JPH01321016A - 管トラス構造体の結節の製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 る。ことに本発明は管トラス構造体の脚部と、これを他
の脚部に連結する横ブレースとの間の連結部を形成する
方法に関し、たとえば海洋油井、ガス弁用プラットホー
ムの脚に適用される。

若干の型式の海洋プラットホームは、横方向の管材（ブ
レース）によって連結された長さの長い管材（脚部）に
よって形成される構造体によって支えられている。これ
らの構造体はプラットホームの加えられるものである。

従って、この構造体は非常に大きな引張り張力、圧縮力
、曲げ応力およびことに疲労強度を有するものでなけれ
ばならない。

応力が集中する点は脚部と横ブレースとの間の移り変り
領域である。従ってこの部分は充分注意して設計し、か
つ構築しなければならない。すなわちプラットホームの
非常に長い寿命にわたって大きな荷重が加わるものであ
るが、これの保守を行なうことは実質的不可能であるか
らである。

溶接パイプから成るプラットホーム支持構造体の通常の
構造は様々な理由から満足できるものではない。ひとつ
の大きな欠点は、脚とブレースとの間の溶接部が正に上
述の移り変り領域すなわち最大荷重集中が生ずる所にあ
るという事実である。

これは非常に注意深く考慮しなければならない要因であ
る。ことにこのような大規模の構造体では完全に健全な
溶接部を形成することおよびこれをチエツクすることな
どは非常に困難であるからである。

他の構造モデルも提案されている。たとえば比較的小さ
な完全結節部、またはブレース取付用スタブを有するカ
ラー、または鋳造結節部を従来のプラットホームの構築
に用いることが提案されている。しかし、これらのすべ
てになおいくつもの欠点があるのである。

完全な管状構造体については、ひとつの興味ある解決策
がノルウェー国特許出願第８４ー３７９２号においてな
されている。これは、脚とブレースとの移り変り部分（
スタブ）の形成に鋼板を用い、これを脚の半径に合致す
るように曲げ、接合点で孔をあけてこの孔のところで押
し出し加工してスタブを形成するのである。この鋼板を
他の適宜の形とした鋼板と組み合せて溶接し結節部を形
成する。

この解決策は理論の上からは興味深いものであるが、実
際上はいくつかの重大な欠点を有している。たとえば、
ブレースとの接合部を脚から最も遠いところで押すため
に、押し出し加工によって可成りの変形がなされなけれ
ばならない。しかしながらこれはスタブ壁の厚さを過度
に薄くすることとなる。このような薄さを許容限度にと
どめるためには、ことにブレースとの移り変りの部分に
厚さの不連続性がないようにするためには、非常に厚い
鋼板を使って製作しなければならなくなる。

他方、もし脚に用いられる鋼板の厚さに近い厚さのもの
を用いようとすると、押し出し加工に必要な孔ゆえに、
非常に短いスタブしか形成できない。

これでは脚の表面から成る程度熱れたところにブレース
との溶接部を移すことの利点か失われる。

従って、この解決策の利点は大きく制約されることは明
らかである。すなわち従来の管結節部に比較して過度に
重量が増加すること、脚に沿う厚さに変化が生ずること
、および溶接部と脚との間の距離が短いことなどの好ま
しくない要因があるからである。

つまるところ、今日においてさえも、海洋プラットホー
ムを支持するのに用いられるような大型トラス構造体の
ための本当に信頼できる結節構造はまだないのである。

本発明の目的は、上述の諸欠点を、大型管トラス構造体
に結節部を形成する新規な方法を提供することにより克
服することにある。すなわち本発明は、ブレースの溶接
部を脚の表面から適宜距離を隔てさせる任意の数のスタ
ブを有する結節部を製作することを可能にするものであ
る。このようにすることにより安全限度を確保し、ブレ
ースを脚に対し任意の角度で配置することを可能にする
。

本発明によれば、ブレースと呼ばれる横部材と結節と呼
ぶ中間部材を介して相互連結された、脚と呼ぶ長い管状
の部材によって築造された管トラス構造体において、各
結節に少なくともひとつのスタブと呼ぶ脚とブレースと
の接結部材を設け、このスタブを鋼板から製作するが、
この製作方法としては次のことを特徴とする。

（イ）ｉｌｉ板をＵ字形に曲げる。

（ロ）　このように形成した部材の曲がり部分を加熱す
る。

（ハ）めす型上で成形することにより、この加熱した曲
がり部分に突起を形成する。

（ニ）このようにして得た部材の曲率半径を脚の曲率半
径と合致せしめる。

（ホ）上記突起の中心線上において穿孔する。

（へ）　このように穿孔した部分をスタブとしての最終
形状に押し出し成形する。

このようにして得た部材の少なくともひとつを、少なく
ともひとつの曲げた鋼板と組み付けて、脚取付用の結節
部を形成するのである。

Ｕ字形に曲げることによって得た部材の曲がり部分は９
５０°Ｃないし１２００℃の温度に加熱され、次に述べ
る工程で好適には唯一回の作業によって急速熱間加工す
ることを可能とする。

めす型上で、Ｕ字形に曲げた部材の加熱区域の一部分を
変形させて、このＵ字形の部材の凸面上に突起を形成さ
せ、この突起の直径を、最終的に出来上るスタブの直径
に近いものとし、この突起の長さを適当な長さとし、そ
の中心線が、ブレースを脚に接続するところで角度をな
すように設定する。

上述の変形は、加熱したＵ字形の部材を、形状および角
度が所望の突起の形状および角度と同じくぼみを有する
めす型内で成形することによって達成することができる
。

特定の長さと壁厚とを有するスタブを形成するためのこ
の突起の最終的な押し出し成形は少なくとも１回の工程
で行なわれる。押し出し成形のパンチは好適には円錐形
の断面を有するものとし、また下型は所望のスタブとし
ての最終形状を有するものとする。この作業方法の最大
の利点は、適度に長い最初の突起を形成することにあり
、その直径は最終的なスタブの直径と大略等しいもので
ある。このようにして事実上、スタブの最大部分を形成
する最初の変形が、穿孔する以前に行なわれるのである
。変形部分の全体積がスタブの形成に寄与しており、こ
のため、穿孔板から出発する従来方法において必要とさ
れていた板厚よりもはるかに薄い板厚の鋼板を原材料と
して加工を始めることができる。

さらに、スタブは所望方向かつ所要角度にすでに変形せ
しめた部分を押し出し成形することによって得られるの
で、その長さを長くすることが鎗でき、ブレース溶接部
は最大応力の集中する領域から遠くはなれたところに形
成されることとなる。

上述のことから明かなように、本発明によって作業する
ことによって、従来方法によって得られるものよりも、
はるかに軽量で長いスタブ付の板を得ることが可能とな
る。事実、実験によれば、本発明により、板の面積に等
しい面積を有する結節部の場合、次の結果が得られた。

この表かられかるように、本発明によれば可成り薄い元
の板を加工して、スタブの長さを良好なものとすること
ができる。ところが従来技術によれば比較的薄い板から
はじめると、スタブの長さが短くなり、しかもその長さ
というものは板厚の増加に比例して増大するものとはな
らない。

既述のように、ブレースの溶接部を結節の表面から遠く
はなすようにできることは非常に重要なことである。す
なわち結節の各部分における応力の集中は、ブレースと
の移り変りの領域の表面において最大であり、この領域
から遠くなるにつれ減少するからである。

この点に関し具体的に述べると、膨径５００■、ブレー
ス径２５０ｊ＋ｉの場合、移り変り領域からＬＯＯｘｍ
の位置において、力は最大値のｌ／３ないし１／２の範
囲となるが、２００１ｍの位置においては最大値の１７
８ないし１７６の範囲にまで減するのである。従って、
スタブの長さを長くすることにより、溶接は最大応力発
生領域から安全距離を隔てたところで行なうことができ
、より薄い鋼板を用いることができ、このため最終構造
体を軽量化でき、コストを安くすることができる。

既知の板加工技術に比較した場合の本発明の別の利点は
、スタブの端部部分が円形の断面形状を有し、このため
簡単な自動溶接技術を用いることができる点である。既
知の板加工技術では、スタ屡々手作業で行なわなくては
ならない。本発明におけるような結節は脚上べの組付け
、ブレースの接続の場所へ直接に送り込むことができる
。これに対して従来技術では、築造中にだ円の形に困難
な溶接を行なう代りに、スタブに円形断面の延長部分を
溶接するようにすることが好ましかった。

以下、添付図面に例示した本発明の好適な実施例につい
て詳述する。本発明はこの特定の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の精神を逸脱しないで幾多の変化変
形がなされ得ることはもちろんである。

第１図においては管トラス構造体の一部を示しである。

この管トラス構遺体はたとえば海洋ブラ、ソトホームを
支持する構造体を形成するものであって、符号ｌは脚、
２はブレース、３は結節を示す。

この構造体が概して複雑なものであって、ことにその結
節が複雑な形のものであることは全く明らかなところで
ある。このような結節の必要数は多く、その結果結節が
プラットホームの安定性、安全性、最終コストにおいて
大きな要因になっている。

第２図はいわゆるにノットと呼ばれる結節の縦断面図で
ある。この図の左半分は従来の構造を示し、右半分は本
発明による構造を示している。

第２図の左半分に示される従来構造では、結節の主要本
体は大径の管４から成り、これに小径の管５が溶接しで
ある。この管５がブレースである。

ブレースが大径の管と合体する接合部６がこの構造体の
弱点であることはきわめて明らかである。

不幸なことにこれは正に、応力が最も集中する領域内に
位置している。

これに対して第２図の右半分に示される本発明によれば
、適宜の厚さ８の鋼板にスタブ１１を形成して、これを
結節７の残りの部分に線９および１０に沿って溶接する
。結節７はひとつまたはそれ以上の部分から作ることが
できる。

ブレース１２は円形の線１３に沿ってスタブ１１に溶接
する。

タブ中心線の交点およびここで線１３で示しであるスタ
ブの自由端により形成される円の中心を示す。

さて、本発明により押し出し成形部品を制作する方法を
述べるに、第３図に第３ａ図、第３ｂ図としてふたつの
連続する工程を示した。第３ａ図はり下の部分を高温、
典型的には９５０℃ないし１２００℃の間の温度に加熱
し、次いでこれを、破線で示す適宜のくぼみ１４′を有
する型１４内に入れる。それからこの曲がり部分を既知
の方法を用いて変形せしめる。この変形を施した製品を
第３ｂ図の上部に示した。この図は断面で示した図であ
る。板肉 ８の加熱された部分８ａはくぼみ１４′上へと変形せし
められ、これにより突起１１′が形成されるのである。

次の工程は、この突起１１′の端部部分１５にその中心
線位置で穿孔することである。それから再び高温すなわ
ち９５０℃ないし１２００℃の温度に加熱し、これを押
し出し型１６（第４図）内に置く。ここで部材１７を使
って、適当な円錐形のくぼみ１８′を有する型１８内の
正規位置に保持する。次いで円錐形のパンチ１９で突起
１１′の端部部分１５を成形し、スタブ１１を形成する
。この時壁厚は第２図に示すような連続的に変化する壁
厚となる。

容易にわかるように、本発明は曲げ、溶接および鍛造の
諸作業の全く独想的な組合せになるものであって、標準
的な施設、手順を大幅に変更することなく、高精度の鍛
造品をじん速にコスト安に得ることを可能にするもので
ある。

ことに、最終製品の安全性にとって必須の要因、すなわ
ち製品の軽さとその特別の形状との組合せに注目された
い。この組合せは弱体な領域すなわちブレースを溶接す
るところを、最も応力が集中する領域から相当遠くの位
置にうっすことを可能とする。

海洋プラットホームの構脚構造体の設計において考慮さ
れねばならない各種要因は、スタブの長さがその半径の
少なくとも３／４であるべきことを要求することを想起
されたい。本発明によれば、Ｕ字形に曲げた板の加熱部
分の最初の変形中に得られる突起の長さは少なくともス
タブの半径の半分であり、他方最終製品においては可成
りの余裕をもって最小所望長さをこえるようにすること
はきわめて容易である。前述の表かられかるように、溶
接管で作った結節は一番軽蛍である。しかし実際上、こ
れでは溶接部の位置が非常に悪いので、各種部分の厚さ
を増大させねばならず、従って最終的に得られる結節の
重量は増加してしまう。従って、実際上は通常の管溶接
結節は本発明のものよりほんのわずか軽量であるにすぎ
ず、またこの従来品は潜在的に安全性に乏しい。

従来技術で製作された板による結節は本発明によるもの
よりもはるかに重く、かつ安全性に乏しい。

重量の要因はまた安全性の面からして重大である。プラ
ットホーム構脚の構造は事実、常時可成りの高さの波を
含む波浪により応力を受けている。

結節の全重量の減少は構脚部材の静的荷重を減少せしめ
るばかりでなく、動的荷重をも大きく減少せしめるので
ある。

結論として、本発明はプラットホームの安全性、結節形
成の容易性、重量軽減およびコスト節減に関し大きな利
点を生ずるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はトラス構造体の一部分の立面図、第２図は結節
の軸面図、第３図はふたつの連結する作業工程中におけ
るＵ字形に曲げた管とめす型の立面図、第４図は延長部
分のためのスタブ、押し出し成形型および押し出しパン
チをそなえた板組立体の位置部分の断面図である。 ｌ・・脚、２・・ブレース、３・・結節またはノット、
４・・大径の管、５・・小径の管、６・・結合部、８・
・板、８ａ・・加熱部分、１１・・スタブ、１１′　　
・・突起、１２・・ブレース、１４・・型、１４’　　
・・くぼみ、１６・・押し出し型。 （ほか１名） Ｆｉｇ、　１ Ｆｉｇ、　３ Ｆｉｇ−４ 手続補装置（方式） ％式％ ■、事件の表示 昭和６３年特許願第１５２４４６号 ２、発明の名称 管トラス構造体の結節の製作方法 ３、？ｉｌｉ正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　弥　テルニ・アッチアーイ・スベチアーリ・エセ幸
ピ・ア ４、代理人 〒１００　　東京都千代田区有楽町−丁目８番１号日比
谷パークビルヂング５１９号（電話２１３−０６８６）
昭和６３年９月　２７日（発送） ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄、及び図面［Ａ］図
面において、第３葉月（第３図、第３ａ図、第３ｂ図）
を別紙のとおり補正します。　（内容に変更なし） ［Ｂ］明細書において、第１７頁第７行「第３図」を「
第３ａ図および第３ｂ図Ｊと補正します。 手ｆＦＩ’（、ＷＩＴ　正置（自発） 昭和６３年１０月ツノ日 特許庁長官　吉　１）　文　給　殿 １．７ｆｒ件の表示 昭和６３年特許願第１５２４４６号 ２、発明の名称 管トラス構造体の結節の製作方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　弥　テルニ・アッヂアーイ・スペヂアー１ン・エセ
・ピ・ア ４、代理人 〒１００　　東京都千代田区有楽町−丁目８肴　号日比
谷パークビルヂング５１９号ｒｉｆ！　　２１３−０６
８６）５、補正の対象　　　　　　　　　　　　　　　
１４明細書の「発明の詳細な説明ｊの欄 ６、補正の内容 Ｆｉｇ、　３ａ Ｆｉｇ、　３ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　脚と呼ばれる細長い部材を、結合部と呼ばれる中間
   部材を介してブレースと呼ばれる横方向管部材によって
   連結して成る管トラス構造体に用いる結節であって、そ
   れぞれスタブと呼ばれる接続部材を脚とブレースとの間
   にそなえ、このスタブを鋼板から形成するようにした結
   節の製作方法において、前記鋼板をＵ字形に曲げて曲が
   り部分を有する部材を得て、このようにして得た部材の
   前記曲がり部分を加熱し、このように加熱した部分をめ
   す型上で成形してこの部分に突起を形成させ、このよう
   にして得た曲げて成形した部材の曲率半径を前記脚の曲
   率半径に合致せしめ、前記突起の中心線上の成形部分に
   穿孔し、この成形し穿孔した部分を前記スタブの最終形
   状に押し出し成形することを特徴とする、管トラス構造
   体の結節の製作方法。 ２　請求項１記載の製作方法において、前記鋼板をＵ字
   形に曲げて得た部材の曲がり部分の加熱温度を９５０℃
   ないし１２００℃とすることを特徴とする、管トラス構
   造体の結節の製作方法。 ３　請求項２記載の製作方法において、前記Ｕ字形に曲
   げた部材の加熱領域の一部分にこの部材の凸面に形成し
   た突起を設け、この突起が前記スラブの直径に近い直径
   を有すると共に、前記スラブの半径の少なくとも１／２
   に等しい長さを有し、その中心線が、前記ブレースを前
   記脚に接続すべき角度に向いたものとし、この突起を前
   記Ｕ字形の部材の曲率半径に似た曲率半径を有し形状お
   よび角度を前記突起の形状および角度としたくぼみを有
   するめす型内で形成することを特徴とする、管トラス構
   造体の結節の製作方法。 ４　請求項３記載の製作方法において、前記突起をその
   中心線上で穿孔し、高温に加熱し、円錐断面を有するパ
   ンチと最終のスタブの形状を有する型で押し出し成形す
   ることを特徴とする、管トラス構造体の結節の製作方法
   。