NO773369L

NO773369L - PROCEDURES FOR NEUTRALIZING IRREGULAR SWITCHING PHENOMENONS ON COLUMNS SUBMITTED IN MOVEMENTS IN MOVEMENT AND FACILITIES FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE

Info

Publication number: NO773369L
Application number: NO773369A
Authority: NO
Inventors: Jacques Edouard Lamy
Original assignee: Doris Dev Richesse Sous Marine
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1977-10-03
Publication date: 1978-04-06
Also published as: FR2367148A1; DE2744277A1; ES463014A1; BR7706624A

Description

Fremgangsmåte til å nøytralisere uregelmessige svingnings-fenomener på søyler neddykket i fluider i bevegelse samt innretning til utførelse av fremgangsmåten. Method for neutralizing irregular oscillation phenomena on columns immersed in moving fluids and device for carrying out the method.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til å nøytralisere uregelmessige svingingsfenomener på søyler neddykket i fluider i bevegelse, og mer spesielt svigningsfenomener forårsaket av krefter som frembringes av virvler, fra det tidspunkt da de innledes. The invention relates to a method for neutralizing irregular oscillation phenomena on columns immersed in moving fluids, and more particularly oscillation phenomena caused by forces produced by vortices, from the moment they are initiated.

Visse marine konstruksjoner består i det minste delvis av søyler med sylindrisk eller konisk sjakt og er utsatt for kontinuerlig øverskiftende av strømmer. Rene konstinuerlige strømmer påtref-fer man i alminnelighet i dypet, mens strømmer med skiftende retning forårsakes av sjøgang. Etter å ha truffet overflaten av hinderet danner disse strømmer, når de beveger seg bort fra dette, virvler som gir en plutselig endring i strømningshastigheten rundt hinderet. Dette fører til at der utveksles en kraft som virker på hinderet vinkelrett til fluidets forskyvningsretning. Certain marine structures consist at least in part of columns with cylindrical or conical shafts and are subject to continuous overturning of currents. Purely continuous currents are generally encountered in the deep, while currents with changing direction are caused by sea action. After hitting the surface of the obstacle, these currents, as they move away from it, form vortices which cause a sudden change in the flow velocity around the obstacle. This leads to the exchange of a force that acts on the obstacle perpendicular to the direction of displacement of the fluid.

Ved lavt reynoldstall (fra 30 til 200) blir der frembragt en skiftende virveldannelse på den ene og den annen side av hinderet. Dette fenomen, som har vært studert av Bernard og Karman, fører til at der oppstår forholdsvis store krefter med skiftende retning loddrett på strømmens hovedretning. Disse krefter kan gi opphav til svingninger av den såkalte "reias jaksjons-^type hvor en endelig energi-mengde i hver periode blir innført i det svingende system som består av søylen eller søylene og en plattform som de bærer. Disse oscillerende påkjenninger utgjør en mektig kilde til utmatting av konstruksjonene, og i tilfellet av konstruksjoner til utnyttelse av oljeforekomster føles de på plattformnivå som støt eller vibrasjoner som skaper et forstyrrende miljø for folk og meteriell. At a low Reynolds number (from 30 to 200), a changing vortex formation is produced on one and the other side of the obstacle. This phenomenon, which has been studied by Bernard and Karman, leads to relatively large forces arising with changing direction perpendicular to the main direction of the flow. These forces can give rise to oscillations of the so-called "reias jacking-type", where a finite amount of energy is introduced in each period into the oscillating system consisting of the column or columns and a platform that they support. These oscillating stresses constitute a powerful source of fatigue of the structures, and in the case of structures for the exploitation of oil deposits, they are felt at the platform level as shocks or vibrations that create a disturbing environment for people and materiel.

Innretninger til beskyttelse mot sjøgang er kjent fra fransk patenskrift 2,168,631, men hensikten med disse innretninger var å begrense returen av energi til sjøsiden ved å spre energien av Devices for protection against seagoing are known from French patent 2,168,631, but the purpose of these devices was to limit the return of energy to the sea side by dissipating the energy

fluidet mens det stiger, og på det tidspunkt da det slår mot hinderet. Med sikte på dette ble den side av hinderet som vender mot the fluid as it rises, and at the time when it hits the obstacle. With a view to this became the side of the obstacle facing

bølgene, utrustet med utstikkende diskontinuerlige organer som rager ut forbi grénseskiktet av vannet under vertikal bevegelse. the waves, equipped with protruding discontinuous bodies that protrude beyond the boundary layer of the water during vertical movement.

Den foreliggende oppfinnelse går ut på en fremgangsmåte som er bestemt til å eliminere svingebevegelser frembragt i en konstruksjon som innbefatter søylen neddykket et fluidum i bevegelse. Da svingningene skyldes krefter som skapes på det innledende stadium av virvler, og mer spesielt på det tidspunkt da der frembringes virvler med skiftende retning, går fremgangsmåten ut på å hindre virvlene i å vedlikeholde bestemte akser og frembringes i regelmessig kronolo-gisk syklus, for at den frigjorte energi ikke skal kunne frembringe krefter med bestemt retningsvirkning. The present invention is based on a method which is intended to eliminate swinging movements produced in a construction which includes the column immersed in a moving fluid. As the oscillations are due to forces created at the initial stage of vortices, and more particularly at the time when vortices with changing direction are produced, the method consists in preventing the vortices from maintaining certain axes and are produced in a regular chronological cycle, so that the released energy must not be able to produce forces with a specific directional effect.

Fremgangsmåten til å nøytralisere uregelmessige svingnings-fenbmener- på søyler neddykket i fluider i bevegelse, består ifølge oppfinnelsen i å utforme en eller flere ribber på søylen. According to the invention, the method of neutralizing irregular oscillation phenomena on columns immersed in moving fluids consists in designing one or more ribs on the column.

Ribbene kan utformes og anvendes på forskjellige måter, særlig som følger: - de anordnes i søylens akseretning og tar enten form av et sammenhengende påstøp eller av suksessive over hverandre anbragte kranser hvor ribbene i en krans er forskutt i forhold til dem i en tilgren-sende krans, - de anordnes i skrulinjeform og tar form av et sammenhengende påstøp eller en rekke overhverandre liggende kranser hvor ribbene i en krans er forskutt i forhold til dem i en tilstøtende krans. The ribs can be designed and used in different ways, in particular as follows: - they are arranged in the axial direction of the column and either take the form of a continuous cast-in or of successive crowns placed one above the other, where the ribs in one crown are offset in relation to those in an adjacent wreath, - they are arranged in helical form and take the form of a continuous casting or a series of wreaths lying on top of each other where the ribs in one wreath are offset in relation to those in an adjacent wreath.

En innretnina til utførelse av fremgangsmåten består i en cjlideforskalliria som har innvendige spor i ytterflaten, anordnet svarende til den ønskede skråning av ribbene på søylens overflate, samtidig som der finnes anordninger til å stenge visse av de innvendige spor. An inretnina for carrying out the method consists in a cjlide forskalliria which has internal grooves in the outer surface, arranged corresponding to the desired slope of the ribs on the surface of the column, while at the same time there are devices to close certain of the internal grooves.

Den følgende beskrivelse med tilhørende tegning, som anføres eksempelvis, anskueliggjør hvorledes oppfinnelsen kan bringes til ut-førelse. Fig. 1 viser en utførelsesform hvor sammenhengende ribber strekker seg i søylens akseretning. The following description with accompanying drawing, which is cited as an example, illustrates how the invention can be implemented. Fig. 1 shows an embodiment where continuous ribs extend in the axial direction of the column.

Fig. la viser horisontalt tverrsnitt til fig. 1.Fig. la shows a horizontal cross-section to fig. 1.

Fig. 2 viser en annen utførelsesform for oppfinnelsen, hvor de kontinuerlig ribber er anordnet i skruelinjeform. Fig. 2 shows another embodiment of the invention, where the continuous ribs are arranged in helical form.

Fig. 2a viser horisontalt tverrsnintt til fig. 2.Fig. 2a shows a horizontal cross-section to fig. 2.

Fig. 3 viser en utførelsesform i likhet med den på fig. 1, men med ribbene avbrutt og anordnet i kranser. Fig. 3 shows an embodiment similar to that in fig. 1, but with the ribs interrupted and arranged in wreaths.

Fig. 3a viser horisontalt tverrsnitt til fig. 3.Fig. 3a shows a horizontal cross-section to fig. 3.

Fig. 4 viser en utførelsesform i likhet med den på fig. 2,Fig. 4 shows an embodiment similar to that in fig. 2,

med skruelinjene avbrutt og ribbene anordnet i enbyrdes like kranser. with the screw lines interrupted and the ribs arranged in identical wreaths.

Fig. 4a viser horisontalt tverrsnitt til fig. 4.Fig. 4a shows a horizontal cross-section to fig. 4.

Den fremgangsmåte som oppfinnelsen går ut på, og som er bestemt til å forhindre dannelsen av virvler med skiftende retning rundt en neddykket konstruksjon, består i å utforme opphøyede partier av tilstrekkelig høyde for formålét på konstruksjonens overflate. Disse opphøyede partier vil få form av ribber som er rettet parallelt med konstruksjonens akse eller på skrå i forhold til denne. Fig. 1 viser en anordning ifølge oppfinnelsen. Kontinuerlige ribber er utformet på overflaten av en betongsøyle og strekker seg i dennes aksiale retning over hele eller en del av søylens høyde. Figuren viser en regelmessig fordeling av ribbene rundt søylens omkrets, men i og for seg kan der tenkes en hvilken som helst fordeling. Fig. la viser tverrsnittet av en slik søyle. Det vil bemerkes at ribbenes radiale høyde over søylens overflate ikke er særlig stor. F.eks. kan opphøyede partier med en høyde 0.50m til lm være tilstrekkelig for søyler med diameter 6 til 15m. I så fall er høyden av det opphøydede parti omtrent lik søylens véggtrykkelse. For å oppnå maksimal effekt bør ribbene ha et tverrsnitt som oppviser en utspringende del med relativt skarp profil. Fig. 3 viser en utførelsesform som er beslektet med den på fig. 1, men hvor ribbene er avbrutt og anordnet i kranser. Ribbene i en krans er forskutt i forhold til dem i den tilstøtende krans. Da det som nevnt i forbindelse med utførelsesformen på fig. 1 er mulig å fordele ribbene uregelmessig rundt omkretsen, kan det hende at en ribbe i en krans kommer på linje med en ribbe i en tilstø-tende krans. Kransene kan ha forskjellig høyde seg imellom. Fig. The method on which the invention is based, and which is intended to prevent the formation of eddies with changing direction around a submerged structure, consists in designing raised parts of sufficient height for the purpose on the structure's surface. These raised parts will take the form of ribs which are directed parallel to the axis of the construction or at an angle in relation to this. Fig. 1 shows a device according to the invention. Continuous ribs are formed on the surface of a concrete column and extend in its axial direction over all or part of the column's height. The figure shows a regular distribution of the ribs around the circumference of the column, but in and of itself any distribution can be imagined. Fig. la shows the cross-section of such a column. It will be noted that the radial height of the ribs above the surface of the column is not very large. E.g. can raised sections with a height of 0.50m to lm be sufficient for columns with a diameter of 6 to 15m. In that case, the height of the raised part is approximately equal to the wall depression of the column. To achieve maximum effect, the ribs should have a cross-section that exhibits a projecting part with a relatively sharp profile. Fig. 3 shows an embodiment which is related to that of fig. 1, but where the ribs are interrupted and arranged in wreaths. The ribs in one wreath are offset in relation to those in the adjacent wreath. As mentioned in connection with the embodiment in fig. 1, it is possible to distribute the ribs irregularly around the circumference, it may happen that a rib in a wreath comes in line with a rib in an adjacent wreath. The wreaths can have different heights between them. Fig.

3a viser et eksempel på et horisontalt snitt av søylen på fig. 3.3a shows an example of a horizontal section of the column in fig. 3.

Fig. 2 viser en utførelsesform hvor ribbene strekker seg skruelinjeformig rundt søylen. For å få et tilstrekkelig antall ribber over en rimelig høyde er de anordnet i et visst antall paral-leltløpende skruelinjer. Fig. 2a viser horisontaltsnitt til en slik anordning, hvor skruevindingene er anordnet i ujevne avstander. Fig. 2 shows an embodiment where the ribs extend helically around the column. In order to obtain a sufficient number of ribs over a reasonable height, they are arranged in a certain number of parallel-running screw lines. Fig. 2a shows a horizontal section of such a device, where the screw windings are arranged at uneven distances.

Utførelsesformen på fig. 4 er beslektet med den på fig. 2. Ribbene danner kranser som kan bære forskutt en vilkårlig vinkel i forhold til hverandre og akn variere fra krans til krans. Fig. 4a viser tverrsnitt av en søyle forsynt med slike ribber. The embodiment in fig. 4 is related to that of fig. 2. The ribs form wreaths which can be offset by an arbitrary angle in relation to each other and can vary from wreath to wreath. Fig. 4a shows a cross section of a column provided with such ribs.

Sluttelig kan ribbene i to nabokranser, ifølge et eksempel som ikke er vist, men som man lett kan forestille seg, ha forskjellige retninger og kontinuerlig eller avbrutt forløp og f.eks. gå over fra en retning parålléltmed søylens akse til en retning på skrå i forhold til aksen, eller omvendt. Finally, according to an example that is not shown, but which can easily be imagined, the ribs in two neighboring rings can have different directions and a continuous or interrupted course and e.g. change from a direction parallel to the axis of the column to a direction oblique to the axis, or vice versa.

En innretning til utførelse av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen innbefatter ved en fremstillingsmåte som mer spesielt egner seg for bygning av marine konstruksjoner i armert betong eller forspente konstruksjoner, en glideforskalling som har innvendige spor på sin yttervegg, og hvor sporene er rettet svarende til den ønskede stigning av ribbene på søylens overflate / samtidig som der finnes anordninger til å avstenge visse av de innvendige spor. A device for carrying out a method according to the invention includes, in a manufacturing method that is more particularly suitable for building marine structures in reinforced concrete or prestressed structures, a sliding formwork that has internal grooves on its outer wall, and where the grooves are aligned corresponding to the desired pitch of the ribs on the surface of the column / at the same time that there are devices to block certain of the internal tracks.

Søylen eller søylene som skal bære plattformen hvor de tek-niske installasjoner skal anbringes, har diametre som kan variere fra 6 til 15m. Disse søyler er undertiden forbundet med koniskeelementer for å danne avsmalnende systemer. I alminnelighet blir de bygget ved hjelp av glideforskalling. En slik forskalling, som oftest lages i tre og med en høyde av flere meter, flyttes oppover ved hjelp av et visst antall jekker etter hvert som betongen avbinder og antar den forlangte konsistens. Glideforkallingen ledsages av en arbeids-plattform som i alminnelighet befinner seg innenfor konstruksjonen. På fig. 3 er en slik forskalling skjematisk anntydet ved 1. Forskallingens yttervegg 2 har innvendige spor 3. I det viste eksempel er disse spor parallellémed søylens akse og ved vertikal forskyvning av forskallingenf ås ribber 4. Blir forskallingen ikke underkastet noen dreining om sin akse, fås en konfigurasjon av ribber i likhet med den på fig. 1. Forskallingens yttervegg 2 har et større antall spor i j.innerflaten enn og som hva som er absolutt nødvendig for å oppnå den ønskede effekt, og visse av spolene blir avstengt med i for seg kjente midler, f.eks. bestående av bevegelige veggelementer. Etter dannelsen av kranser av ribber blir en-del av disse elementer, til tross for forskyvningen av forskallingen, holdt på plass, mens en annen del av elementene plasseres foran de åpne spor for sukses-sivt å tette dem etter forskyvningen av forskallingen. The column or columns that will support the platform where the technical installations will be placed have diameters that can vary from 6 to 15m. These columns are sometimes connected by conical elements to form tapering systems. In general, they are built using sliding formwork. Such a formwork, which is most often made of wood and with a height of several metres, is moved upwards with the help of a certain number of jacks as the concrete sets and assumes the required consistency. The sliding precasting is accompanied by a work platform which is generally located within the construction. In fig. 3, such a formwork is schematically indicated by 1. The outer wall of the formwork 2 has internal grooves 3. In the example shown, these grooves are parallel to the axis of the column and ribs are obtained by vertical displacement of the formwork 4. If the formwork is not subjected to any rotation about its axis, a configuration of ribs similar to that of fig. 1. The outer wall 2 of the formwork has a greater number of grooves in the inner surface than is absolutely necessary to achieve the desired effect, and certain of the coils are closed by means known per se, e.g. consisting of movable wall elements. After the formation of wreaths of ribs, a part of these elements is, despite the displacement of the formwork, kept in place, while another part of the elements is placed in front of the open grooves to successively seal them after the displacement of the formwork.

Det vil forstås at der hvis der kjøres diskontinuerlig, dvs. for å lage søylen med konvensjonell forskalling som kan fjernes i vertikalretningen, er nok å dreie forskallingen en viss vinkel om dens akse for å f å forskutte kranser. Imidlertid er det ikke mulig å oppnå en uregelmessig fordeling av ribbene med en forskalling som har et bestemt antall spor som alle benyttes ved dannelse av en krans. It will be understood that if it is run discontinuously, i.e. to create the column with conventional formwork that can be removed in the vertical direction, it is enough to turn the formwork a certain angle about its axis in order to offset the wreaths. However, it is not possible to achieve an irregular distribution of the ribs with a formwork which has a certain number of grooves which are all used in the formation of a wreath.

I utførelsesformene på fig. 2 og 4 er forskallingen av samme slag som beskrevet foran, men med skrånende spor, og der vil bli foretatt en kontinuerlig dreining av glideforskallingen. For å be-virke denne rotasjon vil man plassere jekkene og stengene som bærer forskallingen, med den fornødne helning. In the embodiments of fig. 2 and 4, the formwork is of the same type as described above, but with sloping tracks, and there will be a continuous turning of the sliding formwork. In order to effect this rotation, the jacks and rods that carry the formwork will be placed with the necessary inclination.

Sporene vil i. tilfellet av forskallinger med liten høyde for-trinnsvis bli utført i form av skrånende, rettlinjede seksjoner. Ribbene med skruelinjeformet forløp allerede dannet i den herdede betong, vil tjene som føring for forskallingen under dreiningen av denne. Samme slags midler som i det foregående eksempel til å gjøre, det mulig å 'avstenge de spor som ikke benyttes, vil også bli an-vendt i utførelsesformen på fig. 4. In the case of formwork with a small height, the grooves will preferably be made in the form of sloping, rectilinear sections. The ribs with a helical course already formed in the hardened concrete will serve as a guide for the formwork during its turning. The same kind of means as in the preceding example to make it possible to block off the tracks that are not used, will also be used in the embodiment of fig. 4.

Diskontinuerlig kjøring under anvendelse av konvensjonell forskalling som kan forskyves stykke for stykke i høyden, vil gi samme resultat ved vinkelforskyvning av den ene forskalling i forhold til den annen. Discontinuous driving using conventional formwork which can be moved piece by piece in height will give the same result when the angular displacement of one formwork in relation to the other.

Ved en annen metode vil det være mulig med forskalling som kan forskyves stykkevis i høyden, å utforme søylens overflate med kranser som oppviser endringer i ribbenes retning fra krans til krans, samtidig som ribbene kan være kontinuerlige eller avbrutt. With another method, it will be possible, with formwork that can be shifted piecewise in height, to design the surface of the column with collars that show changes in the direction of the ribs from collar to collar, while the ribs can be continuous or interrupted.

Ifølge en foretrukken utførelsesform har ribbene trapes profil med trapesets langeparallellside ved overflaten av søylen, mens den korte parallellside forbinder skråsidene, som danner en relativt spiss vinkel med hverandre. Der kan også tenkes andre profiler, f.eks. trekantede eller rektangulære. According to a preferred embodiment, the ribs have a trapezoidal profile with the long parallel side of the trapezoid at the surface of the column, while the short parallel side connects the inclined sides, which form a relatively acute angle with each other. Other profiles can also be considered, e.g. triangular or rectangular.

De beskrevne eksempeler referer seg til betongsøyler, men oppfinnelsen er ikke begrenset til denne form for produksjon, og det er mulig å treffe lignende anordninger f.eks. ved metalliske konstruksjoner, hvor man da vil feste ribber i form av egnede profiler. The described examples refer to concrete columns, but the invention is not limited to this form of production, and it is possible to find similar devices, e.g. in the case of metallic constructions, where ribs will then be attached in the form of suitable profiles.

Claims

1. Method for neutralizing irregular swaying phenomena on columns immersed in moving fluids, consisting in arranging ribs on the surface of the columns, characterized in that the ribs are distributed over the circumference of the columns.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the ribs form successive wreaths where the ribs in one wreath are offset in relation to the ribs in the adjacent wreath.

3. Method sonw-indicated in claim 1 or 2, characterized by the fact that the ribs are arranged in a helical shape in the form of abutment <p>.

4. Method as stated in claim 1, characterized in that the ribs are arranged in helical form in the form of successive wreaths, the ribs in one wreath being offset in relation to the ribs in the adjacent wreath.

5. Method as stated in claim 1, characterized in that the ribs are arranged in wreaths and in each wreath are mutually paraOJ.«JHLe, but the ribs in adjacent wreaths have different inclinations in relation to the axis of the column.

6. Method as stated in one of the preceding claims, characterized by the fact that the ribs consist of profiles attached to the columns.

7. Device for carrying out a method as stated in one of the claims according to 1 to 5, and particularly suitable for constructions in reinforced concrete or in prestressed construction using formwork, characterized in that the formwork on its outer wall has internal grooves which are aligned the desired to..! inclination of the ribs on the surface of the column and showing devices to shut off certain of the internal grooves, consisting of elements of a movable wall suitable to be placed in front of these grooves.

8. Device as specified in claim 7, characterized in that the formwork is sliding formwork.

9. Device as stated in claim 7 or 8, characterized in that the tracks have a trapezoidal profile.