TANA BRU ISLASTER BESKRIVELSE AV ISLASTER. SIDE 1 av _01 01

Transkript

1 SIDE 1 av 22 TANA BRU ISLASTER TIL KONKURRANSEGRUNNLAG MB KW MB UTGITT FOR KONTROLL MB SF/KW REV. DATO BESKRIVELSE AV. KONTR. GODKJ. ORIGINATOR CLIENT: DOCUMENT TITLE: COMP. BESKRIVELSE AV ISLASTER ORIGINATOR: CTR No.: DFO _01 01 Contract No.: RE Project No.: 2280_027 DOCUMENT NUMBER: REV. P:\RE_TRD\Prosjekt\15\2280_027_Tana_bru\1_Rapport\ _rev01_ docx

2 ISLAST TANA BRU PAGE: 2 of 22 INNHOLD 1 INTRODUKSJON DIMENSJONERINGSGRUNNLAG Isgangen i Tanaelva Vannstander ved islast Virkninger av brua på vannstanden Istykkelse Størrelse på isflak Vindforhold ISKREFTER Knuselast Støtkrefter Statisk last Lokale istrykk Abrasjon REFERANSER VEDLEGG A NVE BESKRIVELSE AV ISGANGEN I TANAELVA B INTERVJUER MED LOKALE IFM UTSJOKI BRU C LASTBEREGNINGER D UTSJOKI BRU - VANNSTAND

3 ISLAST TANA BRU PAGE: 3 of 22 SAMMENDRAG Isbelastninger på ny Tana bru er beskrevet i dette dokumentet. Dimensjonerende is-tykkelse er valgt til h = 1m basert på NVE is-rapporter og lokale observasjoner. Utformingen av tårnet på ny Tana bru er ikke ideelt i forhold til den betydelige isgangen i Tanaelva. I dette arbeidet er ikke ny utforming foreslått. Islastene på tårnbeina er begrenset av knusing av et isdekke mot en tilnærmet vertikal tårnfot. Det er antatt at is ikke kiler seg fast mellom tårnbeina slik at last kan regnes på hvert tårnbein isolert. Dimensjonerende knuselast på oppstrøms tårnbein er 5,8 MN og på nedstrøms tårnbein 3,2 MN. Denne lasten kan virke både i strømretning og normalt på strømretningen. Det anbefales basert på hydrologiske observasjoner at de dimensjonerende islastene kombineres med 100 års flomnivå. Høyere flomnivå (200 år) vil kunne observeres i sammenheng med isgang. Dette vil mest sannsynlig foregå senere på vinteren med lavere isstyrke. Tverrsnittet av tårnbeina slik de er beskrevet må kontrolleres for lokale istrykk. Øvre grense for lokale trykkverdier er 4 MPa. Det anbefales at hjørner rundes av på tverrsnitt som er berørt av isgangen, dvs konstruksjonsdeler som ligger lavere enn 200 års flomnivå.

4 ISLAST TANA BRU PAGE: 4 of 22 1 INTRODUKSJON Tanaelva i Finnmark er den elva i Norge med den mest omfattende årlige isgangen. Det er ikke bygd mange konstruksjoner i Tanaelva som belastes direkte av isgangen. Arbeidet med Utsjoki bru (Samelandsbrua) er derfor brukt som referanse i denne rapporten. Der det er naturlig at lastbildet er konsistent mellom ny Tana bru og Samelandsbrua, er dette forsøkt ivaretatt. Dette dokumentet inneholder beskrivelse av belastningene fra drivende is på ny Tana bru (Fig. 1) i Finnmark fylke. Konseptet slik det foreligger er ikke optimalt i forhold til isgangen og de lastene den kan gi. Det er ikke gjort strukturberegninger eller forsøk på å endre fundamenteringsløsningen i dette arbeidet. Figur 1. Ny Tana bru (tegn K100).

5 ISLAST TANA BRU PAGE: 5 of 22 2 DIMENSJONERINGSGRUNNLAG 2.1 ISGANGEN I TANAELVA Isgangen i Tanaelva er et velkjent fenomen og er beskrevet spesielt av Norges vassdrags og energi direktorat (NVE) basert på systematiske observasjoner og historiske data. Dette er oppsummert i Vedlegg 1. Det beskrives at de høyeste vannstandene i sammenheng med isgang skyldes sen isgang. Det beskrives også at 200 års flomnivå må forventes å inntreffe oftere i områder der isdammer kan etablere seg. Fra prosjekteringen av eksisterende Tana bru i Fig. 2 ser vi at nivå for isgang er definert vesentlig lavere enn dagens estimerte flomnivåer. De mest kritiske lastene fra knusing av is opptrer ved tidlig isgang, da isen har høyere styrke på vinteren enn om isgangen skjer sent på våren. Den nye brua er mer utsatt for isgangen enn eksisterende bru. Likevel mener vi det er tilstrekkelig å kombinere 100 års flomnivå med de islastene som beskrevet her. Dette bør også benyttes for byggeperioden. Figur 2. Eksisterende Tana bru og flomnivåer. 2.2 VANNSTANDER VED ISLAST Ved normalvannstand vil tårnet stå på tørt land mens ved de ulike flomsituasjonene vil vannet stå som antydet i Fig. 3. og i Tabell 1. Data er hentet fra NVE flomberegninger. Tabell 1. Vannstand ved Tana bru /2/ RP (år) Vannstand (kote) strømhastighet (m/s) 10 10, , , ,8

6 ISLAST TANA BRU PAGE: 6 of 22 Figur 3. Vannstand ved akse 3 (fra tegn K600). Det er videre sannsynlig at tårnet må stå en isgang uten last fra resten av brua. Stabiliteten av tårnet vil da være ulik den situasjonen en har for ferdig bru. Situasjonen må kontrolleres og kan være dimensjonerende for tårnet. Isganger kan hake seg opp på mange slags hindringer. Typiske stoppesteder er grunne og breie tverrsnitt med holmer, steiner eller sandbanker. Andre nesten årvisse steder er oppstrøms av rolige strekninger med lav strømhastighet der isen legger seg tidlig og danner sterke isbruer. Strekninger som isganger vanligvis passerer lett gjennom, er enten dype partier eller bratte stryk. Ved brustedet (Fig. 4) har det etter det vi vet ikke stoppet noen isgang. Ved Seidadasuolu nedstrøms har det stoppet isganger. I noen tilfeller har disse isoppstuvingene fått en utstrekning opp til nytt brusted. Det er rimelig å anta at dette er en hendelse som må påregnes flere ganger i bruas levetid. De islastene som det dimensjoneres for, må derfor ta høyde for en situasjon med en isdam opp til over nytt brusted. Brusted Figur 4. Tana bru med brustedet anmerket med rød linje, pilene antyder strømretning.

7 ISLAST TANA BRU PAGE: 7 of VIRKNINGER AV BRUA PÅ VANNSTANDEN Generelt må det vurderes om plassering av tårn i elveløpet vil endre elveløpets utforming etter at brua er bygget. Med tårnet plassert som planlagt er det ikke rimelig å anta at dette vil påvirke isgangen vesentlig. Som beskrevet i Vedlegg 1 vil isgangen kunne forekomme fra høyeste flomnivå på våren og inntil omlag en uke etter høyeste flomnivå. Som vist i Fig. 5 vil ikke tårnet være berørt av normalvannstand. Ved vårflom vil tårnet bli utsatt for strømkrefter. Ved isgang vil is kunne stoppe på banken der tårnet står, først pga friksjon mot bunnen og tilslutt på grunn av kontakt med tårnet (Fig. 5). Iskraften vil i dette tilfelle være begrenset da det meste av energi tas opp i massene på banken der tårnet står. Det en imidlertid må kontrollere er økt strømhastighet, og dermed erosjon i hovedløpet av elva. Dette gjelder særlig i yttersving som anvist i Fig. 6. Vurdering av mulig endring av erosjonsmønster på grunn av isgangen, og indirekte på grunn av tårnetsplassering, er ikke vurdert videre her. Dette bør vurderes i de hydrologiske analysene. Tverrsnitt - brusted Tårn Normal vannstand Vårflom økt strømhastighet is Flom og isgang Figur 5. Vannstand og virkninger av brua ved isgang.

8 ISLAST TANA BRU PAGE: 8 of 22 Mulig økt erosjon Tårnfot Is Figur 6. Ansamling av is foran tårnfot. 2.4 ISTYKKELSE Istykkelser kan beregnes med frostmengder hentet fra Ref. /4/ og deretter med ligning fra Ref. /5/. Resultater er vist i Tabell 1. Fra lokale observasjoner, samt fra ismålinger fra NVE rapporteres det om ulik tykkelse i stille loner (h = 1m) og strømmende vann (h = 0,50-0,60m). Overskjøvet is kan bli tykkere enn det frostmengden skulle tilsi. De teoretiske verdiene i Tabell 2 tar ikke høyde for snø på isen, noe som vil redusere istykkelsen. I det videre arbeidet antas en dimensjonerende istykkelse på h = 1 m. Dette er konsistent med dimensjonerende istykkelse for Samelandsbrua. Eventuelle effekter av klimaendringer er ikke tatt høyde for her. Tabell 2. Frostmengder og istykkelse i Tana. RP (år) Frostmengde (hc) h (m) , , , , STØRRELSE PÅ ISFLAK Systematiske rapporteringer av størrelsen på isflakene som går med isgangen i Tanaelva har ikke vært tilgjengelig. De største flakene går først og de glir gjerne pent ut på stigende

9 ISLAST TANA BRU PAGE: 9 of 22 vannstand etter en god landråk er oppstått (Vedlegg 2). Deretter kommer isen fra lenger oppstrøms brukket i mindre flak. Denne isen kommer gjerne støtvis ved at isdammer oppstår og brytes. Det største flaket som kan komme er om isen oppstrøms brustedet løsner i ett samlet flak. Bredden på dette kan være B = 210 m og lengden typisk L = 500 m (Fig. 8). Et eksempel på denne situasjonen fra Yuokon River (Alaska) er vist i Fig. 7. Av is som kommer fra lenger oppstrøms antar vi at denne isen er brutt i mindre flak. Den maksimale lengde og bredde på flakene som kommer ned til brustedet vil være noe begrenset av elvas kurver oppstrøms. Det er også viktig å merke seg at isveksten foregår på relativt lav vannstand. Grunne områder vil naturlig også begrense flakstørrelsen som kan komme. Vi antar at all is som passerer de sterke strykene ved Storfoss 25 km oppstrøms brustedet er knust. Basert på studier av området oppstrøms brustedet og lokale observasjoner (Vedlegg 2), anvendes en dimensjonerende flakstørrelse på flak i fri drift på B = 50 m og L = 40 m. Figur 7. Knusing av det største flaket som har løsnet ved vårløsning i Yuokon river, Alaska, USA.

10 ISLAST TANA BRU PAGE: 10 of 22 Brusted Figur 8. Største mulige flak 2.6 VINDFORHOLD I denne sammenhengen vurderes vind i forhold til effekten vind kan gi på isdekkets drift. Relevant for dette er vind fra sør og 10 minutters middelvind 10 meter over bakkenivå. Raskere vindkast vil ikke påvirke det tunge isdekke av betydning. Vindhastigheter og returperioder er gitt i Tabell 3 og er hentet fra Ref. /7/. Tabell 3. Vindhastigheter fra sør 10 minutters middelvind, 10 meter over bakkenivå /7/. RP (år) U_10 (m/s) 10 18, , ,5

11 ISLAST TANA BRU PAGE: 11 of 22 3 ISKREFTER Is-formasjoner med tilstrekkelig med drivende krefter vil belaste konstruksjoner de kommer i kontakt med. I denne sammenheng blir konstruksjonens bredde betegnet D og is-tykkelsen h som vist i Fig. 9. Figur 9. Prinsipielle defininsjoner for isbelastning på en vertikal konstruksjon /8/. En vanlig utforming av pilarer i elver med is er som skiver i strømretningen, noen ganger med skrå oppstrømskant for å brekke isen. En slik løsning er mest egnet der isens driftsretning er rimelig stabil. I en sving vil ikke disse forutsetningene være tilstede. Ismasser som samler seg ved tårnfoten og oppstrøms vil kunne påvirke driftsmønsteret for isen. Selve tårnfoten kan øke sjansen for ansamlinger av is på banken der tårnet er tenkt plassert. Tårnfoten er tenkt utført som to kvadratiske ståltverrsnitt. Fri åpning mellom tårnbein er 19,9m (Fig. 10). I dette rommet vil en kunne forvente kiling av enkelte blokker. Ved en lysåpning på D_lys > 5 *D = 20 m (Fig. 11) vil en ikke regne islast på begge tårnføtter og lysåpning samlet, men regne islast på hver enkelt tårnfot. Tårnets plassering Figur 10. Tårn akse 3.

12 ISLAST TANA BRU PAGE: 12 of 22 D_lys Figur 11. Oppriss av tårnfot. Basert på den geometrien som foreligger, vil det bli gjort ulike belastningsvurderinger. Disse er: - Knuselast fra det største mulige flaket - Støtkrefter fra mindre drivende flak - Statisk last fra en oppstuving av is mot oppstrøms tårnfot - Lokale istrykk på tårnfot - Abrasjoner og slitasje på grunn av isdrift 3.1 KNUSELAST Knuselast på tårnbeina kan oppstå enten når det største mulige flaket driver ned og treffer tårnbeinet. Alternativt ved at mindre flak driver ned og treffer skrått på tårnbeina. Begge tårnbein må derfor dimensjoneres for knuselast som angriper enten i strømretning eller normalt på strømretningen. Knuselast beregnes iht HB N400 som vist i Vedlegg 3, resultater i Tabell 4. Parameter C = 1800 kpa representerer den isstyrken som er relevant under isgangen på våren i Tanaelva. Høyere verdier for C brukes for is som knuser midtvinters, men anses ikke å være relevant her. Tabell 4. Knuselast F_knusing (MN/m) D1 = 4m (MN) D2 = 2m (MN) 1,44 5,79 3,25 F_knusing Figur 12. Oppriss av tårnfot med knuselast.

13 ISLAST TANA BRU PAGE: 13 of 22 F_knusing Strømretning F_knusing Figur 13. Islaster og mulig angrepsretninger på tårnet Spesielt må det kontrolleres for dynamiske effekter av isknusingen. Den mest utsatte svingemoden for dette er vist i Fig. 14. Resonanseffekter av knusing kan unngås ved at forskyvninger i 100 års flomnivå ikke overstiger 100 mm pga. knuselasten alene. Figur 14. Svingemode 2, f 2 = 0,81 Hz, T 2 = 1,2 sek. Det må nevnes at en alternativ geometri med skrå flater i betong (konisk) vil kunne redusere knuselastene omlag 40 %, samt at sannsynligheten for dynamiske effekter fra knusing også da reduseres.

14 ISLAST TANA BRU PAGE: 14 of STØTKREFTER Støtkraften på tårnbeina er avhengig av flakenes størrelse og hastighet. Den påførte kraften beregnes iht. Newtons 2. lov som F m i dv dt (1) Der m i er flakets masse og dv/dt er flakets negative akselerasjon under sammenstøtet. Om vi antar at flaket stopper i løpet av ett sekund, dt = 1 sek, vil den påførte kraften bli 7,6 MN fra et flak på B = 50m og L = 40 m. Som linjelast tilsvarer dette 1,9 MN/m, noe som er 36 % høyere enn knusekapasiteten. Isflaket vil ikke klare å motstå denne støtlasten og vil gå til knusing i kontaktsonen. Kraften fra støtet kan derfor antas å være begrenset av knuselasten som beskrevet over. 3.3 STATISK LAST Med statisk last forstås den kraft som et flak i ro kan utøve mot tårnbeina. Lasten forårsakes av drag krefter fra vannstrømmen i elva, samt fra vinddrag. Skjærspenning fra vann på undersiden av flaket med størrelse A beregnes som 2 v vcdv (2) v Og fra vinden på overflaten som a a 2 ava C (3) Der v er hastighet, parameter er mediets densitet, C d og C a er drag koeffisienter for henholdsvis vann og luft. I beregningen antas C d = 0,004 og C a = 0,002. Luftens densitet er = 1,25 kg/m3 og vannets densitet er = 1000 kg/m3. Vannets hastighet regnes som hastigheten ved 200 års flom v v = 4 m/s og vindens hastighet v a hentes fra Tabell 3. Kraften på dekke beregnes som: F ( A (3) d a v ) Den totale drivende kraften som påvirker isdekket om det stopper opp og støtter seg mot tårnbeinet er 20 MN. Pr meter bredde tilsvarer dette 4,98 MN/m. Denne kraften er større enn det isdekket greier å motstå for knusing. Dermed vil isdekket knuse før kraften på 20 MN oppstår. Dette er en situasjon som er meget sjelden i norske elver da det vanligvis ikke er nok drivende krefter tilgjengelig til å oppnå ren knuselast mot brupilarer.

15 ISLAST TANA BRU PAGE: 15 of LOKALE ISTRYKK Det er foreslått ett åpent ståltverrsnitt som vist i Fig. 15 for begge tårnbeina. Det største vil være kvadratisk (oppstrøms) og det bakre beine vil være rektangulært (nedstrøms). Figur 15. Eksempel på lokale trykk på tårnbeina. For dimensjonering av stiverarrangementet i tverrsnittet kan en bruke uttrykket fra Ref. /1/: F L a w (4) For verdien a kan istykkelsen h = 1m brukes og for verdien w brukes avstand mellom stivere som vist i Fig. 16. Øvre grense for lokalt trykk er p L = 4 MPa. Trykket regnes som p L = F L /(w*a). w Figur 16. Eksempel på lokale trykk på tårnbeina. 3.5 ABRASJON Det vil potensielt kunne knuse is mot tårnbeina på Tana bru noen uker årlig. Litteraturen er sparsom i beskrivelsen av hvordan stålkonstruksjoner kan slites ved isknusing. Hjørner er generelt utsatt og anbefales avrundet 25 mm på den delen av tårnet som kan utsettes for isknusing.

16 ISLAST TANA BRU PAGE: 16 of 22

17 ISLAST TANA BRU PAGE: 17 of 22 4 REFERANSER /1/ Arctic offshore structures, ISO 19906:2010. /2/ Hydrauliske analyse i forbindelse med bygging av ny bru over Tana, NVE, /3/ Flomsonekart, Delprosjekt Bonakas, Seida og Polmak; Bævre, Larsen og Hoseth, NVE /4/ Håndbok N200, Vegbygging, Statens vegvesen, /5/ Håndbok N400, Bruprosjektering, Statens vegvesen, /6/ SINTEF, 1989, Carstens, T. Islaster på Utsjoki bru, STF60 A /7/ Kjeller vindteknikk, Tana bru vurdering av vindforhold, /8/ Bjerkås, M., 2006, Ice action on offshore structures, PhD Thesis, NTNU.

18 STATENS VEGVESEN DOC. NO.: HB N400 REV./DATE: 04/ ISLASTER APPENDIX VEDLEGG 1 NVE beskrivelse av isgangen i Tanaelva Nedbørsfeltet til Tanavassdraget ligger i et subarktisk område hvor vinteren er karakterisert ved lave temperaturer og lite nedbør. Fra temperaturen faller under frysepunktet om senhøsten til snøsmeltingen starter om våren er det sjeldent lange mildværsperioder i elvas nedbørsfelt. Dette medfører at det dannes tykk, og som regel lite lagdelt, is på elver og innsjøer. Tanavassdraget er langt og hovedelva samt de største sideelvene i øvre del av nedbørsfeltet renner fra sør mot nord. Snøsmelting samt smelting av isen starter derfor lengst opp i vassdraget. Et vanlig scenario er at isen fra øvre deler av elva løsner først. Isen beveger seg nedover og tetter elveløpet på noen steder, først i Karasjohka hvoretter ismassene siden suksessivt forflytter seg nedover langs vassdraget. Forflytningen av ismassene nedover i vassdraget omtales som isgangen. Omfanget på, og tidspunktet for isgangen varierer fra år til år. Isgangen i Tanavassdraget er den klart største i Norge. NVE har i perioden fra 1997 studert isgangsprosessene i vassdraget og kartlagt historiske isganger fra 1858 fram til i dag. Det er stabilt og kaldt vintervær i området og det er som følge av dette svært sjelden vinterisganger som gir andre virkninger enn sammenskyvning av is og bunnerosjon. Vårisgangen skjer ved stigende vannføring og noe før flomtoppen. Undersøkelsene av historiske isganger viser at det er en sammenheng mellom tidspunkt for vårisgangen og størrelsen på oversvømmelser forårsaket av denne. Sene isganger, dvs i perioden slutten av mai til begynnelsen av juni, har gitt størst oversvømmelsesproblemer. Dette skyldes at sene isganger som regel oppstår ved større vannføring enn tidlige isganger. Isdammer etableres som regel på faste steder, og forflytningen av isdammene fra øvre deler av vassdraget og nedover mot utløpet, skjer etter liknende mønster fra år til år. Det er imidlertid mange potensielle steder hvor isdammene kan etableres, og de dannes ikke på de samme steder under hver isgang. Omfanget på isgangen varierer også fra år til år, og det hender flere år at det ikke er noen nevneverdig isgang i vassdraget. Isdammene etableres ved innsnevringer i elveløpet, store sandører/holmer eller oppstrøms elvestrekninger med stilleflytende vatn og tykt stabilt isdekke. De største isdammene bygger seg opp i nedre deler av Storfossen, der is fra ovenforliggende elvestrekning demmes opp mot det stabile isdekket som hvert år dannes langs den stilleflytende og brede elvestrekningen nedenfor Storfossen. Ved mindre isganger på forvinteren samler ofte is fra strekningen oppstrøms Storfossen seg nedenfor Storfossen, hvor den vil fryse sammen med isdekket og kunne danne tykk og lagdelt is. NVE har registrert sammenskjøvne isdekker med tykkelse opp mot 5 meter her midtvinters. I planområdet ved Seida har det ikke vært registrert oversvømmelse som følge av is som truer bebyggelse eller veiforbindelser. Denne vurdering er basert på de senere års observasjoner samt lokalt innhentede opplysninger. Det har et par ganger i siste 50-årsperiode (1961 og 2006) skjedd isoppstuvning som følge av isløsning på senhøsten/vinteren ved Skippagurrastryket ovenfor planområdet og Seidastryket ved Tana Bru. Disse hendelsene har ikke bidratt til dannelse av isdammer med følgende oversvømmelse under vårisgangen.

19 STATENS VEGVESEN DOC. NO.: HB N400 REV./DATE: 04/ ISLASTER APPENDIX Is i Tanaelva ved Tana bru.

20 STATENS VEGVESEN DOC. NO.: HB N400 REV./DATE: 04/ ISLASTER APPENDIX VEDLEGG 2 INTERVJUER

21

22

23 VEDLEGG 3 - BEREGNINGER Revisjon: Tema: Effektiv bredde av tårn akse 3 TANA BRU - ISLASTER v_w := 18.6 Vindhastighet langs elva fra sør (m/s) v_c := 4 Vannstrømshastighet (m/s) års flomhastighet (m/s) F_2 := F_5 := F_10 := Frostmengder for Tana med ulike returperioder, HB N200 (h C), HB N200 F_100 := F_10 h_10 := = Istykkelse 10 år RP (m), HB N F_100 h_100 := = Istykkelse 100 år RP (m), HB N h_dim := 1 Valgt dimensjonerende istykkelse basert på observasjoner (m) D1 := 4 h1 := 1 D1 = Oppstrøms tårnfot (m) D2 := 2 D2 = Nedstrøms tårnfot (m) C_i := 1.8 Indeksverdi for knusestyrke (MPa) Islast fra ren knusing mot tårndeler akse 3 Begge tårn har en avtrapping på henholdsvis 2/95 for oppstrøms og 1/95 for nedstrøms tårn. Denne avtrappingen medfører at bredden på tårnet er noe mindre der isen treffer enn D1 og D2. Både D1 og D2 er derfor redusert 0,1 m i utregning av linjelast ( D1 0.1) Fi_dim_1 C_i h_dim h_dim := = Islast- Dim (MN/m) h_dim h ( D2 0.1) Fi_dim_2 C_i h_dim h_dim := = Islast- Dim (MN/m) h_dim h1 Fi_dim1 := Fi_dim_1 D1 = Global last (MN) - oppstrøms tårnfot (D = 4m) Fi_dim2 := Fi_dim_2 D2 = Global last (MN) - nedstrøms tårnfot (D = 2m)

24 Støtlast fra drivende flak B_f := 50 L_f := 40 Geometri av isflak ρ_i := 950 Densitet på is M_f := B_f L_f h_dim ρ_i 10 3 = Vekt (tonn) v_c a_f := = 4 Akselerasjon (m/s2), Isflak stopper i løpet av 1 sekund etter tref 1 F_imp := M_f a_f 10 3 = 7.6 Støtkraft (MN) F_imp q_imp := = 1.9 Linjelast fra støt (MN/m) D1 Treghetskraften fra et flak av denne størrelsen er større enn det isen klarer å motstå. Det som begrenser støtkraften er altså knuselasten.

25 Statisk last - kontroll av drivende krefter B_b := 160 Elvas bredde på brustedet - normalvannstand (m) B_15 := 250 Elvas bredde 1,5 km oppstrøms brustedet (m) A_d := ( B_b + B_15) = Isdekkets areal som påvirkes av strøm og vind (m2) Cd := Drag koefisient vann-is ρw := 1000 Densitet vann (kg/m3) τ_c := Cd ρw v_c v_c = 64 Skjærspenning fra vannstrøm (N/m2) F_c := τ_c A_d = Drivende kraft fra strøm (N) Ca := Drag koefisient luft-is ρa := 1.25 Densitet luft (kg/m3) τ_w := Ca ρa v_w v_w = Skjærspenning fra vannstrøm (N/m2) F_w := τ_w A_d = Drivende kraft fra vind (N) Total drivende kraft på isdekket som passerer brua F_c + F_w = q_dr := ( F_c + F_w) 10 6 D1 = Pr meter bredde (MN/m) Dette betyr at det er nok drivende krefter til å knuse et isdekke med full tykkelse mot tårnet. Knuselasten vil derfor være begrensende.

26 .

27 STATENS VEGVESEN DOC. NO.: HB N400 REV./DATE: 04/ ISLASTER APPENDIX VEDLEGG 4 UTSJOKI BRU - VANNSTAND Tegningene under viser hvordan islastene på Utsjoiki bru ble applisert ift vannstandsnivå. H_100 69,6 moh F_is H_20 67,8 moh HW 66,7 moh