Forbundsbroen

Forbundsbroen
Confederation Bridge fra New Brunswick
brug	kun motorkøretøjer
Kryds af	Northumberland Road
placere	Prince Edward Island / New Brunswick
konstruktion	Voute cantilever bro
samlet længde	12,88 kilometer
bredde	11 meter
Længste spændvidde	250 meter
højde	60 meter (maks.)
Højde	5,50 meter
køretøjer pr. dag	4000
byggeomkostninger	omkring 1 mia. CAD
start af byggeriet	7. oktober 1993
færdiggørelse	Forår 1997
åbning	31. maj 1997
planlægger	Jean Muller + Stantec
afgift	afgift
Beliggenhed
Koordinater	46 ° 12 '22 "  N , 63 ° 45 '6"  W Koordinater: 46 ° 12 '22 "  N , 63 ° 45' 6"  W.46.206111111111 -63.751666666667
Situationskort
Forbundsbroens placering

Den Confederation Bridge ( fransk Pont de la Confédération ) er en bro åbnede i 1997 i den smalleste del af Northumberland Road (Abegweit Passage) i det østlige Canada . Det forbinder Canadas mindste provins, Prince Edward Island , med fastlandsprovinsen New Brunswick . Navnet Confederation Bridge henviser til Charlottetown-konferencen i 1864 i Charlottetown , provinshovedstaden på Prince Edward Island, som lagde grundlaget for det canadiske forbund . Indtil broen blev afsluttet i 1997, var der en færgeforbindelse over Abegweit Passage . Den kassedragerbro med en længde på 12,88 km, den længste bro i Canada og en af de længste i verden . Det anses for at være en af ​​de vigtigste brostrukturer i verden. På grund af de ugunstige klimatiske forhold blev de fleste af broens dele præfabrikeret på land, trukket til deres position med et kranskib og samlet der. Byggeomkostningerne var ca. 1 mia. Canadiske dollars .

Beliggenhed

Den tofelts betalingsbro forbinder Cape Tormentine i New Brunswick på det canadiske fastland med Port Borden på Prince Edward Island. Broen er en del af Trans-Canada Highway . Kommer fra New Brunswick, bliver New Brunswick Route 16 Prince Edward Island Route 1 midt på broen . Confederation Bridge er ikke kun den længste bro i Canada, men også den længste bro i verden, der spænder over en frysende vandmasse. Northumberland Road er op til 35 meter dyb ved broens punkt.

Confederation Bridge kaldes generelt "The Bridge" af beboerne på Prince Edward Island. Under planlægnings- og anlægsfasen og inden det officielle navn blev valgt i 2006, blev det også omtalt som "Fixed Link".

historie

De første forbindelser til fastlandet

I februar 1775 arrangerede den første britiske guvernør, Walter Patterson, nogle øboere til at transportere post over den frosne pakkeis i Northumberland-strædet. Beboerne brugte kanoer til de isfrie mellemstykker. Denne rute mellem Wood Island (i dag St. John's Island) på den sydøstlige spids af Prince Edward Island til Pictou på Nova Scotia havde bevist sig og er derfor den første dokumenterede forbindelse. I de følgende år blev denne rute brugt sporadisk af små sejlbåde; i vintermånederne måtte de dog omhyggeligt skubbes over de iskolde overflader. Fanger fik undertiden til opgave at gøre dette.

Forfatningsmæssig forpligtelse

Prince Edward Island sluttede sig først til det canadiske forbund indtil 1. juli 1873 , seks år senere end den nærliggende provins New Brunswick. Den canadiske føderale regering har forpligtet sig til at sikre en permanent forbindelse mellem øen og jernbanenettet for den interkoloniale jernbane på fastlandet om sommeren og vinteren . Prince Edward Island-vilkårene for Union , som er en del af den canadiske forfatning , siger :

Færgeforbindelse 1915–1997

Kortet over den daværende Prince Edward Island Railway viser færgeforbindelserne til øen

For at overholde denne aftale måtte der oprettes en færgeforbindelse over Northumberland Road. Færger forbandt Charlottetown og Georgetown med Pictou i Nova Scotia og Summerside med Shediac i New Brunswick. Den mest frekvente rute var imidlertid den over Abegweit-passagen. Da de dampskibe, der oprindeligt blev brugt der, var understyrket, kunne de kun fungere uregelmæssigt om vinteren. En prisnedsættelse blev endda givet for dette, da kaptajnen var afhængig af hjælp fra passagererne. Nogle gange sidder skibene fast i isen i flere dage. Denne utilfredsstillende situation førte til, at der blev oprettet en ny jernbanefærge mellem de nye havne i Port Borden - opkaldt efter politikeren Robert Borden - og Cape Tormentine i 1910'erne .

Prince Edward Island færgen , 1914

Regeringens forpligtelse i 1912 resulterede i åbningen af ​​en mere effektiv færgeservice tre år senere. Derudover købte den føderale regering den private jernbaneforbindelse mellem Sackville og Cape Tormentine og afgav samtidig en ordre på en isbryder jernbane færge. Det første skib, der hedder Prince Edward Island , opererede på den gamle dampskibsrute og var i tjeneste fra 1915 til 1968. I de første to år lå ansvaret for færgetjenesten hos de canadiske regeringsjernbaner (1917-1918); senere gik hun til Canadian National Railway (1918-1977). I 1977 udløste datterselskabet CN Marine, som blev Marine Atlantic i 1986.

Følgende skibe - skibene markeret med (E) er isbrydere  - fortsatte færgeservicen på denne rute:

Forslag og folkeafstemning

Forslag til en såkaldt "Fixed Link", dvs. en fast forbindelse mellem Prince Edward Island og det canadiske fastland, blev fremsat så tidligt som i 1870'erne. Den daværende løjtnant guvernør af Prince Edward Island, George William Howlan , talsmand for opførelsen af et undersøisk jernbanetunnel under Northumberland strædet . Han så i den faste forbindelse af øen muligheden for at stimulere de gamle brancher og etablere nye og sætte dem på niveau med resten af ​​provinserne. Til dette formål sendte han i marts 1891 en delegation til det daværende ansvarlige britiske parlament . Ideen blev glemt efter hans død i 1901.

Det var først i 1950'erne og 1960'erne, at ideen om en permanent forbindelse til Prince Edward Island blev taget op igen. I 1957 opstod forslaget om at opføre en sø over Northumberland-strædet. En 300 meter lang fordybning i dæmningen til skibsfart ville være blevet overvundet med en bro. Planen blev afvist som for farlig af sikkerhedsmæssige årsager. I 1962 og 1965 blev planen taget op igen. På det tidspunkt forventede et omkostningsestimat for en kombination af tunnel, levee og bro omkostninger på 148 millioner dollars. Adgangsveje og jernbaneforbindelser blev derefter bygget. Imidlertid blev projektet ikke længere forfulgt fra 1969 og frem, da det var for dyrt, da videnskabelige eksperter havde kæmpet for vedligeholdelse af færgeforbindelsen.

I midten af ​​1980'erne rejste forretningsfolk i Nova Scotia idéen om "Fixed Link" igen på eget initiativ. De bestilte gennemførlighedsundersøgelser og fik afhørt offentligheden. Som et resultat udløste dette en debat om øen og førte til en folkeafstemning den 18. januar 1988 , hvor 59,4 procent af øens indbyggere var for en permanent forbindelse - selvom det stadig var helt uklart, hvilken form dette ville tage. Modstandere af en fast forbindelse advarede om miljøskader fra et sådant projekt. Derudover var der tvivl om, hvorvidt projektet kunne styres økonomisk. Modstandere sagde, at forbindelsen var en turistforanstaltning til fordel for fastlandet; der er frygt for, at øen vil blive udnyttet af forretningsfolk uden for øen, såvel som negative virkninger for landbruget og beskæftigelsesfrekvensen.

Brobygningsevalueringer

Med folkeafstemningen i 1988 blev planerne for et brobygningsprojekt mere konkret. Mellem 1988 og maj 1992 blev tre forslag fra forskellige bygherrer til broer undersøgt. På grund af projektets størrelse gennemførte den føderale regering en miljøkonsekvensvurdering for hvert forslag . Den første blev offentliggjort i august 1990 og forudsagde uacceptable risici for økosystemet og landbrugets mikroklima. Hovedårsagen til dette var forsinkelsen i bevægelsen af havisen, der dannede sig i Northumberland- strædet om vinteren . Undersøgelsen af ​​et revideret forslag førte endelig til aftaler før kontrakt med Strait Crossing Development Inc. i slutningen af ​​1992.

Brokonstruktion 1993–1997

Byggeriet af broen begyndte den 7. oktober 1993 med opførelsen af ​​hjælpebroer på begge bredder og opførelsen af ​​et stort præfabrikeret anlæg nær Borden og et mindre på fastlandsiden. Alle bro komponenter til haunched , encellede forspændt beton - beton kasse bro blev bygget på land, på 192,5 m lang udliggerkonsoller og næsten 60 m lang Einhängeträgern samles og opbevares, indtil den er indarbejdet i disse præfabrikerede planter. Opførelsen af ​​Confederation Bridge adskiller sig således markant fra den for andre broer, der blev bygget ved hjælp af cantilever-metoden.

Et andet system blev installeret omkring tre kilometer vest for Cape Tormentin nær Bayfield for at fremstille broens kystkomponenter. De store broelementer som brobryggerne, udkrageren og ophængsbjælkerne blev bygget i Amherst Head. De enkelte brokomponenter blev fremstillet fra 1994 til sommeren 1996; deres samling varede fra efteråret 1994 til slutningen af ​​1996.

Den Betty-L opmudringsfartøj gravet pitten for søjlerne og udlignede havbunden. Fra det havgående skib Buzzard blev entreprenørbeton pumpet ind i byggegropen, der fyldte mellemrummet mellem grundfjeldet og undersiden af ​​søjlebasen. I spidsbelastningstider var der op til 42 både på byggepladsen. Den 2. juni 1995 blev brorampen bygget på Prince Edward Island-siden.

Alle præfabrikerede broelementer blev transporteret af Amherst Head med den flydende kran HLV Svanen fra kysten til installationsstedet i sundet og placeret ved hjælp af GPS- enheder med en nøjagtighed på 2 centimeter. I alt 183 præfabrikerede massive broelementer blev transporteret til byggepladsen. Hovedbjælkerne vejede hver op til 7.500 tons og er 192,5 meter lange. Bærekapaciteten for specialskibet Svanen blev øget til 8.700 tons specielt til opførelsen af ​​Confederation Bridge; skibet ankom den 13. juli 1995 i farvandet på Prince Edward Island.

Den 7. august blev den første søjle i Svanen installeret, og den 11. oktober 1996 blev hele brodækket afsluttet. Broen fik sit officielle navn den 27. september 1996 fra en liste med omkring 2.200 forslag fra befolkningen. Den sidste bremseskive blev installeret den 19. november 1996 kl. 23.30. I højden af ​​byggefasen arbejdede op til 2079 arbejdere på broen og 415 ansatte på projektet; i alt over 5000 mennesker var involveret. I foråret 1997 blev det sidste arbejde på indkørslerne og betalingsstationen afsluttet.

Udsigt fra New Brunswick

Siden åbningen

Den officielle åbning fandt sted den 31. maj 1997. Den første trafik rullede over broen fra kl. Fejringen, som blev overværet af skibe fra den canadiske kystvagt , skonnerten Bluenose II og Snowbirds aerobatiske hold, blev sendt direkte af CBC . Den officielle åbning blev forud for en brokørsel samme dag, hvor over 20.000 mennesker deltog.

Med åbningen af ​​Confederation Bridge er overfarten over Northumberland-strædet blevet forkortet fra 45 minutter med færge til omkring ti minutter. Dette påvirkede de forskellige økonomiske sektorer på øen markant. Antallet af turister steg fra 740.000 i 1996 til 1,2 millioner i 1997. I de følgende år udlignede antallet til omkring 900.000 besøgende om året. Da øen blev tilgængelig via broen, faldt antallet af overnatninger imidlertid, da dagsture til øen er blevet mere bekvemme.

Derudover muliggør vejforbindelsen til fastlandet kontinuerlig godstrafik, som har indflydelse på eksporten af ​​landbrugsprodukter. Især produktionen af ​​kartofler er steget kraftigt siden da. For at imødekomme efterspørgslen er der indført nye industrielle fremstillingsmetoder i landbruget. Færdige produkter som pommes frites og kartoffelchips eksporteres også fra Prince Edward Island . Eksporten af fisk og skaldyr er også steget siden da.

Med åbningen af ​​broen begyndte en ændring i detailhandlen . Tidligere var store indkøbscentre i de maritime provinser forbeholdt de større byer. Siden 1997 findes filialer af kæderne Wal-Mart , Future Shop, Staples eller The Home Depot på øen . Dermed forsvandt et antal mindre butikker.

Siden 2007 har Prince Edward Islands nummerplade haft Confederation Bridge som et motiv. Fra 16. til 18. juni 2017 blev der afholdt en brofestival for at fejre 20-årsdagen for broforbindelsen.

Bygge- og operatørkontrakt

I oktober 1993 blev BOT- kontrakten ( Build, Operate, Transfer ), der bestod af flere individuelle kontrakter , indgået, hvor Strait Crossing Development Inc. (SCDI) forpligtede sig til at planlægge, bygge og finansiere broen efter færdiggørelse Operere i 35 år og derefter leveres til Canadas regering i aftaleforhold. Canadiske, franske og hollandske virksomheder var involveret i SCDI. SCDI bestilte Strait Crossing Joint Venture (SCJV) , som består af de samme partnere, til at udføre byggearbejdet og Strait Crossing Bridge Ltd. (SCBL) med den senere betjening af broen. Det statsejede Strait Crossing Finance Inc. blev grundlagt for at finansiere projektet og placerede obligationer på kapitalmarkedet .

Der er ingen pålidelige oplysninger om projektets omkostninger. SCBL citerer de samlede omkostninger ved broen på 1 mia. CAD (canadiske dollars) på broens websted uden at specificere beløbet. Det kan antages, at det ud over de rene byggeomkostninger også omfattede omkostninger til langsigtet projektudvikling, planlægning, planoversigt, byggepladsudstyr, konstruktionstilsyn, forsikring og værdipapirer osv. Samt miljømæssige ledelsesplan implementeret under byggeriet. Det kan dog antages, at de rene byggeomkostninger blev beregnet til 730 millioner CAD, da kontrakten blev underskrevet, da regeringens SCDI ud over den sædvanlige præstationsobligation som sikkerhed for færdiggørelsen af ​​broen gav en yderligere sikkerhed mod mulig omkostningsoverskridelser, der udgør 10% af de anslåede, skulle levere byggeomkostninger eller 73 millioner CAD. Dette refererer imidlertid kun til de beregnede omkostninger vist i kontrakten; en erklæring om de faktiske omkostninger, der er afholdt indtil afslutningen, kan ikke udledes herfra.

Til gengæld for broen og driften af ​​broen modtager SCDI ikke kun lånebetalingerne fra Strait Crossing Finance Inc., men også bompengeindtægterne, der fra tid til anden justeres for inflation. Derudover blev der aftalt et årligt tilskud til Strait Crossing Finance Inc. mellem SCDI og den canadiske føderale regering , som løbende justeres på baggrund af værdien på 41,9 millioner CAD i 1992 i henhold til udviklingen i omkostningerne ved leveindeks og fra maj 1997 i de følgende 35 år betales. Beløbet svarede til de omkostninger, regeringen betalte for at betjene færgen. I tilfælde af at broen ikke var afsluttet i maj 1997, var SCDI forpligtet til at fortsætte færgetjenesten for egen regning.

De samlede omkostninger ved projektet inklusive vedligeholdelses- og returomkostninger samt alle renter, tilbagebetalinger og andre finansieringsomkostninger kan først bestemmes i 2032, efter at den 35-årige driftsperiode er udløbet; først da kan der afgives en endelig redegørelse for det fortjeneste eller tab, der genereres af projektet.

beskrivelse

Arkitektur og konstruktionsteknologi

Bromole med en konisk base til at bryde isflak

Model af de vigtigste dele af broen i den centrale del af Confederation Bridge

Den samlede 12 meter brede bro er opdelt i tre hoveddele: en stigende brorampe på hver af bredderne og en hovedbro imellem. Længden af ​​den sydvestlige indkørsel på New Brunswick-siden er 1,32 kilometer og fører med i alt 14 brobroer over den lille ø Jourimain Island. Den østlige indkørsel af Prince Edward Island er kun 0,57 kilometer lang og består af syv søjler. Markrammerne på broramperne er i gennemsnit 93 meter. Søjlerne på ramperne strækker sig mellem 3,0 og 5,1 meter under vandoverfladen. Den 10,99 kilometer lange hovedbro understøttes af 44 søjler med en centerafstand på 250 meter. Brobroerne består af fire hovedkomponenter: et fundament til forankring i havbunden, en tilstødende grundsøjle, hvorpå en anden søjle hviler på en stærkt konisk base til nedbrydning af isflager og øverst en 100-ton leje til hovedbjælkerne den udkragning på begge sider. I enderne af hovedbjælkerne er der stålmembraner som anlæg til de 60 meter lange ophængsbjælker, der forbinder hovedbjælkerne med hinanden. Fundamenterne har forskellige former og størrelser og er mellem 30 og 39,8 meter (Pier 26) under havoverfladen. Fundamentets søjler har en diameter på 22 meter i bunden og er ligesom søjlerne ovenpå støbt i ét stykke. Den koniske bund af søjlerne anvendes til at skubbe de flager af drivis opad om vinteren, således at de kan brydes lettere ved de skarpe kanter af søjler.

Forbundsbroen hæver sig let til midten og falder derefter lidt igen, da den har åbninger i midten til forsendelse. Deres klare højde over havets overflade er maksimalt 60 meter. Den har en sving til venstre i nordøstlig retning, som var planlagt til at modvirke den alvorlige monotoni og dermed risikoen for at falde i søvn ved rattet.

Højden midt på broen til skibsfart kan ses i sideprofilen

Broen blev designet af den franske broingeniør Jean Muller (1925-2005) og det Edmonton- baserede firma Stantec . På grund af sin geografiske placering havde den nogle specielle krav til at opfylde. Et af disse krav var at designe broen på en sådan måde, at de isfloer, der dannes om vinteren, fortsætter gennem broen så uhindret som muligt. Til dette formål blev der foretaget en computersimulering, der blev fodret med ægte data. Derudover observerede og registrerede planlæggerne isfladerne fra helikopteren. På den ene side blev broen designet på en sådan måde, at den kan modstå et tryk fra isflakerne på op til 3000 tons. På den anden side bør søjlerne, der fungerer som en rive , ikke forhindre isflagerne i at passere igennem. Hvis broen forsinkede isens smeltning, ville dette have negative klimatiske og økonomiske konsekvenser. Den Ice Klimatologi division for Miljø Canada i Ottawa beregnet for den oprindeligt planlagte bro, at regression af isens overflade på Northumberland Strædet i ekstreme tilfælde kan blive forsinket med to uger. SCJV besluttede derfor at øge afstanden mellem søjlerne fra 175 til 250 meter. I værste fald ville forsinkelsen vare to dage og statistisk kun forekomme en gang hvert 100 år.

Broen har modtaget en række nationale og amerikanske priser for sit design, herunder to priser fra American Concrete Institute i 1998 og Bridge Award fra Engineers 'Society of Western Pennsylvania i 1999 og Fédération Internationale de la Précontrainte- prisen for fremragende strukturer i 1998 .

Materialer og tekniske data

Betonen, der blev brugt i Confederation Bridge, blev specielt udviklet til denne bro

De ekstreme klimatiske forhold på Northumberlandstrasse stillede specielle krav til betonen . Den diffusionskoefficient af den udviklede specielt til dette projekt bro materiale er efter målinger mindre end 4,8 × 10 ^-13  m / s, hvilket gør det 10 til 30 gange lavere end i konventionelle betonblandinger. I alt 478.000 m³ af denne specielle beton blev brugt på Forbundsbroen. Egenskaberne ved den specielle beton inkluderer et betydeligt højere niveau for beskyttelse mod korrosion . Omfattende test på betonblandingen viste blandt andet særlig modstandsdygtighed over for frost- og optøningsperioder og udtalt termisk diffusivitet i tilfælde af sulfat og chlorid . På grund af den anvendte beton er broens levetid omtrent dobbelt så høj som konventionelle broer i 100 år.

I alt 58.500 tons armeringsstål og 13.960 ton forspændte kabler, der var 12.690 kilometer lange, blev brugt til hele strukturen . I alt 277.100 m³ jord blev udgravet til brobryggerne .

Sikkerhedsforanstaltninger

Set fra siden

Forbundsbroens 11 meter brede kørebane har en 3,75 meter bred bane og en 1,8 meter bred hård skulder i hver kørselsretning . Da stærk vind kan opstå, er den maksimale hastighed for alle køretøjer 80 km / t. Omkørsel er strengt forbudt på broen. Vejoverfladen består af en særligt holdbar bituminøs overflade, der i høj grad reducerer ophobningen af ​​spray fra vejtrafikken i regnvejrsdage. Over 7000 afløb sikrer også, at kørebanen drænes. Broruten er lukket på begge kanter af 1,1 meter høje betonvægge. Selvom de delvis skjuler udsigten til havet for passagerer i personbiler , beskytter de mod luftturbulens, der ofte opstår 40 til 60 meter over havets overflade. Så snart vinschen når hastigheder på 20, 40 eller 60 km / t, reduceres den tilladte hastighed med 20 km / t. Hertil kommer, at fra vindhastigheder på 70 km / t falder køretøjernes frihøjde, der er specificeret af skærmkortene, fra 5,50 m til 2,20 m. Brug af broen forhindres fuldstændigt, hvis vinden er endnu stærkere.

Resultattavle på indkørslen

Broen overvåges døgnet rundt ved hjælp af 22 videoovervågningskameraer. Derudover har Confederation Bridge en uafbrydelig strømforsyning til trafikstyringssystemet, der består af trafiklys , et alarmsystem og nødtelefoner, der er opsat med intervaller på 750 meter. Der er også en vejrstation på broen, der måler vindhastighed og retning, luft- og vejtemperatur, fugtighed og dugpunkt. Et digitalt trafikskilt informerer føreren om alle sikkerhedsrelevante punkter.

Derudover er der særlige bestemmelser for køretøjer med overskydende bredde. Godstransport skal registrere farligt gods på forhånd.

afgift

Bompenge opkræves kun, når man krydser broen fra Prince Edward Island til fastlandet. Derfor er der kun en betalingsstation på nordsiden af ​​broen. Det skyldige beløb for en bil i 2021 var CAD 48,50 (2017: CAD 46,50; 2009: CAD 42,50). Fodgængere og cyklister har ikke lov til at krydse broen; der er dog en afgift, der opkræves. Dens omkostninger er CAD 4,50 for folk og CAD 9,25 for cyklister (2021). For busser og lastbiler, der kører regelmæssigt, kan vejafgiften automatisk opkræves via en transponder .

litteratur

Arkitektur, teknologi og bygningshistorie

• Copthorne Macdonald: Bridging the Strait: The Story of the Confederation Bridge Project . Dundurn Press, Toronto 1997, ISBN 978-1-55002-281-0 .
• Harry Thurston: Building the Bridge to PEI Nimbus Publishing, 1998, ISBN 978-1-55109-260-7 .
• Jean Didier Hachi: Bridging Islands: The Impact of Fixed Links . Acorn Press Canada, 2007, ISBN 978-1-894838-24-5 .
• Pierre-C Aïtcin: Højtydende beton . Taylor & Francis, 1998, ISBN 978-0-419-19270-1 .
• Donald Langmead: Encyclopedia of Architectural and Engineering Feats . ABC-CLIO, 2001, ISBN 978-1-57607-112-0 , s. 81/82.
• Leonardo Fernández Troyano: Bridge Engineering: A Global Perspective . Ice Publishing, 2003, ISBN 978-0-7277-3215-6 , s. 427-429.

Tværfagligt

• Godfrey Baldacchino: Bridging Islands . Acorn Press, Charlottetown 2007, ISBN 1-894838-24-6 .

Weblinks

• Hjemmeside for Confederation Bridge (Engl.)
• Forbundsbroen. I: Structurae
• Confederation Bridge erstatter færgen til PEI CBC Digital Archives
• Confederation Bridge: Wind Engineering Study (PDF; 49 kB)
• Brian Bergman: PEI's faste link åbner ( engelsk, fransk ) I: The Canadian Encyclopedia .

Individuelle beviser