NO20092241L - Havbunnsfundament,samt fremgangsmate for installering av fundamentet - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører konstruksjoner for bæring av offshore vindturbiner og lignende utstyr. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen et fundament for installering på en havbunn under en vannmasse, som angitt i innledningen til de selvstendige patentkravene.

Det stadig økende kravet om utnyttelse av fornybare energikilder, øker etterspørselen etter offshorevindkraft. Dette fordi offshorevindforholdene er mer gunstige enn forholdene på land, og miljøpåvirkningen er meget mindre. Det foreligger et standig økende behov for konstruksjoner som på en sikker og pålitelig måte kan bære tunge vindturbiner i en betydelig høyde over havflaten. Bærekonstruksjonen innbefatter generelt et skaft eller et tårn som er festet til havbunnen, enten direkte ved hjelp av et fundament, eller konstruksjonen flyter og er forbundet med havbunnen ved hjelp av et fortøyningsarrangement. Foreliggende oppfinnelse vedrører den førstnevnte typen, nemlig faste bærekonstruksjoner.

Typiske faste bærekonstruksjoner for vindturbiner som for tiden er i bruk, planlegges for bruk og/eller er patentert og beskrevet i tilgjengelige publikasjoner, kjennetegnes generelt som følger: 1. Som følge av gjennomførbarhetsbegrensninger er hele bærekonstruksjonen delt i to deler, nemlig i et fundament og et tårn, og tårnet blir montert in situ på det på forhånd installerte fundamentet. 2. Fundamentet fastgjøres i havbunnen ved at det drives ned eller bores ned pæler (enten flere pæler eller monopæler med stor diameter), eller fundamentet settes direkte på et kunstig gruslag som overfører lasten fra vindtårnkonstruksjonen til havbunnen.

Eksisterende metoder for levering av fundamenter fra noen leveringssteder, kan ikke tilfredsstille behovet for høy fremstillings- og installasjonsrate, dvs. antall enheter som må fremstilles og installeres i løpet av én installasjonssesong. Eksisterende løsninger som bruker tyngdekraften for fiksering av fundamentet på havbunnen istedenfor bruk av pæler, har betydelige anvendelsesbegrensninger som relaterer seg til vekten, vanndybden på installasjonsstedet, så vel som vanndybden på utlastingsstedet og langs transportruten. Disse løsningene bruker tyngdekraften som eneste reaksjon mot de drifts- og miljøbelastninger som overføres via konstruksjonens horisontale kontakt med havbunnen. Som regel vil de øvre grunnlagene på et kontaktsted være svake, og må derfor erstattes med bedre materialer, så som grus.

Dessuten, da havbunnen som oftest er ujevn og også kan skrå, foreligger det et behov for havbunnpreparering (nivellering og planing).

EP 1 429 024 beskriver en bærekonstruksjon for en offshorevindturbin, innbefattende en senkekasse som bæres av flere søyler i havbunnen og utsettes for strekk- og trykkbelastninger. Noen søyler er satt ned med en skrå vinkel i forhold til vertikalen. Senkekassen er avstøttet under vannoverflaten, men over havbunnen.

WO 03/080939 beskriver en fundamentkonstruksjon for et vindturbintårn eller lignende, for installering på havbunnen. Fundamentkonstruksjonen kan bringes til sin offshoreposisjon ved hjelp av et fartøy og separate (og fjernbare) oppdriftsmidler. Disse oppdriftsmidlene må være relativt store for å kunne gi stabilitet. I posisjon blir konstruksjonen senket til havbunnen, og en pumpemekanisme brukes for senking av den nedre delen av konstruksjonen (eksempelvis skjørt) inn i havbunnen. Når fundamentkonstruksjonen er blitt forankret (eller pælet) på plass på havbunnen, kan den brukes for bæring av vindturbintårnet. 1 seg selv har de foran nevnte løsningene en tendens til å medføre høye totale kapitalinvesteringer, dvs. totalkostnader for fremstilling, utlasting, transport, havbunnprepareringer og installasjonen.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det et fundament for installering på en havbunn under en vannmasse, med en bunndel, et hovedlegeme og en forbindelsesdel for en bærekonstruksjon og/eller en utstyrsenhet, kjennetegnet ved et første ballastrom og et andre ballastrom, idet en del av det første ballastrommet i området ved dets øvre ende har en åpning mellom det første og det andre ballastrommet, og ved at en kanal går mellom et område over det andre ballastrommet og inn i det første ballastrommet.

I én utførelse er det andre ballastrommet anordnet over det første ballastrommet, og en del av det første ballastrommet strekker seg med en første lengde inn i det andre ballastrommet.

I én utførelse går det en ledning mellom det andre ballastrommet og det ytre av fundamentet.

I én utførelse innbefatter det andre ballastrommet et sentralt ballastrom, og det første ballastrommet innbefatter et ballastrom rundt det andre ballastrommet, fortrinnsvis i form av et ringrom rundt det sentrale rommet.

I én utførelse er en nedre kanaldel forbundet med kanalen via et ledd, idet den nedre kanaldelen strekker seg inn i det første ballastrommet. Fordelaktig innbefatter fundamentet kontrollerbare midler for bevegelse av den nedre kanaldelen i det første ballastrommet.

Ledningen har i én utførelse en ventil og en første åpning på utsiden av fundamentet, og en andre åpning i det andre ballastrommet, i en andre avstand over den første åpningen.

I én utførelse innbefatter fundamentet et sprederelement som er anordnet under en nedre kanaldel på kanalen, slik at ballastmaterialet som kommer ut fra den nedre kanaldelen vil gå mot sprederelementet. Sprederelementet kan innbefatte en konisk overflate og et antall plater som er anordnet rundt den koniske overflaten, idet en del av hver plate rager opp over den koniske overflaten.

Bunndelen innbefatter, fortrinnsvis rundt sin omkrets, et skjørtelement som strekker seg nedover og derved danner et kammer under bunndelen, idet skjørtelementet er utformet for i det minste delvis inntrengning i havbunnen. Fundamentet innbefatter videre åpninger mellom det kammeret som dannes av skjørtet og utsiden av fundamentet.

I én utførelse innbefatter fundamentet et antall lastmotstands- og nivelleringsmidler som er anordnet rundt og ut fra fundamentet. Lastmotstands-og nivelleringsmidlene innbefatter i én utførelse ytre skjørtelementer som er anordnet med regulære avstander rundt bunndelomkretsen og strekker seg nedover, hvorved det dannes respektive separate kamre under hvert skjørtelement. De ytre skjørtelementene er utformet for i det minste delvis inntrengning i havbunnen, og hvert ytre skjørtelement innbefatter videre respektive åpninger mellom det kammeret som dannes av det ytre skjørtet og utsiden av fundamentet, slik at derved et fyllmateriale kan injiseres og man således unngår direkte kontakt mellom vann i skjørtelementene og det porøse havbunnsedimentet.

I én utførelse innbefatter fundamentet et antall stoppemidler som er anordnet rundt omkretsen av bunndelen, og kan beveges selektivt fra en tilbaketrukket stilling hvor stoppemidlene ikke strekker seg under bunndelen, og til en utragende stilling hvor stoppemidlene strekker seg ned under bunndelen.

I én utførelse innbefatter bunndelen en bunnplate som har en oppragende omkretsvegg. Bunnplaten og den oppragende veggen er i hovedsaken av betong eller et lignende støpbart og tungt materiale, mens resten av fundamentet i hovedsaken er av stål eller et lignende metallmateriale.

Det er også tilveiebrakt en fremgangsmåte for tilveiebringelse av et antall av fundamentet ifølge oppfinnelsen på et kyst-, land- eller nærlandsted, kjennetegnet ved trinnene: a) prefabrikker ing av moduler, eventuelt på ett eller flere andre steder enn det nevnte stedet; b) samling av modulene på det nevnte sted for derved å tilveiebringe et antall fundamenter; c) en eventuell lagring av ferdige fundamenter i en flytende tilstand på et kyststed, klar for installering; d) sleping av ett eller flere fundamenter til et offshoreinstallasjonssted; og

e) installering av de nevnte fundamentene på en havbunn.

I en utførelsesform innbefatter samlingen av modulene:

a) utstrekking av en nedre omkretsvegg fra bunnplaten for dannelse av en fundamentbunndel, hvilken nedre vegg har en vertikal utstrekning som er dimensjonert i samsvar med oppdriftskravene som stilles til den ferdige bærestrukturen; b) plassering av bunndelen i en flytende posisjon på overflaten av vannmassen; c) ytterligere samling av fundamentet med suksessiv samling av prefabrikkerte enheter.

Det er også tilveiebrakt en fremgangsmåte for installering av fundamentet ifølge oppfinnelsen på en havbunn under en vannmasse,karakterisert vedde følgende trinn: a) muliggjøre at vann fra vannmassen strømmer inn i det andre ballastrommet gjennom ledningen helt til en del av fundamentet er i det minste delvis penetrert inn i havbunnen, idet vann inne i rommet som bestemt av delen, presses ut via utløp; c) aktivering av utvalgte nivelleringsmidler, slik at fundamentet derved plasseres på havbunnen i en i hovedsaken nivellert tilstand; og d) plassering av ballastmaterialet i hovedballastrommet og eventuelt i det andre ballastrommet.

I én utførelse gjentas trinn b) i installeringsmetoden helt til en bestemt inntrengningsdybde er nådd, og en landflate på fundamentet har fått kontakt med havbunnen og fundamentets synking har stoppet. I én utførelse av installeringsmetoden blir det før trinn a) gjennomført et trinn med bevegelse av stoppemidlene fra en inntrukket tilstand og til en låst tilstand i den utkjørte posisjonen. Eventuelt blir det før trinn a) plassert en på forhånd bestemt mengde partikkelformet ballastmateriale i hovedballastrommet, hvilket ballastmateriale innbefatter tørt eller naturlig fuktig materiale så som sand, grus eller jernmalm. I én utførelse innbefatter trinn c) i installeringsmetoden en i det minste delvis fylling av utvalgte ytre skjørtrom med injiseringsmasse.

I én utførelse avsluttes trinn a) i installeringsmetoden når vannet i det andre ballastrommet har nådd et nivå som medfører at det via en innvendig ledning strømmer inn i det første ballastrommet.

I én utførelse avsluttes trinn a) i fremgangsmåten når vannet i det første ballastrommet har nådd et nivå hvor det strømmer inn i det andre ballastrommet via en innvendig ledning.

Om nødvendig kan installeringsmetoden innbefatte en bevegelse av fundamentet til en i hovedsaken horisontal tilstand under innføringen av skjørtene i havbunnen, ved at det utøves en korrigerende last eller et korrigerende moment på fundamentet eller strukturen, slik at man derved kan motvirke eventuelle ujevnheter i havbunnen, skrå havbunn eller ujevne grunnforhold. Momentet/lasten tilveiebringes ved hjelp av ulike vanntrykk i individuelle skjørtrom. Skjørtutførelsen og den tilhørende installasjonsmetoden medfører også en tilveiebringelse av tilstrekkelig fundamentstabilitet over en viss tid, helt til innfanget vann i skjørtrommet over slamnivået er støtt ut med injiseringsmassen.

Ved at det er tilveiebrakt et antall mulige løsninger kan

vindfarmutviklingsprosjektet med dets spesielle forhold optimeres på en effektiv måte, eksempelvis for oppnåelse av laveste kostnader for installerte enheter, størst mulig fremstillings- og installasjonsrater, bruk av tilgjengelige fartøy, etc.

Foreliggende oppfinnelse introduserer et antall parametere og strukturell kompatibilitet med bruk av ulike materialtyper som kan anvendes for optimering av tilveiebringelsen av driftsklare strukturelle bærekonstruksjoner for offshorevindfarmer. Man oppnår de følgende fordelaktige aspekter: 1. En stor del av komplettering, ibruktagning og utlastingsarbeider kan skje på fremstillingsstedet istedenfor på offshoreinstallasjonsstedet. 2. Mulige utførelser kan tillate integrering av tårnet med fundamentet, kabling og lignende.

3. Et større materialvalg og et større område for strukturelle dimensjoner.

4. Transport til stedet om bord på lektere og fartøy elimineres eller kan reduseres i betydelig grad. 5. Det er ikke nødvendig med separate oppdriftselementer under utslepet, selv ved spesielle utførelser. 6. Plassering i posisjon (overføring fra transportposisjonen til driftsposisjonen) ved å tilføre ballast, og ikke med løfting. 7. Ingen preparering av havbunnen eller utbytting av materiale på havbunnen.

8. Ingen pæling, med unntak i svak grunn.

9. Det kan lett implementeres utførelser og utstyr for fjerning.

10. Det unngås bruk av store offshorekraner.

I tillegg til de lave totalkostnadene vil foreliggende oppfinnelse også fjerne problemer som man kjenner fra kjente løsninger: 1. Muligheten for levering av fundamentene fra samlingsstedet tillater utførelse av arbeider i moderat dimensjonerte områder og bruk av fartøyer med liten dypgang, slik at derved utvalgsmulighetene for fremstillingssteder øker.

2. Øket fremstillings- og installasjonsrate.

3. Redusering av farer som skyldes dårlige værforhold i forbindelse med installeringen.

4. Redusering av behov for spesielle fartøy.

5. Mulighet for at overbygninger (tårn, vindgenerator, etc.) kan plasseres på fundamentstrukturen ved eller nær land, før slepet til installasjonsstedet. 6. Fundamentstrukturen kan nivelleres under eller etter installeringen på havbunnen, for derved å kunne unngå uforutsett skråstilling av den installerte bæreren.

7. Motstand mot store islaster.

De foran nevnte og andre egenskaper ved oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av en foretrukket form av utførelser. Utførelsene er bare ment som rene eksempler. Beskrivelsen gis i forbindelse med tegningen, hvor: Fig. 1 er et skjematisk sideriss av en utførelse av fundamentet ifølge oppfinnelsen, installert på en havbunn,

Fig. 2 er et grunnriss av fundamentet i fig. 1,

Fig. 3 er et vertikalsnitt gjennom fundamentet i fig. 1, i samsvar med snittlinjen A-A i fig. 2, og viser ballastkamre og utstyr for plassering av fast ballast, Fig. 3a og 3b er henholdsvis grunnriss og sideriss av en utførelse av et sprederelement,

Fig. 4 er et forstørret utsnitt fra fig. 3, og viser ballastspredeinnretningen,

Fig. 5 er et grunnriss av ballastspredeinnretningen i fig. 4,

Fig. 6-11 er sideriss som viser hovedtrinn ved samlingen av fundamentet ifølge oppfinnelsen, Fig. 12 er et sideriss av et temporært fortøyningsarrangement for et antall fundamenter,

Fig. 13 er et grunnriss av fortøyningsarrangementet i fig. 12,

Fig. 14-20b er gjennomskårede sideriss i samsvar med linjen A-A i fig. 2, og viser hovedtrinn ved en installering av fundamentet ifølge oppfinnelsen på havbunnen, Fig. 21 og 22 er sideriss som viser en mulig samle- og utlastingsmetode for bunnseksjonen til fundamentet, med bruk av en neddykkbar lekter, Fig. 23 og 24 er sideriss av fundamentet ifølge oppfinnelsen, i fig. 23 plassert på en utførelse av en stabiliseringsinnretning som flyter i vannet, mens fundamentet i fig.

24 er løsgjort fra stabiliseringsinnretningen,

Fig. 25 er et grunnriss av fundamentet og stabiliseringsinnretningen i fig. 23,

Fig. 26 er et sideriss som viser en andre utførelse av en flytende stabiliseringsinnretning, tilknyttet fundamentet, Fig. 27 er et sideriss av fundamentet og stabiliseringsinnretningen i fig. 26, og viser fremgangsmåten ved samlingen av den flytende stabiliseringsinnretningen og fundamentet, Fig. 28 er et grunnriss av et element av den flytende stabiliseringsinnretningen i fig. 27, forbundet med et fundament, og

Fig. 29a-j viser en mulig samlingsmetode for fundamentet.

Fig. 1 og 2 viser en utførelse av fundamentet ifølge oppfinnelsen, her generelt betegnet med henvisningstallet 1. Denne utførelsen er montert på en havbunn B som har en ujevn overflate (ofte betegnet "slamlinje") M, under en vannmasse W. Selv om det ikke er vesentlig for oppfinnelsen, så vil det kunne være fordelaktig å gi fundamentet 1 et sirkulært tverrsnitt som på en effektiv måte kan tåle miljøbelastninger i ulike retninger og faser under fremstillingen, transporten og driften; typisk hydrostatisk vanntrykk og bølgebelastninger.

Fundamentet 1 har et hovedlegeme 5 og en bunndel 6. Bunndelen 6 innbefatter en bunnplate 4, et omkretsskjørt 7 rundt bunndelen, og et antall ytre skjørtrom 8a,b,c som er forbundet med bunndelen i regulære avstander rundt bunndelens omkrets.

Fig. 3 viser tre slike ytre rom 8a-c. Det kan være anordnet et antall finner 9a-f i innbyrdes avstander rundt bunndelens omkrets.

Bunndelen 6 innbefatter også et antall utkjørbare dyvler 10a,b,c som er anordnet i avstander rundt bunndelens omkrets. I fig. 1 er dyvlene vist i en utkjørt tilstand, og rager inn i havbunnen B under den nedre kanten til skjørtet 7. Fig. 1 viser også hvordan skjørtet 7, de ytre skjørtrommene 8a-c og de eventuelle finnene 9 er innleiret i havbunnen B.

De ytre skjørtrommene 8a-c representerer en betydelig bedring av kjent teknologi. Dette fordi de muliggjør følgende: (a) midler for nivellering av fundamentet 1 under installeringen på havbunnen,

hvilket vil bli beskrevet nærmere nedenfor,

(b) in situ stabilitet i den temporære fasen mellom fundamentets plassering på

havbunnen B og til fundamentet understøttes over hele bunnområdet, eksempelvis ved at det er foretatt masseinjisering, hvilket vil bli forklart nærmere nedenfor,

(c) motstand mot dreiemomenter, eksempelvis som indusert som følge av driften

av en vindturbin som er plassert på en struktur som hviler på fundamentet, (d) motstand mot horisontale belastninger i enhver fase (dvs. transport,

installering, drift), og

(e) ekstra motstand mot veltemomenter.

Det skal nevnes at motstanden mot dreiemomenter og motstanden mot horisontale belastninger (c og d foran) er ukoblet. De er derfor ikke additive (dvs. at ett rom kan ikke på samme tid utnyttes fullt ut for å motstå dreiemomenter og samtidig ta horisontale belastninger).

Hovedlegemet 5 har en nedre, i hovedsaken vertikal omkretsvegg 11. Denne veggen 11 er tilknyttet bunnplaten 4 og i retning oppover etterfølges veggen av én eller flere stumpkoniske seksjoner 12a,b,c, samt en søyle 14 som har en forbindelsesdel 15 hvortil tårnet (ikke vist) for bæring av en turbin (ikke vist) eventuelt kan tilknyttes.

Fig. 3 er et snitt i samsvar med snittlinjen A-A i fig. 2, og fig. 3 viser flere detaljer av fundamentet 1 og dets utstyr for transport og installering. Hovedlegemet 5 har indre ballastrom 13, 16.1 den viste utførelsen danner den vertikale veggen 11 og den første stumpkoniske seksjonen 12a et hovedballastrom 13. Den andre og den tredje stumpkoniske seksjonen 12b,c og søylen 14 danner et andre ballastrom 16. Dette sekundære ballastrommet 16 er plassert over hovedballastrommet 13, og er adskilt mot dette med et skott 17.

En ledning (et rør eller lignende) 18 går mellom en første åpning 18a på utsiden av fundamentet (fordelaktig ved en nedre del, som vist i fig. 3) og en andre åpning 18b inne i det sekundære ballastrommet 16 (fortrinnsvis nær skottet 17, som vist i fig. 3).

En kanal (løp eller lignende) 20 for fylling av fast ballast i hovedrommet 13, går fra et øvre område av hovedlegemet, fordelaktig fra et traktformet element 2 i søylen 14, gjennom det sekundære rommet 16 og inn i hovedrommet 13. Som vist i fig. 3 begrenser en innervegg 16' i det sekundære ballastrommet 16 et hulrom 20' (i fig. 3 et sylindrisk og avlangt hulrom). En overstrømåpning 19 i innerveggen 16', mellom det sekundære rommet 16 og hovedrommet 13, er anordnet i en egnet avstand over skottet 17.

Når fundamentet senkes mot havbunnen under installeringen, vil vann strømme fra vannmassen W gjennom røret 18 og inn i det sekundære ballastrommet 16. Geometrien til det sekundære ballastrommet tillater bare et meget lite vannplanareal, slik at ballastvannet ikke vil påvirke flytestabiliteten under fundamentets senking mot havbunnen. Røret 18 er forsynt med en ventil (ikke vist) som eksempelvis kan være fjernbetjent, eller fordelaktig betjenes med en ROV (Remotely Operated Vehicle). Når vannet fortsetter å strømme inn i det sekundære ballastrommet under bevegelse ned gjennom vannet, vil vannet til slutt (bestemt til et avsluttende trinn av bevegelsen ned mot havbunnen) nå overstrømåpningen 19 og strømme inn i hovedballastrommet 13 gjennom rørhulrommet 20'. Når vannet begynner å strømme inn i hovedballastrommet 13, vil både fundamentets dypgående og den stabiliserende armen ha øket i en slik grad at det store vannplanarealet som dannes i det permeable ballastmaterialet i hovedballastrommet 13, ikke vil forstyrre fundamentets flytestabilitet. Alternativt vil fundamentet treffe havbunnen B før vannet begynner å strømme inn i hovedballastrommet 13, slik at det derved oppnås bæring slik at flytestabiliteten ikke kompromitteres.

Som beskrevet foran innbefatter fundamentet 1 et arrangement for fylling av fast ballast fra toppen av søylen 15 og inn i hovedballastrommet 13, gjennom et løp 20.1 noen tilfeller vil det kunne være fordelaktig i det minste delvis å fylle ballast inn i hovedrommet 13 før slepet til installasjonsstedet begynner. I et slikt tilfelle er det viktig å plassere ballasten slik at tyngdepunktet vil ligge i hovedsaken sentralt i konstruksjonen 1, og slik at eventuelle forskyvninger av tyngdepunktet som følge av bølgeinduserte bevegelser av fundamentet, vil være så små som mulig.

Det første av disse to kravene tilfredsstilles ved å forsyne løpet 20 med en nedre rørseksjon 22 som er svingbart forbundet med løpet 20 ved hjelp av en leddforbindelse 21, slik det er vist i fig. 3. Den nedre rørseksjonen 22 har et tverrsnitt som, sammenlignet med hulrommets 21' tverrsnitt, vil muliggjøre en bevegelse av rørseksjonen 22 - i hovedsaken i et horisontalplan - i hulrommet 20'. Fig. 4 viser disse relative dimensjonsforskjellene og viser hvordan den nedre rørseksjonen 22 er beveget ut fra sin sentrale stilling og til en ekstrem stilling i kontakt med den indre veggen 16'. Fig. 4 og 5 viser egnede midler for bevegelse av den nedre rørseksjonen 22, her i form av hydrauliske sylindre 23. Disse sylindrene kan være fjernstyrte og påvires for bevegelse av den nedre rørseksjonen på egnet måte, for styring av den faste ballasten inn i hovedballastrommet på ønsket måte.

Det andre kravet tilfredsstilles ved å spre den faste ballasten i hovedrommet 13 uten derved å danne én eller flere store hauger med skrå sider som nærmer seg den indre friksjonsvinkelen til den faste ballasten. En slik plassering av den faste ballasten oppnås med en spreder 24 som kan bestå av et antall plater 24b som skrår med ulike vinkler og er anordnet radielt i horisontalplanet tilsvarende en vifte. Fig. 3a er et grunnriss av en utførelse av et sprederelement 24, her med en konisk flate 24a og løftede flater eller plater 24b. Fig. 3b er et sideriss av utførelsen i fig. 3a og viser hvordan platene 24b er løftet over den koniske flaten 24a. Når fallende fast ballast treffer disse platene, vil fallbanen endres med flere vinkler, slik at det derved oppnås en fordeling av ballastmaterialet. Modellforsøk som er gjennomført med en spreder, indikerer også at som følge av hastigheten til ballastmaterialpartiklene og de skrå banene, vil materialets plasseringsvinkel i retning utad ha en tendens til å være lavere enn den indre friksjonsvinkelen, hvilket vil bedre motstanden i det plasserte faste ballastmaterialet med hensyn til forskyvninger av tyngdepunktet i tilfelle av bevegelser i bølger.

Den nye fremstillings-, transport- og installasjonsmetoden skal nå beskrives nærmere under henvisning til fig. 6-20.

Fig. 6 viser en begynnende samlingsfase hvor bunndelen 6 hviler på en kai 26, på bærere 27a,b,c. De seksjonene som utgjør hovedlegemet 5, og som kan ha vært prefabrikkert andre steder, bringes frem til samlingsstedet og settes sammen på en effektiv måte for dannelse av en egnet stor del av hele konstruksjonen. Bunndelen 6 er utformet for løfting og med flyteevne. I en foretrukket utførelse er konstruksjonen utformet som et enhetlig eller også delvis dobbelt stålskall.

I fig. 7 er den samlede bunndelen 6 løftet fri fra bærerne på kaien 26. Dette skjer eksempelvis ved hjelp av et egnet løftearrangement L, og delen 6 er klar for plassering i en flytende tilstand i vannmassen W. Fig. 8, se pilene C, viser betongstøping på bunndelens 6 bunnplate 4. Betongen kan avstive bunnplaten og representere tung ballast i fundamentets nedre del, slik at det derved oppnås et lavt tyngdepunkt og en bedre flytestabilitet. Fig. 9 viser løfting og samling av de nedre seksjonene 12a,b som en enhet på bunndelen 6. Seksjonene 12a,b kan også samles individuelt, eller de kan innbefatte ekstra seksjoner opp til fundamentets øvre del. Fig. 10 viser de nedre seksjonene 12a,b integrert med bunndelen 6, og den øvre seksjonen 12c, søylen 14 og forbindelsesdelen 15 løftes som en enhet inn på toppen av den ferdige delen av konstruksjonen. Elementene kan også samles individuelt.

Fig. 11 viser et ferdig fundament 1 som flyter i vannet, klar for utslep.

Under byggingen, samlingen og utslepet av fundamentet 1 er dyvlene 1 Oa-c trukket tilbake, dvs. at de ikke strekker seg ned under skjørtets 7 nedre kant. Dette er vist eksempelvis i fig. 6-11. Når fundamentet skal installeres på den beregnede plassen på havbunnen, blir dyvlene senket og låst i en stilling i hvilken de strekker seg ned under skjørtets 7 nedre kant, som vist eksempelvis i fig. 1 og 15. Dette vil bli forklart nærmere nedenfor.

I situasjoner hvor det skal brukes et antall fundamenter 1, vil det kunne være fordelaktig å prefabrikkere et antall fundamenter og lagre disse i land eller i tilfredsstillende beskyttet farvann, helt til installasjonen skal påbegynnes. Lagringen kan skje i forholdsvis grunt vann, slik at man derved får et større utvalg med hensyn til mulige lagringssteder. Fig. 12 viser denne situasjonen, og viser en rekke av ferdige fundamenter la,b,c som er fortøyd i området som er beskyttet mot vind, bølger og farer. Hvert fundament er fortøyd ved hjelp av fortøyningskabler 30a-f, eksempelvis spredte kabler, tilknyttet bøyene 31 a-d, som i sin tur ved hjelp av fortøyningskabler 32a-f er tilknyttet ankeret 33a-d og derved til havbunnen B.

Fig. 13 viser dette fortøyningsarrangementet i et grunnriss. Hver forankringskabel

32a-c er forsynt med ankre 33a-d. Fortøyningsarrangementet i figuren er fordelaktig av flere grunner: det tar mindre plass pr. fortøyet konstruksjon, konstruksjonene kan tilknyttes og frigjøres fra fortøyningen i enhver ønsket sekvens, konstruksjonen la-f er tilknyttet fortøyningen ved hjelp av kabler 30a-f som også benyttes under

slepingen. Dette fortøyningsarrangementet muliggjør at et hvilket som helst av fundamentene la-f kan kobles til eller frikobles fra fundamentrekken. Eksempelvis

kan fundamentet lb fjernes uten at det er nødvendig å endre eller på noen måte forstyrre fortøyningene for noen av de andre fundamentene i

fortøyningsarrangementet. Bruk av slepekablene 3Oa-f istedenfor ordinære forankringskabler mellom hvert fundament og bøyene, vil redusere mengden av nødvendige kabler og muliggjøre raskere klargjøring for slepet. De respektive fortøyningskablene brukes ved slepingen av fundamentet til installeringsstedet.

Når fundamentet 1 skal installeres, er den første operasjonen en plassering av ballast i en mengde utledet fra det tilgjengelige slepedypet mot installeringsstedet. Dette trinnet kan imidlertid utelates dersom fundamentet har en tilstrekkelig flytestabilitet med offshoreballastering samtidig som den installerte konstruksjonen har en tilstrekkelig plasstabilitet i den temporære fasen mellom installeringen og fyllingen av samtlige tomrom mellom bunndelen og havbunnen. Det sistnevnte kravet kan forenkles dersom installeringen og fyllingen gjennomføres som en kontinuerlig operasjon. Fundamentet 1 i fig. 14 holdes på plass på ballasteringsstedet. Med mindre hovedballastrommet 13 er forsynt med et vanndreneringssystem, gjennomføres ballasten med fast ballast, så som sand, grus, jernmalm, etc., som ikke blandes med vann (dvs. at materialene er tørre eller bare har naturlig fuktighet). Ballasten 35 løftes til fundamentets 1 topp 34 ved hjelp av et transportbelte, en kran eller lignende (ikke vist). Ballasten 35 faller ned gjennom løpet 20 og gjennom det bevegbare nedre røret 22, mot sprederen 24 og legges til slutt som et lag 36 i hovedballastrommet 13. Laget 36 er her vist skjematisk for å indikere at den innlagte ballasten ikke vil danne store koniske hauger med mulighet for ras, slik at man derved kan unngå uønskede tyngdepunktforskyvninger og tilhørende hellinger av den flytende konstruksjonen. Fig. 15 viser fundamentet 1 med ønsket mengde ballast 36 ved ankomsten på installeringsstedet, og etter at dyvlene 10a,b,c er frigjort fra en (tilbaketrukket) transportstilling og til en (utkjørt og låst) installeringsstilling, slik at dyvlene nå rager ned under skjørtets 7 nedre kant. Fig. 16 viser fundamentet 1 under senkingen mot havbunnen B idet konstruksjonens vekt økes. En ventil 18c, som styrer inntaket 18a til røret 18, er åpen, slik at derved vann kan strømme inn i røret 18 og videre inn i det sekundære (øvre) ballastrommet 16 gjennom åpningen 18b. Når det er nådd et nivå over havbunnen B egnet for plassering, blir ventilen som styrer vanninntaket 18a i røret 18 lukket. Senkingen stoppes da, og fundamentet kan så ved hjelp av slepefartøy (ikke vist) bringes til den ønskede horisontale posisjonen og orienteringen. Når den ønskede posisjonen er nådd, åpnes ballastvanninntaket 18 igjen, slik at derved mer vann kan strømme inn i det sekundære ballastrommet 16, hvorved fundamentet igjen vil begynne å gå ned, som følge av den økte vekten. Fundamentet vil kunne bli utsatt for bølgeinduserte bevegelser, men disse vil gradvis motvirkes og til slutt helt opphøre når dyvlene 10a,b,c etter hvert penetrerer i overflaten M og videre inn i havbunnen B. Dyvlene er dimensjonert slik at før skjørtets 7 nedre kant berører havbunnen B, vil bevegelsene enten ha blitt stoppet eller være redusert til små og akseptable verdier. Fig. 17 viser fundamentet 1 i et installeringstrinn hvor skjørtet 7 er delvis trengt inn i havbunnen B som følge av den vekten som utgjøres av ekstra vann som er strømmet inn i det sekundære ballastrommet 16 og har fylt dette, slik at vannet nå strømmer gjennom overstrømåpningen 19 og inn i hovedballastrommet 13. Fundamentets økte vekt medfører at skjørtet 7 trenger inn i havbunnen B slik at det derved dannes avtettede skjørtrom. Det innfangede vannet presses ut gjennom åpninger 42a,b mellom området som omsluttes av skjørtet 7 og vannet utenfor fundamentet. Disse åpningene er hensiktsmessig forsynt med enveisventiler (ikke vist).

I de tilfeller hvor havbunnens øvre lag består av granulert materiale, dvs. relativt permeabelt materiale så som sand, siltsand eller grus, i motsetning til ugjennomtrengelige sedimenter så som leire og lignende sedimenter, vil det være nødvendig å hindre direkte kontakt mellom vannet som er fanget i de ytre rommene og vannet i havbunnen. Dette er nødvendig for å hindre vannsig som følge av trykkgradienter som genereres for oppnåelse av den foran beskrevne nivelleringen. Tetningen kan oppnås eksempelvis ved hjelp av membraner eller poser som skiller mellom vann inne og vann ute, slik at det ikke oppstår direkte kontakt. I den foretrukne utførelsen oppnås tetningen ved hjelp av en masse som typisk kan være en blanding av vann, sement og natriumsilikat. Fig. 18 viser et avsluttende trinn for inntrengingen av skjørtet 7 i havbunnen B. De ytre skjørtrommene 8a-c (bare 8a og b er vist) er fylt med masse 46 for derved å skille innfanget vann i rommene mot vann i den porøse bunnmassen. Innfanget vann går ut gjennom utløpene 44a,b helt til vannet er fullt ut erstattet med masse 46, som vist i skjørtrommet 8b, hvoretter utløpene 44 lukkes. Deretter gjenopptas ballasteringen med en fri sjøvannstrøm inn i fundamentet gjennom innløpet 18a. Selv om ballastvannet vil øke fundamentvekten, skjer det ingen penetrering før utløpene 44a,b igjen åpnes, og noe av massen, fremdeles i en fluid fase, presses ut fra de ytre skjørtrommene 8a-c som følge av fundamentets økte vekt. Dersom det på dette installeringstidspunktet foreligger en situasjon hvor fundamentet har et uakseptabelt avvik fra horisontalen, så fjernes dette avviket ved at man begrenser massestrømmen fra det eller de egnede ytre skjørtrommene 8a-c. På denne måten kan fundamentet nivelleres på en meget nøyaktig måte. Når den ønskede penetreringen er oppnådd, lukkes masseutløpene 44, og penetreringen i havbunnen stopper selv når eventuelt ikke alt ballastvann er strømmet inn i fundamentets ballastkammer. Under penetreringen vil vann i hovedskjørtrommet 39 gå ut gjennom utløpene 43 og 42a,b. Dette skjer under påvirkning av fundamentvekten minus penetreringsmotstanden for fundamentdelene som går inn i havbunnen, så som dyvlene, hovedskjørtet og skjørtene til de ytre skjørtrommene. Foreligger det harde bunnlag, så vil fundamentets vekt, med alt ballastvann, eventuelt ikke være tilstrekkelig til å kunne penetrere skjørtene og dyvlene i grunnen. I et slikt tilfelle øker man inntrengningen ved å pumpe vann ut fra hovedskjørtvannet 39 gjennom et sugeutløp 43, hvorved det tilveiebringes en nedadrettet vertikal kraft på fundamentet, en kraft som vil overvinne skjørtenes penetreringsmotstand. Den ønskede inntrengningsdybden er oppnådd når landingsflaten 100 har fått kontakt med havbunnen og fundamentets synking har stoppet. Dersom inntrengningen forsterkes ved hjelp av suging, så vil oppnåelsen av måldybden markeres med en plutselig økning av sugetrykket. Dersom man ikke bruker løsningen med en landingsflate, så brukes det visuelle observasjoner av penetreringsmarkeringer eller nærhetsdetektorer med hensyn til slamlinjen, for på den måten å kunne identifisere den ferdige inntrengningen.

Et vannfylt hulrom 45 mellom slamlinjen M og bunnplaten 14 egner seg for ifylling av masse, som vist i fig. 19. Ved avslutningen av denne fasen, når de ytre skjørtrommene 8 er fylt med masse, vil fundamentet kunne tåle vesentlige bølgebelastninger og strømbelastninger, inntil den neste fasen - masseinjiseringen. Dette trekket har betydelige praktiske, kostnadsmessige og logistiske implikasjoner; redusert behov for ønsket værvindu, med tilhørende forekomst av egnede værvinduer, og mulighet for gjennomføring av masseinjiseringen i et annet værvindu.

Fig. 19 viser masseinjiseringen. Massen 46 vil trykke vannet ut fra skjørtrommene 39 gjennom åpningene 42b.

I fig. 20a er tomrommene mellom bunnplaten og havbunnen fylt med injisert masse 46 i den forangående operasjonen, og konstruksjonen blir nå fylt med avsluttende ballast. Det er vist at hovedballastrommet allerede er fylt, og at ballastmaterialet blir plassert i det øvre ballastrommet 16.1 den viste utførelsen skjer plasseringen av ballastmaterialet 35 ved hjelp av et temporært rør 48 som går over fundamentets 1 34 topp, og består av en stiv rørseksjon 49, en fleksibel rørseksjon 50 og en kobling 51. En vanlig mudringsbåt (ikke vist) er med egne ledninger forbundet med koblingen 51, og pumper en masseblanding av vann og fast ballastmateriale gjennom det temporære røret 48 og inn i trakten 2 på toppen av løpet 20.1 den første fasen vil blandingen av vann og ballastmateriale gå inn i hovedballastrommet 13.1 figuren er det vist et trinn hvor hovedrommet 13, løpet og trakten 20 er fylt, og massen går over traktens kant og inn i det sekundære (øvre) ballastrommet 16. Derfor kan hele det indre av fundamentet fylles med ballastmateriale. Overskytende vann fra massen kan fritt gå ut fra fundamentet gjennom egnede rør, eksempelvis den foran beskrevne ledningen 18, som avsluttes med utløpet 18a. Da holdetiden for vann er lang i fundamentet, vil fortrengt vann, som går ut gjennom utløpet 18a, inneholde et redusert antall suspenderte faste partikler. Dette er fordelaktig både av driftsmessige hensyn og miljøhensyn.

De faste partiklene i ballastmassen vil forbli i fundamentet mens overskytende vann fritt kan strømme gjennom ledningen 18, vannutløpet 18a og ut fra fundamentet. Ved avslutningen av ballasteringen vil fundamentet være fylt med et ønsket volum fast ballast, og tomrom mellom partiklene i den faste ballasten vil være vannfylt opp til sjøvannsnivået 52 på utsiden av fundamentet 1. Til slutt blir ventilen som styrer utløpet/innløpet 18a lukket, det temporære røret 48 fjernes og installeringen av konstruksjonen vil nå være ferdig.

Fig. 20b viser en annen mulig utførelse av fundamentet 1' med tilhørende ballasteringssystem. Det indre av fundamentet 1' er delt ved hjelp av et skott 17b i et ballastrom 13a, som er plassert sentralt i fundamentet, og et ballastrom 13b, som har form av et ringrom. Når det åpnes en ventil i vanninnløpet/utløpet 18a, vil ballastvann strømme inn i det sentrale ballastrommet 13a gjennom en ledning 18. Dimensjoneringen av det sentrale rommet er slik at den frie overflaten til ballastvannet ikke vil ha en negativ innvirkning på fundamentets flytestabilitet. Når vannivået i det sentrale ballastrommet 13a har nådd toppen av de åpne ledningene 18d og 18e, vil vannet strømme inn i det ringformede ballastrommet 13b. Hele det indre rommet fylles med vann helt til det indre nivået tilsvarer vannivået W på utsiden av fundamentet. Under den avsluttende ballasteringen med sandmassen kan fyllingen skje gjennom et temporært rør, slik det er vist i fig. 20a. Ballastfyllingen av rommene skjer på samme måte som den foran beskrevne vannfyllingen.

I utførelsen i fig. 20b er bunnplaten 4 og den vertikale veggen 11 av betong eller av et lignende støpbart og tungt materiale mens resten av fundamentet 1' er av stål, slik at det derved oppnås et inert og forholdsvis lavt tyngdepunkt for fundamentet. Det vil derfor eventuelt ikke være nødvendig å bruke sandballast i fundamentet under slepingen til offshoreinstalleringsstedet, og det foran beskrevne ballastspredeelementet og tilhørende deler, som er nevnt i forbindelse med den første utførelsen, vil være unødvendig. Fig. 21 viser en mulig metode for samling av fundamentets 1 bunndel 6. Man baserer seg her på bruken av en neddykkbar lekter 53. Lekteren fortøyes ved hjelp av en fortøyning 54, fortrinnsvis til en kai 26. Prefabrikkerte seksjoner samles som en bunnseksjon 6 på lekterens 53 dekk. Fig. 22 viser utlastingen for ferdige hunndeler 6a,b til flytende tilstand. Avhengig av dybdeforholdene, både lokalt og i sleperuten mot lagringen, vil det kunne være fordelaktig å kunne gjennomføre så mye samlingsarbeid som mulig før utlastingen. Med stiplede linjer er det indikert at den koniske seksjonen 28 og også søyleseksjonen 29 kan monteres mens konstruksjonen befinner seg på lekterens dekk, forutsatt at dybdeforholdene tillater dette. Lekteren 53 er vist neddykket og hvilende på havbunnen 3, og hunndelene 6a,b er fløtet løs fra dekket og kan nå slepes vekk, slik at lekteren kan deballasteres og klargjøres for samling av nye fundamenter.

I noen tilfeller, avhengig av utførelsene, kan det foreligge et mellomdybdeområde hvor fundamentet vil kreve ekstra stabilisering for oppnåelse av tilstrekkelig flytestabilitet. Fig. 23 er et sideriss som viser en flytestabilitetsinnretning 82 som understøtter fundamentet 1 i en fase hvor fundamentet er fløtet til en stilling mellom søylene 83a-d i den ballasterte flytestabilitetsinnretningen 82 ved et tilstrekkelig dypgående, hvoretter flytestabilitetsinnretningen er deballastert slik at fundamentet 1 hviler på flytestabilitetsinnretningens 82 nedre seksjon 84.1 denne tilstanden blir fundamentet klargjort for ballastering og for overføring fra et mindre dyp til et større dyp, for sleping til installeringsstedet.

I siderisset i fig. 24 er fundamentet 1 vist etter ferdig ballastering og etter at fundamentet har fått ønsket vekt og dypgående, med ballastering av flytestabilitetsinnretningen 82 helt til det er oppnådd tilstrekkelig klaring mellom fundamentet 1 og den nedre delen 84 for utføring av fundamentet. I posisjonen i fig.

24 er fundamentet klar for sleping og flytestabilitetsinnretningen 82 kan brukes om igjen for neste fundament. Fig. 25 er et grunnriss av flytestabilitetsinnretningen 82 og fundamentet 1 som vist i fig. 23 og 24. Den foretrukne anvendelsen av denne mulige utførelsen er å understøtte fundamentet under overføringen fra lite dypgående til en dypereliggende tilstand under ballasteringen, slik at man derved kan eliminere behovet for utførelse av fundamentet med flytestabilitet under en slik vertikal overføring som skyldes tilførelsen av vekt til fundamentet. Derved kan man oppnå besparelser idet fundamentets 1 legemestørrelse kan reduseres. En annen

mulig bruk av flytestabilitetsinnretningen 82 er å bruke den både for hele samlingen av fundamentet, og således erstatte bruken av lekteren 53, og for overføringen til en større dybgangsstilling.

Fig. 26-28 viser en modulær flytestabilitetsinnretning 90.

Fig. 26 viser et sideriss av det flytende fundamentet 1 hvortil den modulære flytestabilitetsinnretningen 90 er tilkoblet. Forbindelsen mellom den modulære innretningen 90 og fundamentet kan eksempelvis oppnås ved hjelp av et flenselement 91 på den nedre delen av fundamentet, idet den modulære innretningen 90 går mot dette, og derved understøtter fundamentet. Den modulære innretningen

90 har et antall søyler 93 som strekker seg over vannflaten.

Som vist i figurene har den modulære innretningen 90 en første seksjon 90a og en andre seksjon 90b. Disse seksjonene er forbundet med hverandre ved hjelp av en krokforbindelse, kiler eller lignende. Hver modul har et respektivt krokelement 92a,b, idet ett krokelement 82a er rettet nedover mens det andre krokelementet 92b er rettet oppover. Den modulære innretningen 90 forbindes med fundamentet 1 ved at man først beveger den første seksjonen 90a til anlegg mot fundamentet, fortrinnsvis under flenselementet 91, slik det er vist i fig. 27. Deretter blir også den andre seksjonen 90b beveget mot fundamentet i en ballastert tilstand, hvoretter den andre seksjonen deballasteres, slik at den derved stiger til anslag mot flenselementet 91 og krokelementene 92a,b vil gå til innbyrdes samvirke, hvorved det tilveiebringes en stiv bærestruktur for fundamentet. Denne utførelsen muliggjør kobling og frigjøring av den flytende innretningen 90 i forhold til fundamentet 1, mens den hviler på en havbunn.

Seksjonene 90a,b i den modulære flytestabilitetsinnretningen 90 er utformet som hule legemer, fortrinnsvis med en form som omgir fundamentet langs omkretsen, eksempelvis sirkulært som vist i figurene. Legemet til hver seksjon 90a,b innbefatter en nedre seksjon 94 som ligner en pontong, og et antall vertikale søyler 93. De første og andre seksjonene 90a,b i den modulære flyteinnretningen 90 er utformet for en fri flytetilstand (dvs. ikke tilknyttet fundamentet) med en stabil vertikal stilling. I dette trinnet blir den nedre seksjonen 94 fylt med ballastvann. Finjusteringer av dypgående, som nødvendig for tilpassing til fundamentet og frigjøring fra dette, gjennomføres ved å endre mengden av ballastvann i en bestemt vertikal søyle eller flere søyler 83. Den nedre seksjonen 94 kan utformes slik at den enten vil være fylt eller tom, slik at det ikke foreligger noen fri vannflate under operasjonene. Ved hjelp av utformingen kan også bølgeinduserte bevegelser reduseres i stor grad.

Fig. 28 er et grunnriss av fundamentet 1 tilknyttet den første seksjonen 90a, lik det som er vist i fig. 27. Hensikten med den modulære flytestabilitetsinnretningen 92 er å tilveiebringe ekstra vannplanareal for det flytende fundamentet 1 og derved gjøre fundamentet stabilt under utsleping og installering.

Oppfinnelsen egner seg særlig for samlingssteder med begrenset vanndybde eller med begrenset dybde langs sleperuten. Fig. 29a-j viser en mulig samlingsmetode basert på bruken av en oppdriftsinnretning og med noen deler av fundamentet bygget i betong. Særlig vil det kunne være fordelaktig å utføre bunndelen og den vertikale delen, eller deler derav, med vanlig eller forspent betong. Fig. 29a er et grunnriss av en prefabrikkert bunndel 110 i fundamentet, bestående av omkretsskjørtet 7 med flere skjørtavstivere 106, de ytre skjørtrommene 8a-c og dyvlene 10a-c. Som forklart foran kan fundamentet eventuelt ha finner (ikke vist i fig. 29a). Hovedskjørtrommet er åpent i begge ender mens de ytre skjørtrommene 8a-c fortrinnsvis har en vanntett øvre hette. Omkretsskj ørtet 7 kan strekke seg til over bunnen av den fremtidige bunndelen, for derved å danne en slags betongstøpeform. Fig. 29b er et snitt gjennom den prefabrikkerte bunndelen 110 av fundamentet, hvilken bunndel hviler på bærere 27a,b. Man ser omkretsskj ørtet 7, og et ytre skjørtrom 8b med vanntett hette 107b. Den prefabrikkerte bunndelen er klar for neste trinn, som vist i fig. 29d. Fig. 29c viser en flottør 108 som tjener til to formål ved sammensettingen av fundamentet, nemlig som understøttelse for ny og ennå ikke herdet betong i omkretsskjørtområdet, og som ekstra oppdrift under samlingen. Den øvre siden 109 av flottøren 108 er plan og danner en egnet grenseflate mot betongen. Fig. 29d viser senking av den prefabrikkerte bunnseksjonen 110 mot flottøren 108. Flottøren 108 går inn i omkretsskj ørtet, som vist i fig. 29e. Bunnseksjonen 110 kan eventuelt settes sammen av egnet dimensjonerte deler på toppen av flottøren 108. Fig. 29e viser et vertikalsnitt gjennom flottøren 108 og bunnseksjonen 110 som hviler på flottøren. Man ser at flottøren 108 er delt i rom 11 la-d og 112. De førstnevnte er beregnet for ballastering med sjøvann, mens sistnevnte alltid er fylt med luft. De ballasterbare rommene 11 la-f er så små at den mulige frie vannflaten ikke vil redusere flytestabiliteten i uaksepterbar grad.

I fig. 29f er det vist situasjonen etter gjennomføringen av forberedende arbeider, så som dekking av området utenfor flottørens 108 øvre flate 109 og innenfor omkretsskj ørtet, hvorved det tilveiebringes en horisontal bæreflate 109 med en skillemembran som vil lette fjerningen av flottøren 108 i en neste fase. Avslutningsvis vil stålforsterkninger og andre ståldetaljer bli lagt inn i betongen. Videre viser figuren betongstøping som indikert med pilene C. Dersom det brukes ny betong som har en relativt fluidisert konsistens, så må flottøren 108 stabiliseres helt til betongen har herdet. Fig. 29g viser ferdig bunndel 112 og en seksjon av overbygningen, bestående av en vertikal vegg 111 og en konisk seksjon 113 som er senket ned på bunndelen slik at de to delene blir én. Alternativt kan byggingen også skje ved hjelp av vanlige kjente metoder, med bruk av betong som støpes i temporære former.

Fig. 29h viser en installering av nok en seksjon 114.

Fig. 29i viser det ferdige fundamentet 1 flytende i vannet og understøttet av flottøren 108, idet alt er klargjort for fjerning av flottøren. Fig. 29j viser flottøren 108 hvilende på havbunnen og ballasten med sjøvann. Ballasteringen har medført at flottøren ikke lenger flyter, og at den derfor har sunket ned mot havbunnen fra hovedskjørtrommet.

Flottøren 108 i fig. 29a-j kan erstattes med den i fig. 21 og 22 viste nedsynkbare lekteren 53.

Claims (23)

1. Fundament (1) for installering på en havbunn (B) under en vannmasse (W), med en bunndel (6), et hovedlegeme (5) og en forbindelsesdel (15) for en bærekonstruksjon og/eller en utstyrsenhet, karakterisert ved - et første ballastrom (13; 13a) og et andre ballastrom (16; 13b), - hvor en del (20') av det første ballastrommet (13; 13a) i et område ved sin øvre ende har en åpning (19; 18d, 18e) mellom det første og andre ballastrommet, og - ved en kanal (20) som strekker seg mellom et område over det andre ballastrommet (16; 13a) og inn i det første ballastrommet (13; 13a).

2. Fundament ifølge krav 1, karakterisert ved at det andre ballastrommet (16) er anordnet over det første ballastrommet, og at en del (20') av det første ballastrommet (13) strekker seg en første strekning (d) inn i det andre ballastrommet (16).

3. Fundament ifølge krav 2, karakterisert ved at det videre innbefatter en ledning (18) som går mellom det andre ballastrommet (16) og utsiden av fundamentet (1).

4. Fundament ifølge krav 1, karakterisert ved at det andre ballastrommet (13a) innbefatter et sentralt ballastrom og at det første ballastrommet (13b) innbefatter et ballastrom som omgir det andre ballastrommet, fortrinnsvis i form av et ringformet rom rundt det sentrale rommet.

5. Fundament ifølge krav 4, karakterisert ved at det videre innbefatter en ledning (18) som går mellom det første ballastrommet (13a) og utsiden av fundamentet (1).

6. Fundament ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at en nedre kanaldel (22) er forbundet med kanalen (20) via en leddforbindelse (21), idet den nedre kanaldelen (22) strekker seg inn i det første ballastrommet (13).

7. Fundament ifølge krav 6, karakterisert ved at det videre innbefatter styrbare midler (23) for bevegelse av den nedre kanaldelen (22) inne i det første ballastrommet.

8. Fundament ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at ledningen (18) innbefatter en ventil (18c) og en første åpning (18a) på utsiden av fundamentet (1) og en andre åpning (18b) i det andre ballastrommet (16), i en andre avstand (e) over den første åpningen (18a).

9. Fundament ifølge et av kravene 1-3 eller 6-9, karakterisert ved at det videre innbefatter et spredeelement (24) anordnet under en nedre kanaldel (22) i kanalen (20), slik at derved ballastmaterialet som kommer ut fra den nedre kanaldelen (22), vil gå mot spredeelementet (24).

10. Fundament ifølge krav 9, karakterisert ved at spredeelementet innbefatter en konisk flate (24a) og et antall plater (24b) som er anordnet rundt den koniske flaten, idet en del av hver plate (24b) er anordnet løftet over den koniske flaten (24a).

11. Fundament ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bunndelen (6), fortrinnsvis rundt sin omkrets, innbefatter et skjørtelement (7) som rager ned og derved danner et kammer (45) under bunndelen, hvilket skjørtelement (7) er utformet for i det minste delvis inntrengning i havbunnen, idet fundamentet videre innbefatter åpninger (42a,b) mellom kammeret (45), som dannes av skjørtet, og utsiden av fundamentet.

12. Fundament ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det videre innbefatter et antall lastmotstands- og nivelleringsmidler (8a,c) som er anordnet rundt og strekker seg ut fra fundamentet.

13. Fundament ifølge krav 12, karakterisert ved at lastmotstands- og nivelleringsmidlene innbefatter ytre skjørtelementer (8a,c) anordnet i regulære avstander rundt bunndelens omkrets og rager nedover, hvorved de danner respektive separate rom under hvert ytre skjørtelement, idet de ytre skjørtelementene (8a-c) er utformet for i det minste delvis inntrengning i havbunnen og hvert ytre skjørtelement (8a-c) videre innbefatter respektive åpninger (44a-c) mellom kammeret som dannes av det ytre skjørtet og utsiden av fundamentet, hvorved et fyllmateriale (46) kan injiseres og en direkte kontakt mellom vannet i skjørtelementene og det porøse havbunnsedimentet hindres.

14. Fundament ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det videre innbefatter et antall stoppemidler (10a,c) som er anordnet rundt omkretsen av bunndelen (6) og er selektivt bevegbare fra en tilbaketrukket stilling i hvilken stoppemidlene ikke strekker seg ned under bunndelen, og til en utført stilling i hvilken stoppemidlene strekker seg ned under bunndelen.

15. Fundament ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at bunndelen (6) innbefatter en bunnplate (4) med en oppadragende omkretsvegg (11), idet bunnplaten (4) og den oppragende veggen (11) i hovedsaken er av betong eller et lignende støpbart og tungt materiale, mens resten av fundamentet i hovedsaken er av stål eller et lignende metallmateriale.

16. Fremgangsmåte ved tilveiebringelse av et antall fundamenter i samsvar med et av kravene 1-10 på et sted ved land, på land eller nær land, karakterisert ved trinnene: a) prefabrikkering av moduler (6, 12a-c, 14), eventuelt på ett eller flere steder enn det nevnte stedet, b) samling av modulene på det nevnte stedet for derved å tilveiebringe et ønsket antall fundamenter, c) eventuell lagring av ferdige fundamenter i en flytende tilstand på et sted ved land, klar for installering, d) sleping av ett eller flere fundamenter til et offshoreinstalleringssted, og e) installering av de nevnte fundamentene på en havbunn.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at samlingen av de nevnte modulene innbefatter: a) utstrekking av en nedre omkretsvegg (11) fra bunnplaten (4) for dannelse av en fundamentbunndel (6), hvilken nedre vegg har en vertikal utstrekning dimensjonert i samsvar med oppdriftskravene til den ferdige bærekonstruksjonen, b) plassering av bunndelen (6) i en flytende stilling på overflaten av vannmasen, c) samling av fundamentet (1) med suksessiv samling av prefabrikkerte enheter (12a-c, 14, 15).

17. Fremgangsmåte for installering av fundamentet i samsvar med et av kravene 1-15 på en havbunn under en vannmasse (W), karakterisert ved de følgende trinnene: a) muliggjøring av at vann fra vannmassen (W) kan strømme inn i det andre ballastrommet (16) eller det første ballastrommet (13a) gjennom ledningen (18), helt til en del (7) av fundamentet (1) har trengt i det minste delvis inn i havbunnen (B), idet vann innei rommet som dannes av delen (7), presses ut via utløp (42a,b), b) aktivering av utvalgte nivelleringsmidler (8a-c), slik at derved fundamentet plasseres på havbunnen på en i hovedsaken nivellert tilstand, og c) plassering av ballastmaterialet (34) i hovedballastrommet (13) og eventuelt i det andre ballastrommet (16).

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at trinn b) gjentas helt til en bestemt plasseringsdybde er oppnådd, og en landingsflate (100) på fundamentet har fått kontakt med havbunnen og synkingen av fundamentet er stoppet.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17 eller 18, karakterisert ved at trinn a) følger etter et trinn med bevegelse av stoppmidlene (10a-c) fra en tilbaketrukket tilstand og til en låst tilstand i en utkjørt stilling.

20. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 17 og 19, karakterisert ved at før trinn a) plasseres en på forhånd bestemt mengde partikkelformet ballastmateriale i hovedballastrommet (13), idet dette ballastmaterialet innbefatter tørt eller naturlig fuktig materiale, så som sand, grus eller jernmalm.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at trinn c) innbefatter en i det minste delvis fylling av visse av de ytre skjørtrommene (8a-c) med injiseringsmasse (46).

22. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at trinn a) avsluttes når vannet i det andre ballastrommet (16) har nådd et nivå hvor vannet via en innvendig ledning (19) vil strømme inn i det første ballastrommet (13).

23. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at trinn a) avsluttes når vannet i det første ballastrommet (13 a) har nådd et nivå hvor vannet vil strømme inn i det andre ballastrommet (13b) gjennom en innvendig ledning (18d, 18e).