KR20210020993A - Device for checking the bearing capacity of piles of offshore foundation buildings - Google Patents
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Abstract
해양 기초 건축물의 제 1 말뚝(22a)의 지지력을 확인하기 위한 본 장치(26)는 몸체(28), 몸체(28)를 기준 요소에 연결하기 위한 제 1 연결 수단, 몸체(28)를 제 1 말뚝(22a)에 연결하기 위한 제 2 연결 수단, 제 1 말뚝(22a)의 축에 평행한 방향으로 제 1 말뚝(22a)에 하중을 가하기 위한 수단(34)을 포함한다. 본 장치는 제 1 말뚝(22a)의 변위를 측정하기 위한 측정 수단을 더 포함한다.The device 26 for checking the bearing capacity of the first pile 22a of the marine foundation building includes a body 28, a first connection means for connecting the body 28 to a reference element, and the body 28 as a first. A second connection means for connecting to the piles 22a, and means 34 for applying a load to the first piles 22a in a direction parallel to the axis of the first piles 22a. The device further comprises measuring means for measuring the displacement of the first pile 22a.
Description
본 발명은 해양 기초 건축물, 특히 해상 풍력 터빈을 지지하도록 의도되는 해양 기초 건축물의 기술 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 이러한 해양 기초 건축물의 말뚝의 지지력을 확인하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the technical field of offshore foundation structures, in particular offshore foundation structures intended to support offshore wind turbines. More specifically, the present invention relates to an apparatus for checking the bearing capacity of the piles of such offshore foundation buildings.
해상 풍력 터빈과 같은 해상 장치는 일반적으로 구조물 및 기초 말뚝을 포함하는 해양 기초 건축물 상에 놓인다. 해양 기초 건축물은 해저 내로 박힌 기초 말뚝에 의해 해저에 고정된다. 기초 말뚝의 상부 단부는 선택적으로 말뚝 슬리브를 통해 구조물에 부착된다.Offshore devices such as offshore wind turbines generally rest on offshore foundation structures including structures and foundation piles. Marine foundation structures are fixed to the sea floor by foundation piles embedded into the sea floor. The upper end of the foundation pile is optionally attached to the structure through a pile sleeve.
전통적으로, 기초 말뚝은 짧은 기간 동안, 예를 들어 1 초 미만에 박히도록 기초 말뚝에 큰 하중을 가하는 단계 및 이러한 하중을 가하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는 소위 충격 구동 기술에 의해 해저 내로 박힌다. 기초 말뚝이 삽입되면, 동적 테스트 방법이 구현된다. 동적 테스트 방법에 따르면, 말뚝의 가속 및 변형을 모니터링하면서 해머로 하중을 가하는 단계가 계속 반복된다. 해머 스트로크 동안 모델링된 말뚝 거동을 기록된 신호와 매칭시킴으로써(소위 신호 매칭 방법), 말뚝 지지력은 모니터링된 데이터를 기반으로 다시 계산될 수 있다. 동적 테스트의 주요 단점은 해양 기초 건축물 및 해상 장치를 둘러싼 야생 동물에 해로울 수 있는 중요한 소음 또는 중요한 진동을 생성한다는 것이다. 또한, 동적 테스트 방법과 함께 사용되는 상관 관계 또는 안전 계수는 일반적으로 정적 테스트에 대한 것들보다 커서, 동적 테스트를 통해 측정되어야 하는 말뚝 지지력을 증가시키고, 말뚝 직경을 증가시켜 이에 따라 재료 비용을 증가시킨다.Traditionally, foundation piles are driven into the seabed by a so-called impact drive technique, which includes applying large loads to the foundation piles so that they are lodged for a short period of time, for example in less than 1 second, and repeating the steps of applying these loads. When the foundation pile is inserted, a dynamic test method is implemented. According to the dynamic test method, the step of applying a load with a hammer is repeated continuously while monitoring the acceleration and deformation of the pile. By matching the modeled pile behavior during the hammer stroke with the recorded signal (so-called signal matching method), the pile bearing capacity can be recalculated based on the monitored data. The main drawback of dynamic testing is that it produces significant noise or significant vibrations that can be harmful to the wildlife surrounding the offshore infrastructure and offshore equipment. In addition, the correlations or safety factors used with dynamic testing methods are generally larger than those for static testing, increasing the pile bearing capacity that must be measured through dynamic testing, increasing the pile diameter and thus increasing the material cost. .
이러한 결점을 회피하기 위해, 말뚝을 해저 내로 박는 다양한 개선된 방법이 제안되었다. 그럼에도 불구하고, 이러한 방법들에서는 말뚝이 필요한 지지력으로 박혔는지 여부를 확인할 수 없다. 현재, 이러한 개선된 방법에 의해 박힌 기초 말뚝의 지지력을 확인하는 유일한 방법은 말뚝을 삽입한 후 동적 테스트 방법을 구현하는 것이다. 따라서, 동적 테스트 방법을 구현할 필요 없이도 기초 말뚝의 지지력을 확인할 수 있는 필요성이 존재한다.In order to avoid this drawback, various improved methods of driving piles into the seabed have been proposed. Nevertheless, with these methods it is not possible to ascertain whether or not the piles are stuck with the necessary support. Currently, the only way to check the bearing capacity of the foundation pile embedded by this improved method is to implement the dynamic test method after inserting the pile. Therefore, there is a need to check the bearing capacity of the foundation pile without the need to implement a dynamic test method.
본 발명은 전술한 단점을 극복하는 것을 목표로 한다.The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks.
보다 구체적으로, 본 발명은 주변 야생 동물을 보다 존중하는 방식으로 해양 기초 건축물의 기초 말뚝의 지지력을 확인할 수 있는 것을 목표로 한다.More specifically, the present invention aims to be able to confirm the bearing capacity of the foundation pile of the marine foundation building in a way that more respects the surrounding wild animals.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 몸체, 이 몸체를 기준 요소에 연결하기 위한 제 1 연결 수단, 몸체를 제 1 말뚝에 연결하기 위한 제 2 연결 수단, 제 1 말뚝의 축에 평행한 방향으로 제 1 말뚝에 하중을 가하기 위한 수단을 포함하는, 해양 기초 건축물의 제 1 말뚝의 설치를 확인하기 위한 장치가 제안된다.According to a first aspect of the present invention, the body, a first connection means for connecting the body to the reference element, a second connection means for connecting the body to the first pile, the first pile in a direction parallel to the axis of the first pile. A device is proposed for verifying the installation of a first pile of an offshore foundation building, comprising means for applying a load to the pile.
일반적인 특성 중 하나에 따르면, 장치는 제 1 말뚝의 변위를 측정하기 위한 측정 수단을 더 포함한다.According to one of the general characteristics, the device further comprises measuring means for measuring the displacement of the first pile.
이러한 장치 덕분에, 동적 테스트 기술을 구현하지 않고도 제 1 말뚝의 삽입이 확인될 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 연결 수단 및 제 2 연결 수단은 동적 테스트에 비해 정적 조건 하에서 더 가벼운 하중을 가하기 위한 수단을 허용한다. 따라서, 소음 또는 진동의 발생이 상당히 감소된다.Thanks to this arrangement, the insertion of the first pile can be confirmed without implementing a dynamic test technique. More specifically, the first connecting means and the second connecting means allow a means for applying a lighter load under static conditions compared to the dynamic test. Thus, the occurrence of noise or vibration is significantly reduced.
바람직하게는, 장치는 제 1 말뚝의 지지력을 확인하는 데 적합하다.Preferably, the device is suitable for checking the bearing capacity of the first pile.
상기 제 1 말뚝은 해양 기초 건축물의 말뚝 중 임의의 하나이다. 설치된 첫 번째 것 또는 후속하는 것들 중 임의의 것일 수 있다.The first pile is any one of piles of an offshore foundation building. It may be the first installed or any of the following.
일 실시예에서, 제 1 연결 수단은 기준 요소의 정면 표면에 대해 놓이도록 의도되는 접촉 표면을 포함한다.In one embodiment, the first connecting means comprises a contact surface intended to lie against the front surface of the reference element.
다른 실시예에 따르면, 제 2 연결 수단은 제 1 말뚝의 정면 표면에 대해 놓이도록 의도되는 접촉 표면을 포함한다.According to another embodiment, the second connection means comprise a contact surface intended to lie against the front surface of the first pile.
특정 실시예에서, 제 1 연결 수단은 몸체를 해양 기초 건축물의 어댑터 또는 구조물에 체결하도록 의도된다.In a specific embodiment, the first connection means are intended to fasten the body to an adapter or structure of an offshore foundation building.
일 실시예에서, 제 1 연결 수단은 몸체를 해양 기초 건축물의 제 2 말뚝에 연결하도록 구성된다.In one embodiment, the first connecting means is configured to connect the body to the second pile of the offshore foundation building.
바람직하게는, 제 1 연결 수단과 제 2 연결 수단은 실질적으로 동일하다.Preferably, the first connecting means and the second connecting means are substantially identical.
다른 특정 실시예에서, 제 1 연결 수단은 해양 기초 건축물의 제 2 말뚝을 몸체에 고정하기 위한 제 1 고정 수단을 포함한다.In another specific embodiment, the first connecting means comprises first fastening means for securing the second pile of the offshore foundation building to the body.
바람직하게는, 제 1 고정 수단은 해양 기초 건축물의 적어도 제 3 말뚝을 몸체에 고정하도록 추가로 구성된다.Preferably, the first fixing means are further configured to fix at least a third pile of the offshore foundation building to the body.
일 실시예에서, 제 1 고정 수단은 제 2 말뚝을 파지하도록 구성된다.In one embodiment, the first fixing means are configured to grip the second pile.
제 1 연결 수단의 이러한 설계는 구조물, 어댑터 또는 제 2 말뚝을, 경우에 따라, 가해지는 하중에 대한 균형추로서 사용할 수 있게 한다. 따라서 성가신 밸러스트 분동(ballast weights)을 사용하는 것을 회피할 수 있다. 이것은 해수에서 밸러스트 분동의 더 중요한 부력 때문에 해저 장비에 특히 유리하다.This design of the first connecting means makes it possible to use the structure, adapter or second pile, as the case may be, as a counterweight for the applied load. This avoids the use of cumbersome ballast weights. This is particularly advantageous for subsea equipment because of the more important buoyancy of ballast weights in sea water.
추가 실시예에서, 제 2 연결 수단은 제 1 말뚝을 몸체에 고정하기 위한 제 2 고정 수단을 포함한다.In a further embodiment, the second connecting means comprises second fastening means for fastening the first pile to the body.
바람직하게는, 제 2 고정 수단은 제 1 말뚝을 파지하도록 구성된다.Preferably, the second fixing means are configured to grip the first pile.
특정 실시예에서, 제 1 고정 수단 및 제 2 고정 수단 중 적어도 하나는 반경 방향으로 이동 가능한 적어도 2 개의 클램핑 척을 포함한다.In a particular embodiment, at least one of the first fixing means and the second fixing means comprises at least two clamping chucks movable in the radial direction.
다른 실시예에서, 하중을 가하기 위한 수단은 제 1 말뚝을 해저 내로 밀어 넣는 경향이 있는 방식으로 하중을 가하도록 구성된다.In another embodiment, the means for applying the load is configured to apply the load in a manner that tends to push the first pile into the seabed.
추가 실시예에서, 하중을 가하기 위한 수단은 실린더 및 피스톤을 포함한다.In a further embodiment, the means for applying the load comprises a cylinder and a piston.
바람직하게는, 측정 수단은 실린더에 대한 피스톤의 변위를 직접 측정할 수 있다.Preferably, the measuring means can measure the displacement of the piston relative to the cylinder directly.
이러한 설계는 하중을 가하고 제 1 말뚝이 이동되었는지 여부를 결정하기 위한 간단하고 컴팩트한 솔루션을 제공한다.This design provides a simple and compact solution for applying a load and determining whether the first pile has been moved.
다른 실시예에서, 측정 수단은 몸체에 대한 제 1 말뚝의 변위를 측정할 수 있다.In another embodiment, the measuring means may measure the displacement of the first pile relative to the body.
이러한 구성은 하중을 가하기 위한 수단의 탄성으로 인한 측정 오프셋을 방지한다.This configuration prevents measurement offset due to the elasticity of the means for applying the load.
추가 실시예에서, 제 1 연결 수단, 제 2 연결 수단, 및 하중을 가하기 위한 수단 중 적어도 하나는 유압 에너지 및/또는 전기 에너지에 의해 작동된다.In a further embodiment, at least one of the first connecting means, the second connecting means and the means for applying a load is actuated by hydraulic energy and/or electrical energy.
이러한 에너지는, 예를 들어 선박 상에, 멀리 떨어져 있는 동력 생성 유닛을 가질 수 있게 하기 때문에 해저 장비에 특히 바람직하다. 장치 자체가 더 컴팩트하게 된다.This energy is particularly desirable for subsea equipment, as it makes it possible to have remote power generating units, for example on ships. The device itself becomes more compact.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 해양 기초 건축물을 위한 어댑터는 해양 기초 건축물의 말뚝을 수용하기 위한 원통형 슬리브, 및 위에서 설명된 장치를 포함한다.According to another aspect of the invention, an adapter for an offshore foundation includes a cylindrical sleeve for receiving piles of the offshore foundation, and the device described above.
특정 실시예에서, 원통형 슬리브는 0.1 내지 3.0 m, 바람직하게는 0.6 m 내지 1.5 m 범위 이내의 직경을 갖는 반경 방향 원형 단면을 갖는 말뚝을 수용하도록 설계된다.In a specific embodiment, the cylindrical sleeve is designed to receive piles having a radially circular cross section with a diameter in the range of 0.1 to 3.0 m, preferably 0.6 m to 1.5 m.
이러한 직경은 장치의 하중을 가하기 위한 수단에 의해 가해지는 하중을 제한할 수 있다.This diameter can limit the load exerted by the means for applying the load of the device.
또한, 함께 어댑터를 형성하는, 해양 기초 건축물의 말뚝을 수용하도록 각각 의도되는 적어도 2 개의 원통형 슬리브가 예상될 수 있다.In addition, at least two cylindrical sleeves each intended to receive piles of offshore foundation structures, forming an adapter together, can be envisaged.
이러한 어댑터는 해양 기초 건축물을 해저에 부착시키는 신뢰성 및 조합된 지지력을 위태롭게 하지 않고 각 말뚝의 직경을 감소시키기 위해 기초 말뚝의 개수를 증가시킬 수 있다.Such adapters can increase the number of foundation piles to reduce the diameter of each pile without jeopardizing the combined bearing capacity and reliability of attaching the offshore foundation structure to the seabed.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 해양 기초 건축물, 바람직하게는 해상 풍력 터빈을 지지하도록 의도되는 해양 기초 건축물의 제 1 말뚝의 설치를 테스트하는 방법이 제안되고, 이 방법은 몸체가 기준 요소에 연결되도록 해양 기초 건축물에 위에서 설명된 장치를 배치하는 단계, 몸체를 제 1 말뚝에 연결하는 단계, 제 1 말뚝의 축에 평행한 방향으로 제 1 말뚝에 하중을 가하는 단계, 하중을 측정하는 단계, 및 제 1 말뚝의 변위를 측정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the invention, a method for testing the installation of a first pile of an offshore foundation building, preferably an offshore foundation building intended to support an offshore wind turbine, is proposed, wherein the body is connected to a reference element. Arranging the above-described device on the offshore foundation building as possible, connecting the body to the first pile, applying a load to the first pile in a direction parallel to the axis of the first pile, measuring the load, and And measuring the displacement of the first pile.
본 발명 및 그 장점은, 비-제한적인 예를 통해 제공되고 다음과 같은 첨부된 도면에 의해 예시되는 특정 실시예의 상세한 설명을 연구함으로써 더 잘 이해될 것이다.The invention and its advantages will be better understood by studying the detailed description of specific embodiments provided by way of a non-limiting example and illustrated by the accompanying drawings as follows.
도 1은 본 발명의 양태에 따른 어댑터를 포함하는 해양 기초 건축물의 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 어댑터의 3 차원 도면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 양태에 따른 장치가 장착된 도 1 및 도 2의 어댑터의 횡단면도를 도시한다.
도 4는 도 3의 장치를 연결하기 위한 제 1 연결 수단의 부분 단면도를 도시한다.
도 5는 도 3의 장치에 하중을 가하기 위한 수단의 상세 측면도를 도시한다.
도 6은 도 3의 장치의 변형 실시예를 연결하기 위한 연결 수단의 상세한 측면도이다.1 shows a side view of an offshore foundation building including an adapter according to an aspect of the invention.
Figure 2 shows a three-dimensional view of the adapter of Figure 1;
3 shows a cross-sectional view of the adapter of FIGS. 1 and 2 equipped with a device according to an aspect of the invention.
4 shows a partial cross-sectional view of a first connecting means for connecting the device of FIG. 3.
5 shows a detailed side view of a means for applying a load to the device of FIG. 3.
6 is a detailed side view of a connecting means for connecting a variant embodiment of the device of FIG. 3.
도 1을 참조하면, 해양 기초 건축물(2)이 개략적으로 도시되어 있다. 해양 기초 건축물(2)은 해저(3)에 놓이고 해상 장치(도시되지 않음), 특히 해상 풍력 터빈을 지지하는 것을 목표로 한다. 그럼에도 불구하고, 해양 기초 건축물(2)은 해양 탄화수소 플랫폼과 같은 다른 종류의 해상 장치를 지지하기 위해서도 사용될 수 있다.Referring to Fig. 1, an
해양 기초 건축물(2)에 부착된 직교 직접 벡터 베이스(4)가 정의된다. 베이스(4)는 벡터(), 벡터() 및 벡터()로 구성된다.An orthogonal
본 출원에서, "낮은", "아래", 및 "위"라는 용어는 해양 기초 건축물(2)이 일반적으로 수평 해저에 설치될 때 베이스(4)에 대해 지칭되는 것으로, 즉, 벡터()는 수직으로 위쪽으로 향한다고 가정한다는 것이 이해될 것이다.In this application, the terms "low", "below", and "up" are referred to for the
"원통형"이라는 단어는 일반적인 정의에 따라, 즉, 원통형 표면은 주어진 선에 평행하고 주어진 선과 평행하지 않은 평면에서 고정된 평면 곡선을 통과하는 모든 선의 모든 점으로 구성된 표면이라는 것이 이해될 것이다.It will be understood that the word "cylindrical" is, according to its general definition, that a cylindrical surface is a surface consisting of all points of all lines passing through a fixed planar curve in a plane parallel to a given line and not parallel to a given line.
해양 기초 건축물(2)은 구조물(6)을 포함한다. 구조물(6)은 4 개의 메인 레그(8)를 포함하고, 도 1의 측면도에서는 2 개의 레그(8)만을 볼 수 있다. 구조물(6)은 또한 복수의 브레이스(10)를 포함한다. 브레이스(10)는 레그(8)와 다른 레그(8)를 기계적으로 연결한다. 도 1의 측면도에서는, 4 개의 브레이스(10)만을 볼 수 있다.The
도시된 실시예에서, 구조물(6)은 재킷이다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다른 설계를 갖는 구조물, 예를 들어 삼각대를 갖는 것이 가능할 것이다.In the illustrated embodiment, the
해양 기초 건축물(2)은 각 메인 레그(8)에 대해 어댑터(12)를 포함한다. 즉, 도 1의 실시예에서, 해양 기초 건축물(2)은 4 개의 어댑터(12)를 포함하는데, 그 중 2 개만이 도 1의 측면도에서 볼 수 있다. 어댑터(12)는 구조물(6)과 기초 말뚝(22, 22a) 사이의 기계적 연결을 형성하도록 의도된다(도 3 참조). 기초 말뚝(22, 22a)은 이들이 연장되는 축을 갖고, 상기 축의 방향에 대해 원통형이다. 기초 말뚝(22, 22a)은 또한 직경(d22)을 갖는 반경 방향 원형 단면을 갖는다. 다음 설명에서, 달리 표시되지 않는 한, "반경 방향" 및 "축 방향"이라는 단어는 말뚝(22 또는 22a)의 회전축을 지칭하는 것으로 이해될 것이다. 도면의 명확성을 위해 말뚝은 도 1 및 도 2에 표시되지 않았다. 각각의 메인 레그(8)에 대해, 어댑터(12)가 메인 레그(8)의 하부 단부에 부착된다. 도시된 실시예에서, 어댑터(12)는 해양 기초 건축물(2)이 바다에서 론칭되기 전에 레그(8)에 용접된다.The
도 2를 참조하면, 어댑터(12)는 중앙 슬리브(14) 및 5 개의 주변 슬리브(16)를 포함한다. 그럼에도 불구하고, 다른 개수의 주변 슬리브(16), 예를 들어 6 개의 주변 슬리브가 예상될 수 있다. 슬리브(14 및 16)는 벡터()의 방향에 대해 원통형이다. 슬리브(16)는 모두 슬리브(14)의 축에 대해 원에 위치된다. 그럼에도 불구하고, 주변 슬리브(16)의 다른 기하학적 배열이 예상될 수 있다. 슬리브(14) 및 슬리브(16)는 반경 방향 원형 단면을 갖는다. 반경 방향 단면의 직경(d16)은 모든 슬리브(16)에 대해 실질적으로 동일하다. 슬리브(14)의 반경 방향 단면의 직경(d14)은 직경(d16)의 약 2 배이다. 보다 구체적으로, 직경(d16)은 어댑터(12)가 0.6 m 내지 1.5 m 범위 내의 직경(d22)을 갖는 말뚝을 수용하도록 구성되도록 선택된다. 직경(d16)은 이 경우 0.6 m 내지 1.8 m 범위 내에 있다.Referring to FIG. 2, the
각 어댑터(12)는 금속 서브 프레임(18)을 포함한다. 금속 서브 프레임(18)은 복수의 금속 중공 섹션(참조되지 않음) 및 금속 플레이트(참조되지 않음)를 포함한다. 각 어댑터(12)에 대해, 금속 서브 프레임(18)은 슬리브(14), 슬리브(16) 및 어댑터(12)를 메인 레그(8)의 하부 단부에 부착하기 위한 결합 부분을 연결하는 것을 목표로 한다.Each
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 각 슬리브(16)는 상부 부분(20)을 포함한다. 각각의 슬리브(16)에 대해, 부분(20)은 주변 슬리브(16)의 축에 대해 절두 원추형이다. 보다 구체적으로, 부분(20)은 직경(d20d)을 갖는 원형 하부 단부 및 직경(d20u)을 갖는 상부 원형 단부 사이에서 수직으로 연장된다. 직경(d20d)은 직경(d16)과 같고, 직경(d20u)은 직경(d20d)보다 크다. 바람직하게는, 부분(20)의 절두 원추형 형상의 각도는 40 ° 내지 55 ° 범위 내에 있다. 부분(20)의 절두 원추형 형상은 해양 기초 건축물(2)을 해저(3)에 고정하기 위해 슬리브(16)에 기초 말뚝(22, 22a)을 삽입하는 것을 돕는다.As can be seen in FIG. 2, each
도 3은 도 1의 평면(III-III)에 대한 단면도이다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 주변 슬리브(16)는 하부의 확대된 부분(23)을 포함한다. 보다 구체적으로, 부분(23)은 해저(3)에 놓이도록 의도된 하부 정면 표면(24)을 포함한다. 표면(24)은 벡터()에 수직인 디스크를 형성한다. 부분(23)은 부분(23)과 슬리브(16) 사이의 연결의 강성을 증가시키도록 의도된 복수의, 예를 들어 8 개의 수직 직립부(25)를 포함한다.3 is a cross-sectional view taken along the plane III-III of FIG. 1. As can be seen in FIG. 3, each
해양 기초 건축물(2)은 장치(26)를 포함한다. 장치(26)는 삽입 후 말뚝(22, 22a)의 지지력을 확인하도록 의도된다. 장치(26)는 도면의 더 나은 명확성을 위해 도 1 및 도 2에 도시되지 않는다.The
장치(26)는 몸체(28)를 포함한다. 몸체(28)는 실질적으로 편평하고, 벡터()에 수직이다. 도 2의 실시예에서, 몸체(28)는 5 개의 말뚝(22, 22a)을 수용하도록 위치된 5 개의 관통 구멍(참조되지 않음)을 포함한다. 몸체(28)는 주변 슬리브(16)의 부분(20)의 상부 단부에 축 방향으로 놓인다.The
확인될 각각의 말뚝(22, 22a)에 대해, 장치(26)는 서브 조립체(27)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 서브 조립체(27)는 동일하다. 따라서, 말뚝(22a)과 관련된 서브 조립체(27)만이 다음 설명에서 상세히 설명될 것이다. 달리 표시되지 않는 한, 말뚝(22a)과 관련된 서브 조립체(27)에 관한 아래의 설명은 말뚝(22)과 관련된 서브 조립체에도 적용된다는 것을 이해할 것이다. 확인될 말뚝의 개수는 설치될 총 말뚝의 개수보다 적을 수 있다.For each
서브 조립체(27)는 말뚝(22a)을 반경 방향으로 둘러싸는 칼라(collar)(30)를 포함한다. 칼라(30)는 도시된 실시예에서 벡터()의 방향에 있는 말뚝(22a)의 축 방향에 대해 원통형이다. 칼라(30)는 평면(IV-IV)을 따른 단면도인 도 4에서도 볼 수 있다. 슬리브(16)뿐만 아니라, 칼라(30)도 0.6 m 내지 1.5 m 범위 내의 직경(d22)을 갖는 말뚝(22a)을 수용하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 칼라(30)는 반경 방향 원형 단면을 갖는 원통형 표면에 의해 반경 방향 내측으로 한정된다. 칼라(30)의 반경 방향 원형 단면은 직경(d22a)보다 큰 직경(d30)을 갖는다:The sub-assembly 27 includes a
d22 < d30 < 1.5 x d22 d 22 <d 30 <1.5 x d 22
칼라(30)는 3 개의 반경 방향으로 이동 가능한 클램핑 척(32)을 포함한다. 척(32)은 도 4의 반경 방향 단면도에 상세하게 도시되어 있다. 척(32)은 말뚝(22a)을 칼라(30)에 대해 센터링하고 파지하기 위해 제공된다. 이렇게 하기 위해, 척(32)은 칼라(30)의 내부 원주에 걸쳐 규칙적으로 펼쳐져 있다. 척(32)은 말뚝(22a)을 파지하기 위해 반경 방향 내측으로 이동할 수 있다. 이러한 방식으로, 몸체(28)를 말뚝(22a)에 기계적으로 연결하기 위한 연결 수단이 제공된다.The
서브 조립체(27)는 한 쌍의 유압 액추에이터(34)를 포함한다. 액추에이터(34)는 도 5의 상세도에 도시되어 있다. 각 액추에이터(34)는 몸체(28)에 부착된 실린더(36) 및 칼라(30)에 부착된 피스톤(38)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 각각의 액추에이터(34)는 3.75 메가 뉴턴 내지 30 메가 뉴턴 범위 내에서 축 방향 하향 하중을 가할 수 있다. 이러한 액추에이터에 의해, 7.5 메가 뉴턴 내지 60 메가 뉴턴 범위 내의 축 방향 하중이 말뚝(22a)에 가해질 수 있다.The sub-assembly 27 includes a pair of
도시된 실시예에서, 척(32) 및 유압 액추에이터(34)는 해양 기초 건축물 근처의 선박에 배열된 유압 동력 생성 유닛(도시되지 않음)과 유압 연결되어 있다. 유압 연결은 유압 덕트(도시되지 않음)에 의해 제공될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 척(32) 및/또는 액추에이터(34)를 작동시키기 위해 다른 에너지, 예를 들어 전기 에너지를 사용하는 것이 가능하다.In the illustrated embodiment, the
서브 조립체(27)는 변위 센서(40 및 41)를 더 포함한다(도시된 실시예에서는 2 개가 있음). 센서(40, 41)는 말뚝(22a)이 이동하는지 여부를 측정하기 위해 제공된다. 센서(40)는 몸체(28)에 부착된다. 센서(40)는 말뚝(22a)의 축 방향 변위를 직접 측정할 수 있고, 측정된 변위를 표준 EAP/ASTM D1143에 따라 미리 정의된 임계값과 비교할 수 있다. 센서(41)는 실린더(36)에 부착된다. 센서(41)는 실린더(36)(도시되지 않음)의 리세스(recess)에 또한 장착될 수도 있다. 센서(41)는 피스톤(38)의 변위를 직접 측정할 수 있고, 측정된 변위를 미리 정의된 임계값과 비교할 수 있다. 예를 들어, 센서(40, 41)는 스트로크 센서의 단부를 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서, 2 개의 변위 센서가 각각의 서브 조립체(27)에 제공된다. 이것은 말뚝(22a)의 변위의 검출의 신뢰성을 증가시키기 위해 중복 계량을 수행할 수 있게 한다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 서브 조립체(27) 당 2 개의 센서(40 및 41) 중 하나만이 또는 2 개 초과의 센서(40 및 41)가 예상될 수 있다.In the illustrated embodiment, two displacement sensors are provided in each sub-assembly 27. This makes it possible to perform redundant metering to increase the reliability of detection of the displacement of the
도시된 실시예에서, 말뚝(22, 22a)을 몸체(28)에 연결하기 위한 연결 수단은 모든 말뚝(22 및 22a)에 대해 동일하다. 특히, 테스트될 말뚝(22a)을 연결하기 위한 연결 수단은 테스트되지 않을 말뚝(22)을 연결하기 위한 연결 수단과 동일하다. 이는 다른 말뚝(22, 22a)이 테스트되어야 할 때마다 장치(26)를 변위시킬 필요가 없기 때문에 특히 유리하다.In the illustrated embodiment, the connecting means for connecting the
따라서, 몸체(28)는 기준 요소, 즉, 예시된 실시예에서 테스트될 말뚝(22a)과 다른 적어도 2 개의 말뚝(22)에 연결된다. 그럼에도 불구하고, 테스트될 말뚝(22a)과 다른 단일 말뚝(22) 또는 어댑터(12) 또는 구조물(6)과 같은 다른 기준 요소를 사용할 수도 있다. 또한, 기준 요소가 테스트될 말뚝(22a)과 다른 적어도 하나의 말뚝(22)을 포함하는 경우, 말뚝(22)은 경우에 따라 어댑터(12) 또는 구조물(6)에 부착되도록 예를 들어 스웨이징(swaging) 또는 그라우팅(grouting)에 의해 고정될 수 있다.Thus, the
변형 실시예에서, 말뚝(22)을 연결하기 위한 연결 수단과 상이한, 말뚝(22a)을 연결하기 위한 연결 수단이 예상될 수 있다. 예를 들어, 말뚝(22a)을 연결하기 위한 연결 수단은 말뚝(22a)의 상부 단부와 축 방향으로 접촉하는 접촉 표면(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 다른 변형 실시예에서, 말뚝(22)을 연결하기 위한 연결 수단은 말뚝(22)의 상부 단부와 축 방향으로 접촉하는 접촉 표면(50)을 포함하고, 파이프(22a)와 관련된 서브 조립체(27)의 액추에이터(34)는 축 방향, 상향 하중을 가하도록 의도된다.In a variant embodiment, a connecting means for connecting the
추가 실시예에서, 몸체(28)는 말뚝(22)에 연결되지 않고, 어댑터(12) 또는 구조물(6)의 부분에 연결된다. 예를 들어, 장치(26)는 몸체(28)를 슬리브(16)의 상부 부분(20)에 체결하기 위한 수단을 포함한다.In a further embodiment, the
도 6에는, 클램핑 척(32)의 변형예로서 사용될 수 있는 연결하기 위한 연결 수단이 도시되어 있다. 도 6의 연결 수단은 말뚝(22, 22a)의 내부 표면에 장치(26)를 부착하도록 의도된다. 이러한 변형예에서, 칼라(30)는 칼라(30)와 동일한 외경 및 동일한 축 방향 두께를 갖는 디스크(42)로 대체된다. 디스크(42)는 동일한 액추에이터(34)(도 6에 도시되지 않음)를 통해 몸체(28)에 기계적으로 연결될 수 있다. 로드(43)가 디스크(42)로부터 디스크(42)에 수직인 방향으로 연장된다. 도시된 실시예에서, 이 방향은 벡터()에 평행하다. 로드(43)는 디스크(42)에 대해 근위에 원통형 부분(44)을 포함하고, 디스크(42)에 대해 원위에 테이퍼진 부분(46)을 포함한다. 부분(44)은 직경(d22)보다 약간 작은 직경(d44)을 갖는 반경 방향 원형 단면을 갖는다:In FIG. 6, a connecting means for connecting is shown which can be used as a variant of the clamping
d22 x 0.8 < d44 < d22 d 22 x 0.8 <d 44 <d 22
부분(46)은 부분(44)의 축에 대해 원추 절두체를 형성하는 테이퍼진 표면에 의해 반경 방향, 외측으로 한정된다. 부분(46)은 직경(d44)과 실질적으로 동일한 더 큰 직경(d46u)을 갖는 상부 단부와 더 작은 직경(d46d)을 갖는 하부 단부 사이에서 연장된다.
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 부분(44)은 8 개의 반경 방향으로 이동 가능한 패드(48)를 포함한다. 패드(48)는 유압 동력 생성 유닛에 의해 공급되는 유압력에 의해 작동된다.As can be seen in FIG. 6,
이러한 배열에 의해, 로드(43)는 말뚝(22, 22a) 내에 수용될 수 있다. 그 다음, 패드(48)는 말뚝(22, 22a)의 내부 원통형 표면에 압력을 가하도록 반경 방향, 외측으로 이동된다. 이는 로드(43)를 말뚝(22, 22a)에 클램핑한다.With this arrangement, the
이러한 연결 수단은 또한 몸체(28)를 슬리브(14)에 고정시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 경우, 말뚝(22)을 연결하기 위한 연결 수단을 더 이상 제공할 필요가 없으며, 장치(26)의 소형화(compacity)를 상당히 향상시킬 수 있다.These connecting means can also be used to secure the
장치(26)에 의해, 다음의 확인 방법이 구현될 수 있다. 확인 방법은 해양 기초 건축물(2)의 기초 말뚝(22 및 22a)을 해저(3) 내로 삽입한 후에 구현된다. 기초 말뚝(22 및 22a)을 박는 것은 당업계에 알려진 임의의 적절한 방법, 바람직하게는 충격 구동 기술과 다른 방법에 의해 수행될 수 있다.By means of the
제 1 단계로서, 말뚝(22, 22a) 중 하나가 테스트될 말뚝으로 선택된다. 설명의 목적으로, 말뚝(22a)이 테스트될 말뚝으로서 선택될 것이다.As a first step, one of the
둘째, 장치(26)는 도 3에 도시된 위치에서 어댑터(12) 상에 배치된다.Second, the
셋째, 말뚝(22) 및 몸체(28)가 함께 연결된다. 이렇게 하기 위해, 말뚝(22)과 관련된 서브 조립체(27)의 척(32)은 말뚝(22)을 몸체(28)에 기계적으로 연결하기 위해 반경 방향 내측으로 이동된다.Third, the
그 후, 말뚝(22a) 및 몸체(28)가 함께 연결된다. 이렇게 하기 위해, 말뚝(22a)과 관련된 서브 조립체(27)의 척(32)은 말뚝(22a)을 몸체(28)에 기계적으로 연결하기 위해 반경 방향 내측으로 이동된다.After that, the
그 후, 말뚝(22a)의 필요한 지지력에 대응하는 축 방향 하향 하중이 말뚝(22a)과 관련된 서브 조립체(27)의 액추에이터(34)에 의해 가해진다. 상기 하중이 측정되고 기록된다. 한편, 센서(40, 41)는 몸체(28)에 대한 말뚝(22a)의 변위 및 실린더(36)에 대한 피스톤(38)의 변위를 각각 모니터링한다. 이러한 변위 중 하나가 해당 미리 정의된 임계값보다 더 중대한 경우, 말뚝(22a)은 부적절하게 설치된 것으로 간주된다.Thereafter, an axial downward load corresponding to the required supporting force of the
도시된 실시예에서, 센서(40 및 41)에 의해 측정된 변위 중 적어도 하나가 해당 미리 정의된 임계값을 초과할 때, 말뚝의 변위가 검출된 것으로 간주된다. 그럼에도 불구하고, 센서(40 및 41)에 의해 측정된 두 개의 변위가 해당 미리 정의된 임계값을 초과하는 경우에만 말뚝의 변위가 검출된 것으로 예상될 수 있다.In the illustrated embodiment, when at least one of the displacements measured by the
그 후, 테스트될 다른 말뚝(22)을 선택함으로써 제 1 단계를 반복한다. 다음 단계들이 반복된다. 어댑터(12)의 모든 말뚝(22, 22a)이 테스트되면, 장치(26)는 다른 어댑터(12)로 변위되고, 다른 어댑터(12)의 말뚝에 대해 확인 방법이 반복된다. 확인 방법은 표준 EAP/ASTM D1143에 정의된 해양 기초 건축물의 말뚝의 개수가 확인되면 완료된다.Thereafter, the first step is repeated by selecting another
상기에서 상세 설명된 장치(26) 및 방법은 기초 말뚝(22, 22a)이 단시간에 큰 하중을 가하지 않고 적절히 설치되었는지 여부를 확인할 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 중요한 소음 또는 진동의 발생이 방지된다.The
Claims (22)
상기 제 1 말뚝(22a)의 변위를 측정하기 위한 측정 수단
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.Body 28, a first connecting means for connecting the body 28 to a reference element, a second connecting means for connecting the body 28 to a first pile 22a, the first pile 22a A device (26) for confirming the installation of the first pile (22a) of the offshore foundation building (2), comprising means (34) for applying a load to the first pile (22a) in a direction parallel to the axis of In,
Measurement means for measuring the displacement of the first pile (22a)
Device, characterized in that it further comprises.
상기 장치(26)는 상기 제 1 말뚝(22a)의 지지력을 확인하는 데 적합한 것인, 장치.The method of claim 1,
The device (26) is one suitable for checking the bearing capacity of the first pile (22a).
상기 제 1 연결 수단은 상기 기준 요소의 정면 표면에 대해 놓이도록 의도된 접촉 표면을 포함하는 것인, 장치.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first connecting means comprises a contact surface intended to lie against a front surface of the reference element.
상기 제 2 연결 수단은 상기 제 1 말뚝의 정면 표면에 대해 놓이도록 의도된 접촉 표면을 포함하는 것인, 장치.The method according to claim 1 or 2,
Wherein the second connecting means comprises a contact surface intended to lie against the front surface of the first pile.
상기 제 1 연결 수단은 상기 몸체를 상기 해양 기초 건축물의 어댑터 또는 구조물에 체결하도록 의도되는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The device, wherein the first connecting means is intended to fasten the body to an adapter or structure of the offshore foundation building.
상기 제 1 연결 수단은 상기 몸체(28)를 상기 해양 기초 건축물의 제 2 말뚝(22)에 연결하도록 구성되는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
The device, wherein the first connecting means is configured to connect the body (28) to a second pile (22) of the marine foundation building.
상기 제 1 연결 수단과 상기 제 2 연결 수단은 실질적으로 동일한 것인, 장치.The method of claim 6,
Wherein the first connecting means and the second connecting means are substantially the same.
상기 제 1 연결 수단은 상기 해양 기초 건축물의 제 2 말뚝(22)을 상기 몸체(28)에 고정하기 위한 제 1 고정 수단을 포함하는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
The device, wherein the first connecting means comprises first fastening means for fixing the second pile (22) of the marine foundation structure to the body (28).
상기 제 1 고정 수단은 상기 해양 기초 건축물의 적어도 제 3 말뚝(22)을 상기 몸체(28)에 고정하도록 추가로 구성되는 것인, 장치.The method of claim 8,
The device, wherein the first fastening means is further configured to fix at least a third pile (22) of the marine foundation structure to the body (28).
상기 제 1 고정 수단은 상기 제 2 말뚝(22)을 파지하도록 구성되는 것인, 장치.The method of claim 8 or 9,
The device, wherein the first fastening means is configured to grip the second pile (22).
상기 제 2 연결 수단은 상기 제 1 말뚝을 상기 몸체(28)에 고정하기 위한 제 2 고정 수단을 포함하는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 10,
The device, wherein the second connecting means comprises a second fixing means for fixing the first pile to the body (28).
상기 제 2 고정 수단은 상기 제 1 말뚝을 파지하도록 구성되는 것인, 장치.The method of claim 11,
Wherein the second fastening means is configured to grip the first pile.
상기 제 1 고정 수단 및 상기 제 2 고정 수단 중 적어도 하나는 반경 방향으로 이동 가능한 적어도 2 개의 클램핑 척(clamping chuck)(32)을 포함하는 것인, 장치.The method according to any one of claims 8 to 12,
The device, wherein at least one of the first fixing means and the second fixing means comprises at least two clamping chuck (32) movable in a radial direction.
상기 하중을 가하기 위한 수단(34)은 상기 제 1 말뚝(22a)을 해저(3) 내로 밀어 넣는 경향이 있는 방식으로 하중을 가하도록 구성되는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 13,
The device, wherein the means (34) for applying the load are configured to apply the load in a manner that tends to push the first pile (22a) into the seabed (3).
상기 하중을 가하기 위한 수단(34)은 실린더(36) 및 피스톤(38)을 포함하는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 14,
The device, wherein the means (34) for applying the load comprises a cylinder (36) and a piston (38).
상기 측정 수단(41)은 상기 실린더(36)에 대한 상기 피스톤(38)의 변위를 직접 측정할 수 있는 것인, 장치.The method of claim 15,
The device, wherein the measuring means (41) are capable of directly measuring the displacement of the piston (38) relative to the cylinder (36).
상기 측정 수단(40)은 상기 몸체(28)에 대한 상기 제 1 말뚝(22a)의 변위를 측정할 수 있는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 16,
The device, wherein the measuring means (40) is capable of measuring the displacement of the first pile (22a) relative to the body (28).
상기 제 1 연결 수단, 상기 제 2 연결 수단, 및 상기 하중을 가하기 위한 수단(34) 중 적어도 하나는 유압 에너지 및/또는 전기 에너지에 의해 작동되는 것인, 장치.The method according to any one of claims 1 to 17,
The device, wherein at least one of the first connection means, the second connection means and the means for applying the load (34) is actuated by hydraulic energy and/or electrical energy.
상기 해양 기초 건축물(2)의 말뚝(22a, 22)을 수용하기 위한 원통형 슬리브(16), 및
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 장치(26)
를 포함하는, 어댑터.As an adapter (12) for offshore foundation buildings (2),
Cylindrical sleeve 16 for accommodating the piles 22a and 22 of the marine foundation building 2, and
Device (26) according to any one of the preceding claims
Containing, adapter.
상기 원통형 슬리브(16)는, 0.6 m 내지 1.5 m 범위 내의 직경(d22)을 갖는 반경 방향 원형 단면을 갖는 말뚝(22a, 22)을 수용하도록 설계되는 것인, 어댑터.The method of claim 19,
The adapter, wherein the cylindrical sleeve (16) is designed to receive piles (22a, 22) having a radially circular cross section with a diameter (d 22) in the range of 0.6 m to 1.5 m.
각각 상기 해양 기초 건축물(2)의 말뚝(22a, 22)을 수용하도록 의도되는 적어도 2 개의 원통형 슬리브(16)
를 포함하는, 어댑터.The method of claim 19 or 20,
At least two cylindrical sleeves (16) intended to receive piles (22a, 22) of the offshore foundation building (2) respectively
Containing, adapter.
몸체(28)가 기준 요소에 연결되도록 상기 해양 기초 건축물(2) 상에 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 장치(26)를 배치하는 단계,
상기 몸체(28)를 상기 제 1 말뚝(22a)에 연결하는 단계,
상기 제 1 말뚝(22a)의 축에 평행한 방향으로 상기 제 1 말뚝(22a)에 하중을 가하는 단계,
상기 하중을 측정하는 단계, 및
상기 제 1 말뚝(22a)의 변위를 측정하는 단계
를 포함하는, 방법.As a method of checking the bearing capacity of the offshore foundation building 2, preferably the first pile 22a of the offshore foundation building intended to support an offshore wind turbine,
Arranging the device (26) according to any one of claims 1 to 18 on the marine foundation (2) so that the body (28) is connected to the reference element,
Connecting the body 28 to the first pile 22a,
Applying a load to the first pile (22a) in a direction parallel to the axis of the first pile (22a),
Measuring the load, and
Measuring the displacement of the first pile (22a)
Containing, method.
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