NO150874B - Flytende plattformkonstruksjon, konstruksjonsenhet for fremstilling av en flytende plattformkonstruksjon og fremgangsmaate for fremstilling av en flytende plattformkonstruksjon i armert betong - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører en. flytende plattformkonstruksjon med avlang eller langstrakt form med dekkseksjon og bæreseksjon for samme. Oppfinnelsen angår også en konstruksjonsenhet for fremstilling av en flytende plattformkonstruksjon samt en fremgangsmåte for fremstilling av en flytende plattformkonstruksjon av armert betong.

Noen eksempler på tidligere kjente konstruksjoner skal nevnes nedenfor. Fra EPO-patentsøknad 0015352 er en pongtong tidligere kjent som er oppdelt i en rekke rom med langsgående og tverrgående skott. Pongtongens dokk er utført som en kassekon-struksjon med forsterkningsvegger som løper ..i dekkets lengde- og tverretning. US patentskrift 1 6 70 524 beskriver en flytende flyplass utført som en plattformkonstruksjon med en rekke vertikaltstilte, sylindriske oppdriftslegemer som er forbundet med hverandre ved hjelp av en rekke skråstilte stag. Oppdriftslege-mene har oppover trinnvis avtagende tverrsnitt og bærer en dekk-konstruksjon som kan bestå av flere elementer. Også US patent-skrifter 3 785 313, 3 592 155 og 4 275 679 angår flytende platt-formkonstruks joner med vertikaltstilte flytelegemer som er forbundet med hverandre. Noen av de kjente konstruksjoner omfatter mer eller mindre sfæriske flytelegemer som bærer dekket direkte. Av US patentskrift 3 785 313 fremgår også at en flytende konstruksjon kan være sammensatt av elementer som hvert omfatter en ballastseksjon, en bæreseksjon. Norsk patentskrift 145 444 angår en fremgangsmåte for bygging av en flytende produksjonsplatt-form med en dekkonstruksjon som bygges separat og deretter over-føres til plattformens basiskonstruksjon. En såkalt gravitasjons-plattform, dvs. en plattform som står på havets bunn, og med et plattformdekk som støttes av skråstilte søyler som konvergerer mot dekket, er beskrevet i norsk patent 135 677. Norsk patentskrift 135 897 beskriver en flyteenhet til bruk ved montering av en flyttbar dekkonstruksjon på et nedsenkbart oppdriftslegeme.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en konstruksjon av den innledningsvis nevnte art som er forholdsvis enkel å fremstille, som kan bygges opp av enkeltelementer og som i drift yter forholdsvis liten motstand mot havstrømmer og bølgebevegelser.

Plattformkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen utmerker seg ved at den er utført som en langstrakt fagverkbjelke med øvre og nedre gurt som er forbundet med fagverkstaver hvis vertikale projeksjoner danner benene i en trekant, hvis basis vender oppover, og hvor dekkseksjonen danner en øvre gurt, plattformens flytemidler finnes i stavenes øvre del og ballastmidler i stavenes nedre del og eventuelt den nedre gurt. Bæreseksjoner omfatter grupper med minst tre, fortrinnsvis fire, staver i hver gruppe som konvergerer fra dekket nedover mot et felles punkt og er fast forbundet med hverandre i et knutepunkt i eller nær samlepunktet. Konstruksjonen er særlig egnet til å fremstilles i armert betong, men den kan også fremstilles i stål.

Konstruksjonen flyter halvt nedsenket i vannet. Skråsøy-lene, som er hule betongsylindre, gir konstruksjonen oppdrift og stabilitet. Flytende stabilitet er vanligvis bestemmende for volum og dimensjoner. Bestemmende faktorer fra flytende stabilitet er oppdriftens beliggenhet og vannlinjearealets treghets-moment. Den i foreliggende tilfelle valgte tverrsnittsform er meget gunstig siden skråsøylene har stor innbyrdes avstand i vannlinjen. Nedre del av skråsøylene er ballastert, f.eks. med sand og vann.

Den valgte form er også meget gunstig med hensyn til ytre kraftpåkjenninger, f.eks. fra stormbølger. Det er to forhold som bidrar til dette. Som kjent medfører en bølge et dynamisk trykk som avtar med dybden. Konstruksjonen har et relativt stort dyptgående, langt større enn vanlige halvt nedsenkede konstruksjoner. Dernest, siden nedre gurt har et relativt lite tverrsnitt, blir det stort sett bare differanse i dynamisk trykk ved bunnen av skråsøylene som gir kraftmoment. Konstruksjonen på-drar seg derfor relativt sett små kraftmomenter og på grunn av dens form og store dyptgående vil den holde seg rolig selv i stor sjøgang. På grunn av konstruksjonsenhetenes geometriske form (fagverkkonstruksjonen består i det vesentlige av trekant-felter) vil de fleste krefter overføres som rene trykk- eller strekkrefter uten at det oppstår dreiemomeriVter i de enkelte konstruksjonselementer. Dette er sikkerhetsmessig sett en vesent-lig fordel fordi slike krefter er forholdsvis.lette å bestemme og regne ut på forhånd.

Oppfinnelsen omfatter også en konstruksjonsenhet for fremstilling av en flytende plattformkonstruksjon som har et dekkseksjonselement med polygonalt grunnriss, og det særegne ved kon-struks jonsenheten er at dekkseksjonselementet er støttet av tre eller fire ben som konvergerer fra dekket nedover mot et knutepunkt hvor de er forbundet med hverandre, og hvor benene også er forbundet med hverandre med en avstivningsplate i avstand fra si-ne nedre, sammenstøtende ender, og at dekkseksjonselementet langs i det minste en av sine sider er innrettet til å forbindes med et tilsvarende dekkseksjonselement i en annen konstruksjonsenhet.

Konstruksjonen ifølge o<p>pfinnelsen lar seg lett fremstille under anvendelse av stort sett samme fremstillingsteknikk som man benytter ved bygging av betongplattformer for Nordsjøen. En slik fremgangsmåte for fremstilling av en flytende plattformkonstruksjon i armert betong med dekkseksjon og bæreseksjon for samme kan gå ut på at konstruksjonen utføres som en fagverksbjelke med øvre og nedre gurt som er forbundet med fagverkstaver hvis vertikale projeksjoner danner benene i en trekant hvis spiss vender nedover og hvor dekkseksjonen danner den øvre gurt, mens plattformens flytemidler finnes i stavenes øvre del og ballastmidler i stavenes nedre del og eventuelt i den nedre gurt. Frem-gangsmåten ifølge oppfinnelsen går ut på at det støpes en kon-struks jonsenhet , omfattende fire staver og det nedre knutepunkt, idet stavenes nedre del og knutepunktet først støpes ferdig i tørrdokk og forsynes med et horisontalt nedre gurtelement som rager ut sideveis fra knutepunktet og fortrinnsvis med en horisontal avstivningskrave i avstand oppover fra gurtelementet, hvoretter den støpte del av konstruksjonsenheten flyttes ut på dypt vann og stavene støpes til full høyde for dannelse av et bæreseksjonselement, at et dekkseksjonselement bygges på en atskilt byggeplass og slepes ut på dypt vann og anbringes og festes på bæreseksjonselementet, hvoretter den således fremstilte konstruksjonsenhet forbindes side mot side med en tilsvarende konstruksjonsenhet og dekkseksjonselementene og toppene av stavene eller søylene støpes sammen og de nedre gurtelementer forbindes med hverandre.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksempler og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et perspektivriss som viser skjematisk en flytende konstruksjon utført i samsvar med oppfinnelsen til bruk som en flytende flyplass, fig. 2 et skjematisk oppriss eller sideriss av konstruksjonen ifølge fig. 1, fig. 3 et enderiss til fig. 2, og fig. 4 er et grunnriss av konstruksjonen ifølge fig. 1 sett nedenfra. Fig. 5 viser i større målestokk og som vertikalsnitt langs linjen V-V på fig. 2, et parti av konstruksjonens dekk og en av søylene, fig. 6 er et oppriss eller sideriss av en konstruksjonsenhet som konstruksjonen ifølge oppfinnelsen er sammensatt av, fig. 7 er et skjematisk grunnriss til fig. 6, fig. 7 er et grunnriss av en alternativ utførelse av konstruksjonsenheten ifølge fig. 6, og fig. 9 viser skjematisk en konstruksjon som vist på fig. l,men sammensatt av enheter eller moduler i det vesentlige som vist på fig. 8. Fig. 10 a-g illustrerer en fremgangsmåte ved bygning og reisning av en flytende flyplasskonstruksjon av den på fig. 1 viste type. Fig. 1 er et perspektivriss av en plattformkonstruksjon ifølge oppfinnelsen utført som flytende flyplass. I det følgen-de skal konstruksjonen omtales som plattform da den i grunnen er en fralandsplattform. Plattformen 1 omfatter en bæreseksjon 2 og en dekkseksjon 3. Bæreseksjonen 2 omfatter et antall grupper eller enheter 5 som hver omfatter fire skrå søyler 6. Søylene i hver gruppe danner geometrisk sett en omvendt pyramide hvor søylenes øvre ender strekker seg fra dekkseksjonens 3 lengdekan-ter mot et felles knutepunkt eller samlepunkt 7 som ligger noe høyere enn det geometriske knutepunkt som ikke er vist på tegnin-gen. I det foreliggende tilfelle er plattformen tenkt støpt i betong, og søylenes 6 nedre endepartier er sammenstøpt i knutepunktet 7. I en viss avstand oppover fra knutepunktet er det anordnet en horisontal avstivningsplate eller krave 8 som er støpt i ett med søylene 6. Søylene er sylindriske rør av armert betong. Søylenes 6 øvre ender er sammenstøpt med dekkseksjonen 3. Mellom knutepunktene 7 i bæreseksjonen 2 strekker det seg langsgående trykk- og strekkopptagende konstruksjonselementer 9 som i foreliggende tilfelle består av stålrør som er fylt med betong og som utgjør et sammenhengende element eller en gurt 10 som strekker seg fra bæreseksjonens ene ende til den andre. Fig. 2 er et oppriss av plattformen og viser denne sett fra siden, og fig. 3 er et enderiss av plattformen. Det fremgår klart av fig. 1-3 at plattformen 1 er utført som en fagverkbjelke hvis øvre gurt består av dekkseksjonen 3 og hvis nedre gurt består av røret 9,10, og hvor gurtene er forbundet med hverandre med skråstaver 6. Figurene viser også klart at både i sideriss og i enderiss danner skråstavene et antall trekantede felter.

Fig. 4 er et grunnriss av plattformen og viser at skråsøylene 6

i naboenhetene parvis støter sammen ved sine øvre ender hvor de danner knutepunkter 11 i likhet med knutepunktene 7 ved den nedre gurt.

Ved dekkseksjonens 3 ene ende finnes på dekkets underside en dreibar forankringsanordning 12 for et antall ankerkjettinger 13 til forankring av plattformen i sjøbunnen 4 (fig. 1).

På fig. 4 er med strekede linjer 14 antydet dekkseksjonens 3 langdragere og med strekede linjer 15 dekkseksjonens tverrbjelker.

Fig. 5 viser i større målestokk og i snitt langs linjen V-V på fig. 2 et parti som omfatter den øverste del av en skrå-søyle 6 og en tilstøtende del av dekkseksjonen 3 med en tverrbjelke 15. Denne utførelse er bare angitt som et eksempel. Skråsøylen 6 er avsluttet med en horisontalflate som bærer langdrageren 14. Den sistnevnte er utformet som en kasse-bjelke. Langdrageren dekker ikke helt toppflaten av skråbenet, slik at det er plass for overlappende plassering av en langdra-ger eller et lignende element fra en tilstøtende plattformenhet (se om bygningsmåten nedenfor). Tverrbjelken 15 er utført som fagverkbjelke med overgurt og undergurt og med vertikale staver og skråstaver. Mellom og på bjelkene er plassert dekkplatesek-sjoner 16 (se også fig. 4) av hensiktsmessig utførelse. Dekkpla-teseksjonene 16 utgjør dekkseksjonens egentlige dekk eller øvre dekk 17. Dekkseksjonen kan også være utstyrt med et nedre dekk 18 som bare skjematisk er antydet til høyre på fig. 5.

Som det skal forklares nærmere i forbindelse med fig. 10, er plattformen sammensatt av et antall enheter eller moduler. Plattformen ifølge fig. 1 omfatter seks slike enheter. Fig.6-8 viser at en plattformenhet også kan utstyres slik at den kan benyttes alene som en selvstendig plattform. Fig. 6 viser en slik plattformenhet 20, og fig. 7 viser enheten i grunnriss. Plattformens dekkseksjon 23 er i dette tilfelle utført med stør-re bredde enn for utførelsen ifølge f.eks. fig. 1, og plattformen er forankret i sjøbunnen ved hjelp av kjettinger festet til dekket. Skråbenene er betegnet med 26, den nedre avstivningskrave med 28 og det nedre knutepunkt med 27. Bæreseksjonen er altså identisk med bæreseksjonen 3 ifølge fig. 1-4 bortsett fra at det ikke finnes noen deler av den nedre gurt 9,10. Fig. 8 viser en annen utførelse 30 av plattformenheten eller plattform-modulen med bæreseksjonen 32 utført med trekantet grunnriss,dvs. som geometrisk beskriver et tetraeder. Bæreseksjonen har tre skrå søyler 36 som konvergerer nedover mot et knutepunkt 37 og hvis øvre ender 40 er sammenstøpt med dekkseksjonen 33. Fig. 9A,B viser et skjematisk grunnrissp?in?To^rsammensetning av et antall formenheter 30 med bæreseksjon utført som vist på fig. 8. Skrå-søylene er antydet med 36 og dekkseks jonen med 33. (Se også nedenfor)

Fremstillingen av en flyteplattform av den på fig. 1 viste type skal nå beskrives kort i forbindelse med fig. 10 a-g.

Fig. 10a viser skjematisk et tverrsnitt gjennom en tørrdokk, hvor det er påbegynt støping av en bæreseksjonenhet 5 som er vist med det nedre knutepunkt,seksjoner av den nedre gurt 10 og med den nedre avstivningskrave 8. Etter at den nedre bæredel av bæreseksjonsenheten er ferdig, slepes underdelen ut på dypere vann. På et annet sted fremstilles langdragere 14 (fig.10b), tverrbjelker 15 og dekkplater 16 for dekkseksjonen.

Underdelen av bæreseksjonen slepes ut på dypere vann

(fig. 10e) og skråsøylene støpes ferdige ved hjelp av glidefor-skaling (f.eks. etter søkernes patenterte fremgangsmåte for skrå-støping).Når bæreseksjonsenhetens søyler er ferdigstøpte, flyttes eller transporteres langdragerne og tverrbjelkene for dekkseksjonen til den flytende bæreseksjon som er nedsenket til pas-sende dybde (høyde) og langdragerne og bjelkene monteres på bære-seks jonen. Deretter løftes ombord på plattformen dekkplate-seksjonene og det andre utstyr som det måtte være hensiktsmessig å plassere på konstruksjonen allerede på dette tidspunkt (fig. 10e og 10f). Plattformenhetens komponenter forbindes med hverandre ved sammenstøping med betong.

Når flere plattformenheter er fullførte, plasseres to enheter etter hverandre som vist på fig. 10e og forbindes med hverandre i toppen ved sammenstøpning mellom søylene og langdragerne (eventuelt ved hjelp av mellomelementer) og bæreseksjonens nedre ender forbindes ved at gurtrørene (som er av stål) sveises sammen under vann (under anvendelse av tørrarbeidskammere), hvoretter rørene utstøpes med betong. Etter at alle dekkplatesek-sjoner er på plass, utfylles eventuelle skjøter og mellomrom og hovedkonstruksjonen er ferdig.

Det er klart at alle de deler av konstruksjonen som skal forbindes med hverandre (sammenstøpes) under fremstilling utstyres med innretninger (f.eks. utstikkende armeringsjern, ankere, gangjern etc.)som gjør sammenføyning og sammenstøping av tilstø-tende konstruksjonselementer enklere og lettere. Denne teknikk er kjent i forbindelse med fremstilling av betongplattformer.

Det er ikke nødvendig at alle bæreseksjonsenheter før sammenmon-tering er fullstendig utstyrt med dekkseksjonselementer. Det kan være tilstrekkelig at bare noen av enhetene er utstyrt med fullstendige langdragere og tverrbjelker, mens andre kan være utstyrt med deler av dem, eller slike dekkseksjonselementer kan monteres etter at bæreseksjonene er satt sammen.

I eksemplene er det forklart en langstrakt flyteplattform med flere enheter anordnet etter hverandre, men det er klart at det også er mulig å bygge en plattform ved å anordne flere plattformenheter både etter og ved siden av hverandre, slik at den fremstilte flytekonstruksjon både har stor lengde og stor bredde. I et slikt tilfelle kan det være nødvendig at bæreseksjonene nedentil utstyres med to undergurtseksjoner som danner vinkel med hverandre og som senere skal sikre forbindel-sen både i lengde- og i tverretningen. Ved en utførelse ifølge fig. 9 med tetraederaktige bæreseksjoner kan det være hensiktsmessig å forbinde to og to bæreseksjonsenheter med hverandre før montering av langdragerne etc.

Ved en konstruksjon som bare er utstyrt med et dekk, kan oppholdsrom, boligrom, lagerrom, maskinrom etc. være plassert i langdragerne hvis det er ønskelig å holde dekkflaten fri. Hvis konstruksjonen også er utstyrt med et underdekk, kan underdekket benyttes til nevnte formål. I tilfelle av flytende flyplass vil en terminal for passasjerer være plassert på underdekket. Om nødvendig eller hensiktsmessig kan bygningsmoduler anbringes mellom dekkonstruksjonens tverrbjelker. Underdekket kan eventuelt også romme hangarer for luftfartøy.

Tegningene viser forankring av flytekonstruksjonen ved hjelp av kjettinger og ankere. Det kan imidlertid også tenkes at konstruksjonen er utstyrt med kraftaggregater (f.eks. diesel-elektrisk) som driver fremdriftsmotorer enten for fullstendig posisjonering av flytekonstruksjonen eller som hjelp for hurtig forandring av en forankret konstruksjonsstilling i forhold til været. Opplagringen for forankringskjettinger (12,fig. 2) er anbragt på undersiden av dekket, og dimensjonene er valgt slik at konstruksjonen kan svinge fritt 360°. For en betongkonstruk-sjon med f.eks. 6 00 m lengde og 90 m bredde som kan være opptil 150 m dyp, kan det være nødvendig med f.eks. 20 kjettinger for sikker forankring av konstruksjonen. Konstruksjonen ballasteres med sand og vann som fylles i skråsøylenes nedre partier.

Ved utførelsen som vist på fig. 9A og B og som består av enheter ifølge fig. 8, har undergurten to parallelle rør 39, idet det finnes to geometriske steder (to parallelle linjer) for bæ-reseks jonenes knutepunkter 37. Disse to rør kan være forbundet med hverandre, f.eks. ved fagverksstaver 41.

Claims (10)

1. Flytende plattformkonstruksjon (1) med avlang eller langstrakt form, med dekkseksjon (3) og bæreseksjon (2) for samme, karakterisert ved at plattformkonstruksjonen (1) er utført som en langstrakt fagverkbjelke med øvre (3) og nedre gurt (9,10) som er forbundet med fagverkstaver (6) hvis vertikale projeksjoner danner benene i en trekant, hvis basis vender oppover, og hvor dekkseksjonen danner den øvre gurt, plattformens flytemidler finnes i stavenes øvre del og ballastmidler i stavenes nedre del og eventuelt den nedre gurt.

2. Plattformkonstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at bæreseksjonen omfatter grupper med minst tre staver i hver gruppe som konvergerer fra dekket nedover mot et felles punkt (7) og er fast forbundet med hverandre i et knutepunkt i eller nær samlepunktet.

3. Plattformkonstruksjon ifølge krav 2,karakterisert ved at gruppen har tre eller fire staver (6) som danner en omvendt pyramide og at to av stavene i gruppen ved dekket (3) støter sammen med to staver i en tilstøtende gruppe.

4. Plattformkonstruksjon ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at den nedre gurt omfatter i det minste ett stålrør (9) som kraftopptagende element.

5. Plattformkonstruksjon ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at en avstivningskrave (8) forbinder stavene (6) i avstand fra deres nedre sammenførte ender.

6. Plattformkonstruksjon ifølge krav 1-5, med bæreseksjon sammensatt av grupper eller enheter som har tre staver (36), karakterisert ved at knutepunktene (37) for annen hver gruppe ligger på en rett linje og knutepunktene for de mel-lomliggende grupper ligger på en annen rett linje som er paral-lell med den første linje, og at den nedre gurt omfatter to stålrør som strekker seg langs hver sin av de to linjer (fig.9a, 9b) .

7. Konstruksjonsenhet for fremstilling av en flytende platt-formkonstruks jon ifølge et av de foregående krav med et dekkseksjonselement (23,33) med polygonalt grunnriss, karakterisert ved at dekkseksjonselementet (23,33) er støttet av tre eller fire ben (26,36) som konvergerer fra dekket nedover mot et knutepunkt (2 7,37) hvor de er forbundet med hverandre, og hvor benene også er forbundet med hverandre med en avstivningsplate (28) i avstand fra sine nedre, sammenstøtende ender, og at dekkseksjonselementet langs i det minste en av sine sider er innrettet til å forbindes med et tilsvarende dekkseksjonselement i en annen konstruksjonsenhet.

8. Enhet ifølge krav 7, karakterisert ved at ben-seksjonens nederste parti er utstyrt med minst et horisontalt kraftopptagende gurtelement (29, 9) som kan forbindes fast med tilsvarende gurtelement i en tilstøtende konstruksjonsenhet (20).

9. Fremgangsmåte for fremstilling av en flytende plattformkonstruksjon (1) i armert betong, med dekkseksjon (3) og bæreseksjon (2) for samme, hvor konstruksjonen er utført som en fagverkbjelke med øvre og nedre gurt som er forbundet ved fagverkstaver (6) hvis vertikale projeksjoner danner benene i en trekant hvis spiss vender nedover, og hvor dekkseksjonen (3) danner den øvre gurt, plattformens flytemidler finnes i stavenes -øvre del og ballastmidler i stavenes nedre del og eventuelt den nedre gurt (9), som angitt i krav 1, karakterisert ved at det støpes en konstruksjonsenhet (20) , omfattende fire staver (6,26) og det nedre knutepunkt (7,27), idet stavenes nedre del og knutepunktet først støpes ferdig i tørrdokk (fig. 10a) og forsynes med et horisontalt nedre gurtelement (9,29) som rager ut sideveis fra knutepunktet og fortrinnsvis med en horisontal avstivningskrave i avstand oppover fra gurtelementet, hvoretter den støpte del av konstruksjonsenheten flyttes ut på dypt vann og stavene støpes til full høyde (fig. 10d) for dannelse av et bæreseksjonselement (22) , at et dekkseksjonselement (23) bygges på en atskilt byggeplass og slepes ut på dypt vann og anbringes og festes på bæreseksjonselementet (fig.lOe), hvoretter den således fremstilte konstruksjonsenhet (20) forbindes side mot side med en tilsvarende konstruksjonsenhet og dekkseks jonselementene (23) og toppene av stavene eller søylene støpes sammen og de nedre gurtelementer forbindes med hverandre (fig.lOg).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at det nedre gurtelement utføres av stålrør og at de tilstø-tende gurtelementer sveises sammen og deretter utstøpes med betong.