Analytical study of long floating pontoon bridges subject to tidal variations

Statens vegvesen jobber med å bygge en ferjefri forbindelse mellom Kristiansand og Trondheim. En av de mest utfordrende fjordkryssingene er Bjørnafjorden. Fire forskjellige løsninger har blitt presentert; tre buede- og en rett bro. I denne oppgaven sammenlignes to forskjellige brodesign ved hjelp av Matlab, med hovedfokus på momentfordelinger og nedbøyninger under tidevannsvariasjoner. En tredje, enkel generisk bro, undersøkes for å validere resultatene mot en SAP2000-modell. Flytende pontongbroer er en effektiv måte å krysse områder med dyp havbunn og dårlige grunnforhold. Imidlertid, i motsetning til konvensjonell brodesign, er en flytebro i større grad utsatt for belastning fra tidevann, fordi de ikke er forankret vertikalt. Fullstendige beregninger og design av en flytebro er ekstremt kompleks. Dynamiske belastninger, opplagerbetingelser, egenvekt og egenfrekvens analyse, må vurderes for å beregne det optimale brodesignet numerisk. Avanserte programmer basert på matematiske modeller blir benyttet til å utføre disse beregningene. Disse modellene må videreutvikles for å imøtekomme kravene til lengre flytebroer, ifølge Statens vegvesen. Denne oppgaven benytter en analytisk tilnærming, ved hjelp av trigonometriske funksjoner. Dette kutter ned ressursene som kreves ved beregning av krefter og deformasjoner i forskjellige brodesign som er påkjent tidevannsvariasjoner. Det er funnet at lange flytende pontongbroer er mindre utsatt for tidevannsvariasjoner enn korte. De ytterste pongtongene får større tvangskrefter og nedbøyninger. Resultatene viser at ved å endre referanse på tidevannshøyden, kan det maksimale momentet reduseres betydelig, uten å gå på bekostning av brukervennligheten.