NO146440B - Fremgangsmaate ved bygging av en kaikonstruksjon - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for bygging av en kaikonstruksjon som omfatter en vertikal vegg dannet av flere veggelementer som er anbrakt på og ved siden av hverandre, og til hvilke er festet forsterkningselementer som rager hovedsakelig horisontalt i et fyllmaterial som danner en fylling bak veggen, idet veggelementene danner vertikale rader der veggelementene er helt eller delvis neddykket i vann.

En slik fremgangsmåte fremgår av US-PS 3.686.873.

Det er flere andre måter å bygge kaier på. En måte er å drive peler ned i jorda langs eller nær strandbredden i farvann som er farbart med skip. Det byggeti da en plattform som hviler på toppen av pelene. En kanal graves langs kaien for å tillate et fullastet skip å legge til uten å berøre bunnen ved lavvann.

Kaien må være i stand til å bære tungt gods og utstyr som inngår ved lasting og lossing av skip. Den må også motstå støt fra skipene når disse legger til. Følgelig må konstruk-sjonsdelene i kaien være faste og solide. Frittstående peler er ikke faste og solide, men ved å anordne tverravstivnincjer mellom pelene kan oppnås en rimelig stiv konstruksjon.

Denne byggemetode er tidkrevende og kostbar.

En annen ulempe er at i kaldt klima er det fare for trykk

og friksjon fra is på pelene og tverravstivningene. Dette problem oker når vannivået stiger og synker med tidevannet.

I noen områder på den nordlige halvkule kan tidevannet stige og synke så mye som 15 meter.

Et alternativ er å bygge en fast kaikonstruksjon langs strandkanten ved å senke store kasser av armert betong i en rad langs stranden, og å fylle kassene med ballastmateri-aler. Området mellom kassene og stranden fylles deretter opp til nivå med toppen av kassene. Dette" er en god måte å bygge kaier på på grunn av den store masse i konstruksjonen- Imidlertid må kassene delvis støpes på land, og deretter

fløtes og taues til kaistedet der støpingen fullfores.

Videre er det nødvendig å lage et fundament under vann, og

å senke kassene på plass på fundamentet. Alle disse opera-sjoner er meget kostbare.

Andre alternativer for bygging av kaier er å bruke en spuntvegg av stål, enten for å danne en bunnforankret skjerm som inneholder fyllmateriale for . kaiplattformen eller for å danne en rekke sammenhengende celler som fylles slik at det dannes en tung vegg, idet plattformen dannes ved å fylle området bak veggen. Disse alternativer betinger store mengder kost-bart stål, og utsettes ofte for brudd i stag og forankringer, eller at forbindelsen mellom spuntdelene løsner, særlig nær de nedre som er drevet ned i grunnen.

DT-OS 1.814.765 beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av en kaivegg, der elementer i konstruksjonen fremstilles i en stillaskonstruksjon som rager over vannoverflaten, hvilke elementer består av to innbyrdes parallelle veggelementer med trykkstaver og strekkstaver. Etter fremstilling av et element senkes dette i stillaskonstruksjonen, fraktes til byggestedet ved bruk av flotorer og anbringes deretter på det klargjorte fundament.

Deretter forbindes de enkelte elementer ved anbringelse av forbindelsesprofiler mellom innbyrdes motstående veggelementer. Deretter fylles rekken av elementer med fyllmaterial.

Fyllmassen innsluttes i en kasseformet konstruksjonsdel.

Ved den kjente konstruksjon må derfor strekkstaver oppta strekkrefter som oppstår ved at fyllmaterialet trykker mot begge veggelementene.

US-PS 2.018.423 beskriver en kaikonstruksjon som omfatter en spuntvegg og strekkstaver som er festet med en ende -til spuntveggen og med en annen ende til en Eorankringsanordning Det benyttes således en spuntvegg- som dannes ved at langstrakte elementer drives ned i grunnen.

Videre er det fra NO-PS 2<1>882 kjent en kaimur dannet av kasseformede elementer, som fores ned på peler neddrevet i sjøbunnen, hvoretter elementene fylles med f.eks. betong. Strekkstaver anordnes mellom kaimuren og en innenfor ligg-ende forankring i form av pillarer.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en fremgangsmåte for bygging av en kaikonstruksjon som angitt innledningsvis, og som medfører stabilitet for den vertikale vegg uten bruk av staver som forankres i grunnen innenfor veggen.

I henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd med en fremgangsmåte som kjennetegnes ved at det fremstilles byggeelementer som hvert omfatter et veggelement, forsterkningselementer i form av fagverk som er festet til veggelementet slik at de rager hovedsakelig vinkelrett på veggelementet, samt en tårnseksjon som er festet til fagverkene i avstand fra endene av disse, at byggeelementene anbringes med veggelementene på og ved siden av hverandre slik at den vertikale vegg dannes, og at samtidig tårnseksjonene i hver rad av veggelementer anbringes på hverandre slik at det dannes et vertikalt tårn for hver rad, idet tårnene sammen med fagverkene danner et i det minste delvis neddykket rammeverk, og at fyllmaterial anbringes i vannet bak de neddykkede veggelementer eller de neddykkede partier av veggelementene, slik at det. dannes en hovedsakelig neddykket fylling.

Et øvre kantelement kan anordnes langs toppen av veggen, og ligger hovedsakelig på toppen av fyllmaterialet. Vekten av kantelementet overføres ikke direkte på veggelementene. Kantelementet omfatter en eller flere pullerter, og er for-sterket rundt disse.

Veggelementene er fortrinnsvis sekskantet. Ved bunnen av veggen er anordnet bunnelementer med vertikale styringer som rager til en høyde over høyvannsnivå. Styringene opptas i hull i endene av veggelementene for å føre elementene på plass under montasjen. Den sekskantede form av elementene bidrar til å styre elementene riktig på plass på de allerede monterte elementer. En not- og fjær-overgang samt et formbart materiale langs kantene av elementene holder elementene på plass innbyrdes og danner en effektiv tetning.

Veggelementene og den ovre kant kan være utformet og utstyrt for å motta landganger og alle andre nødvendige innretninger når skip legger til og under utførelse av arbeidet på kaien.

Oppfinnelsen er illustrert på de vedføyde tegninger.

Fig. 1 viser et oppriss av en kaikonstruksjon fremstilt i henhold til oppfinnelsen,sett fra sjøsiden. Fig.2 viser et tverrsnitt gjennom kaikonstruksjonen etter linjen 2-2 i fig. 1. Fig. 3 viser i oppriss et utsnitt av kaikonstruksjonen under oppbygging. Fig. 4 viser et tverrsnitt av kaikonstruksjonen etter linjen 4-4 i fig. 3. Fig. 5 viser et tverrsnitt av veggelementene etter linjen 5- 5 i fig.3, og viser detaljer i overgangen mellom elementene. Fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom konstruksjonen etter linjen 6- 6 i fig. 2. Fig. 7 viser i perspektiv et veggelement med tilhørende horisontale fagverk og et vertikalt fagverk. Fig. 8 viser i perspektiv detaljer i overgangen mellom et veggelement og et horisontal fagverk. Fig. 9 viser et detaljert tverrsnitt gjennom den ovre kant og en pullert, etter linjen 9-9 i fig.l. Fig. 10 viser den ovre kant og en pullert sett ovenfra, idet noe av fyllmaterialet er fjernet for illustrasjonens skyld. Fig. 11 viser et tverrsnitt gjennom konstruksjonen etter linjen 11-11 i fig. 9. Fig. 1 og 2 viser en kaikonstruksjon 2 bygget i samsvar med oppfinnelsen. Konstruksjonen strekker seg langs en strand-bredd. Det midlere vannivå 4 er vist i forhold til konstruksjonen, idet vannivået kan stige og synke betraktelig med tidevannet. Under vann er bunnen 6 utgravd og fylt med sten e.l. materiale under dannelse av et fundament 8 som kaiveggen 10 er bygget opp på.

Vegger 10 omfatter flere veggelementer 12 i full størrelse, samt forminskede elementer 14 langs toppen av veggen. Ned-erst i veggen ligger undre elementer 1G mot fundamentet 8.

Av økonomiske grunner og for å oppnå den beste kvalitet kan veggelementene 12, de forminskede elementer 14 og de undre elementer 16 støpes i betong på eller nær byggestedet.

De undre elementer.16 er langstrakte og ligger ende mot ende, som vist i fig. 1,3 og 4. Det midtre parti 17 av et undre element har hovedsakelig samme størrelse og form som den øvre halvdel av et av veggelementene 12. I hver ende har de undre elementer 16 en langsgående forlengelse 19 for under-støttelse av den undre kant på de nederste veggelementene 12. Hvert av de undre elementer 16 omfatter også et par opprag-ende styringer 18 som med sin nedre ende er festet i det undre element 16. Hvert av veggelementene 12 og 14 har vertikale hull 20 innrettet til å motta styringene 18.

Som vist i fig. 3-6, har hvert element 12 sekskantform og er symmetrisk om en vertikal og en horisontal akse. Den øvre og nedre kant av elementene er hovedsakelig parallell med den horisontale akse. Ved enden av hvert element skråner kantenpå den øvre halvdel omtrent 60° utover, og på den nedre halvdel skråner kantene omtrent 60° innover, i forhold til den horisontale akse. For å forenkle monteringen av veggelementene anordnes elementene i vertikale rader, og elementene i naborader er innbyrdes forsatt i høyden med halve høy-den av et veggelement. Dette medfører at den øvre del av den skrådde endekant på et veggelement skrår oppover fra den øvre kant av et element i neste rad, som vist i fig. 3. Når et veggelement 12 eller 1 4 plasseres mellom allerede anbragte elementer, vil de sist anbragte elementer styres på plass av de øvre kanter på de tidligere anbragte elementer. Den øvre skrådde kant på den horisontale øvre kant av hvert element er utstyrt med en fjær eller ribbe 22, og de undre kanter er utstyrt med en tilsvarende not 24. Fortrinnsvis er en deformerbar tetning 26 (fig.5) anbragt mellom ribben 22 og noten 24 for å hindre at fyllmaterialet trenger gjennom veggen, samtidig med at veggen er gjennomtrengelig for vann. Det midtre parti 17 av det undre element 16 har en form som tilsvarer den øvre del av elementene 12, og de forminskede elementer 14 har en form som tilsvarer den undre del av veggelementene 12.

Som vist i fig. 2-7, er hvert veggelement 12 forbundet med flere horisontale fagverk 26 festet til den side av veggelementene som vender mot land. På lignende måte er det undre element 16 også forbundet med fagverk 26. Som vist i fig.8 er fagverkene 26 fortrinnsvis bygget opp av stålstaver som er sveiset sammen til et stivt rammeverk. Fagverkene 26 er beregnet for å oppta strekk-krefter, og å hindre deformasjoner horisontalt og vertikalt under oppbyggingen av veggen. Fagverkene "26 er festet til veggelementene 12 ved hjelp av forankringer 28 innstøpt i veggelementene.

Som vist i fig. 2 finnes vertikale fagverk eller tårnkonstruksjoner 30 i avstand fra den siden av veggen 10 som vender mot land, hviIke tårnkonstruksjoner understøtter de horisontale fagverk 26. Hvert tårn 30 omfatter en såle 32 som hviler på et fundament 34 av knust sten, eller annet passende materiale.

Tårnet 30 er bygget opp av separate seksjoner 31 som samsvarer med hvert av veggelementene 12 og de undre elementer 16. Hvertårnseksjon som samsvarer med et veggelement 12 har i sin øvre ende et par horisontale kanalbjelker 36 (fig.7) som rager tilnærmet parallellt med flaten av veggelementene. Bjelkene 36 bæres av stålbjelker 38 som rager hovedsakelig vertikalt mellom fagverkene 26 og binder fagverkene sammen til et stivt rammeverk. I den nedre ende av hver tårnseksjon er bjelker 40 som ligger parallellt med bjelkene 35 sveiset eller på annen måte festet til stavene 38, slik at bjelkene 40 opptas i bjelkene 36 og understøttes av disse når tårnseksjonene settes på hverandre, som vist i fig. 2.

Øverst i veggen rager de halve veggelementer 14 og de øverste veggelementer 12 over vannivået 4. I stedet for fagverkene 26 er forsterkningsbånd 42 festet til det øvre parti av hvert av de øverste veggelementer 12. Forsterkningsbåndene 42 kan hovedsakelig være slik som beskrevet i US-PS 3.686.873. Forsterkningsbåndene 42 er festet til forankringer 44 som er innstøpt i veggelementene 12. De lavere partier av de øverste veggelementer 12 er utstyrt med fagverk 26 forbundet med den undre halvdel av en tårnseksjon, som

vist i fig.2. De halve veggelementer 14 er også utstyrt med forsterkningsbånd 42, festet til elementene ved hjelp av forankringer 45 som tilsvarer forankringene 44.

Området på den side av veggen 10 som vender mot land, fra bunnen 6 og til et nivå over vannivået 4, er fylt med grovt fyllmateriale 46, slik som knust sten eller grus. Over fyllingen 46, er rommet bak veggelementene 12 og 14 og omkring forsterkninsbåndene 42 fylt av materiale 48 som er forenlig med forsterkningsbåndene 42. Passende fyllmateriale 48 omfatter jord, sand, finkornet grus, eller annet materiale, f.eks. som beskrevet i US-PS 3.421.326. Ved foten av veggen 10 går en beskyttende,bankett 50 (fig.2) i hele lengden av veggen.

En øvre kantvegg 42 er plassert på fyllingen 48 og bæres på fyllingen uavhengig av veggen 10. Fortrinnsvis er det en spalt 54 mellom veggelementene 12 og 14 og den øvre kantvegg 52, for å sikre at kantveggen ikke ligger mot veggen 10.

Fortrinnsvis er kantveggen 52 en monolittisk betongkonstruk-sjon som er støpt på stedet. Med mellomrom langs toppen av kantveggen er anordnet pullerter 56 for fortøyning av skip. Pullertene 56 er festet til kantveggen 53 ved hjelp av for-ankringsbolter 58. Et skip som er fortøyd til pullertene 56 utøver en stor kraft som søker å trekke kantveggene 52 i den retning skipet beveger seg på grunn av f.eks. bølger, strøm eller vind. For å motvirke denne tendens rager flere forsterkningselementer 60 utover fra den bakre side av kantveggen 52, som vist i fig. 9 - 11. Forsterkningselementene 60 er av tynt, fleksibelt materiale, men har stor strekk-styrke, og er festet til kantveggen ved hjelp av forankringer 62 innstøpt i veggen. En passende fylling 64 er anordnet over fyllingen 48 og mellom forsterkningselementene 60. Fyllingen 64 er av et partikkelformet materiale, f.eks. som angitt .i US-PS 3.421.326. Sokkelen 66 på kantveggen rager en tilstrekkelig lengde bakover fra veggflaten for å gi tilstrekkelig understøttelse f or kantveggen 62. Friksjonen mellom sokkelen 66 og den omgivende fylling 64 og 48 hindrer forskyvning av kantveggen i forhold til fyllingen 48 og 64.

Kaikonstruksjonen kan bygges raskt selv på dypt vann ved at det først lages et fundament 8 for veggen 10 og et fundament 32 for tårnet 30. De undre elementer 16 plasseres på fundamentet 8 og rettes inn. Den første rad veggelementer 12 senkes deretter ned,'-idet styringene 18 passerer gjennom hullene 20 inntil de undre skrå kanter på veggelementene kommer i - ko_n,takt med de tilsvarende kanter på de undre elementer 16. Samtidig plasseres fagverkene 26, som på for-hånd er festet til elementene 12, horisontalt ved at bjelkene 40 på tårnseksjonen 31 senkes ned i kanalbjelkene 36 som ligger langs den øvre plate av sokkelen 32. Hvert etter-følgende veggelement monteres deretter på samme måte. Når den øverste rad av fagverk 26 er montert, fylles fyllmaterialet 46 i det området som ligger på den side av veggen 10 som vender mot land, slik at området hovedsakelig fylles til en høyde over vannivået 4.

Forsterkningsbåndene 42 monteres deretter, og ytterligere lag fyllmateriale 48ifylles slik at området rundt forsterkningsbåndene 42 fylles igjen, og overflaten av fyllingen justeres for anbringelse av kantveggen 52.

Kantveggen 52 kan støpes på stedet, og hviler på den øvre flate av fyllingen 48. Friksjonen mellom sokkelen 66 og fyll-materialet 48 hindrer forskyvning av kantveggen 52.

Forsterkningsbåndene 60 anordnes i ytterligere lag fyllmateriale 64 i området ved hver pullert 56, og fyllingen 64 planeres.

Kaikonstruksjonen i henhold til denne oppfinnelse har flere fordeler i forhold til kjent teknikk, med hensyn til økonomi, fleksibilitet, stabilitet og tyngde. Veggen 10 kan bygges under vann. Veggelementene kan være relativt store for opp-nåelse av den mest økonomiske bygging, og for raskere og . mer nøyaktig bygging. F.eks. kan veggelementene være i størrelse 12 m lange og 6 m høye, og kan være støpt av betong.

Claims (4)

1. ]. Fremgangsmåte for bygging av en kaikonstruksjon som omfatter en vertikal vegg dannet av flere veggelementer som er anbragt på og ved siden av hverandre, og til hvilke er festet forsterkningselementer som rager hovedsakelig horisontalt i et fyllmaterial som danner en fylling bak veggen, idet veggelementene danner vertikale rader der veggelementene er helt eller delvis neddykket i vann,

   karakterisert ved at det fremstilles byggeelementer som hvert omfatter et veggelement (12,14,17), forsterkningselementer i form av fagverk (26) som er festet til veggelementet slik at de rager hovedsakelig vinkelrett på veggelementet, samt en tårnseksjon (31) som er festet til fagverkene i avstand fra endene av disse, at byggelement-ene anbringes med veggelementene (12,14,17) på og ved siden av hverandre slik at den vertikale vegg dannes, og at samtidig tårnseksjcner (31) i hver rad av veggelementer anbringes på hverandre slik at det dannes et vertikalt tårn (30) for hver rad, idet tårnene sammen med fagverkene danner et i det minste delvis neddykket rammeverk, og at fyllmaterial (46) anbringes i vannet bak de neddykkede veggelementer eller de neddykkede partier av veggelementene, slik at det dannes en hovedsakelig neddykket fylling.
2. 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert ved at den ene ende av hver tårnseksjon (31) utstyres med bjelker (40) som er innrettet til å ligge mot elementer (36) ved enden av en over - eller underliggende tårnseksjon.
3. 3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det anvendes veggelementer (12) som hvert har form av en sekskant som har to lange, parallelle, horisontale kanter, mellom hvilke fagverkene er festet til veggelementene, idet endene av hvert veggelement har to korte kanter med lik lengde, og at det i området ved de korte kanter er anordnet et gjennomgående, vertikalt hull (20) som en styrestang (18) anbringes i, hvilken styrestang er eller blir festet i et undre fundament.
4. 4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakter i:sert ved at det anvendes tårnseksjon-er (31)' med samme høyde som veggelementene (12), målt mellom de lange kanter.