NO152805B - Forbindelsesstykke for knutepunkt i boelgepaavirket fagverkskonstruksjon av store roer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører et forbindelsesstykke for knutepunkt i bølgepåvirkende fagverkskonstruksjoner av store rør, særlig for boreplattformer,hvor endene av de store rørene under forskjellige vinkler er bøyestivt forbundet med hverandre, hvilket forbindelsesstykke er dannet av et fortrinnsvis rotasjonssymmetrisk grunnlegeme med derpå anordnede rørstusser.

Fagverkene, og herunder særlig rørknutepunktene, er ved bore-plattformer, forskningsplattformer eller andre såkalte offshore konstruksjoner utsatt for særlig høye statiske og spesielt dynamiske belastninger ved sjøgang, men også ved storm, støt av skip osv., slik at ved de hittil kjente sveisede store rør-knutepunktene (særtrykk "Meerestechnik" bind 5 (1974) nr. 3) måtte særlig» brysomme tiltak treffes for opptagelse av krefter og holdbarhet,

Knutepunktutformningen skjer vanligvis slik at rørendene av-fases og sveises til de forberedte åpningene i det rørformige grunnlegemet. Foruten vanskeligheten med å forberede de mest kompliserte fassnittene, henholdsvis rørgjennombruddene etter nøy-aktig mål, er sveising av disse forbindelsene bare mulig for hånd. Sveisingen selv forårsaker egenspenninger som bare kan fjernes ved stort bry.

På grunn av de forannevnte problemer er ofte en i seg selv u-nødig økning av grunnlegemets tverrsnitt nødvendig.

Selv ved ordentlig sveisede knuter oppnådd med meget store anstrengelser oppstår videre problemer under de statiske, og særlig dynamiske belastninger i det ferdige fagverk. Rørene som angriper grunnlegemet under forskjellige vinkler, får under belastning fra bøyemomenter betraktelige bispenninger som er størst ved forbindelsessveisesømmen. Kraftoverføringen fra røret inn i grunnlegemet er ujevn, og det består fare for brudd innen sveisesømmen og/eller for lamellaktig forløpende sprekker i platematerialet i platens tykkelsesretning.

Det er derfor nødvendig med et stål med særlig høy renhetsgrad og meget høye seighets- og utvidelseskrakteristika og med sær-lige fasthetsegenskaper i :tykkelsésretningen.

For reduksjon av kraftfordelingens ujevnhet er det ofte anordnet avstivningsringer i nærheten av sveisesømmen. Disse gir dog ytterligere krympespenninger som igjen bare kan avskaffes gjennom store anstrengelser.

For øvrig må alle sveisesømmer fremstilles med store avrund-ingsradier og perfekt sveiset rotsone, da det ellers ved dyn-amisk belastning består vedvarende fare for brudd, som enda ville forsterkes ved kjervvirkning. Til slutt skal også nevnes at de forannevnte, sfærisk forløpende sveisesømmene som følge av den kompliserte knutepunktkonstruksjon bare kan konstolleres under store anstrengelser.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å fremskaffe et forbindelsesstykke for knutepunktutformingen, hvorved det under de ugunstige, særlig dynamiske belastninger som opptrer ved den angjeldende anvendelse, med henholdsvis små arbeids- og frem-stillingsomkostninger, oppnås en førsteklasses kraftoverføring og holdbarhet.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved et forbindelsesstykke for knutepunktutforming av den innledningsvis nærmere betegnede type ved at forbindelsesstykket er formet på i og for seg kjent måte av støpestål, at grunnlegemet fra endeflatene til snittpunktet for røraksene har avtagende ytterdimensjoner, og at grunnlegemet fra endeflatene til skjæringspunktet av røraksene har et hult tverrsnitt med jevnt tiltagende veggtykkelser.

Ved løsningen ifølge oppfinnelsen skal derved godskonstruksjonen omfatte den kritiske del av forbindelsesstykket som inneholder rørstussene, idet de beskrevne vanskelighetene ved de forut kjente sveisekonstruksjonene opptrer i sammenheng med sveisingen og holdbarheten, særlig under de dynamiske belastningene. Hvis det ønskes en forholdsvis slank knutepunktutforming som bare gir liten angrepsflate for bølgeslaget, kan utformingen skje ved at grunnlegemet fra endeflatene til snittpunktet av rør-aksene gradvis går over fra et hult tverrsnitt til et kompakt legeme. En mindre stiv og lettere knuteutforming kan skaffes ved at grunnlegemet fra endeflatene til snittpunktet for rør-aksene har et hultverrsnitt med jevnt tiltagende veggtykkelser.

Ifølge videre kjennetegn ved oppfinnelsen kan det for en gunstig innføring av kreftene, henholdsvis for videre reduksjon av bølgeangrepsflaten og dermed den horisontale belastningen av konstruksjonen, være fordelaktig at rørstussene under jevn vegg-tykkelsesendring går over i grunnlegeme og/eller at rørstussene fra sine endeflater til snittpunktet for røraksene har avtagende utvendige dimensjoner.

Til slutt kan det ved sveising av store rør med knutepunkt på byggeplassen være fordelaktig at det på endeflatene av grunnlegemet og/eller rørstussene er anordnet tilslutningsender av stålplate allerede fra verkets side.

Gjennom løsningen ifølge oppfinnelsen oppnås, foruten den ves-entlige reduksjon av bølgeangrepsflaten og den dermed bevirkede betydelige nedsettelsen av den horisontale belastningen av den totale konstruksjon, at man ved å utforme rørstussens kritiske tilslutningsområder til grunnlegeme av støpestål, unngår de påviste ulemper ved de kjente, fullstendig sveisede knutepunkt-ene av store rør, særlig med hensyn til omstendelig forberedelse, vanskelig sveising, og særlig de av den ujevne kraftovergang fremkalte spenningstopper under de senere, særlig dynamiske driftsbelastninger. Disse støpeståldelene kan ifølge oppfinnelsen sveises med andre støpestållegemer eller med tilsvarende forformede deler av stålplate ved enkel rund- og/eller langsveise-søm. Slike sømmer kan fremstilles på enkel måte med automat-sveising og kontrolleres perfekt og sikkert ved alle ønskede prøvemetoder. Det kan videre ses bort fra anvendelsen av et ellers ved fullstendige sveisekonstruksjoner vanlig, særlig høyverdig stål. Også de ellers nødvendige, ekstremt høye kravene til sveisesømmene kan nedsettes.

På tegningene er utførelseseksempler av oppfinnelsen fremstilt skjematisk.

Fig. 1 viser et storrørsknutepunkt med fire rørstusser,

fig. 2 viser et snitt langs linje II-II på fig. 1, og-

fig. 3 viser et snitt gjennom et knutepunkt med store rør av

to enkeltstykker sammensatt på tvers av lengdeaksen.

Ifølge fig. 1 er på det rotasjonssymmetriske grunnlegemet 1 anordnet endeflater 11, hvortil ikke fremstilte, koaksialt for-løpende store rør påsveises. Grunnlegemet har avtagende ytterdimensjoner fra endeflatene til snittpunktet. De videre på grunnlegemet anordnede fire rørstussene 12 har likeledes endeflater 121 for tilslutningen av likeledes ikke viste store rør.

Fig. 2 viser at området for røraksenes skjæringspunkt er ut-formet som hulrom 14, hvorved en lettere, ikke helt stiv ut-førelsesform oppnås. Rørstussene 12 har avtagende ytterdimensjoner fra sine endeflater 121 til skjæringspunktet for rør-aksene .

Ifølge fig. 3 er et stort rørknutepunkt dannet av to enkeltstykker 21, 22, som i planet på tvers av lengdeaksen 23 av det derved dannede grunnlegemet 2 er forbundet ved hjelp av en rundsveisesøm 24.

Videre er det på endeflatene 2 5 av grunnlegemet 2 fra verkets side anordnet tilslutningsender 26 av stålplatemateriale ved hjelp av rundsveisesømmer 27 for den senere koaksiale tilslut-ning til de store rør på byggestedet.

Claims (4)

1. Forbindelsesstykke for knutepunkt i bølgepåvirkede fagverkskonstruksjoner av store rør, særlig for boreplattfor-mer, hvor endene av de store rørene er forbundet bøyestivt med hverandre under forskjellige vinkler, hvilket forbindelsesstykke er dannet av et fortrinnsvis rotasjonssymmetrisk grunnlegeme med deri anordnede rørstusser, karakterisert ved at forbindelsesstykket er formet på i og for seg kjent måte av støpestål, at grunnlegemet (1; 2) fra endeflatene (11;

25) til snittpunktet for røraksene har avtagende ytterdimensjoner, og at grunnlegemet fra endeflatene til skjæringspunktet av røraksene har et hult tverrsnitt (14) med jevnt tiltagende veggtykkelser.

2. Forbindelsesstykke ifølge krav 1, karakterisert ved at rørstussene (12) under jevn veggtykkelses-forandring går over i grunnlegemet.

3. Forbindelsesstykke ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at rørstussene (12) fra sine endeflater (121) til skjæringspunktet for røraksene har avtagende ytterdimensjoner.

4. Forbindelsesstykke ifølge kravene 1 eller 2, karakterisert ved at på endeflatene (25) av grunnlegemet og/eller rørstussendene (12) er anordnet tilslutningsender (26) av stålplatemateriale.