FR2514451A1 - Fender for cylindrical columns in tidal waters - uses projecting structures to support sliding support points for fender cable - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de défense d'une structure notammentJoff shore contre les impacts d'objets de grandes dimensions, notamment de bateaux
L'invention concerne un dispositif de défense d'une structure notamment off shore contre les impacts d'objets de grandes dimensions, notamment de bateaux. Elle s'applique plus particulièrement à la protection des plates-formes offshore permettant l'exploitation des gisements pétroliers sous-marins. Ces plates-formes sont desservies par des bateaux de tonnage moyen normalement maintenus en position au voisinage de la plate-forme par des lignes d'ancrage, sans prendre appui sur la structure de support de la plate-forme.Cependant, et malgré les consignes réglementaires, les bateaux, habitués à l'accostage le long d'un quai, s'approchent dangereusement des colonnes constituant cette structure et peuvent les heurter sous l'effet de la houle.Device for defending a structure, in particular Joff shore against the impact of large objects, especially boats
The invention relates to a device for defending a structure, in particular offshore, against the impacts of large objects, in particular boats. It applies more particularly to the protection of offshore platforms allowing the exploitation of underwater oil deposits. These platforms are served by medium tonnage boats normally held in position in the vicinity of the platform by anchor lines, without resting on the support structure of the platform. However, despite the instructions regulatory, boats, accustomed to berthing along a quay, come dangerously close to the columns constituting this structure and can strike them under the effect of the swell.
Sur les plates-formes en service, de légers dégâts ont ainsi été constatés sur les colonnes de support en béton précontraint ; les désordres correspondants doivent etre réparés sans délai, car les armatures du béton, mises à nu, s'oxydent rapidement, et la résistance de la structure peut ainsi décroître dangereusement. Les réparations sont difficiles à effectuer, car les zones endommagées sont celles qui sont exposées à la houle, avec un niveau d'eau variable en raison du marnage. On the platforms in service, slight damage was thus noted on the prestressed concrete support columns; the corresponding disorders must be repaired without delay, since the exposed concrete reinforcements oxidize quickly, and the resistance of the structure can thus dangerously decrease. Repairs are difficult to carry out because the damaged areas are those exposed to swell, with a variable water level due to the tidal range.
I1 est donc éminemment souhaitable de prévoir des dispositifs de défense pour encaisser les chocs accidentels des bateaux desservant la plate-forme. It is therefore eminently desirable to provide defense devices to absorb accidental shocks from boats serving the platform.
Ces dispositifs ne peuvent que s'appuyer sur la structure de la plate-forme car, en raison de la profondeur d'eau, il serait très onéreux de prendre un appui sur le sol sous-marin. These devices can only rely on the structure of the platform because, due to the depth of water, it would be very expensive to take support on the underwater ground.
On connait de nombreux dispositifs de défense prenant appui sur la structure à protéger et capable d'amortir les chocs par déformation plus ou moins réversible. Many defense devices are known which are supported on the structure to be protected and capable of absorbing shocks by more or less reversible deformation.
Ces dispositifs connus différent par la manière dont ils absorbent l'énergie des chocs. Ce peut être par déformation élastique d'un matériau solide mou (caoutchouc) ou dur (ressort), par allongement d'un câble, par compression de l'air contenu dans une enceinte étanche déformable, par élévat on d'une masse pesante par l'intermédiaire d'un câble tendu etc... These known devices differ in the way in which they absorb impact energy. It can be by elastic deformation of a soft solid material (rubber) or hard (spring), by elongation of a cable, by compression of the air contained in a deformable sealed enclosure, by elevation on of a heavy mass by via a stretched cable etc ...
Ils présentent en commun l'inconvénient, lorsque leurs dimensions demeurent modérées, d'appliquer des forces localisées relativement élevées sur la structure à protéger. Ce forces pau- vent aboutir par exemple, dans le cas d'un choc de bateau contre le dispositif de défense d'une colonne creuse en béton précontraint supportant une plate-forme off shore, à la détérioration de cette colonne. They have in common the disadvantage, when their dimensions remain moderate, of applying relatively high localized forces on the structure to be protected. This force may result, for example, in the event of a boat impact against the defense device of a hollow column of prestressed concrete supporting an offshore platform, to the deterioration of this column.
La présente invention a pour but la réalisation d'un dispositif de défense qui assure l'amortissement de chocs importants en appliquant des forces relativement faibles sur la structure à protéger qui présente des dimensions modérées, et dont la construction et la maintenance soient simples et peu coûteuses. The object of the present invention is to produce a defense device which ensures the absorption of large shocks by applying relatively low forces to the structure to be protected which has moderate dimensions, and the construction and maintenance of which are simple and inexpensive. expensive.
Elle a pour objet un dispositif de défense d'une structure notamment offshore contre les impacts d'objets de grandes dimensions notamment de bateaux, comportant - une succession horizontale de consoles s'étendant chacune en saillie sur la structure à défendre entre une base maintenue sur cette structure et une tête à distance de celle-ci, - et un câble de protection flexible et extensible tendu sur chaque intervalle entre les têtes de deux consoles successives, et maintenu à distance de cette structure par ces têtes de manière que tout impact reçu sur ce câble entre deux têtes de consoles entraine une flexion de celui-ci ainsi qu'un allongement susceptible d'absorber l'énergie de l'impact, - ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'un même câble de protection s'étend sur plusieurs intervalles successifs entre têtes de consoles, - chacune de ces têtes maintenant ce câble par l'intermédiaire d'un organe de coulissement permettant le coulissement de ce câble sur lui-même de manière que l'énergie d'un impact reçu entre deux têtes de consoles soit absorbée par l'allongement d'une longueur de câble correspondant à la totalité de ces intervalles. It relates to a device for defending a structure, in particular offshore, against the impacts of large objects, in particular boats, comprising - a horizontal succession of consoles each projecting from the structure to be defended between a base maintained on this structure and a head at a distance from it, - and a flexible and extensible protective cable stretched over each interval between the heads of two successive consoles, and kept at a distance from this structure by these heads so that any impact received on this cable between two console heads causes it to bend as well as an elongation capable of absorbing the energy of the impact, - this device being characterized in that the same protective cable extends over several successive intervals between console heads, - each of these heads holding this cable by means of a sliding member allowing the sliding of this cable on itself so that the energy of an impact received between two console heads is absorbed by the lengthening of a cable length corresponding to all of these intervals.
De préférence les consoles se succèdent tout autour de la structure à défendre avec leurs bases et leur têtes disposées aux sommets de deux polygones convexes, respectivement, le câble de protection faisant le tour de la structure et pouvant coulisser sur toutes les têtes de console. Preferably the consoles follow one another all around the structure to be defended with their bases and their heads arranged at the tops of two convex polygons, respectively, the protective cable going around the structure and being able to slide on all the console heads.
De préférence encore la base d'au moins une console est maintenue au contact de la surface de la structure à protéger par au moins un câble de maintien flexible, extensible et tendu entourant la structure et appuyant sur au moins un point "de maintien" de cette base, - la tête de la console se projetant sur la surface de la structure en un point "de projection d'impact" situé à l'extérieur du polygone d'appui de la base de cette console sur cette surface lorsque la direction de projection est une direction probable des impacts contre lesquels la structure est à protéger, - ce point de maintien étant tel qu'un côté "d'appui" du polygone d'appui, ce côté étant celui qui est le plus proche du point de projection d'impact, soit situé entre ce point de projection et ce point de maintien, de manière qu'en cas d'impact selon ladite direction de projection, la console puisse pivoter autour de ce côté d'appui en tendant le câble de maintien, et que l'énergie de l'impact puisse être alors au moins partiellement absorbée par l'allongement de ce câble. More preferably still, the base of at least one console is held in contact with the surface of the structure to be protected by at least one flexible, extensible and taut retaining cable surrounding the structure and pressing on at least one "holding" point of this base, the head of the console projecting onto the surface of the structure at a point of "impact projection" located outside the support polygon of the base of this console on this surface when the direction of projection is a probable direction of the impacts against which the structure is to be protected, - this holding point being such that a "support" side of the support polygon, this side being that which is closest to the projection point impact, is located between this projection point and this holding point, so that in the event of impact in said projection direction, the console can pivot around this support side by stretching the holding cable, and the impact energy can then be mine ns partially absorbed by the extension of this cable.
A l'aide des figures schématiques ci-jointes, on va décrire ci-après, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le même signe de référence. Using the attached schematic figures, we will describe below, without limitation, how the invention can be implemented. It should be understood that the elements described and shown can, without departing from the scope of the invention, be replaced by other elements ensuring the same technical functions. When the same element is represented in several figures, it is designated by the same reference sign.
La figure 1 représente une vue de face d'un dispositif selon l'invention. FIG. 1 represents a front view of a device according to the invention.
Les figures 2 et 3 représentent deux vues de ce dispositif en coupe par des plans horizontaux Il-Il et III-III de la figure 1. Figures 2 and 3 show two views of this device in section through horizontal planes Il-II and III-III of Figure 1.
La figure 4 représente une vue de côté d'une console de ce dispositif. Figure 4 shows a side view of a console of this device.
La figure 5 représente à échelle agrandie un détail V de la figure 4. FIG. 5 represents on an enlarged scale a detail V of FIG. 4.
La figure 6 représente une vue de face du sommet de la base d'une console selon la flèche F de la figure 5. FIG. 6 represents a front view of the top of the base of a console according to arrow F in FIG. 5.
La figure 7 représente à échelle agrandie un détail VII de la figure 3. FIG. 7 represents on an enlarged scale a detail VII of FIG. 3.
Le dispositif décrit à titre d'exemple protège contre les impacts de bateaux une colonne cylindrique verticale creuse 2 en béton précontraint, faisant partie d'un ensemble de colonnes supportant une plate-forme off shore non représentée. Il peut être abaissé ou élevé à l'aide de câbles de suspension 4 pour suivre les variations du niveau de la mer et permettre sa mise en place et sa maintenance. Il comporte six consoles rigides 6 réparties angulairement régulièrement autour de la colonne 2 à un même niveau et s'étendant chacune entre une base 8 au contact de la colonne 2 et une tête 10 à distance de cette colonne.Un câble "de protection" flexible et extensible 12 est tendu sur chaque intervalle entre les têtes de deux consoles successives, et maintenu à distance de la colonne par ces têtes de manière que tout impact reçu sur ce câble entre deux têtes de consoles entraine une flexion de celui-ci ainsi qu'un allongement susceptible d'absorber l'énergie de l'impact,
Ce câble s'étend de manière continue sur tous les intervalles successifs entre têtes de consoles 10 Il est maintenu sur chacune de ces têtes par l'intermédiaire d'un organe de coulissement 14 permettant le coulissement de ce câble sur lui-même de manière que l'énergie d'un impact reçu entre deux têtes de consoles 10 soit absorbée par l'allongement d'une longueur de câble correspondant à la totalité de ces intervalles.The device described by way of example protects against the impacts of boats a hollow vertical cylindrical column 2 of prestressed concrete, forming part of a set of columns supporting an offshore platform not shown. It can be lowered or raised using suspension cables 4 to follow variations in sea level and allow it to be installed and maintained. It comprises six rigid brackets 6 distributed angularly regularly around the column 2 at the same level and each extending between a base 8 in contact with the column 2 and a head 10 at a distance from this column. A flexible "protection" cable and extensible 12 is stretched over each interval between the heads of two successive consoles, and kept at a distance from the column by these heads so that any impact received on this cable between two console heads causes it to bend as well as an extension capable of absorbing the energy of the impact,
This cable extends continuously over all the successive intervals between console heads 10. It is held on each of these heads by means of a sliding member 14 allowing the sliding of this cable on itself so that the energy of an impact received between two console heads 10 is absorbed by the lengthening of a cable length corresponding to all of these intervals.
Les organes de coulissement utilisés dans le dispositif sont constitués de manchons d'acier comportant un chemisage intérieur antifriction, par exemple en polytétrafluoréthylène. The sliding members used in the device consist of steel sleeves comprising an internal friction lining, for example made of polytetrafluoroethylene.
Ces manchons sont constitués en deux parties et soudés sur les têtes 10.These sleeves are made up of two parts and welded to the heads 10.
La base de chaque console est maintenue au contact de la colonne 2 par deux câbles "de maintien" supérieur 16 et inférieur 18 tendus autour de la colonne. Le câble supérieur appuie sur un "point de maintien" constitué par le sommet supérieur 20 de la base et le câble inférieur sur les deux extrémités du côté inférieur 22 ceci par l'intermédiaire d'organes de coulissement. La base est suspendue à son sommet supérieur 20 et au milieu de son côté inférieur 22 par deux câbles de suspension 4, par l'intermédiaire des câbles de maintien. The base of each console is held in contact with the column 2 by two upper "holding" and lower 18 "holding" cables stretched around the column. The upper cable presses on a "holding point" constituted by the upper apex 20 of the base and the lower cable on the two ends of the lower side 22 this by means of sliding members. The base is suspended at its upper top 20 and in the middle of its lower side 22 by two suspension cables 4, by means of the retaining cables.
Il y a de manière générale intérêt à adopter pour la console une disposition en porte à faux, la tête 10 de la console se projetant sur la surface de la structure en un point "de projection d'impact" 10a situé à l'extérieur du polygone d'appui de la base de cette console sur cette surface lorsque la direction de projection est une direction probable des impacts contre lesquels la structure est à protéger. There is generally an advantage in adopting a cantilever arrangement for the console, the head 10 of the console projecting onto the surface of the structure at a point "impact projection" 10a located outside the support polygon of the base of this console on this surface when the direction of projection is a probable direction of the impacts against which the structure is to be protected.
Le polygone d'appui de la base est ici confondu avec la base elle-même car celle-ci est triangulaire avec ses trois sommets en appui sur la colonne. Le point de maintien est de manière générale choisi tel que le côté dsappui du polygone d'appui, ce côté étant celui qui est le plus proche du point de projection d'impact, soit situé entre ce point de projection et ce point de maintien. The support polygon of the base is here confused with the base itself because the latter is triangular with its three vertices resting on the column. The holding point is generally chosen such that the support side of the support polygon, this side being that which is closest to the impact projection point, ie located between this projection point and this holding point.
Cette disposition présente en effet l'avantage qu'en cas d'impact selon ladite direction de projection, la console puisse pivoter autour de ce côté d'appui en tendant le câble de maintien, et que l'énergie de l'impact puisse être alors au moins partiellement absorbée par l'allongement de ce câble. This arrangement has the advantage that in the event of an impact in said direction of projection, the console can pivot around this support side by stretching the retaining cable, and that the energy of the impact can be then at least partially absorbed by the extension of this cable.
Le "côté d'appui" est ici le côté inférieur 22 de la base, lorsqu'on considère l'action du câble de maintien supérieur 16 en cas d'impact selon une direction horizontale radiale, ctest-à- dire lorsque la direction de projection considérée est perpendiculaire à la surface de la colonne 2. La disposition en porte à faux qui vient d'être décrite se traduit alors par le fait que les têtes 10 et le câble 12 sont situés sensiblement plus bas que les côtés inférieurs des bases 8 des consoles.Le point de projection d'impact 10a peut être par exemple situé sous la base à une distance de celle-ci voisine de la moitié de sa hauteur
Quoique les impacts sensiblement horizontaux soient les plus probables, certains impacts peuvent être exceptionnellement presque verticaux ascendants et leur énergie peut etre alors partiellement absorbée par allongement du câble de maintien inférieur, les impacts verticaux descendants mettant en jeu le câble supérieur comme les impacts horizontaux.The "bearing side" is here the lower side 22 of the base, when we consider the action of the upper retaining cable 16 in the event of impact in a radial horizontal direction, that is to say when the direction of projection considered is perpendicular to the surface of the column 2. The cantilever arrangement which has just been described then results in the fact that the heads 10 and the cable 12 are located substantially lower than the lower sides of the bases 8 The impact projection point 10a can for example be located under the base at a distance from the latter close to half its height.
Although substantially horizontal impacts are the most probable, some impacts can be exceptionally almost vertical upwards and their energy can then be partially absorbed by lengthening the lower retaining cable, the downward vertical impacts bringing into play the upper cable like the horizontal impacts.
Des impacts peuvent cependant se produire dans des directions intermédiaires, par exemple ascendante à 45'. C'est pourquoi les consoles 6 sont constituées de tiges T rigides mais déformables sous un effort inférieur à icelui qui provoquerait une détérioration de la structure à protéger 2 sur laquelle ces tiges s'appuient. Impacts can however occur in intermediate directions, for example ascending at 45 '. This is why the brackets 6 are made up of rigid but deformable rods T under a force less than that which would cause deterioration of the structure to be protected 2 on which these rods are supported.
Plus précisément chaque console 6 est constituée par six tiges assemblées T disposées selon les arêtes d'un tétraèdre, trois tiges constituant la base triangulaire 8 de la console, les trois autres réunissant les trois sommets du triangle de base à la tête de console 10.More precisely, each console 6 is formed by six assembled rods T arranged along the edges of a tetrahedron, three rods constituting the triangular base 8 of the console, the other three joining the three vertices of the base triangle to the console head 10.
Le positionnement des consoles est facilité par des entretoises rigides supérieures 26 et inférieures 28 réunissant respectivement les sommets supérieurs 20 et les cotés inférieurs 22 des bases des consoles 6 successives. Ces entretoises absorbent d'autre part de l'énergie par leur déformation en cas d'impact. Elles sont constituées, comme les tiges T, de tubes d'acier. The positioning of the consoles is facilitated by rigid upper 26 and lower 28 spacers respectively bringing together the upper vertices 20 and the lower sides 22 of the bases of the successive consoles 6. These spacers absorb energy on the other hand by their deformation in the event of impact. Like the T rods, they are made of steel tubes.
La base 8 de chaque console 6 prend appui sur la structure à protéger par l'intermédiaire de trois platines d'appui rigides 30 fixées à ses trois sommets et s'appuyant elle même sur cette structure par l'intermédiaire de coussins de répartition 32 en matériau souple, tel que du néoprène. The base 8 of each console 6 is supported on the structure to be protected by means of three rigid support plates 30 fixed to its three vertices and is itself supported on this structure by means of distribution cushions 32 in flexible material, such as neoprene.
Chacun des câbles 12, 16, 18 est muni d'un écrou à lanterne avec pas à droite et pas à gauche se vissant sur deux tiges filetées fixées aux extrémités du câble de manière à permettre sa mise en tension. Each of the cables 12, 16, 18 is provided with a lantern nut with pitch to the right and pitch to the left, screwing onto two threaded rods fixed to the ends of the cable so as to allow it to be tensioned.
Le câble lui même est constitué de manière classique de fils d'acier, et les tiges filetées mentionnées ci-dessous sont soudées sur ses extrémités. The cable itself is conventionally made of steel wires, and the threaded rods mentioned below are welded on its ends.
A titre d'exemple, pour la défense d'une colonne 2 de diamètre 8,8 m, les bases des consoles peuvent avoir une hauteur de 2,5 m et une largeur de 2,5 m, la tête étant placée à 1,25 m sous le côté inférieur de la base à une distance horizontale de 3 m. For example, for the defense of a column 2 of 8.8 m diameter, the bases of the consoles can have a height of 2.5 m and a width of 2.5 m, the head being placed at 1, 25 m under the lower side of the base at a horizontal distance of 3 m.
Les câbles peuvent avoir une charge de rupture de 200 T avec un allongement de 3%. Les tiges en acier rond peuvent avoir un diamètre de 80 mm. Les platines d'appui peuvent mesurer 60 x 60 cm. The cables can have a breaking load of 200 T with an elongation of 3%. The round steel rods can have a diameter of 80 mm. The support plates can measure 60 x 60 cm.
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Legal Events
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TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |