SE453308B - Forfarande och anordning for skyddande av fasta konstruktioner som omges av vatten - Google Patents

Forfarande och anordning for skyddande av fasta konstruktioner som omges av vatten

Info

Publication number
SE453308B
SE453308B SE8303347A SE8303347A SE453308B SE 453308 B SE453308 B SE 453308B SE 8303347 A SE8303347 A SE 8303347A SE 8303347 A SE8303347 A SE 8303347A SE 453308 B SE453308 B SE 453308B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
ice
cover
water
protection
ice cover
Prior art date
Application number
SE8303347A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8303347L (sv
SE8303347D0 (sv
Inventor
G Lindqvist
K Juurmaa
Original Assignee
Waertsilae Oy Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waertsilae Oy Ab filed Critical Waertsilae Oy Ab
Publication of SE8303347D0 publication Critical patent/SE8303347D0/sv
Publication of SE8303347L publication Critical patent/SE8303347L/sv
Publication of SE453308B publication Critical patent/SE453308B/sv

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/0017Means for protecting offshore constructions
    • E02B17/0021Means for protecting offshore constructions against ice-loads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Description

453 308 fasta konstruktionen med ett isskydd av det slag som uppfinningen avser. Härigenom kan man uppnå en mycket stark reducering av isbelastningen så att den i många fall uppgår till mindre än en tiondel av motsvarande isbelastning utan tillämpning av uppfinningen. Detta gäller sådana fall då den fasta konstruktionens bredd vid vattenytan är större än isens tjocklek. Detta villkor torde i de allra flesta praktiska fall var uppfyllt.
Det enklaste sättet att tillämpa uppfinningen är att utforma isskyddet såsom en kon som avsmalnar nedåt. Konen bör lämpligen vara så dimensionerad och monterad, att ,dess diameter vid vattenytan är 0,8...1,15 gånger diametern hos den skyddade fasta konstruktionen dividerad med värdet (1-cos a), där a är lutningsvinkeln hos konens matelyta i förhållande till horisontalplanet. Det optimala värdet för denna lutningsvinkel ligger vanligen innanför gränserna 35°...65°, mera exakt uttryck innanför gränserna HO°...60°.
Eftersom den belastning som ett rörligt isfält utövar på en fast konstruktion väsentligen beror på friktionen mellan isen och den fasta konstruktionen, är det fördelaktigt att tillämpa uppfinningen så, att isskyddets yttre yta görs slät vid vattenytan och under vattenytan. Företrädesvis bör man använda ett material som bibehåller sin släta yta också i havsvatten för en relativ lång tid. Ett lämpligt material är rostfritt stål, vilket trots sitt höga pris kan visa sig vara den ekonomiskt bästa lösningen. Skyddeåtgärder enligt uppfinningen medför ofta besparingar som många gånger över- stiger konstnaderna för material och arbete vid upp- finningens tillämpning. Också en normal stålyta kan göras slät genom att täcka den med någon speciellt för isförhållanden utvecklad färg, exempelvis en epoxifärg, som ger en hård och slät yta som väl motstâr isens angrepp.
Effektiviteten hos förfarandet enligt uppfinningen kan också förbättras genom att blåsa ut gas genom öppningar under 453 308 vattenytan anordnade i närheten av isskyddets nedre kant eller i den fasta konstruktionen vid en ännu lägre nivå.
Genom att blåsa ut tillräckligt stora mängder gas, exempelvis luft, uppstår kraftiga uppåtriktade vatten- strömmar, som åstadkoms av de uppstigande gasbubblorna.
Dessa vattenströmmar följer isskyddets yta och tjänar såsom ett smörjande medium mellan isskyddet och den omgivande isen. Detta sätt att minska friktionen beskrivs i patent- skriften US 3 580 20U för tillämpning på fartyg. Detta kända förfarande skiljer sig helt från ett annat något påminnande känt förfarande som går ut på att luftutblàsning används för att lyfta det varmare bottenvattnet till ytan för att därigenom smälta isen eller förhindra isbildning. Då gas eller luftutblåsning tillämpas enligt uppfinningen, bör de utblåsta gasmängderna vara så stora, att de därigenom åstad- komna vattenströmmarna klart kan observeras i form av en åsformig upphöjning av vattenytan i ísskyddets omedelbara närhet. Denna upphöjning av vattenytan kan bäst observeras då luftutblåsningsanordningen används i öppet vatten som inte störs av vågbildning eller liknande.
Det har visat sig att ett isskydd enligt uppfinningen lämpligen bör vara så dimensionerat och anordnat att den vertikala utsträckningen av dess snett nedåt gående del från vattenytan nedåt uppgår till åtminstone två gånger tjockleken hos den tjockaste jämna is som kan förväntas förekomma inom det område där den fasta konstruktionen är stationerad, företrädesvis uppgår till ca fyra gånger nämnda tjocklek.
Uppfinningen skall ï det följande beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritning, där _ .fíg 1 är en schematisk sidovy av en tillämpning av förfarandet enligt uppfinningen för att skydda en stationär vertikal pelare, - fíg 2 visar anordningen enligt fíg 1 sedd uppifrån. 453 308 På ritningen betecknar 1 en stationär vertikal pelare, vars nedre del omges av vatten 2. På vattenytan finns ett isfält Ä, som rör sig i pilens 3 riktning. Då ett sådant isfält rör sig på grund av vind eller ström, åstadkommer det en horisontell belastning på pelaren 1 och denna belastning kan bli så stor, att pelaren bryts eller förskjuts. Man har gjort försök att lösa detta problem genom att ge pelaren en form som reducerar isbelastningen. Därigenom kan endast mycket små förbättringar uppnås och omformningen av pelaren är ofta ogynnsam med hänsyn till den större helhet av vilken pelaren utgör en del. Det är naturligtvis också möjligt att dimensionera pelaren så, att den förmår motstå all tänkbar isbelastning, men då måste dess diameter ökas /högst avsevärt, vilket i sin tur medför ökad isbelastning osv. En tredje möjlighet är att förhindra isbildning i närheten av pelaren, men detta kräver stora mängder energi. Dessutom är de förfaranden som är kända för att förhindra isbildning inte tillräckligt effektiva i ett rörligt isfält.
Pelaren 1 kan exempelvis utgöras av ett ihåligt stålrör med cirkulärt tvärsnitt. Enligt uppfinningen anordnas ett isskydd 5 runt pelaren 1. Därvid kommer den tvärsnittsyta som påverkas av isen att ökas avsevärt, men trots detta kan man åstadkomma en betydande minskning av den horisontella isbelastningen. Isskyddet 5 utformas lämpligen såsom en nedåt avsmalnande kon med slät yttre yta. Konen dimensioneras så, att isstyckena inte direkt stöter mot pelaren 1. Eftersom den längsta längden av ett isstycke som bryts av konen 5 motsvarar hälften av konens diameter vid vattenytan, väljs längden av konens sidolinje H från vattenytan till dess nedre kant 6 så, att den utgör hälften av konens 5 diameter S vid vattenytan.
I det följande hänvisas till nedan definierade storheter: konens 5 diameter vid vattenytan UI II 'U ll pelarens 1 diameter 453 308 a = lutningsvinkeln i förhållande till horisontalplanet hos konens 5 yttre yta u = ieene böjnåiifeetnec, ee 500 kn/m2 h = isens tjocklek i meter H = horisontalbelastning förorsakad av is som bryts genom böjning M = horisontalbelastning förorsakad av ie: som bryts genom krossning e = ieene kresenåiifeechee 3ooo...7ooo ku/m2 f = formkoefficient n = isens flytkraft, ca 9 kN/m3.
Avsikten med isskyddet 5 är att åstadkomma sönderbrytning av isen genom att böja den nedåt. Den horisontella kraft som isen överför till konen 5 kan grovt beräknas enligt Kashteljans kända ismotståndsekvation: (1) H = o,oou-s-t.n-f + 3,6-n.s.h2.f Formkoefficienten för en kon fås från uttrycket. f = 1 + 0,5 tan a Om ett isskydd enligt uppfinningen inte används, kolliderar isen H direkt med pelaren 1, vilket leder till isbrytning genom krossning. Den kraft som isen då utövar på pelaren kan beräknas enligt följande ekvation.
M z o,5'c°h'P Kashteljans motståndsekvation (1) ger inte helt korrekta resultat. Den ger ett optimalvärde på 67° för vinkeln a.
Mera exakta och betydligt mera komplicerade beräkningar Å visar att optimalvärdet för vinkeln a är ca. 50° och att vinkeln a i praktiken lämpligen bör ligga mellan 35° och 65°, företrädesvis meiien uo° een 6o°. 453 308 Om man tänker sig att isen tjocklek är 1 m och pelarens 1 diameter är 8 m, kommer isbelastningen att uppgå till ca 110 ton, om ett gynnsamt värde väljs för vinkeln a. Om isskyddet 5 inte används, kommer den horisontella belastning som förorsakas av'isen i ett motsvarande fall att stiga till ca 2800 ton. Detta visar att ismotstàndet genom uppfinningen i vissa fall kan minskas till endast ca H % av den belastning som annars skulle påverka en fast konstruktion. Även om isskyddet exempelvis av utrymmesskäl inte kan dimensioneras och utformas på bästa möjliga sätt, kan man i varje fall förutsätta att isbelastningen genom tillämpning av uppfinnigen reduceras till storleksordningen 10 % av den belastningen som annars skulle påverka den fasta konstruktionen.
På ritningen visas också hur den friktion som åstadkoms av isen kan minskas genom att använda det ovan beskrivna luft- utblåsningsförfarandet. På en relativt låg nivå blåses stora mängder luft ut från öppningar 16. Luften som sådan har inte någon märkbar inverkan på isfriktionen, men de uppstigande luftbubblorna 7 åstadkommer starka uppåtriktade vatten- strömmar 8, som bildar en åsformig upphöjning 9 vid vattenytan i omeldelbar närhet av konen 5. Höjden av upphöjningen 9 kan vara ca 20 cm i lungt öppet vatten och till och med betydligt mera. En lämplig nivå för luftut- blåsningsöppningarna är ca 5 m under vattenytan.
Utblåsningstrycket behöver endast obetydligt överstiga det hydrostatiska vattentrycket på den nivå där utblåsnings- öppningarna befinner sig.
Vid ytterligt svåra isförhållanden kan man använda sig av ett vertikalt rörligt isskydd. Isskyddets vertikala rörlighet kommer till användning endast i extremfall. Det är helt meningslöst att använda vertikal rörlighet för att bryta sönder ett normalt, av jämntjock is bestående isfält.
Vertikal rörlighet används endast för att lösa upp en av sammanpackade isstycken bestående isvall, som hotar den 453 308 fasta konstruktionen. För att röra isskyddet 5 vertikalt kan hydrauliska eller pneumatiska arbetscylindrar 10 användas. I fig 2 visas fyra sådana cylindrar. Lämpliga styr- och glidytor 12 bör lämpligen anordnas för den vertikala rörelsen. Om en isvall hotar den fasta konstruktionen, kan den lösas upp genom att med stor kraft trycka isskyddet 5 nedåt.
Uppfinningen begränsar sig inte till de visade utförings- formerna, utan ett flertal varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för nedanstående patentkrav.

Claims (9)

453 308 PATENTKRAV
1. Förfarande för skyddande av fasta konstruktioner (1) som omges av vatten mot belastning från i nämnda vatten före- kommande rörliga isfält (N), kännetecknat därav, att ett isskydd (5) anordnas runt den fasta konstruktionen (1), vilket isskydd (5) på isens nivå har en betydligt större isbrytande bredd än den fasta konstruktionen (1) och omfattar i närheten av vattenytan och därunder en kontinuer- lig yttre yta som lutar nedåt i riktning mot den fasta konstruktionen (1) och därigenom bildar en yta som statiskt bryter sådan is (U) som rör sig mot isskyddet (Q) genom att böja isen nedåt.
2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, av i närheten av isskyddets (5) nedre kant (6) eller vid en lägre nivå 1 den fasta konstruktionen (1) anordnas gasut- blåsningsöppningar (16), som ansluts till en anordning som matar dem med gas under tryck, exempelvis luft, med tillhjälp av vilken gas uppåtriktade vattenströmmar (8) åstadkoms för att verka såsom ett friktionsminskande medel mellan isskyddet (5) och den omgivande isen (N).
3. Isskydd för tillämpning av förfarandet enligt patentkravet 1 eller 2, kännetecknat därav, att isskyddet (5) huvudsakligen har formen av en nedåt avsmalnande kon.
4. H. Isskydd enligt patentkravet 3, kännetecknat därav, att isskyddet (5) är så dimensionerat och anordnat, att dess diameter (S) vid vattenytans nivå är O,8...1,5 gånger den fasta konstruktionens (1) diameter (P) dividerad med värdet (1-cos a), där a är lutningsvinkeln hos det koniska isskyd- dets (5) yttre yta i förhållande till horisontalplanet.
5. Isskydd enligt något av de ovanstående patentkraven 3 eller U, kännetecknat därav, att isskyddet (5) är så utformat, att lutningsvinkeln (a) hos dess yttre yta i förhållande till horisontalplanet är 35°...65°, företrädesvis uo°...6o°. q 453 308
6. Isskydd enligt något av de ovanstående patentkraven 3-5, kännetecknat därav, att isskyddets (5) yttre yta nära vattenytan och därunder görs slät och företrädesvis av ett material vars yta också under en längre tid förblir slät i havsvatten.
7. Isskydd enligt något av de ovanstående patentkraven 3-6, kännetecknat därav, att isskyddet (5) är' så dimensionerat och anordnat, att den vertikala utsträckningen av dess lutande del från vattenytan nedåt uppgår till åtminstone två gånger tjockieken av den tjockaste jämna is som kan förekomma inom det område där den fasta konstruktionen (1) är belägen, företrädesvis uppgår till ca fyra gånger nämnda istjocklek.
8. Isskydd enligt något av de ovanstående patentkraven 3-7, kännetecknat därav, att det (5) omfattar anordningar (10) för förändring av dess höjdläge.
9. Isskydd enligt patentkravet 8, kännetecknat därav, att anordningarna (10) för dess höjdinställníng är så dimensio- nerade och anordnade, att en synnerligen kraftig nedåtriktad rörelse hos isskyddet (5) kan uppnås.
SE8303347A 1982-06-15 1983-06-13 Forfarande och anordning for skyddande av fasta konstruktioner som omges av vatten SE453308B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI822157A FI82112C (sv) 1982-06-15 1982-06-15 Skyddsförfarande och anordning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8303347D0 SE8303347D0 (sv) 1983-06-13
SE8303347L SE8303347L (sv) 1983-12-16
SE453308B true SE453308B (sv) 1988-01-25

Family

ID=8515705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8303347A SE453308B (sv) 1982-06-15 1983-06-13 Forfarande och anordning for skyddande av fasta konstruktioner som omges av vatten

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4578000A (sv)
JP (1) JPS594717A (sv)
CA (1) CA1204603A (sv)
DE (1) DE3321670A1 (sv)
FI (1) FI82112C (sv)
FR (1) FR2528466B1 (sv)
NO (1) NO832155L (sv)
SE (1) SE453308B (sv)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4666341A (en) * 1983-07-22 1987-05-19 Santa Fe International Corporation Mobile sea barge and plateform
JPH0631962B2 (ja) * 1986-04-12 1994-04-27 ヤマハ株式会社 電子楽器の自動演奏装置
JPH0739756Y2 (ja) * 1987-08-21 1995-09-13 石川島播磨重工業株式会社 浮遊構造物
US6685394B1 (en) * 2000-08-24 2004-02-03 Shell Oil Company Partial shroud with perforating for VIV suppression, and method of using
WO2008048164A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-24 Gva Consultants Ab A method of breaking ice located on a water surface around a semisubmersible ship and a semisubmersible ship
US20080183027A1 (en) * 2007-01-26 2008-07-31 John Yuming Liu Description of the global warming control system
NO336984B1 (no) * 2008-05-09 2015-12-07 Sevan Marine As Flytende plattform og fremgangsmåte for operasjon derav
CN100575613C (zh) * 2008-06-12 2009-12-30 天津大学 自动螺旋升降的主动抗冰装置
US20100186653A1 (en) * 2009-01-29 2010-07-29 Friede & Goldman, Ltd. Extended-deck jack-up
US9011044B2 (en) * 2009-05-11 2015-04-21 American Global Maritime, Inc. Drilling rig ice protector apparatus and methods
US8523483B2 (en) * 2010-02-03 2013-09-03 Exxonmobil Upstream Research Company Ice break-up using artificially generated waves
WO2012054808A1 (en) * 2010-10-21 2012-04-26 Conocophillips Company Leg ice shields for ice worthy jack-up drilling unit
CN103180514B (zh) * 2010-10-21 2016-05-18 科诺科菲利浦公司 带有气体搅动和桩腿冰块防护件的抗冰型自升式钻井单元
KR20130139930A (ko) * 2010-10-21 2013-12-23 코노코 필립스 컴퍼니 예비 하중 인장 시스템을 갖는 얼음에 적합한 잭-업 굴착선
US8801333B2 (en) * 2010-10-21 2014-08-12 Conocophillips Company Ice worthy jack-up drilling unit with gas agitation and leg ice shields
US20120125688A1 (en) * 2010-10-21 2012-05-24 Conocophillips Company Ice worthy jack-up drilling unit secured to the seafloor
SG189101A1 (en) * 2010-10-21 2013-05-31 Conocophillips Co Ice worthy jack-up drilling unit with gas agitated ice prevention
RU2013123037A (ru) * 2010-10-21 2014-11-27 Конокофиллипс Компани Самоподъемное буровое морское основание ледового класса
CN103966992B (zh) * 2014-05-13 2015-10-28 大连理工大学 一种抗冰导管架平台立管防冰装置
CN104195987A (zh) * 2014-08-21 2014-12-10 中国海洋石油总公司 用于海洋平台的可拆卸破冰减震装置
CN104314061B (zh) * 2014-10-16 2016-02-10 中国海洋石油总公司 适用于海上核电平台的可拆卸式抗冰装置
CN104456073B (zh) * 2014-12-01 2017-01-18 中国海洋石油总公司 用于海上lng接收终端的抗冰冰锥结构
CN110130294B (zh) * 2018-02-08 2024-06-11 上海勘测设计研究院有限公司 海洋结构物的漂浮式抗冰结构及其安装方法
CN218258633U (zh) * 2022-07-25 2023-01-10 阳光新能源开发股份有限公司 一种抗撞击装置及水面光伏电站

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3193260A (en) * 1961-03-13 1965-07-06 Charles M Lamb Apparatus for aerating and eliminating ice on water
US3324661A (en) * 1964-09-02 1967-06-13 David Hoglund Exterior frost proof access to water and gas escape device
FI47061C (sv) * 1967-11-11 1973-09-10 Waertsilae Oy Ab Anordning i fartyg.
US3669052A (en) * 1970-06-15 1972-06-13 Air Logistics Corp Method and apparatus for preventing ice damage to marine structures
US3696624A (en) * 1970-10-02 1972-10-10 Sun Oil Co Delaware Bucket wheel ice cutter
US3768264A (en) * 1972-07-03 1973-10-30 Dow Chemical Co Method for suppressing the formation of ice in natural or man-made bodies of water
US3807179A (en) * 1972-10-02 1974-04-30 Gulf Oil Corp Deicing systems
US3932997A (en) * 1972-12-04 1976-01-20 The Dow Chemical Company Method for suppressing the formation of ice in natural or man-made bodies of water
CA1050287A (en) * 1975-08-26 1979-03-13 Heinrich Waas Method of deflecting ice at upright columns submerged in water of stationary or floating structures in marine areas in which the occurrence of ice may be expected, and ice deflector assembly therefor
DE2537918C3 (de) * 1975-08-26 1978-03-23 Heinrich Dr.-Ing.E.H. 5300 Bonn-Bad Godesberg Waas Vorrichtung zur Abweisung von Eis von im Wasser vertikal stehenden Säulen, Pfeilern o.dgl. von in eisgefährdeten Seegebieten fest angeordneten oder schwimmenden Bauwerken
US4073144A (en) * 1976-06-15 1978-02-14 Sun Oil Company Limited Ice removal system
US4102144A (en) * 1977-05-31 1978-07-25 Global Marine, Inc. Method and apparatus for protecting offshore structures against forces from moving ice sheets

Also Published As

Publication number Publication date
NO832155L (no) 1983-12-16
JPS594717A (ja) 1984-01-11
SE8303347L (sv) 1983-12-16
FI82112B (fi) 1990-09-28
FR2528466A1 (fr) 1983-12-16
FI822157A0 (fi) 1982-06-15
US4578000A (en) 1986-03-25
FI822157L (fi) 1983-12-16
DE3321670A1 (de) 1983-12-15
FR2528466B1 (fr) 1987-07-31
SE8303347D0 (sv) 1983-06-13
CA1204603A (en) 1986-05-20
FI82112C (sv) 1991-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE453308B (sv) Forfarande och anordning for skyddande av fasta konstruktioner som omges av vatten
CA1074628A (en) Arctic caisson
AT413868B (de) Strom-boje
US20080211233A1 (en) Water Turbine in Tethered Asymmetric Nozzle
EP3498586B1 (en) Stabilized floating platform structure
SE457523B (sv) Flytande konstruktion foer havsteknikaendamaal
JP5351067B2 (ja) 浮上式防波堤
US5224800A (en) Protective system against icebergs or floating objects
WO2008104024A1 (en) Electricity generation device
CN109629612A (zh) 一种附着潜入式桥梁桩基冲刷监测***安装方法
WO2014037710A1 (en) Apparatus
CN106704113B (zh) 一种下压式破冰刃
FI87910C (sv) Isavledare
US7618214B2 (en) Containment boom guide system and method
CN202306974U (zh) 一种标志牌体
CN101761055A (zh) 桥梁带重力坠的组合式浮体防撞装置
EP2344699B1 (en) Drain pipe
KR100530275B1 (ko) 교각의 세굴을 방지하기 위한 슬라이드 세굴방지대
Loset et al. Laboratory testing of a flexible boom for ice management
CN106522259B (zh) 具有下压式破冰性能的高桩承台式基础
JP3144828U (ja) 波力発電装置
CN106677147B (zh) 用于寒区海域高桩承台式基础的破冰方法
KR20100070631A (ko) 쇄파능력이 향상된 부유식 방파제
SU1465487A1 (ru) Устройство дл защиты гидротехнического сооружени от воздействи льда
Wallerstein et al. Debris control at hydraulic structures in selected areas of Europe

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8303347-2

Effective date: 19890525

Format of ref document f/p: F