NO20120196A1 - Anordning ved flytetunnel og framgangsmate til montering av samme. - Google Patents

Abstract

Det omtales en konstruksjon av flytetunnell (10) med innvendige kjørebaner for transport, innrettet til å passere et sund eller en fjord under vannflaten for å muliggjøre overflate-skipspassasje, og hvilken flytetunnell forløper fra sjøoverflaten på skrå nedad i sjøen til et laveste nivå for så å vende oppad i sjøen til overflaten, og den er kjennetegnet ved at dens vertikale posisjon og oppdrift i vannet reguleres av et antall til flytetunnelkonstruksjonen tilknyttede pontonger (20,30,40) hvor minst en av pontongene er innrettet for kontinuerlig ballastering for å gi flytetunnelen (10) korrekt oppdrift. Det omtales også en fremgangsmåte til montering av flytetunnelen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved en flytetunnel som angitt i innledningen i det etterfølgende patentkrav 1. Det omtales også en fremgangsmåte til montering av flytetunnelen.

Nærmere bestemt har oppfinnelsen befatning med en flytetunnel som enten forløper mellom to landfester eller er tilkoplet bunnfaste broer eller flytebroer, hvor hele eller dele av tunnelen er innrettet til å være nedsenket slik at det tillates normal vegtrafikk gjennom tunellen samtidig som passasje av skip kan gjøres over flytetunnelen.

Med flytetunnel mener man en konstruksjon som kan tilrettelegges for veier for person og kjøretrafikk, flerfelts kjørebaner og eventuelt også toglinjer med skinnegang inne i flytetunnelkonstruksjonen slik at flytetunnelkonstruksjonen er stabil i bølger og havstrømmer. En flytetunnel er også kjent under betegnelsen rørtunnel eller rørbro.

Flytetunnelen ifølge oppfinnelsen er tiltenkt anvendt til å krysse fjord- og sund-områder hvor det kan være vanndyp på fra 20 meter til 2000 meter.

Oppfinnelsen innbefatter en flytetunnel bestående av de flere konstruksjons-deler slik at det dannes en sammenhengende, flytende tunnel mellom to feste-punkter. Festepunktene kan enten være på land som to landfester, på en konstruksjon som er bunnfast på sjøbunnen, eller på en tilpasset flytende konstruksjon, slik som en flytebro. Festepunktene forutsettes å understøtte en fortsettelse av veibanen utenfor og på begge sider av flytetunnelen.

Oppfinnelsen omfatter spesielt en byggemetode for flytetunnelen samt en anordning for flytetunnelen som gir en kostnadseffektiv og sikker utførelse av flytetunellen.

Et formål med oppfinnelsen å frembringe en ny konstruksjon som gjør at flytetunnelen kan bygges etter en helt ny metode og installeres som en komplett enhet på installasjonsstedet og kobles opp til resten av vegnettet. Med oppfinnelsen tar man sikte på å frembringe en flytetunnel som kan være uforankret til havbunnen, være forankret til havbunnen med liner eller at den er innfestet i havbunnen med peler eller ballast.

Kryssing av fjorder, sund og sjøer med broer har vært en utfordring i uminnelige tider. Forskjellige typer broer er utviklet avhengig av spenn, fundamenterings-muligheter og seilingshøyder, og det skal refereres til patentpublikasjonene US-1852338, SE^58850, NO-113404 og GB-2135637.

Flytetunneler er i prinsippet kjent og blant annet beskrevet bl.a. av Scientific American Magazine, July 1997. Det har vært utredet bruk av flytetunneler for en rekke kystnære strekninger. Ett eksempel er Høgsfjorden i Norge der Statens Vegvesen i Norge ledet utredningsarbeidet. Norske patentskrifter NO 326726 og NO 165357, samt patentsøknader NO 19881538, NO 19872375, NO 19863954 og NO 19860497 gir beskrivelser av forskjellige utførelser av utførelse av en flytetunnel. I tillegg har forskjellige varianter av flytetunneler vært foreslått i sambandet mellom Sicilia og Italia.

Foreslåtte flytetunneler er enda ikke bygget, noe som skyldes kompliserte løsninger, vanskelig bygging og installasjon, høye kostnader og usikker drifts-levetid. Mange av de foreslåtte løsningene er basert på strekkstagforankring, også kalt stiv forankring, festet til havbunnen for å sikre ønsket vertikal posisjon av røret, noe som er komplisert, kostbart og vanskelig å inspisere og vedlike-holde.

Flytetunneler er imidlertid svært interessant dersom en kan løse de tekniske og økonomiske utfordringene, fordi en kan skape vegforbindelser over lengre hav-strekninger, samtidig som en kan tillate skipspassasje.

En flytetunnel består av et stort indre luftvolum som gir til dels sterk oppdrift. Flytetunnelen har i seg selv ikke vannlinjeareal med unntak av når tunnelen eventuelt penetrerer havflaten ved endene. Dette medfører at flytetunnelens vertikale posisjon i sjøen, og avstand under havflaten, enten må sikres ved stiv forankring mot havbunnen eller ved hjelp av ballasterbare flytelegemer på eller nær havflaten. I tillegg er det behov for å benytte forankringer som sikrer den ønskete posisjonen i horisontalplanet, avhengig av vanndyp og lokale miljø-forhold, som strøm, tidevann og vindpådrag.

En flytetunnel kan monteres over fjorder og sund med varierende vanndybde. Selve dypgående for en flytetunnel kan typisk være fra 20 - 60 meter vanndyp, avhengig av de lokale miljøforhold. Når dypgående øker, reduseres bølge-påvirkningene men samtidig øker det hydrostatiske trykket. På grunnere vann er det hydrostatisk trykk moderat, men samtidig må flytetunnelen dimensjoneres for mer hydrodynamiske belastninger fra bølger.

De foreslåtte løsningene for flytetunnel-anlegg som er beskrevet i litteraturen har 2-4 kjørebaner og er i noen tilfeller også vist med toglinjer. Flytetunneler må dimensjoneres for varierende trafikkmengde, fra null trafikk til full trafikkstopp. Dette gir store variasjoner i vektbelastninger på konstruksjonen, og dermed variasjoner i dens netto oppdrift. Denne variasjonen er en vesentlig parameter som man må ta hensyn til under prosjekteringen av anlegget. Vanligvis må det kompenseres ved flytelegemer eller forankring for å sikre at det ikke oppstår uønskede krefter i flytetunnelens struktur.

Miljøkreftene på en flytetunnel kan være betydelige, spesielt under stormer der strøm, vind og bølger kan komme på tvers sideveis og fra samme retning. I tillegg har en krefter som oppstår ved varierende vannstand som flo og fjære. Dette kan gi bøyekrefter på konstruksjonen dersom den er festet direkte i land, og disse kreftene må tunnel-konstruksjonen kunne "oppta" slik at de utlignes og minimimeres.

Værstatistikk samlet over mange år angir dominerende og sannsynlige ret-ninger for miljøkreftene som vind, bølger og strøm. Samtidig kan lokale tide-vannsvariasjoner beregnes og forutsies. Ved utforming av en flytetunnel har vil man nytte av denne informasjonen, slik at flytetunnelen utformes med kon-struktive løsninger slik at konsekvensene av miljøkreftene minimaliseres.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å frembringe nye konstruk-sjonsdetaljer for en flytetunnel som gir enkel og kostnadseffektiv bygging og installasjon, samtidig som den blir sikker i drift og kan kobles til veiforbindelser på landstrukturer eller på en flytebro av alle typer nevnt ovenfor.

Videre er det et formål med oppfinnelsen at flytetunnelen er utstyrt med og kan ha innfestet et antall utvendige pontonger som kan fylles med både fast ballast og vann helt uavhengig av selve tunnelstrukturen, noe som kan bidra til å sikre ønsket oppdrift og posisjon, både vertikalt og horisontalt, av hele flytetunnelen. Videre er det et formål at stive forankringer i form av kostbare strekkstag mot havbunnen kan, om ønskelig, gjøres overflødig for å sikre flytetunnelens vertikale posisjon i vannet.

Videre er det et formål at flytetunnelen bygges og settes sammen i flytende tilstand på et egnet sted, for eksempel på et skipsverft eller nær installasjonsstedet, ved bruk at tradisjonelle byggemetoder

Det er dessuten et formål med oppfinnelsen at flytetunnel-elementene utformes med en geometri som gjør at disse lett kan prefabrikkeres og bygges på tradisjonelle verksteder eller verft med skipsdokker, fortrinnsvis i stål, men alternativt i betong, forut for sammensetting og montasje til en komplett flytetunnel.

Det er også et formål med oppfinnelsen at alle strukturelle deler av flytetunnelen kan inspiseres under drift og eventuelt lettvint kan repareres, uten at trafikken gjennom flytetunnelen stoppes for gjennomkjøring.

Det er også et formål med oppfinnelsen at flytetunnelen har et dypgående og en tilfredsstillende seilingsbredde som er tilpasset passering av skip i ønsket størrelse.

Det er også et formål å kunne bygge flytetunnelen som en stålkonstruksjon, kombinert med korrosjonsbeskyttende tiltak, som for eksempel med offeranoder, korrosjonshindrende maling eller at man benytter, påtrykt spenning.

Videre er det et formål å frembringe en konstruksjon som kan tåle kollisjon fra skip eller fra utmattingsskader, uten at flytetunnelen fylles med vann, og at slik skader som medfører at huden punkteres, kan repareres under vann, gjerne uten at trafikken gjennom flytetunnelen må stanse eller forsinkes.

Det er også et formål, om ønskelig, å utføre flytetunnelen med dobbel hud (vegger), i sin omkrets for bedre inspeksjonsmulighetene til alle deler av konstruksjonen og for å gi bedre sikkerhet ved skade på flytetunnelveggen som følge av eksempelvis skipskollisjon.

Anordningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at flytetunnelens vertikale posisjonen og oppdrift i vannet reguleres av et antall til flytetunnelkonstruk sjonen tilknyttede pontonger hvor minst en av pontongene er innrettet for kontinuerlig ballastering for å gi flytetunnelen korrekt oppdrift.

De foretrukne utførelsene fremgår at de uselvstendige kravene 2-14.

Fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at

det frembringes en flytetunnel-seksjon montert til toppflaten av en ballasterbar pontong, hvilken flytetunnel-seksjon utgjør flytetunnelens lavest flytende bunnseksjon i sjøen,

det frembringes et antall ytterligere flytetunnelmoduler innrettet til å danne tunnelstrekket fra bunnseksjonen på skrå oppad til overflaten,

og det gjennomføres det følgende trinn:

bunnseksjonen (inkludert pontongen) bringes til å flyte på sjøoverflaten, og ytterligere flytetunnelmoduler anordnes eller flytes inntil bunnmodulen, en fra hver side, i en skråstilling tilsvarende flytetunnelens videre forløp fra bunnmodulen mot overflaten, og slik at de ytterligere flytetunnel-modulene respektive flukter med bunn-flytetunnelmodulen,

flytetunnelmodulene monteres sammen til dannelse av en tett sammenkopling,

hvoretter den sammenkoplete enhet av bunnseksjon og de ytterligere flytetunnelmoduler nedsenkes for å tilkoples til ytterligere flytetunnelmoduler som anordnes fluktende inntil endene av enheten, og

de nye enheter av bunnmoduler og de ytterligere antall tilkoplete flytetunnelmoduler senkes ytterligere nedad i sjøen for tilkopling av det nødvendige antall ytterligere flytetunnelmoduler på hver side av bunnmodulen for trinn for trinn å danne den komplette flytetunnel.

De foretrukne utførelsene fremgår av de uselvstendige fremgangsmåtekrav 16-21.

Byggingen avsluttes ved å taue den ferdige flytetunnelstrukturen til installasjonsstedet og montere denne til det øvrige transportnettet for bil eller tog-trafikk, for eksempel til flytebro, bunnfaste broer eller landfester.

Det er en stor fordel med oppfinnelsen at flyteelementene som brukes i byggefasen i form a lektere eller pontonger, også kan utformes slik at de kan anvendes om ballasterbare pontonger i driftsfasen.

I fremgangsmåten kan en alternativt anvende glideforskaling dersom betong er valgt som ønsket konstruksjonsmateriale. Flytende betong og tilhørende armering vil for dette formål erstatte flytetunnelmodulene i beskrivelsen.

Flytetunnelen kan om ønskelig utformes slik at det ikke er behov for stram forankring i driftsfasen for å sikre tilnærmet konstant vertikal posisjon av flytetunnelen. Behov for forankring av flytetunnelen kan imidlertid være fordelaktig ved spesielt lange spenn på flytetunnelen, eller i værharde havstrøk, for å holde den i horisontal posisjon, for eksempel over 2-3 km, og i de tilfeller hvor forankring kan bidra til å redusere konsekvensene av eventuelle skipskollisjoner.

Flytetunnelen kan forankres etter kjente teknikker med liner som er utformet for å bidra til å oppta de dimensjonerende miljøkreftene og sikre horisontal posisjon på flytetunnelen.

Veibanens stigning, krav til seilingsdybde, lengden på tunnelen og lokale miljø-forhold vil være retningsgivende for utformingen av flytetunnelen og dermed også den nedadragende bueformen til flytetunnelen. De indre dimensjonene som omfatter selve kjøretunnelen må følge de krav som myndighetene setter til tunneler, både med hensyn på veibanens stigning, tunnelens bredde og høyde, kjørebanebredde, sikkerhetsavstander, ventilasjon, rømningsveier, mv.

Det er i de fleste land regler for stigningsforholdet som en veibane kan ha i alle typer tunneler. I de fleste tilfeller er det ønskelig med en stigning i størrelsesorden 4-7%, og særlig ikke overstigende 5%. Dette betyr at, med en stigning på 5%, endrer veibanens høyde seg med 5 meter for hver 100 meter veibane i retning mot tunnelåpningene. Ved en seilingsdybde til topp av flytetunnel på 20 meter og med en stigning på 5%, og en flytetunnelåpning som avsluttes 7 meter over havflaten, vil eksempelvis gi en flytetunnel ha en totallengde på ca. 1000 meter mellom de to tunnelåpningene. Dette gir samtidig en seilingsbredde på 300 meter over flytetunnelen der seilingsdybden samtidig er mer enn 15 meter.

Den nederste del av flytetunnelen vil utformes strukturelt i en bueform der kurvaturen på buen fortrinnsvis gis en parabel eller sirkelfasong som går over i en rett line i resten av flytetunnelen basert på det valgte stigningsforholdet til veibanen i flytetunnelen. Dimensjoneringen av bueformen kan gjøres etter kjente teknikker og bestemmes av de krefter i form av strekk og trykk som flytetunnelstrukturen utsettes for både under bygging og under drift. En typisk bueform kan eksempelvis være basert på en sirkel med radius r = 400 meter.

Den nedad ragende bueformen er ifølge oppfinnelsen en integrert og avstivet del av flytetunnelens struktur, og skal bidra til å sikre at den ønskede fasongen på flytetunnelen opprettholdes under drift. Spesielt er det viktig at seilingsdybde og seilingsbredde for skip opprettholdes for å unngå kollisjoner med flytetunnelen.

Flytetunnelens oppdrift i driftsfasen kan ifølge oppfinnelsen justeres ved bruk av et antall ballasterbare pontonger som kan fylles enten med fast ballast eller vann ballast, for å kunne gi enten positiv (oppad) oppdrift eller negativ (nedad) netto oppdrift. Flytetunnelen med sitt store indre luftvolum for transportbaner, som bilveier, har i utgangspunktet positiv oppdrift.

Fortrinnsvis innfestes en andel av de ballasterbare pontongene i flytetunnelens bunn, fortrinnsvis i eller nær den bueformede bunnen av flytetunnelen og samtidig tilføres nok ballast, både fast og vann ballast. Disse bunnpontongene kan ballasteres etter ønske. Under driftsfasen ansees det fordelaktig at oppdriften i denne del av tunnelen blir negativ og dermed trekker flytetunnelens nederste del i ønsket grad nedover samtidig som det er positiv oppdrift på de pontonger som ligger mot flytetunnelens to utløp, og dermed gir et forhåndsberegnet og ønsket strekk i flytetunnelens lengderetning. Fortrinnsvis påmonteres flytetunnelen i tillegg et antall ballasterbare endepontonger i retning mot flytetunnelens utløp for å sikre at oppdriften til flytetunnelen blir justert slik at kreftene og spenningene i flytetunnelen blir som beregnet. Dette kan oppnås ved at pontongene utformes og ballasteres etter behov for negativ eller positiv oppdrift i hele eller deler av flytetunnelen.

Mengde av ballast og dermed oppdrift i pontonger vil kunne beregnes etter kjente teknikker, og vil være avhengig av lokale miljøforhold, dimensjoner på tunnel og valg av eventuelle forankringssystemer.

Den beregnede fasongen på flytetunnelen kan under driftsfasen opprettholdes ved hjelp av de ballasterbare pontongene, slik at en får en gunstig fordeling av kreftene i flytetunnelens struktur. Det er videre ansees gunstig at fordelingen av kreftene i flytetunnelen er preget av positive oppdriftskrefter i retning mot flytetunnelens to utløp og negative oppdriftskrefter i flytetunnelens midtre og nedre del. Dette vil gi et oversiktlig kraftbilde i flytetunnelens struktur som kan beregnes og vil gi en forutsigbar utforming av hele flytetunnelen.

De ytterste endepontongene kan med fordel utformes slik at de kan ballasteres aktivt under installasjon av flytetunnelen for å lette den påfølgende oppkob-lingen av flytetunnelen til resten av transport- og veinettet.

I tillegg kan fasongen og vannlinjearealet til endepontongene utformes slik at konsekvensen i dybdevariasjon på grunn av varierende trafikk blir minimalisert. Dette kan oppnås med å tilpasse det beregnede vannlinjearealet på disse endepontongene til grensene på dybdevariasjon som en ønsker å sette. Et stort vannlinjeareal på endepontongene gir liten dybdevariasjon, mens et lite vannlinjeareal vil gi større dybdevariasjon, ved varierende trafikk. Vannlinjearalet til endepontongene må imidlertid tilpasses det faktum at stort vannliljeareal pådrar seg større bølgekrefter enn samme oppdriftsvolum med mindre vannlinjeareal.

Flytetunnellen ifølge oppfinnelsen kan utformes og opereres slik at det ikke er nødvendig med stiv forankring til havbunnen. Det kan imidlertid være ønskelig å sikre posisjonen av flytetunnelen i horisontalplanet. I områder med sterke hav-strømmer og utsatt havmiljø. Dette kan oppnås med forankring etter kjente teknikker.

Selv om flytetunnelen kan bygges i betong, ansees det som en fordel at flytetunnelen ifølge oppfinnelsen utføres i stål siden flytetunnelen kan utsettes for store strekk-krefter under drift og bygging. Moderne korrosjonsbeskyttelse etter kjente teknikker som maling, påtrykt spenning og offeranoder kan sikre langt levetid for en flytetunnel i stål, gjerne over 100 år.

Det er også fordelaktig at en flytetunnel i stål utføres med dobbel hud, hvor mellomrommet fylles med vannballast som tidvis kan pumpes ut etter kjente teknikker for å gi adgang til mellomrommet for inspeksjon. Flytetunnelens ytterhud og innerhud kan dermed gis en glatt overflate som er lett å inspisere utenfra eller innenfra, samtidig som de strukturelle stiverne til flytetunnelen kan plasseres inne i mellomrommet mellom ytterhuden og innerhuden, etter samme prinsipp som for konstruksjonen for skrog til tankskip.

En annen fordel med dobbel hud er at mellomrommene kan inndeles som ballasttanker for vann, slik at selve flytetunnelen også kan tilføres vannballast i forskjellige tanker etter samme prinsipp som på store tankskip, slik at strukturelle spenninger i flytetunnelen i driftsfasen blir minst mulig, noe som fører til øket levetid.

Samtidig bygges pontongene fortrinnsvis i betong. Dette skyldes at pontongene i liten grad utsettes for strekk-krefter, samtidig som det er behov for store mengder fast ballast som stein, jernmalm eller lignende i tillegg til behovet for finjustering av oppdriften med bruk av vannballast.

Flytetunnelens vertikale profil på tvers av veibanen inne i tunnelen kan gis forskjellige utforminger avhengig av flytetunnelens dypgående, hydrostatisk trykk, strømningsforhold og trafikk-kapasitet. På vedlagte figurer er det vist en firkantet fasong med avrundede hjørner. Denne fasongen ansees gunstig dersom flytetunnelen lages på et skipsverft, vil ha et dypgående som mindre enn ca 30 meter og en ønsker å anvende bruke skipstekniske byggemetoder. Ved et større dypgående med større hydrostatisk trykk, så vil en mer sirkelfasong på flytetunnelen være gunstig.

Dersom en av forskjellige grunner velger å anvende betong som byggemateriale for flytetunnelen, så er det i mindre grad hensiktsmessig med bruk av dobbel hud. En flytetunnel i betong kan i større grad dimensjoneres til å oppta større energier fra skipskollisjoner. Bruk av betong som byggemateriale vil i tillegg kreve spennarmering i flytetunnelens lengderetning, som beregnes etter kjente teknikker.

Anordningen ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere i den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de medfølgende figurer, hvori: Figur 1 viser en langsgående snitt delvis i riss av flytetunnelen ifølge en utførelse av oppfinnelsen, og hvor et skip er i ferd med å passere den på tvers. Figur 2 viser et vertikalsnitt gjennom en foretrukket utførelse av en seksjon av flytetunnelen, montert i en ballasterbar krybbe form av en nedsenkbar lekter eller flottør og innrettet til å utgjøre den dypest flytende seksjonen av flytetunnelen mellom de to landfestene. Figurene 3 til 10 viser, som lengdesnitt, de vesentlige trinnene for bygging flytetunnelen, idet monteringen kan skje ved ulike typer monteringsteknikker.

Således viser figurene 4-viser hvordan flytetunnelmodulene i tur og orden midlertidig montert på en ballasterbar pontong flytes frem til montering for å sammenkoples til en ferdig flytetunnel som vises på figur 1.

Figurene 6 til 8 viser en prinsippskisse hvor modulene monteres med kran, dvs. figuren viser dette med en kran på hver side av den sentrale bunnseksjonen for å løfte flytetunnel-modulene og senke dem ned på plass.

Derav viser figur 8 prinsippskisse i lengderetningen av veibanen for fremgangsmåte i sluttfasen ved bygging av flytetunnel ifølge oppfinnelsen.

Figurene 9 og 10 viser prinsippskisse i lengderetningen av veibanen for fremgangsmåte for bygging av flytetunnel ved bruk av glideforskalt betong.

Av disse figurene skal man for øvrig særlig nevne:

Figur 3B viser tilsvarende som figur 2, et vertikalsnitt på et flytetunnelelement som er plassert og innmontert til et flyteelement i form av en lekter eller pontong. Figurene 11 og 12 viser samtlige sammenstilte flytetunnel-elementer etter sammenkobling av en flytetunnel ifølge oppfinnelsen, og ferdig nedsenket slik at et skip kan passere over flytetunnelens undervannsdel.

Innledningsvis refereres det til figur 1 som viser en ferdig montert flytetunnel ifølge oppfinnelsen.

Flytetunnelen 10 er innrettet til å spenne over en fjord, et sund eller en elv 12, heretter kun benevnt en fjord 12, og forløpe ned under vannlinjen 17 og danner en undervannsdel slik at skip 16 kan passere uhindret på tvers over flytetunnelen 10.

Flytetunnelen er tilknyttet og understøttes av et antall ballasterbare pontonger henover spennet fra hver ende av flytetunnelen, slik det vil framgå av det etterfølgende.

Sett fra landsidene kan flytetunnelen 10 innledningsvis starte fra to landfester 24a hhv 24b på hver side av fjorden 12. Den starter som en skråstilt rørtunnel fra et første sett ytterpontonger 20a hhv 20b i vannlinjen og tilstøtende til nevnte landfester og videre fram til en bunnpontong under vannlinjen 40 tilknyttet den rørtunnel-seksjonen 50 som er beliggende lavest i sjøen 11. De to koblingspunktene 24a,b kan også være mot en videre forløpende flytebro på begge sider, eller mot en flytebro på den ene side og et direkte landfeste på den andre.

I eller tilstøtende til bunnseksjonen 50 forløper rørtunnelen 10 fra skrått nedad-gående og over et skrått oppadgående forløp, idet overgangen mellom disse kan omfatte en kortere horisontal eller svakt buet seksjon av rørtunnelen og dermed kjørebanen. Konstruksjonen av denne bunnpontongen 40 som er innfestet i rørtunnelseksjonen 50 skal forklares nærmere i forbindelse med figur 2.

Mellom bunnpontongen 40 og ytterpontongene 20 a,b kan flytetunnelen med veibanen understøttes av en eller flere mellom-pontonger 30. Disse kan omfatte et tårn 32 som rager opp i luften over vannlinjen 17 og kan benyttes både til å ha et lyssignal for å markere posisjonen til flytetunnelen 10 for passerende skip, og for eventuelt å ventilere ut eksosgasser fra tunnelen, og pumpe inn friskluft.

En, flere eller alle pontongene 20, 30 og 40 kan om ønskelig aktivt ballasteres for å justere flytetunnelens 10 totale oppdrift, og ivareta dens stabilitet under skiftende værforhold og ulike strøm- og tidevannsforhold i sjøen. Det ansees imidlertid fordelaktig at flytetunnelen dimensjoneres til å være uavhengig av aktive ballasteringsoperasjoner under drift. Dette er fullt mulig og kan beregnes etter kjente teknikker, slik at mengden ballast, både fast ballast og vannballast i hver pontong er fastsatt og ferdiggjort ved driftsoppstart av flytetunnelen. Ved årlige vedlikehold kan det bli behov for justeringer av ballastmengde, noe som enklest gjøres ved å variere mengde vannballast.

Flytetunnelen kan etter kjente teknikker dimensjoneres for varierende vektbelastninger som skyldes varierende trafikkmengder. Tilsvarende metoder anvendes på eksempelvis hengebroer. Både en flytetunnel og en flytebro vil bli dimensjonert til å ha en viss strukturell fleksibilitet slik at den naturlig kan ta trafikkvariasjoner. Dersom det forventes store variasjoner i trafikkmengde kan tilsvarende variasjoner i flytetunnelens dypgående reduseres ved å utforme pontongene med øket vannlinjeareal. Det er velkjent at stort vannlinjeareal gir små variasjoner av dypgående ved større vertikale lastvariasjoner. Bruk av øket vannlinjeareal på pontongene må i imidlertid avveies mot økede krefter fra havstrømmene.

Pontongene kan valgfritt fortøyes mot sjøbunnen 19 ved hjelp av forankrings-liner og hensikten med dette er å sikre flytetunnelens posisjon i horisontalplanet. Bruken av slike ankerliner avhenger av dominerende vær- og strøm-retninger i sjøen/fjorden.

Figur 2a viser et tverrsnitt av pontongen 40 og en rørtunnelseksjon 50 som etter kjente teknikker er innfestet i pontongen 40, mens figur 2b viser den samme konstruksjonen i et perspektiv. Flytetunnelen er som vist konstruert med en dobbelthud vist ved ytter- og innervegger 50a hhv 50b. Veggene 50a hhv 50b er adskilt ved hjelp av velkjente og her ikke nærmere beskrevne stag og avstivingsplater.

Pontongen 40 kan være utformet som en stort sett hul firkantet og langstrakt kasse. På langs av pontongen 40 er det på hver side montert en langstrakt smalere kasse 42a hhv 42b slik at konstruksjonen danner en U-formet krybbe hvori rørtunnelseksjonen 50 hviler og er innfestet og forankret ved hjelp av støttestag 56,58. Innvendig i rørtunnelseksjon 50 er det vist to kjørebaner 52 hhv 54 samt kjøretøyer 55 for illustrasjon av anvendelsen.

Pontongen 40, sidekassene 42a,b og kjørebaneseksjonen 50 danner hver for seg lukkede volum som gi en betydelig oppdrift til konstruksjonen. Uten ballast ville konstruksjonen bidra til at flytetunnelen kunne flyte opp. Derfor er hele eller deler av pontongens innvendige volumer fylt med passende mengde fast bal-lastmasse så som stein- eller betongmasser og lignende, slik at flytetunnelen i denne nederste delen får en fortrinnsvis negativ oppdrift og holdes passende nedtrukket i korrekt og forhåndsberegnet posisjon.

Pontongen 50 og hele broens posisjon kan også eventuelt justeres ved at deler av pontongens 40 hulrom i tillegg til fast ballast etter ønske også fylles helt eller delvis med vann,. Konstruksjonens oppdrift kan også reguleres ved å pumpe inn luft fra rørtunnel-løpet, dvs. erstatte en del av vannet i pontongtankene 40,42a,42b, ved hjelp av ikke viste pumper, slanger og rørsystemer.

Figurene 3 til 8 viser en fremgangsmåte til montering av en flytetunnel ifølge oppfinnelsen.

Basisen for montasjen er bunnpontongen med den tilkoplete rørtunnelsek-sjonen vist på figur 2, hvilke to deler fortrinnsvis utgjør en enhet for permanent montering som den nederste seksjonen i flytetunnelen.

I utgangspunktet bringes enheten pontongen 40 og flytetunnelseksjonen 50 til å flyte i overflatestilling som vist på figur 3a og 3b. Flytetunnelseksjonen 50 er vist dannende en bueform og stikker utenfor pontongens i hver ende vist ved tallene 11 a, 11b.

De neste moduler 12 hhv 12' av flytetunnelen fra hver side skal nå koples sammen med bunnseksjonen 50 slik det vises på figur 4 og 5, idet disse er montert oppå en monteringspontong 13 hhv 13'. Modulene 12 hhv 12' er begge plassert på skrå slik at de danner en stigningsvinkel hhv a2med horison-talen, hvilke vinkler samsvarer med flytetunnelens totale stigningsvinkel opp på begge sider av bunnpontongen 40.

Fra hver sin side flytes (figur 4) disse nye modulene 12 hhv 12' inn mot endene II a, 11 b av basistunnelseksjonen 11 slik at åpningene til 11 a-12' og 11 b-12 respektive flukter med hverandre. Endene settes inntil hverandre som vist på figur 5 og sammenføyes ved sveising eller andre velkjente sammenkoplings-metoder.

Ved justering av ballasten i form av vannballast og/eller fast ballast, kan bunnpontongen 40 heves tilstrekkelig i sjøen til at monteringspontongene 13 flytes til side og nye moduler 12 klar for sammenkobling (figur 6) lastes opp på monteringspontong-dekket 13,14 som så føres tilbake slik at flytetunnelmodulene igjen flukter med hverandre, og sammenkoples. Under hvert av disse opera-sjonstrinnene, ballasteres bunnpontongen etter kjente teknikker for å oppnå nødvending heving og senking, og derved tilpasning til den modul som flytes inntil. Elementene merket med 13 og 13' er byggelektere 13 eller endepontonger (4) De tilpassede endepontonger kan om ønskelig også brukes i selve driftsfasen, etter at de er brukt i byggefasen for å håndtere kobling av flytetunnel-elementer

På figur 7 er det vist støttestrukturer 14 og 14' for flytetunnelmodulene 12, 12' og som er plassert oppå dekket av byggelekteren 13, som kan fungere som en bedding ved sammenmontering flytetunnelmodulene, som samtidig bidrar til å gi den ønskede vinkel på flytetunnelen. I tillegg til å ballastere bunnpontongen 40, kan man bruke støttestrukturer av ulik høyde for slik at modulene direkte fra riktig høydenivå og med korrekt vinkel kan tilkoples de allerede ferdigmonterte flytetunnelstrukturene.

På figur 8 er montasjen til hver side for bunnpontongen kommet fram til det punktet hvor flytetunnelen sammensatt av modulene 12" understøttes av en mellom-pontong 30, dvs. en på hver side. Figur 8 antyder tårnet 32 som rager opp i luften over vannlinjen 17 som vist på figur 1.

De viste pontgongelementene kan også på samme måte brukes i de tilfeller hvor flytetunnelen fremstilles i betong ved glideforskaling. Da kan glidefor-skalingselementene, som vist på figur 9 og 10, være montert oppå dekket av de ballasterbare pontongene eller byggelekterne 13' hhv 13. Støttestrukturene 14' hhv 14 som glideforskalingselementet 15' hviler på med en korrekt innstilt vinkel i forhold til flytetunnelens hovedskrå-stilling, er igjen montert oppå toppflaten pontongen 13', 13.

Etter hvert som støpningen av flytetunnelen skrider frem, senkes bunnpontongen 40 ned i sjøen ved ballastering ved at pontongen etter kjente teknikker tilføres ballastvann og/eller fast ballast. Ca midtveis i ferdigstøpningen inn-koples mellompontongen 30 med tårnet 32, og tilslutt har man kommet fram til endepunktet ved pontongen 16 hvorfra flytetunnelen fortsetter som en vanlig åpen flytebro mot land på hver side, eller direkte som et veianlegg inn på land.

Claims (21)

1. Konstruksjon av flytetunnell (10) med innvendige kjørebaner for transport, innrettet til å passere et sund eller en fjord under vannflaten for å mulig-gjøre overflate-skipspassasje, og hvilken flytetunnell forløper fra sjøoverflaten på skrå nedad i sjøen til et laveste nivå for så å vende oppad i sjøen til overflaten,karakterisert vedflytetunnelens vertikale posisjonen og oppdrift i vannet reguleres av et antall til flytetunnelkonstruksjonen tilknyttede pontonger (20,30, 40) hvor minst en av pontongene er innrettet for kontinuerlig ballastering for å gi flytetunnelen (10) korrekt oppdrift.

2. Konstruksjon i samsvar med krav 1,karakterisert vedat den ene av pontongene definerer en bunnpontong (40) som er tilkoplet en bunnseksjon (50) av flytetunnelen.

3. Konstruksjon i samsvar med krav 2,karakterisert vedat bunnpontongen (40) utgjør en integrert del av flytetunnel-bunnseksjonen (50).

4. Konstruksjon i samsvar med krav 2-3,karakterisert vedat flytetunnel-bunnseksjonen (50) hviler på og er montert til toppflaten (41) av bunnpontongen (40).

5. Konstruksjon i samsvar med krav 2-4,karakterisert vedat flytetunnelmodulene er anordnet på dekket til byggelekter (13) via en støttestrukturer 14 og 14' som har en overside-skråvinkel til å gi flytetunnelen dens ønskede stigningsvinkel.

6. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at bunnpontongen (40) omfatter oppadragende boksformete hulseksjoner (42a,42b) en på hver kantside av bunnpontongen (40), og som sammen med bunnpontongens (40) toppflate danner en U-formet krybbe hvori flytetunnel-bunnseksjonen (50) er hviler og er forankret til nevnte toppflate (41).

7. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at (40) bunnpontongen og hulseksjonene definerer sammen et felles ballasterbart volum som omfatter permanent passiv fast ballast samt er innrettet til å aktivt å ballasteres med vann/luft.

8. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at bunnpontongen og hulseksjonene utgjør separate seksjoner, hvor bunnpontongen omfatter den permanente passive faste ballast mens hulseksjonene er innrettet til å aktivt å ballasteres med vann/luft.

9. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at flytetunnel-bunnmodulen (50) definerer et overgangsområdet med en gitt oppad stigningsvinkel til de på hver side beliggende oppad til overflaten forløpende flytetunnelmoduler.

10. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at flytetunnel-bunnmodulen (50) danner en kontinuerlig bueform med nevnte oppad stigningsvinkel, eller dens midtre del danner en horisontal kjøre-bane som en overgangsdel.

11. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at de flytetunnelstrekk som forløper oppad fra på hver side av bunnmodulen (40,50) omfatter hver minst én tilknyttet ekstra ballasterbar pontong (20,30).

12. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisert vedat hver ekstra pontong omfatter et tårn 32 som rager over vannlinjen 17, og omfatter signalanlegg for å markere posisjonen til flytetunnelen for passerende skip, og/eller utrustning for å ventilere ut eksosgasser fra tunnelen, og pumpe inn friskluft.

13. Konstruksjon i samsvar med et av de foregående krav,karakterisertved at pontongene omfatter utrustning som under ballastering kan pumpe luft inn i tankene fra det luftfylte tunnelløpet i flytetunnelen.

14. Konstruksjon i samsvar med krav 1,karakterisert vedat flytetunnelen er forankert til havbunnen med liner (15) for å sikre dens posisjon, særlig i horisontalnivå.

15. Fremgangsmåte til montering av flytetunnellkonstruksjon som omfatter innvendige kjørebaner (52,54) for transport, til å spenne over et sund eller en fjord (12) under vannflaten (17) for å muliggjøre overflate-skipspassasje (100), og hvilken flytetunnell bringes til å forløpe fra sjøoverflaten på skrå nedad i sjøen til et laveste nivå for så å vende oppad i sjøen til overflaten, hvor flyte-tunnellkonstruksjonen dannes av et antall individuelle flytetunnel-moduler,karakterisert vedat det frembringes en flytetunnel-seksjon (50) montert til toppflaten av en ballasterbar pontong (40), hvilken flytetunnel-seksjon (50) utgjør flytetunnelens lavest flytende bunnseksjon (50,40) i sjøen, det frembringes et antall ytterligere flytetunnelmoduler (12,12') innrettet til å danne tunnelstrekket fra bunnseksjonen på skrå oppad til overflaten, og det gjennomføres det følgende trinn: bunnseksjonen (50,40) (inkludert pontongen) bringes til å flyte på sjø-overflaten, og ytterligere flytetunnelmoduler (12,12') anordnes eller flytes inntil bunnmodulen (40), en fra hver side, i en skråstilling tilsvarende flytetunnelens videre forløp fra bunnmodulen (40,50) mot overflaten, og slik at de ytterligere flytetunnel-modulene (12,12') respektive flukter med bunn-flytetunnelmodulen (50), flytetunnelmodulene (50 hhv 12) monteres sammen til dannelse av en tett sammenkopling, hvoretter den sammenkoplete enhet av bunnseksjon (40,50) og de ytterligere flytetunnelmoduler (12,12') nedsenkes for å tilkoples til ytterligere flytetunnelmoduler som anordnes fluktende inntil endene av enheten (40,50, 12), og de nye enheter av bunnmoduler (40,50) og de ytterligere antall tilkoplete flytetunnelmoduler (12,12') senkes ytterligere nedad i sjøen for tilkopling av det nødvendige antall ytterligere flytetunnelmoduler (12,12') på hver side av bunnmodulen (40,50) for trinn for trinn å danne den komplette flytetunnel.

16. Fremgangsmåte i samsvar med krav 15,karakterisert vedat hver modul (12) anordnes permanent eller midlertidig på en pontong som flytes i sjøen fram til monteringsposisjon.

17. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 15-16,karakterisert vedat modulene løftes frem til monteringsposisjon på hver side ved hjelp av kran.

18. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene krav 15-17,karakterisertved at hver ende av flytetunnelmodul holdes hele tiden over vann ved hjelp av ballasterbare pontonger, forut for montering av den neste modul i rekken.

19. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 15-18,karakterisert vedat endene av flytetunnelmodulene holdes over vann idet de ytterligere flytetunnelmoduler (12,12') flytes frem for montering hvilende på en ballasterbar pontong (13,13'), hvilken pontong (13) frakoples etter montering.

20. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 15-19,karakterisert vedat det innmonteres en flytetunnelmodul (12,12'), eksempelvis cirka midtveis mellom den dypest beliggende bunnseksjon (40,50) og overflaten, omfattende en permanent tilkoplet en ballasterbar pontong (13) som omfatter et tårn 32 ragende over vannlinjen 17, og omfatter signalanlegg for å markere posisjonen til flytetunnelen for passerende skip, og/eller utrustning for å ventilere ut eksosgasser f ra tunnelen, og pumpe inn friskluft.

21. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 15-19,karakterisert vedat det anvendes moduler med konstruksjon som angitt i ett eller flere av patentkravene 1 -14.