NO841040L

NO841040L - tower structure

Info

Publication number: NO841040L
Application number: NO841040A
Authority: NO
Inventors: Jan Meek
Original assignee: Heerema Engineering
Priority date: 1983-03-18
Filing date: 1984-03-16
Publication date: 1984-09-19
Also published as: GB8307642D0; EP0122719A1; BR8401304A; JPS6023568A; GB2136909A; GB8406653D0

Description

Denne oppfinnelsen angår en tårnkonstruksjon og særlig utformingen av en forbindelse ved en tårnkonstruksjonfot. This invention relates to a tower construction and in particular the design of a connection at a tower construction foot.

Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebragt en konstruksjon somAccording to the invention, a construction is provided which

har minst to rørformede elementer med langsgående akser som møtes ved en konstruksjonfot, og hvert rørformet element er forbundet til minst to parallele metallplater. Nevnte plater er symmetrisk anordnet på hver side av den langsgående aksen av deres tilhørende rørformede element. Plateinnretninger for å tilveiebringe en jevn overgang mellom de flate platene og deres tilhørende rørformede element for å danne en kontinuerlig overflate mellom hver flate plate og dens tilhørende rørformede element. Forbindelsen mellom minst to rørformede elementer blir dannet ved å føye sammen deres tilhørende flate plater. Det er også anordnet hylseinnretninger for mottak av en eller flere deler for å forankre foten, og hylseinnret-ningene er stivt festet direkte eller indirekte til nevnte flate plater med hylseinnretningenes akser i et plan parallelt med eller sammenfallende med de rørformede elementenes akseplan. has at least two tubular elements with longitudinal axes that meet at a structural foot, and each tubular element is connected to at least two parallel metal plates. Said plates are symmetrically arranged on either side of the longitudinal axis of their associated tubular element. Plate devices to provide a smooth transition between the flat plates and their associated tubular member to form a continuous surface between each flat plate and its associated tubular member. The connection between at least two tubular elements is formed by joining their associated flat plates. Sleeve devices are also arranged for receiving one or more parts to anchor the foot, and the sleeve devices are rigidly attached directly or indirectly to said flat plates with the axes of the sleeve devices in a plane parallel to or coinciding with the axial plane of the tubular elements.

Ved hjelp av et eksempel på en utførelsesform av oppfinnelsenUsing an example of an embodiment of the invention

og en modifikasjon derav, vil denne nå bli beskrevet med hen-visning til de medfølgende tegningene, hvor: and a modification thereof, this will now be described with reference to the accompanying drawings, where:

Fig. 1 viser en offshore tårnkonstruksjon,Fig. 1 shows an offshore tower construction,

fig. 2 viser en detal av forbindelsen ved en konstruksjonsfig. 2 shows a detail of the connection in a construction

fot, foot,

fig. 3 viser et snitt av foten i et vertikalplan,fig. 3 shows a section of the foot in a vertical plane,

fig. 4 viser et snitt av foten langs linjene C-C i fig. 2,fig. 4 shows a section of the foot along lines C-C in fig. 2,

fig. 5 viser et snitt av foten langs linjene D-D- i fig. 2,fig. 5 shows a section of the foot along the lines D-D- in fig. 2,

fig. 6 viser et alternativt arrangement av forbindelsen vedfig. 6 shows an alternative arrangement of the connection by

en konstruksjonsfot, oga construction foot, and

fig. 7 viser et snitt av foten langs linjene E-E i fig. 6.fig. 7 shows a section of the foot along lines E-E in fig. 6.

En forbindelsesutforming i henhold til oppfinnelsen dannerA connection design according to the invention forms

en forbindelse i en tårnkonstruksjon mellom minst to runde a connection in a tower construction between at least two laps

rørformede metallelementer som har langsgående akser som møtes ved en konstruksjonsfot. I en utførelsesform av oppfinnelsen som er vist i fig. 1, er tårnkonstruksjonen 100 understøttelse for en offshoreplattform 101 og er av den type som er beskrevet 1 tilsvarende britiske søknad 8307639, hvilke er forankret til sjøbunnen med peler. Forbindelsen ved forten av denne tårnkonstruksjonen 100 finnes ved knutepunktet til hvert av de tre støttebenene 12 med en spiss 16 av en trekantet fundamentramme som omfatter rørformede rammedeler 10 og avstivnings-støtter 17. Forbindelsen ved hver fot i konstruksjonen i denne utførelsesversjonen innbefatter en rørformet metallhylsedel 18 gjennom hvilke det kan bli drevet en pel for å forankre konstruksjonen på sjøbunnen-102. Utformingen av forbindelsen mellom støttebenene 12 og sentersøylen 11 er beskrevet i brit-isk søknad nr. 8212699. tubular metal members having longitudinal axes that meet at a structural footing. In an embodiment of the invention shown in fig. 1, the tower structure 100 is support for an offshore platform 101 and is of the type described in 1 corresponding British application 8307639, which are anchored to the seabed with piles. The connection at the fort of this tower structure 100 is found at the junction of each of the three support legs 12 with a tip 16 of a triangular foundation frame comprising tubular frame members 10 and bracing supports 17. The connection at each foot of the structure in this embodiment includes a tubular metal sleeve member 18 through which a pile can be driven to anchor the structure to the seabed-102. The design of the connection between the support legs 12 and the center column 11 is described in British application no. 8212699.

Utformingen av forbindelsen ved hver fot danner en helsveiset forbindelse mellom de fem rørformede metallelementene 10, 12, 17 og 18. Forbindelsen omfatter et par flate metallplater 20, vanligvis med trekantet form (se fig. 3, 4 og 5), som fortrinnsvis har et hjørne 21 avrundet og de to andre hjørnene 22 spisse. Flatene 2 0 ligger parallelt med hverandre og til de langsgående aksene i begge rammedelene 10 og i en avstand tilnærmelsesvis lik diameteren av rammedelene 10 fra hverandre. Ytterligere metallplater 2 4 og 2 5 er arrangert slik at de ligger i rette vinkler til platene 20 med den ytre platen 24 forløpende rundt og og blir sveiset til de ytre periferikantene av platene 20. Platene 24 og 25 avsluttes også i spisse ender 26 og disse, sammen med platenes 20 spisse ender 22, er arrangert slik at de danner et feste for de endene av hver rammedel 10 som har blitt kuttet rett av for å danne en kant 23. Videre blir kurvede trekantformede metallplater 30 sveiset på plass for å fullstendiggjøre festingen av hver rammedel 10 med platene 2 0, 24 og 25. En kant 31 av hver kurvet trekantformet plate 30 har blitt utformet for å passe med hver.rammedels 10 endekant 23 profil. Fire slike kurvede trekantformede plater 30 The design of the connection at each foot forms an all-welded connection between the five tubular metal elements 10, 12, 17 and 18. The connection comprises a pair of flat metal plates 20, usually of triangular shape (see Figs. 3, 4 and 5), which preferably have a corner 21 rounded and the other two corners 22 pointed. The surfaces 20 lie parallel to each other and to the longitudinal axes in both frame parts 10 and at a distance approximately equal to the diameter of the frame parts 10 from each other. Additional metal plates 24 and 25 are arranged so that they lie at right angles to the plates 20 with the outer plate 24 running around and are welded to the outer peripheral edges of the plates 20. The plates 24 and 25 also terminate in pointed ends 26 and these , together with the pointed ends 22 of the plates 20, are arranged to form an attachment for those ends of each frame part 10 which have been cut straight off to form an edge 23. Furthermore, curved triangular metal plates 30 are welded in place to complete the attachment of each frame part 10 with the plates 20, 24 and 25. An edge 31 of each curved triangular plate 30 has been designed to fit with each frame part 10 end edge 23 profile. Four such curved triangular plates 30

er nødvendig til hver rammedel 10 og resultatet er en jevn is needed for each frame part 10 and the result is an even

overgang over en kontinuerlig overflate fra rammedelens 10 sirkulære tverrsnitt til det trekantede tverrsnittet til den kileformede konstruksjonen som er avgrenset av platene 20, 24 og 25. I praksis kan små stumpseksjoner 10a (fig. 4) til å begynne med sveises på plass, som vist, før selve rammedelene 10, og den endelige festingen av rammedelene 10 blir utført på håndteringsstedet langs områdene W. transition over a continuous surface from the circular cross-section of the frame member 10 to the triangular cross-section of the wedge-shaped structure bounded by the plates 20, 24 and 25. In practice, small stub sections 10a (Fig. 4) may initially be welded in place, as shown , before the frame parts 10 themselves, and the final fixing of the frame parts 10 is carried out at the handling point along the areas W.

Festingen av avstiverstøttene 17 foregår på lignende måte somThe fixing of the brace supports 17 takes place in a similar way as

det ovenfor beskrevede, med flate metallplater 32 som blir sveiset på plass mellom platene 20 og forløper fra platenes 20 frontkant 26 tilbake til den ytre kanten og platen 24. I that described above, with flat metal plates 32 which are welded in place between the plates 20 and extend from the front edge 26 of the plates 20 back to the outer edge and the plate 24. I

dette tilfellet har avstiverstøttene 17 mindre diameter enn separasjonen av både platene 20 og platene 32. Dette betyr at fire trekantede tilleggsmetallplater 34 såvel som fire spesielt formede metallplater 33, må bli anvendt for å få in this case, the brace supports 17 have a smaller diameter than the separation of both the plates 20 and the plates 32. This means that four triangular additional metal plates 34 as well as four specially shaped metal plates 33 must be used to obtain

en rett forbindelse med avstivningsstøttene 17. Som tidligere blir platene 33 formet langs en kant for å passe til den rette endekant 35 profilen av avstiverstøtten 17, og resultatet er en jevn overgang over en kontinuerlig flate fra avstivnings-støttens sirkelformede tverrsnitt til det rektangulære tverrsnittet av den avstivede kileformede konstruksjonen som er avgrenset av platene 20, 24, 25 og 32. Igjen som tidligere kan små stubbseksjoner 17a (fig. 4) til å begynne med bli sveiset p åplass før selve avstivningsstøttene 17. Den endelige forbindelsen med avstivningsstøttene 17 blir utført på monteringsstedet langs områdene X. a straight connection with the bracing supports 17. As before, the plates 33 are shaped along an edge to fit the straight end edge 35 profile of the bracing support 17, and the result is a smooth transition over a continuous surface from the circular cross-section of the bracing support to the rectangular cross-section of the stiffened wedge-shaped structure bounded by the plates 20, 24, 25 and 32. Again as before, small stub sections 17a (Fig. 4) may initially be welded in place before the stiffening supports 17 themselves. The final connection with the stiffening supports 17 is carried out at the installation site along areas X.

Festingen av støttebenene 12 foregår i prinsippet på en lignende måte som de ovenfor beskrevede forbindelsene. Et par parallelle metallplater 4 0 blir sveiset i stilling på toppen av en øvre plate 20. Platene 40 er anordnet fra hverandre med en avstand tilnærmelsesvis lik diameteren av støttebenet 12. Platene 40 er rettet opp med og parallelt med platene 32 hvilke, som tidligere beskrevet, er sveiset inn mellom platene 20. En flat metallplate 44, som ender ved dens øvre ende i et punkt, er sveiset i still ing langs platenes 4 0 kanter med dens bunnkant liggende i mot den øvre platen 20. En knuteplate 47 er sveiset inn mellom platene 20 for å avstive den kileformede seksjonen ved dette punkt, og en knuteplate 51 er sveiset mellom platene 40 mot den øvre enden derav. En trekantformet plate 43 er også sveiset i stilling og, sammen med platenes 40 og 4 4 tilspissede ender 41, danner et feste for støttebenet 12. Som tidligere blir spesielt formede kurvede trekantede plater 45 brukt til å full-stendiggjøre festingen av støttebenet 12. Disse kurvede platene 45 har blitt utformet langs en kant 46 for at den skal passe til profilen av den rett avkuttede kanten 42 av støttebenet 12, og det resulterer i en jevn overgang over en kontinuerlig overflate fra støttebenets sirkulære tverrsnitt til det rektangulære tverrsnittet avgrenset av platene 40, 43 og 44. Igjen blir små stubbseksjoner 12a til å begynne med sveiset i stilling før støttebenene 12, og den endelige festingen av støttebenene blir utført på monteringsstedet langs områdene Y. The fastening of the support legs 12 takes place in principle in a similar way to the connections described above. A pair of parallel metal plates 40 are welded into position on top of an upper plate 20. The plates 40 are spaced apart at a distance approximately equal to the diameter of the support leg 12. The plates 40 are aligned with and parallel to the plates 32 which, as previously described , is welded in between the plates 20. A flat metal plate 44, which ends at its upper end in a point, is welded in position along the edges of the plates 40 with its bottom edge lying against the upper plate 20. A knot plate 47 is welded in between the plates 20 to stiffen the wedge-shaped section at this point, and a joint plate 51 is welded between the plates 40 towards the upper end thereof. A triangular shaped plate 43 is also welded in position and, together with the pointed ends 41 of the plates 40 and 44, form an attachment for the support leg 12. As before, specially shaped curved triangular plates 45 are used to complete the attachment of the support leg 12. These the curved plates 45 have been formed along an edge 46 to match the profile of the straight cut edge 42 of the support leg 12, resulting in a smooth transition over a continuous surface from the circular cross-section of the support leg to the rectangular cross-section defined by the plates 40 , 43 and 44. Again, small stub sections 12a are initially welded in position before the support legs 12, and the final attachment of the support legs is carried out at the assembly site along the areas Y.

For festingen av hylsedelen 18 blir en metallplate 50 sveisetFor the fastening of the sleeve part 18, a metal plate 50 is welded

i stilling på tvers av et par nivåkanter som er avgrenset i hver plate 40. Platen 50 og platene 20 har hver et hull for å motta hylsedelen 18. Hylsedelen er avstivet i stilling ved hjelp av plater 52 og 53 som er sveiset mellom dem og henholds-vis platene 47 og 32 (fig. 5). in position across a pair of level edges defined in each plate 40. Plate 50 and plates 20 each have a hole to receive the sleeve part 18. The sleeve part is braced in position by means of plates 52 and 53 which are welded between them and according -show plates 47 and 32 (fig. 5).

Hylsedelen 18 er arrangert med dens akse i det samme plan som det planet som defineres av støttebenets.12 akse og avstiver-støtten 17, som er et vertikalt plan. Videre passerer hylsedelens 18 akse gjennom skjæringspunktet mellom støttebenets 12 og avstivningsstøttens 17 akser. Dette'betyr at når en pel blir drevet gjennom hylsedelen 18 og ned i sjøbunnen vil resultatet være en godt avstivet og stabil forankring av konstruksjonens fot. The sleeve part 18 is arranged with its axis in the same plane as the plane defined by the axis of the support leg 12 and the brace support 17, which is a vertical plane. Furthermore, the axis of the sleeve part 18 passes through the intersection between the axes of the support leg 12 and the bracing support 17. This means that when a pile is driven through the sleeve part 18 and down into the seabed, the result will be a well-braced and stable anchoring of the structure's foot.

I dypere vann er en enkelt pel kanskje ikke i stand til å tilveiebringe en fullgod forankring av konstruksjonens fot. In deeper water, a single pile may not be able to provide adequate anchoring of the structure's footing.

Således er det i en alternativ utførelsesform, som er vistThus it is in an alternative embodiment, which is shown

i fig. 6 og 7, anordnet tre hylsedeler 80, 81, 82 i forbindelsen ved hver konstruksjonsfot. Den midtre hylsedelen 81 in fig. 6 and 7, arranged three sleeve parts 80, 81, 82 in the connection at each structural foot. The middle sleeve part 81

har dens akse i samme plan som det planet som er avgrenset av støttebenets 12 og avstiverstøttens 17 akser, som igjen er et vertikalt plan, og de to ytre hylsedelenes 80 og 82 akser ligger parallelt med dette planet, og er fortrinnsvis også vertikale. Den midtre hylsedelens 81 akse passerer gjennom krysningspunktet mellom støttebenets 12 og avstiverstøttens 17 akser. Selvsagt vil formen av noen av støtteplatene i denne alternative utførelsesversjonen være forskjellige fra de i den første utførelsesversjonen. Særlig er paret av flate plater 83 støtte enn deres motstykker, platene 20, og topp-platen 24 som holder hylsedelene 80, 81 og 82 og deres øvre ender er også støtte enn dets motstykke, plate 50. Dette med-fører igjen at når en pel blir drevet gjennom hver av hylsedelene og ned i sjøbunnen er konstruksjonens fot godt avstivet og stabilt forankret. has its axis in the same plane as the plane delimited by the axes of the support leg 12 and the brace support 17, which is again a vertical plane, and the axes of the two outer sleeve parts 80 and 82 lie parallel to this plane, and are preferably also vertical. The axis of the middle sleeve part 81 passes through the crossing point between the axes of the support leg 12 and the brace support 17. Of course, the shape of some of the support plates in this alternative embodiment will be different from those in the first embodiment. In particular, the pair of flat plates 83 are more supportive than their counterparts, the plates 20, and the top plate 24 which holds the sleeve parts 80, 81 and 82 and their upper ends are also more supportive than their counterparts, the plate 50. This in turn means that when a the pile is driven through each of the sleeve parts and down into the seabed the structure's foot is well braced and stably anchored.

Selvsagt vil det være forstått at forbindelsens utforming vil være like godt egnet for forankring av foten av en konstruksjon til bruk på land som for en offshore-tårnkonstruksjon som beskrevet ovenfor. Antallet hylsedeler i forbindelsen kan også selvsagt varieres, avhengig av antall peler som blir be-traktet som nødvendig for solid forankring av.hver fot, selv om det ikke er vesentlig at hver pel må ha sin.\egen:i individuelle hylsedel. Of course, it will be understood that the design of the connection will be equally suitable for anchoring the foot of a construction for use on land as for an offshore tower construction as described above. The number of sleeve parts in the connection can also of course be varied, depending on the number of piles that are considered necessary for solid anchoring of each foot, although it is not essential that each pile must have its own individual sleeve part.

Claims

1. A tower structure with at least two tubular elements (12, 17) which have longitudinal axes that meet at a structural foot, characterized in that each tubular element is connected to at least two parallel metal plates (20, 40), that said plates are symmetrical placed on either side of its longitudinal axis of their associated tubular member, surface means (46, 33) for providing a smooth transition between the flat plates and their associated tubular member to form a continuous surface between each flat plate and in its associated tubular element, that the connection between at least two tubular elements is mixed by joining together their associated flat plates, and sleeve devices (18) for receiving one or more piles therethrough to thereby anchor the footing, that sleeve devices are rigidly attached directly or indirectly to said flat plates with the axis of the sleeve device in a plane parallel to or coinciding with the plane of the tubular element one's axis.

2. A tower construction according to claim 1, characterized in that the axis of the sleeve device is arranged to pass through the intersection of the axes of the two tubular elements.

3. A tower construction according to claim 1 or claim 2, characterized in that the axis of the sleeve device is vertically aligned.

4. A tower construction according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve device comprises a tube-shaped sleeve for the pile or each pile.

5. A tower construction according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular element is a horizontal stiffener support and the other tubular element is an inclined support leg.

6. A tower structure according to claim 5, characterized in that it comprises two further tubular elements, which are arranged on each side of the bracing support and form part of a foundation frame.

7. A tower construction according to claim 7, characterized in that the foundation frame is horizontal.

8. A structure for supporting an offshore platform includes a tower structure according to one of the preceding claims.

9. A construction according to claim 8, has a central column and three support legs with a foot at the base of each leg.