kollisjon uten forbindelse til søylestrukturen 1, slik at dette flytelegement 22 sammen med de øvrige flytelegemer 12 sikrer at resten av flytebroen 15 fortsatt flyter i mest mulig uskadet tilstand.

Dersom koblingsstrukturene 24,24' dimensjoneres for å deformeres eller slites av resten av flytebroen 1 ved skipskollisjoner mot søylestrukturen 1 ansees det fordelaktig av de nærmeste flytestrukturene 22 utstyres forankring. Forankringssystem med liner 5 som er plassert på de nærmeste flytelegemene 22 vil kunne dimensjoneres til å ta opp en vesentlig del av de krefter som oppstår ved en skipskollisjon mot søylestrukturen 1.

Dybden fra havflaten 19 ned til toppen av bunnstrukturen 2 er vist med seilingsdybden D. Seilingsdybden D vil for mindre skip være 5-10 meter mens den for større skip vil kreve å være nær 13-15 meter. For de største skipene kan seilingsdybden etter kjente teknikker om ønskelig økes ytterligere.

Seilingsbredden B vil avhenge av bredden på de skip som skal passere flytebroen 15 tillagt den nødvendige sikkerhetsavstand til skrogseksjonene 2,2'. En typisk seilingsbredde med sikkerhetsmarginer vil være minst 40-50 meter for små skip og over 200 meter når større skip skal passere.

Seilingshøyde H er vist på figur 1 som avstand fra vannflaten og opp til underside at veibanen 11 med den tilhørende støtte- og avstivningsstrukturen 6. Seilingshøyden H med nødvendige sikkerhetsmarginer vil typisk være 20-30 meter for mindre handelsskip og opp til nær 80 meter for eksempelvis for de aller største cruiseskipene.

Figur 3 viser et horisontalsnitt av søylestrukturen 1 med de to skrogseksjoner 2,2' med fundamentene for støttesøylene 4,4'. Strukturboksene 10,10' fra den øvrige del av flytebroen 15 er innfestet i skrogseksjonene 2,2' via koblingsstrukturene 24,24', mest mulig symmetrisk rundt midten av de respektive skrogseksjoner 2,2'.

Flytebroelementene 10, 10', 8, 8' skal fortrinnsvis befinne seg over vannflaten 19, og i tillegg også over de bølger som måtte oppstå, slik at miljøkreftene på flytebroen 15 blir minimalisert.

Hele flytebroen er vist på figur 4 der strukturboksene 10, 10' befinner seg i tilnærmet konstant høyde over vannflaten 19 ved at de flyter på flytelegemene 12, 22, 22'. Strukturboksene 10,10' er innfestet etter kjente teknikker i land 18 og er i tillegg vist innfestet i de nærmeste flytelegemene 22, 22' i innfestingspunktene 8,8'. Disse nærmeste flytelegemene 22, 22' er vist innfestet i søylestrukturen 1 ved hjelp av koblingsstrukturene 24, 24' .

Innfestingen i innfestingspunktene 8,8' 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.

Hele flytebroen 15 mellom de to brofestepunkter ved land 18 vil kunne 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 koblingsstrukturene 24, 24', og deretter videre gjennom U-strukturen 2,3,2' som dannes mellom skrogseksjonene 2,2' og bunnstrukturen 3.

Det er viktig at flytebroen 15 etter kjente teknikker utformes slik at disse stort sett horisontale kreftene overføres gjennom strukturboksene 10,10' og U-strukturen 2,3,2' og at minst mulig av disse kreftene overføres direkte gjennom støtte- og avstivningsstrukturen 6, viadukten 17, støttesøylene 13 og de øvrige strukturene for veibanen 11. Dermed vil horisontale krefter som opptrer i øvre del av søylestrukturen 1 og veibanen 11 kunne begrenses.

Den flytende søylestrukturen 1 eller de nærmeste flytelegemene 22, 22' kan etter behov forankres etter kjente teknikker med et forankringssystem bestående av ankerliner 5 og ikke viste vinsjer.

På grunt vann kan søylestrukturen 1 festes i havbunnen 18 som vist på figur 5. Dette kan gjøres etter kjente teknikker ved hjelp av peler 32 som er innfestet i lederør 31 på søylestrukturen 1. Resten av flytebroen 15 vil ifølge oppfinnelsen kunne utformes etter de samme prinsipper som om søylestrukturen 1 var flytende.

Alternativt kan søylestrukturen 1 på grunt vann installeres på havbunnen 18 som vist på figur 6. Dette kan gjøres etter kjente teknikker ved hjelp av ballast 33 inne i søylestrukturen 1. Ballast kan være fast i form av stein, jernmalm, etc eller som væskeballast i form av sjøvann. Resten av flytebroen 15 vil ifølge oppfinnelsen utformes etter de samme prinsipper som ellers beskrevet. Koblingsstrukturene 24, 24' er på Figur 5 vist som helsveist struktur mellom skrogseksjonene 2, 2' og det nærmeste flytelegemene 22 ,22', slik at det dannes en fullt integrert struktur mellom skrogseksjonene 2,2' og disse flytelegemene 22, 22'. Dette kan gjøres også om søylestrukturen 1 flyter.

Fordelen med å plassere en søylestruktur 1 på havbunnen som ett av flere flytebroelement framfor å bygge en tradisjonell bunnfundamentert bro på det grunne sjøområdet vil være at hele søylestrukturen 1 kan prefabrikeres rimelig på verft og deretter taues til installasjonsstedet, hvorpå søylestrukturen kan installeres i løpet av noen få dager. Figurene 7 og 8 viser en andel av en flytebro med en større seilingsbredde, gjerne over 200 meter og der koblingsstrukturene 24, 24' har en lengde som kan være nær distansen mellom de flytebroens øvrige flytelegemer 12. Figur 8 viser at koblingstrukturene 24, 24' om ønskelig kan utformes som fagverkstrukturer, gjerne i vinkel. Dette vil etter kjente metoder bedre distribusjon av kreftene gjennom koblingsstrukturene 24, 24'. Koblingsstrukturene 24,24 kan etter kjente teknikker anordnes med et ikke vist bruddkoblingspunkt for å begrense skadene av en eventuell skipskollisjon med søylestrukturen 1.

Bruddkoblingspunktene kan være en sveist, mekanisk eller annet forbindelse som utformes etter kjente teknikker til å deformere eller brytes i et angitt område når kreftene overskrider gitte verdier. Dersom flytebroen 15 anordnes med bruddkoblingspunkt i tilknytningen til koblingsstrukturene 24, bør tilsvarende bruddkoblingspunkt anordnes i tilknytning til strukturene rundt veibanen 11 og viadukten 17.

De nærmeste flytelegemene 22, 22' er vist koblet opp med forankringsliner 5, mens søylestrukturen 1 er vist uten forankringsliner. Konsekvensene av en skipskollisjon mot søylestrukturen 1 vil ved denne utformingen, og ved å anvende kjente beregningsteknikker, kunne begrenses til kun å omfatte søylestrukturen 1 ved at koblingsstrukturene 24, 24 utformes for å deformeres eller slites av i bruddkoblingspunktene. Dette krever samtidig at søylestrukturen 1 og de nærmeste flytelegemene 22 er utformet for å gi tilfredsstillende skadestabilitet etter en slik kollisjon.

Innfestingen mellom viadukten 17 og den øvre del av den flytende søylestrukturen 1, utformes slik at det dannes en kontinuerlig veibane 11 i hele flytebroens 15 lengde. Dette gjøres etter kjente teknikker, så som sveising, bolting, nagling, strekk-kabler, mv.

Veibanen 11 er på figur 4 vist å gå fra land 18 og i en viss lengde direkte på oppsiden av strukturboksene 10,10' for deretter å fortsette oppad viadukten 17 som er støttet opp med søylene 13 hvor søylene 13 er fundamentert på strukturboksene 10,10'. Etter viadukten 17 fortsetter veibanen 11 over den flytende søylestrukturen 1 og deretter fortsetter veibanen 11 nedad viadukten 17 på andre siden. Stigningen på viadukten vil typisk kunne være ca 1:5 til ca 1:6, avhengig av lokale forhold og krav.

Bygging av den flytende søylestrukturen 1 vil mest hensiktsmessig gjøres som en integrert enhet, fortrinnsvis ved et verft, som til slutt flytes til installasjonsstedet og innfestes i resten av flytebroen 15.

En fordel med oppfinnelsen er at innfesting av strukturboksene 10,10' til den flytende søylestrukturen 1 vil være uberørt av tidevannsforskjeller. Dette vil gi reduserte spenninger i innfestingspunktene sammenliknet med flytebroens innfesting i land 18 der tidevannsforskjeller vil gi varierende spenninger inn i flytebroens 15 nærliggende strukturer.

Det ansees fordelaktig at de to skrogseksjoner 2,2' utformes mest mulig parallelt med passasjeretningen for skipene slik at den innbyrdes avstanden mellom de to skrogseksjonene 2,2' blir tilnærmet lik i hele denne retningen.

Et skip 16 er på figur 4 vist å passere gjennom den flytende søylestrukturen 1 i seilingspassasjen mellom skrogseksjonene 2,2'. Bunnstrukturen 3 plasseres så dypt som praktisk mulig for å sikre en best mulig seilingsdybde D, samtidig som behovet for overføring av krefter i hele flytebroens 15 lengderetning opprettholdes. Bunnstrukturen 3 kan utformes som en tett platestruktur eller som et fagverk og dimensjoneres etter kjente prinsipper.

Strukturboksene 10,10' kan også utformes etter behov, enten som en helt eller delvis lukket platestruktur eller som et fagverk i den ønskede lengde.

En tilleggsfordel med oppfinnelsen er å anvende den flytende søylestrukturen 1 som løfteinnretning under den avsluttende sammenstilling av flytebroen 15. Dette kan gjøres ved å utstyre støtte- og avstivningsstrukturen 6 med løfteanordninger, som eksempelvis som ikke viste vinsjer eller traverskraner, som medfører at flytebroelementer kan løftes opp over vannet for å kobles sammen etter kjente teknikker. Skipspassasjen over mellom skrogseksjonene 2,2' vil i byggefasen være velegnet til å anvendes som montasjeområde for flytebroen 15, hvor flytebroelementer flytes inn i denne skipspassasjen for videre sammenkobling ved hjelp av de installerte løfteanordningene. Flytebroelementer som skal inngå i flytebroen 15, så som strukturboksene 10,10', støttesøylene 13, veibanen 11, mv kan på denne gunstige måten løftes opp og sammenmonteres inne i denne skipspassasjen. I denne byggeperioden vil den flytende søylestrukturen kunne være midlertidig forankret nær land.

Sikkerheten ved flytebroen 15 kan økes ytterligere dersom den instrumenteres under drift med varsel om skip som er feil kurs, for eksempel med bruk av radar. Dersom et skip er på feil kurs i forhold til skipspassasjen i søylestrukturen 1 vil broen kunne stenges automatisk, spesielt i området rundt søylestrukturen 1, slik at ingen biler eller annen trafikk befinner seg på veibanen nær søylestrukturen ved en eventuell skipskollisjon.

Claims (10)

1. Anordning ved en flytebro 15 som er innfestet i to festepunkter ved land 18 hvori minst ett av flytebroelementene i flytebroen 15 er utformet som en søylestruktur 1 karakterisert ved at søylestrukturen 1 er utformet slik at skip kan passere gjennom den, og at søylestrukturen 1 omfatter et antall støttesøyler 4,4' og en støtte- og avstivningsstruktur 6 som understøtter en andel av flytebroens 15 veibane 11, og at søylestrukturen 1 er utformet med to skrogseksjoner 2,2' som er sammenbundet under vannflaten 19 med en bunnstruktur 3.

2. Anordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat koblingsstrukturer 24, 24' er anordnet med innfesting både i strukturboksene 10,10' og i søylestrukturen 1 slik at det dannes en sammenhengende struktur for overføring av krefter mellom strukturboksene 10,10'på hver side av søylestrukturen 1.

3. Anordning i samsvar med krav 1-2,karakterisert vedat flytelegemene 22, 22' nærmest søylestrukturen 1 er utrustet med forankringssystemer med et antall forankringsliner 5.

4 Anordning i samsvar med krav 1-3,karakterisert vedat strukturboksene 10,10' er understøttet av et antall flytelegemer 12, 22, 22' og forløper horisontalt i tilnærmet konstant høyde over havflaten 19.

5. Anordning i samsvar med med krav 1 -4,karakterisert ved at koblingsstrukturene 24, 24'er anordnet med et bruddkoblingspunkt som kan deformeres eller brytes ved skipskollisjon mot søylestrukturen 1.

6. Anordning i samsvar med krav 1-5,karakterisert vedat søylestrukturen 1 i flytende tilstand er anordnet med forankringssystemer med et antall forankringsliner 5.

7. Anordning i samsvar med krav 1-6,karakterisert vedat at strukturboksene 10,10' understøtter deler av veibanen 11 ved hjelp av støttesøyler 13, og at deler av veibanen 11 forløper på en skrånende viadukt 17 .

8. Anordning i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat søylestrukturen 1 er installert på havbunnen 18 ved hjelp av ballast 33 eller peler 32.

9. Anordning i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat flytebroen 15 er anordnet med overvåkningssystemer for skipstrafikk og anordninger for stengning av trafikk over veibanen.

10. Anordning i samsvar med ett av de foregående krav,karakterisert vedat søylestrukturen 1 er anordnet med løfteinnretninger for anvendelse i en byggefase.