Sintef har kjørt omfattende hydrodynamiske tester av pontonger til flytebru over Bjørnafjorden til ny ferjefri E39. Beslutning om konsept blir snart tatt. Løsningen kan bli en brukonstruksjon verden aldri før har sett – og verdens lengste flytebru.
Selv om Stortinget ennå ikke har gjort sitt formelle vedtak om å bygge bru over Bjørnafjorden, er Statens vegvesen i full gang med å teste ut ulike teknologiske løsninger.
Opprinnelig var det tre konsepter: hengebru montert på flytere, tradisjonell flytebru og en rørbru under vann. Rørbrua var den første som ble offisielt senket, og den er ikke lenger kandidat.
På vårparten i år startet Sintef Ocean hydrodynamiske tester i basseng med modeller av pontonger til hengebru, og to varianter av tradisjonell flytebru.
– De forsøkene bekreftet at alle løsningene fungerer, dermed kunne vi velge ut fra pris og det bidro til beslutningen om å legge bort alternativet med hengebru, sier Mathias Eidem i Statens Vegvesen. Eidem er ansvarlig for fjordkryssingene i E39-prosjektet.
- Landets nest største hengebru: Monteres som et byggesett med deler fra hele verden
Aktuelt med løsning fra oljenæringen
Hengebrua med to tårn, og to gigantiske pontonger på størrelse med en fotballbane til å bære tårnene, er likevel ikke helt senket. Eidem sier at en slik løsning fortsatt er aktuell for kryssing av Halsafjorden og Sulafjorden. Flyterne til hengebrua skulle bli forankret med strekkstag til bunnen.
%255B1490%255D.jpg)
Denne løsningen er hentet fra oljenæringen og er aldri tidligere benyttet til en brukonstruksjon. Heidrun og Snorre A-plattformene i Nordsjøen er slike konstruksjoner, kalt TLP, tension leg platform.
Nå gjenstår to varianter av tradisjonell flytebru. I tillegg må det bygges en skråstagbru nær land, eller for å være helt korrekt: En halv skråstagsbru, for å slippe skipstrafikk gjennom. Det ene alternativet er en sideforankret flytebru med en svak bue. Forankringen er forspent, og vil ta opp sideveis krefter allerede ved små bevegelser.
Den andre er kun forankret i hver ende. En slik bru vil bli bygget i en kontinuerlig bue, uten ledd eller koplinger mellom elementer. De to gjenstående alternativene var opprinnelig planlagt med anslagsvis 20 flytere, eller pontonger. I løpet av sommeren har Vegvesenet besluttet at avstanden mellom pontongene skal reduseres fra 200 til 100 meter, dermed blir det behov for rundt 40 flytere.
– Vi har optimalisert flyterne, ved å doble antallet blir hver flyter mindre og lettere så det øker ikke kostnadene. Samtidig gjør flere pontonger det mulig å bruke mindre og lettere bjelker i brubanen, sier Eidem.
- Ferjefri E39: Vil bygge flytebru som et gigantisk sykkelkjede
Tester på Sintef
– Rådgiverne og Vegvesenet har brukt numeriske beregninger og kommet frem til hvordan pontongene vil oppføre seg. Vår jobb har vært å bygge modellene, kjøre testene og skaffe til veie eksperimentelle data til å bekrefte det som er beregnet, sier forskingssjef Henning Braaten på Sintef Ocean.
De to pontongene til hengebrua er laget i skala 1:45, mens de to pontongene til de to andre flytebruene er 1:30.
Laboratoriet på Tyholt i Trondheim kan produsere nær sagt alle ønskede bølge- og strømformasjoner. Vegvesenet har gjort målinger av bølger, strømmer og vind i Bjørnafjorden. Fra Sintef har de bestilt tester innen det spekteret av bølger og strømmer som kan forventes. Modellpontongene er utstyrt med akselerometer, med sensor som måler bevegelse og en sensor som måler hvilke krefter som virker på pontongene.
Todelt testing
Testene er delt i to. Først gjøres en bølgetest der modellen holdes i ro, mens ordinære bølger strømmer forbi. Deretter kjøres en test der modellene påføres tvungne bevegelser. Vannet som da trekkes med gir en tilleggsmasse til flyternes egen masse. Denne tilleggsmassen er frekvensavhengig.
Neste steg er mer komplisert, da blir flyterne utsatt for irregulære bølger, en sammensatt tilstand der de blir utsatt for bølger med forskjellige bølgelengder fra flere retninger.
Hver test foregår kun gjennom tre minutter, men så må det går 15 minutter før vannet i bassenget er helt stille, før en ny test settes i gang. Til sammen blir det et stort antall tester for de fire modellpontongene.
- Ubåtteknologi: Skal bidra til å finne optimal bruløsning på ferjefri E39
Med eller uten brem
Den ene av pontongene til flytebru er utstyrt med en brem. Den har to funksjoner, for det første gir den en hydrodynamisk tilleggsmasse fordi den drar med seg vann når pontongen beveger seg, i tillegg gir den en viskøs demping.
Vegvesenet har ennå ikke avgjort om pontongene skal lages med eller uten brem.
– Vi vet ennå ikke hvor stor nytte de har satt opp mot kostnadene ved å bruke brem, sier Eidem.
- Krever 12 millioner tilbake fra rådgivende ingeniører: Mener de anbefalte feil grunnarbeid
Korte bølger gir utfordringer
Forsøkene byr Sintef-forskerne på enkelte utfordringer. En av dem er at bølgene i Bjørnafjorden er svært korte.
– Vi er vant til å jobbe med offshoreinstallasjoner. Der er det helt andre strømmer og bølger enn i Bjørnafjorden. Bølgene er veldig korte i forhold til hva vi vanligvis jobber med, det gjør det krevende, forteller seniorforsker Hagbart Alsos.
Å feste modellene viste seg også å bli en utfordring, Sintef måtte til slutt bygge en helt ny testrigg for flyterne til Vegvesenet.
Selv om hele konstruksjonen skal stå i sjøvann gjennomfører Sintef testingen i ferskvann. Den eneste forskjellen som kan ha betydning er at tettheten er annerledes, det kompenseres i modelleringen.
Til Teknisk Ukeblad forteller Kjersti Dunham, leder for ferjefri E39, at hele strekningen Stord – Os nå ser ut til å komme på 35 milliarder kroner, av dette er cirka halvparten kostnader knyttet til bru. Hovedmålet nå er å få ned kostnadene, og Dunham sier at hun håper å redusere dette med mer enn ti prosent.
- Etter 3000 timer er den sjøsatt: Martin bygget sin egen ubåt i garasjen
- Ulrikke har brutt igjennom: 635 dager etter at tunnelboremaskinen startet
