Плавучий модуль плавучей конструкции и способ соединения таких плавучих модулей
FLOATING MODULE OF A FLOATING STRUCTURE AND A METHOD OF CONNECTING SUCH FLOATING MODULES

Область настоящего изобретения - это плавучие конструкции, такие как искусственные острова или понтоны. Изобретение также относится к способу соединения плавучих модулей для образования такой плавучей конструкции.
Из предшествующего уровня техники известны так называемые монолитные плавучие конструкции, созданные из единого конструктивного элемента. Эти монолитные плавучие конструкции имеют недостаток, в частности, они обладают ограниченными размерами, не позволяющими изготавливать плавучие конструкции, адаптированные к желаемым размерам, или требуют наличия специальной инфраструктуры во время их изготовления или транспортировки от места их изготовления к месту назначения, в значительной степени увеличивающие стоимость их изготовления.
Также известны так называемые модульные плавучие конструкции, содержащие несколько отдельных плавучих модулей, в частности модулей, изготовленных из бетона и соединенных вместе для формирования модульной плавучей конструкции. Известно, как обеспечить сцепление различных плавучих модулей путем создания незаполненной области в толщине одной стены каждого плавучего модуля в области стыка между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Образованная первой незаполненной областью полость первого известного плавучего модуля и второго известного плавучего модуля затем заполняется материалом, таким как бетон, в частности жидким материалом, который, при затвердевании, обеспечивает сцепление между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем известной модульной плавучей конструкции. Эти известные модульные плавучие конструкции недостаточно удовлетворительны и имеют свои недостатки. Фактически, поскольку незаполненная область выполнена в толщине стены, толщина залитого в полость бетона составляет лишь часть толщины стены. Таким образом, когда первый плавучий модуль и второй плавучий модуль соединены, механическую прочность сборки первого плавучего модуля и второго плавучего модуля обеспечивает только эта часть толщины стены, таким образом обуславливая слабое место конструкции, особенно с точки зрения статической, динамической, гидродинамической усталостной прочности и герметичность, в области стыка между первым известным плавучим модулем и вторым известным плавучим модулем известной плавучей конструкции.
Целью настоящего изобретения является предложение плавучей конструкции, способной устранить все ранее упомянутые недостатки и, кроме того, предоставить другие преимущества. Таким образом, целью настоящего изобретения является создание модульной плавучей конструкции, содержащей два плавучих модуля, собранные вместе и соединенные материалом, отлитым в полость между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, при этом полость имеет толщину, идентичную толщине стен плавучих модулей плавучей конструкции, для обеспечения полной механической целостности между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получения модульной плавучей конструкции, которая функционирует в качестве монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля.
Вышеуказанное достигается в изобретении, в соответствии с первым аспектом, с помощью плавучего модуля, содержащего группу стен, продолжающихся между первым продольным концом и вторым продольным концом, при этом плавучий модуль содержит первую перегородку и вторую перегородку, соединяющие каждую стену группы стен, образуя с этими стенами внутренний объем плавучего модуля, отличающегося тем, что плавучий модуль содержит по меньшей мере один выступ, выходящий из наружной поверхности стены, при этом выступ продолжается в продольном направлении с вылетом от первого продольного конца или от второго продольного конца, при этом выступ и стена, из которой выходит выступ, выполнены за одно целое.
Стены продолжаются преимущественно по продольной оси. Во время изготовления плавучего модуля в плавучей конструкции, продольная ось должна быть горизонтальной. Первый продольный конец и второй продольный конец обозначают продольные концы стены, но не продольные концы плавучего модуля.
Первая и вторая перегородки, в свою очередь, продолжаются в вертикальной плоскости, поперечно перпендикулярной продольной оси.
Стены и перегородки образуют внутренний объем, что обеспечивает плавучесть плавучего модуля. Фактически, внутренний объем полностью или практически полностью закрыт, при этом плавучий модуль в данном случае имеет отверстие, в частности техническое отверстие, выполненное в одной стене или в одной перегородке. Таким образом, при размещении плавучего модуля на водном пространстве, например, на море, океане или в порту, плавучий модуль предназначен для предотвращения или уменьшения проникновения воды внутрь внутреннего объема. В частности, внутренний объем плавучего модуля предназначен для размещения материала с удельным весом менее 1, то есть, с удельным весом меньше удельного веса воды. Указанным материалом может быть, например, воздух или пена, например полиуретановая, полиэтиленовая или полистирольная пена, таким образом плавучий модуль имеет общий удельный вес менее 1, что обеспечивает плавучесть плавучего модуля на воде.
Каждая стена содержит внутреннюю поверхность и наружную поверхность, расположенную на противоположной стороне стены по отношению к внутренней поверхности, при этом внутренняя поверхность стены направлена в направлении внутреннего объема. Таким образом, толщина стены измеряется между внутренней поверхностью стены и наружной поверхностью стены.
Таким образом, выступ выходит из наружной поверхности стены, при этом выступ также продолжается в продольном направлении с вылетом от одного продольного конца стены, при этом выступ и стена, из которой выходит выступ, выполнены за одно целое. Другими словами, выступ и стена, из которой выходит выступ, выполнены из одного и того же материала, и между ними нет отделения материала.
Эта конфигурация в соответствии с настоящим изобретением позволяет реализовать модульную плавучую конструкцию, содержащую по меньшей мере один плавучий модуль согласно первому аспекту изобретения, при этом упомянутая плавучая конструкция имеет полную механическую целостность между собранными плавучими модулями и функционирует как монолитная конструкция с механической прочностью, аналогичной стандартной секции плавучего модуля, в отличие от известной модульной плавучей конструкции. Фактически, выступ и стена, из которой выходит выступ первого плавучего модуля, в соответствии с настоящим изобретением, ограничивают первую незаполненную область. Поскольку выступ выходит из наружной поверхности стены и продолжается в продольном направлении с вылетом от продольного конца стены, незаполненная область имеет размер, так называемый первый размер, вдоль вертикальной оси, перпендикулярной продольной и поперечной плоскости, образованной внутренней поверхностью стены, при этом первый размер представляет собой по меньшей мере всю толщину стены, измеренную между наружной поверхностью и внутренней поверхностью стены, при этом этот первый размер также возможно больше толщины стены, измеренной перпендикулярно между наружной поверхностью и внутренней поверхностью стены. Таким образом, во время процесса соединения первого плавучего модуля и второго плавучего модуля незаполненная область позволяет размещать соединяющий первый плавучий модуль и второй плавучий модуль материал, а затем материал может полностью занимать первый размер незаполненной области. Таким образом, данная конфигурация обеспечивает полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и обеспечивает возможность получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, ограниченную стеной незаполненную область и выступ, имеющий первый размер, который может представлять по меньшей мере всю толщину стены.
С другой стороны, механическая прочность выступа обеспечивается целостностью материала между выступом и стеной, из которой выходит выступ.
Плавучий модуль согласно первому аспекту изобретения предпочтительно содержит по меньшей мере одно из следующих улучшений, при этом можно использовать технические характеристики, образующие эти улучшения, сами по себе или в их сочетании:
- один край одного продольного конца стены и выступ ограничивают незаполненную область по меньшей мере частично. Край обозначает поверхность, расположенную в конце стены вдоль продольной оси. Таким образом, когда два плавучих модуля размещаются один напротив другого с целью соединения, незаполненная область первого плавучего модуля, так называемая первая незаполненная область, находится напротив незаполненной области, так называемой второй незаполненной области, второго плавучего модуля, при этом первая незаполненная область и вторая незаполненная область вместе образуют полость, в которую можно заливать материал, такой как бетон, обеспечивая конструктивное соединение первого плавучего модуля и второго плавучего модуля;
- толщина незаполненной области равна или больше толщины стены, из которой выходит выступ. Указанные здесь значения толщины измеряются вдоль параллельных линий. Другими словами, внутренняя поверхность выступа продолжается в плоскости, расположенной за пределами плоскости, в которую вписана наружная поверхность стены, по направлению к внешней среде плавучего модуля;
- наружная поверхность стены и внутренняя поверхность выступа находятся в одной плоскости. Наружная поверхность стены расположена на противоположной стороне стены по отношению к внутренней стороне стены. Внутренняя поверхность выступа направлена в сторону незаполненной области. Подразумевается, что наружная поверхность стены и внутренняя поверхность выступа расположены в одной плоскости, если разность плоскостей меньше или равна 5%, при этом разность плоскостей измеряется с использованием в качестве эталона толщины стены, измеряемой между внутренней поверхностью стены и наружной поверхностью стены. В данном конкретном варианте осуществления, внутренняя поверхность выступа и наружная поверхность стены являются копланарными. Первый размер, измеренный между внутренней поверхностью выступа, а также продольной и поперечной плоскостями, образованными внутренней поверхностью стены, равен второму размеру, измеренному между наружной поверхностью стены и внутренней поверхностью стены. Другими словами, второй размер соответствует толщине стены. Таким образом, конфигурация, в которой первый размер незаполненной области равен или по существу равен толщине стены, обеспечивает полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и позволяет получать модульную плавучую конструкцию с характеристиками монолитной конструкции, имеющей ту же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, в частности по сравнению с известными плавучими модулями, в которых первый размер незаполненной области представляет собой только часть второго размера стены. Фактически, в соответствии с настоящим изобретением, выступ, который продолжается от наружной поверхности стены, позволяет конфигурировать незаполненную область так, чтобы первый размер незаполненной области был равен толщине стены, при этом незаполненная область спроектирована для ее заполнения соединительным материалом, таким как бетон, с целью соединения первого плавучего модуля и второго плавучего модуля плавучей конструкции, таким образом плавучей конструкции обеспечивается полная механическая целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, и создается модульная плавучая конструкция с характеристиками монолитной конструкции, имеющей ту же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, для обеспечения устойчивости к действующим на нее механических силам, в частности силам сжатия, что позволяет сохранять соединение первого плавучего модуля и второго плавучего модуля, или же механических силам, создаваемым движениями водного пространства, на котором или в котором находится плавучая конструкция;
- выступ расположен на каждой из боковых стен плавучего модуля и на нижней стене плавучего модуля. Боковые стены обозначают стены, продолжающиеся преимущественно в продольной вертикальной плоскости, когда плавучий модуль находится на водном пространстве. Нижняя стена обозначает стену плавучего модуля, продолжающуюся преимущественно в продольной поперечной плоскости, когда плавучий модуль находится на водном пространстве, при этом нижняя стена расположена на уровне нижней части плавучего модуля и предназначена в частности для погружения при размещении плавучего модуля на водном пространстве, по сравнению с верхней частью плавучего модуля, предназначенной для нахождения над поверхностью воды при размещении плавучего модуля на водном пространстве. Предпочтительно, нижняя стена соединяет вместе боковые стены плавучего модуля, под ватерлинией, при этом верхняя стена, расположенная на верхней части плавучего модуля, соединяет вместе боковые стены плавучего модуля, таким образом, что боковые стены частично погружены в воду и частично находятся над поверхностью воды. Эта конфигурация позволяет уплотнять объем, находящийся между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, которые предназначены для соединения вместе, в частности, на водном пространстве, в то же время обеспечивая доступ, в частности, для технического персонала который должен выполнять различные шаги, необходимые для соединения первого плавучего модуля и второго плавучего модуля с объемом, расположенным между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, в частности в области верхней части плавучего модуля, при этом верхняя стена, в частности, без выступа и, таким образом, формирует проход, обеспечивающий доступ для технического персонала;
- выступ продолжается по всей ширине стены по поперечной оси, перпендикулярной продольной оси;
- предпочтительно, расположенный на первой стене выступ соединен за одно целое с выступом, расположенным на второй стене, непосредственно рядом с первой стеной. Данная конфигурация обеспечивает полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и обеспечивает возможность получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, а также герметичное соединение между расположенным на первой стене выступом и расположенным на второй стене выступом;
- стена содержит первый выступ, расположенный в области первого продольного конца, и второй выступ, расположенный в области второго продольного конца. Стена обозначает, в частности, одну стену плавучего модуля, или также каждую стену плавучего модуля, или также все боковые стены и/или нижние стены плавучего модуля. Эта конфигурация обеспечивает простое соединение между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем согласно первому аспекту настоящего изобретения, при этом первый плавучий модуль и второй плавучий модуль затем соединяются вместе в области их соответствующих выступов. Более конкретно и предпочтительно, первый расположенный на первом плавучем модуле выступ предназначен для соединения со вторым расположенным на втором плавучем модуле выступом;
- группа стен, первая перегородка, вторая перегородка и выступ выполнены за одно целое, из бетона. Другими словами, весь каркас плавучего модуля выполнен из бетона. Данная конфигурация позволяет обеспечивать полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и обеспечивает возможность получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, для обеспечения устойчивости к воздействующим на нее механическим силам, в частности силам сжатия. Кроме того, такая конфигурация позволяет легко изготавливать плавучий модуль, который может быть сформирован с помощью опалубки, в которую заливается бетон в жидком состоянии. Предпочтительно, бетон армируют, то есть через него проходит по меньшей мере одна металлическая арматура, повышая прочность плавучего модуля по отношению к механическим силам, особенно растягивающим усилиям. Предпочтительно, бетон предварительно напряжен, то есть напрягаемый пучок продолжается через бетон и к нему прилагается растягивающее усилие, что позволяет приложить усилие сжатия, соответствующее плавучему модулю, при этом формирующий плавучий модуль бетон таким образом подвергается влиянию усилия сжатия, к которому бетон обладает высокой устойчивостью по сравнению с растягивающим усилием, устойчивость к которому у бетона незначительна;
- металлическая арматура продолжается внутрь одной стены и выходит в незаполненную область. Таким образом, металлическая арматура продолжается вдоль продольной оси. Другими словами, металлическая арматура располагается в толщине стены, то есть между внутренней поверхностью и наружной поверхностью стены. Следует понимать, что металлическая арматура выходит в незаполненную область при достижении незаполненной области, то есть когда металлическая арматура продолжается в продольном направлении до края продольного конца стены или когда металлическая арматура продолжается внутрь незаполненной области. Металлическая арматура повышает устойчивость плавучего модуля к механическим силам, в частности к силам растяжения. С другой стороны, металлическая арматура первого плавучего модуля предназначена для соединения с металлической арматурой второго плавучего модуля для обеспечения полной механической целостности арматуры между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и для получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей ту же механическую прочность арматуры, что и стандартная секция плавучего модуля, для устойчивости плавучего модуля к механическим силам, в частности к силам растяжения, плавучей конструкции, сформированной первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Предпочтительно, соединение металлической арматуры первого плавучего модуля и металлической арматуры второго плавучего модуля гарантирует относительное положение первого плавучего модуля относительно второго плавучего модуля при соединении первого плавучего модуля и второго плавучего модуля. Предпочтительно, в сочетании с предыдущей характеристикой, каркас плавучего модуля выполнен из бетона, что обеспечивает полную механическую целостность бетона между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и позволяет получить модульную плавучую конструкцию с характеристиками монолитной конструкции с такой же механической прочностью бетона, что и стандартная секция плавучего модуля, для устойчивости к влиянию механических сил сжатия, в то время как металлическая арматура обеспечивает сопротивление механическим силам растяжения;
- плавучий модуль содержит оболочку для предварительного напряжения, продолжающуюся внутри одной стены и выходящую в незаполненную область. Таким образом, оболочка для предварительного напряжения продолжается вдоль продольной оси. Другими словами, оболочка для предварительного напряжения располагается в толщине стены, то есть между внутренней поверхностью и наружной поверхностью стены. Следует понимать, что оболочка для предварительного напряжения выходит в незаполненную область при достижении незаполненной области, то есть когда оболочка для предварительного напряжения продолжается в продольном направлении до края продольного конца стены или когда оболочка для предварительного напряжения продолжается внутрь незаполненной области. Оболочка для предварительного напряжения предназначена для приема напрягаемого пучка, образованного множеством нитей, при этом напрягаемый пучок располагается внутри оболочки для предварительного напряжения. Более конкретно, оболочка для предварительного напряжения предназначена для приема металлического напрягаемого пучка, образованного множеством металлических нитей, при этом металлические нити предпочтительно скручены. Таким образом, когда множество плавучих модулей, выровненных по одной оси выравнивания, соединяются друг с другом, напрягаемый пучок вставляется в оболочку для предварительного напряжения каждого плавучего модуля, при это каждая оболочка для предварительного напряжения первого плавучего модуля адаптирована для выравнивания с оболочкой для предварительного напряжения второго смежного плавучего модуля. Таким образом, напрягаемый пучок продолжается через незаполненную область первого плавучего модуля и незаполненную область второго плавучего модуля, когда первый плавучий модуль и второй плавучий модуль соединены вместе. Затем напрягаемый пучок подвергается растяжению для формирования силы сжатия на сборку плавучих модулей, выровненных по оси выравнивания, при этом возникает растяжение, позволяющее всем выполненным из бетона плавучим модулям испытывать силу сжатия, к которой бетон имеет высокую устойчивость, в то время как плавучий модуль потенциально подвергается влиянию лишь незначительной силы сжатия, к которой бетон имеет невысокую устойчивость. Конфигурация, в которой напрягаемый пучок проходит через незаполненную область первого плавучего модуля и незаполненную область второго плавучего модуля, обеспечивает возможность того, что сила сжатия, оказываемая напрягаемым пучком, действует в плоскости незаполненной области первого плавучего модуля и незаполненной области второго плавучего модуля. Другими словами, сила сжатия, оказываемая напрягаемым пучком, не эксцентрическая по отношению к поверхности, на которую действует сила сжатия. Эта конфигурация обеспечивает возможность, в частности в конкретном варианте осуществления, в котором плавучая конструкция содержит по меньшей мере три плавучих модуля, соединенных вдоль одной оси, для совместного соединения всех этих плавучих модулей с помощью напрягаемого пучка, при этом сила сжатия прилагается к напрягаемому пучку всех упомянутых плавучих модулей, обеспечивая полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и обеспечивая возможность создания модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля.
- предпочтительно, напрягаемый пучок имеет диаметр, превышающий диаметр металлической арматуры;
- предпочтительно, плавучий модуль имеет продольный размер в диапазоне от пяти до ста метров, или любую требуемую длину. Изобретение может быть использовано для обеспечения полной механической целостности между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля. Продольный размер плавучего модуля измеряется между первым продольным окончанием и вторым продольным окончанием плавучего модуля, при этом первое продольное окончание располагается в области первого конца первого выступа, продолжающегося в продольном направлении с вылетом от стены, при этом второе продольное окончание расположено на противоположной стороне плавучего модуля по отношению к первому окончанию вдоль продольной оси. Второе окончание может быть образовано, в частности, вторым концом второго выступа, расположенного на противоположной стороне стены по отношению к первому выступу вдоль продольной оси. Другими словами, плавучий модуль продолжается в продольном направлении между первым продольным окончанием и вторым продольным окончанием. Эта конфигурация обеспечивает возможность изготовления крупногабаритного плавучего модуля, при этом он прост в монтаже и транспортировке с помощью существующих средств;
- группа стен плавучего модуля имеет диапазон от трех до шести стен, в частности четыре стены;
- предпочтительно, плавучий модуль может иметь форму прямой мощеной площадки. Как альтернативный вариант, плавучий модуль может иметь Г-образную форму, что позволяет создавать угол в области стен плавучего модуля. Предпочтительно, указанный угол близок к 90°, плюс или минус 10°, что позволяет создавать плавучую конструкцию, имеющую в целом прямоугольную форму, при этом указанный плавучий модуль формирует один угол плавучей конструкции. Как альтернативный вариант, плавучий модуль может иметь любую другую форму;
- описанный ниже плавучий модуль может иметь уплотнительное устройство, являющееся неотъемлемой частью выступа. В частности, данное уплотнительное устройство может быть расположено на одном ограничивающем выступ конце, при этом этот конец образует продольное окончание плавучего модуля.
Согласно второму аспекту, изобретение также относится к плавучей конструкции, имеющей по меньшей мере один плавучий модуль согласно первому аспекту изобретения.
Эта конфигурация согласно второму аспекту изобретения обеспечивает возможность, в частности, формирования плавучей конструкции, например моста, нефтебуровой платформы, порта, пирса, плавучей платформы для возобновляемых источников энергии, конструкции объекта атомной энергетики, искусственного острова или плавучей конструкции любого другого типа. Более конкретно, эта конфигурация позволяет создавать так называемую модульную плавучую конструкцию, то есть конструкцию, сформированную из нескольких отдельных соединенных вместе плавучих модулей. Фактически, конструкция крупногабаритной модульной плавучей конструкции упрощается по сравнению с сооружением монолитной плавучей конструкции, созданной из одного крупногабаритного конструктивного элемента. Фактически, строительство монолитной плавучей конструкции требует, например, наличия специальной инфраструктуры или транспортных средств, приспособленных для транспортировки монолитной плавучей конструкции от места изготовления к месту назначения, тогда как в случае с модульной плавучей конструкцией образующие указанную модульную плавучую конструкцию плавучие модули по отдельности имеют размер, не превышающий размер модульной плавучей конструкции. Более того, плавучие модули также можно соединять вместе для создания модульной плавучей конструкции непосредственно в месте назначения модульной плавучей конструкции, что устраняет транспортные ограничения для плавучей конструкции. С другой стороны, изобретение позволяет обеспечивать полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и обеспечивает возможность получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, в отличие от известной модульной плавучей конструкции, благодаря использованию плавучего модуля согласно первому аспекту изобретения.
Плавучая конструкция согласно второму аспекту изобретения предпочтительно содержит по меньшей мере одно из следующих улучшений, при этом можно использовать технические характеристики, образующие эти улучшения, сами по себе или в их сочетании:
- предпочтительно, плавучая конструкция содержит множество плавучих модулей, при этом все плавучие модули из множества плавучих модулей соответствуют первому аспекту изобретения. В альтернативном варианте, только часть плавучих модулей из множества плавучих модулей соответствует первому аспекту изобретения;
- уплотнительное устройство расположено между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, при этом уплотнительное устройство установлено между выступом первого плавучего модуля и выступом второго плавучего модуля. Им может быть уплотнительное устройство, описанное выше в части, касающейся плавучего модуля. Предпочтительно, уплотнительное устройство установлено между боковой стеной и/или нижней стеной первого плавучего модуля и боковой стеной и/или нижней стеной второго плавучего модуля. Уплотнительное устройство позволяет обеспечивать герметичное соединение между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Таким образом, когда первый плавучий модуль и второй плавучий модуль соединяются вместе, уплотнительное устройство, которое имеет определенную эластичность, разрушается, обеспечивая герметичность зоны сопряжения между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Предпочтительно, уплотнительное устройство является неотъемлемой частью того или иного выступа первого плавучего модуля или второго плавучего модуля. Предпочтительно, уплотнительное устройство представляет собой прокладку, в частности прокладку, выполненную из резины или пластика;
- полость, ограниченная незаполненной областью первого плавучего модуля и незаполненной областью второго плавучего модуля, заполняется бетоном. Эта конфигурация обеспечивает совместное соединение и сцепление между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем плавучей конструкции. Более конкретно и предпочтительно, эта конфигурация обеспечивает формирование монолитной сборки, при этом первый плавучий модуль и второй плавучий модуль соединяются вместе посредством заливки бетона в полость, что позволяет реализовать целостность материала между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, при этом первый плавучий модуль и второй плавучий модуль предпочтительно выполнены из бетона. Другими словами, присутствующий в полости материал идентичен материалу, формирующему первый плавучий модуль и второй плавучий модуль. Таким образом, данная конфигурация обеспечивает возможность полной механическую целостности между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и возможность получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, для обеспечения устойчивости к воздействию механических сил, в частности сил сжатия, плавучей конструкции, при этом залитый в полость бетон обеспечивает передачу механических сил между одной стеной первого плавучего модуля и одной стеной второго плавучего модуля, тем самым обеспечивая передачу сил, в частности сил сжатия, между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем;
- целостность между металлической арматурой первого плавучего модуля и металлической арматурой второго плавучего модуля и/или целостность между оболочкой для предварительного напряжения первого плавучего модуля и оболочкой для предварительного напряжения второго плавучего модуля реализуется в полости. Целостность между металлической арматурой первого плавучего модуля и металлической арматурой второго плавучего модуля реализуется, в частности, соединительным устройством, что позволяет передавать механические силы, в частности силы растяжения, между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Целостность между оболочкой для предварительного напряжения первого плавучего модуля и оболочкой для предварительного напряжения второго плавучего модуля реализуется, в частности, полой втулкой, что позволяет прокладывать напрягаемый пучок между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, что обеспечивает возможность передачи силы сжатия, создаваемой силой растяжения, приложенной к напрягаемому пучку, между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Таким образом, эта конфигурация позволяет гарантировать целостность материала, в частности армированного и/или предварительно напряженного бетона, между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем для формирования монолитной плавучей конструкции с той же механической прочностью, что и у стандартной секция плавучего модуля. Таким образом, плавучая конструкция имеет характеристики немодульной монолитной конструкции, способной выдерживать, на различных этапах срока службы плавучей конструкции, статические и динамические силы, гидродинамические силы и явления усталости, действующие на нее, в соответствии с международными нормами;
- толщина стены первого плавучего модуля равна толщине стены второго плавучего модуля, при этом толщина стены первого плавучего модуля и толщина стены второго плавучего модуля равны или меньше толщины полости. Толщина каждой стены определяется как расстояние между наружной поверхностью и внутренней поверхностью этой стены. Толщина полости соответствует первому размеру первой незаполненной области, а также первому размеру второй незаполненной области. Следует понимать, что два значения толщины равны друг другу, если разница в значениях толщины меньше или равна 5%, принимая за эталон толщину полости. Предпочтительно, наружная поверхность стены первого плавучего модуля, и наружная поверхность стены второго плавучего модуля расположены в одной плоскости. В одном варианте осуществления внутренняя поверхность выступа, выходящего из первого плавучего модуля, и внутренняя поверхность выступа, выходящего из второго плавучего модуля, расположены в одной плоскости, при этом указанная плоскость предпочтительно является плоскостью, образованной наружной поверхностью стены первого плавучего модуля и стеной второго плавучего модуля. Аналогичным образом, внутренняя поверхность стены первого плавучего модуля, и внутренняя поверхность стены второго плавучего модуля расположены в одной плоскости. Таким образом, эта конфигурация позволяет получать полную целостность толщины стены первого плавучего модуля и стены второго плавучего модуля в области полости, при этом полость предназначена для заполнения, в частности, бетоном. Таким образом, данная конфигурация обеспечивает полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и обеспечивает возможность получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, толщину полости, представляющую всю толщину стены первого плавучего модуля и всю толщину второго плавучего модуля;
- плавучая конструкция может быть, в частности, мостом, нефтебуровой платформой, портом, пирсом, плавучей платформой для возобновляемых источников энергии, конструкцией объекта атомной энергетики, искусственным островом, или плавучей конструкцией любого другого типа.
Согласно третьему аспекту, изобретение также относится к способу сборки плавучей конструкции согласно второму аспекту изобретения, при этом способ сборки включает в себя этап выравнивания первого плавучего модуля относительно второго плавучего модуля, этап съемного соединения первого плавучего модуля и второго плавучего модуля, этап соединения арматуры, оболочек для предварительного напряжения и напрягаемых пучков, и этап заливки бетона в полость.
Этап выравнивания первого плавучего модуля относительно второго плавучего модуля позволяет размещать первую незаполненную область напротив второй незаполненной области. Таким образом, продольное окончание первого плавучего модуля размещается напротив продольного окончания второго плавучего модуля. Другими словами, этап выравнивания первого плавучего модуля относительно второго плавучего модуля позволяет располагать первый плавучий модуль и второй плавучий модуль на одной и той же продольной оси. Затем первый плавучий модуль и второй плавучий модуль сближают для обеспечения возможности этапа съемного соединения.
На этапе съемного соединения используется соединительная рама для фиксации положения первого плавучего модуля и второго плавучего модуля во время процесса сборки, в частности когда процесс сборки выполняется непосредственно на водном пространстве, что может обуславливать движения первого плавучего модуля относительно второго плавучего модуля. Соединительная рама расположена на периферии плавучих модулей, при этом соединительная рама соединяется, с возможностью снятия, как с первым плавучим модулем, так и со вторым плавучим модулем. Таким образом, когда процесс сборки согласно третьему аспекту изобретения завершен, соединительную раму можно удалить. В одном варианте осуществления соединительная рама закреплена на первом плавучем модуле перед соединением первого плавучего модуля и второго плавучего модуля. В качестве альтернативы соединительная рама закрепляется на первом плавучем модуле, а затем на втором плавучем модуле после выполнения соединение первого плавучего модуля и второго плавучего модуля. С другой стороны, этап съемного соединения также позволяет уплотнительному устройству обеспечивать герметичность зоны сопряжения между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем.
Во время этапа заливки бетон в жидком состоянии заливается в полость, образованную первой незаполненной областью и второй незаполненной областью, бетон после его затвердевания обеспечивает механическую устойчивость к силам сжатия, а также сцепление между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, при этом первый плавучий модуль и второй плавучий модуль вместе формируют монолитную сборку.
Способ сборки согласно третьему аспекту изобретения предпочтительно содержит по меньшей мере одно из следующих улучшений, при этом можно использовать образующие эти улучшения технические характеристики сами по себе или их сочетание:
- способ сборки включает в себя этап освобождения пространства, ограниченного перегородками, выступом первого плавучего модуля и выступом второго плавучего модуля. Пространство находится между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Эта конфигурация, в частности, позволяет реализовать способ сборки на водном пространстве, где вода затем может проникать в пространство перед началом этапа соединения, когда уплотнительное устройство еще не обеспечивает герметичность зоны сопряжения между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Таким образом, этап освобождения пространства позволяет удалять присутствующую в пространстве воду, и, в частности, воду из полости, расположенной между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Предпочтительно, этап освобождения пространства осуществляется непосредственно после этапа съемного соединения, то есть после того как уплотнительное устройство начало обеспечивать герметичность пространства между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем;
- способ сборки включает в себя этап механического соединения между металлической арматурой первого плавучего модуля и металлической арматурой второго плавучего модуля, при этом этап механического соединения происходит перед этапом заливки бетона. Фактически, поскольку арматура расположена в толщине стены и выходит в незаполненную область, необходимо выполнить этап механического соединения перед заполнением незаполненной области бетоном. Предпочтительно, этап механического соединения происходит после этапа съемного соединения или после этапа освобождения пространства, если таковой присутствует, что позволяет упростить этап механического соединения;
- способ сборки включает в себя этап механического соединения между оболочкой для предварительного напряжения первого плавучего модуля и оболочкой для предварительного напряжения второго плавучего модуля, при этом этап механического соединения осуществляется перед этапом заливки бетона. Фактически, поскольку оболочка для предварительного напряжения расположена в толщине стены и выходит в незаполненную область, необходимо выполнить этап механического соединения перед заполнением незаполненной области бетоном. Предпочтительно, этап механического соединения происходит после этапа съемного соединения или после этапа освобождения пространства, если таковой присутствует, что позволяет упростить этап механического соединения;
- метод сборки включает в себя, после этапа заливки бетона, этап установки по меньшей мере одного напрягаемого пучка, проложенного в оболочке для предварительного напряжения первого плавучего модуля и в оболочке для предварительного напряжения второго плавучего модуля, с последующим приложением силы растяжения к напрягаемому пучку. В одном варианте осуществления, в котором по меньшей мере два, предпочтительно три плавучих модуля выровнены по одной оси для соединения вместе, таким образом формируя множество плавучих модулей, напрягаемый пучок проложен в оболочке для предварительного напряжения всех плавучих модулей множества плавучих модулей, после чего к напрягаемому пучку прикладывается сила растяжения. Сила растяжения, приложенная к напрягаемому пучку, позволяет прилагать силу сжатия, соответствующую плавучим модулям, через которые был проложен напрягаемый пучок, таким образом обеспечивая удержание плавучих модулей множества плавучих модулей друг против друга. С другой стороны, оказываемая напрягаемым пучком сила сжатия позволяет гарантировать, что содержащийся в стенах и/или в полости бетон испытывает механическую силу сжатия, в отношении которой бетон имеет повышенную устойчивость, а не механическую силу растяжения, устойчивость к которой у бетона низкая.
Другие характеристики, детали и преимущества изобретения станут более очевидными после прочтения следующего описания, с одной стороны, и из нескольких иллюстративных вариантов осуществления, предоставленных для информационных целей, а не для ограничения, со ссылкой на сопроводительные схематические чертежи, с другой стороны, где показаны:
- Фиг. 1 - частичный вид, в поперечном сечении, иллюстративного варианта осуществления плавучего модуля согласно первому аспекту изобретения;
- Фиг. 2 - вид в перспективе плавучего модуля, показанного на фиг. 1;
- Фиг. 3 - подробный вид, в поперечном сечении, в области первого продольного окончания плавучего модуля, показанного на фиг. 1 и 2;
- Фиг. 4 и 5 демонстрируют частичные виды, соответственно в поперечном сечении и в перспективе, иллюстративного варианта осуществления первого плавучего модуля и второго плавучего модуля, предназначенных для соединения вместе с образованием плавучей конструкции согласно второму аспекту изобретения;
- Фиг. 6 - частичный вид иллюстративного варианта осуществления первого плавучего модуля и второго плавучего модуля во время процесса сборки;
- Фиг. 7 и 8 демонстрируют частичные виды, соответственно в поперечном сечении и в перспективе, первого плавучего модуля и второго плавучего модуля, показанных на фиг. 6;
- Фиг. 9 и 10 демонстрируют частичные виды, соответственно в поперечном сечении и в перспективе, иллюстративного варианта осуществления плавучей конструкции согласно второму аспекту изобретения;
- Фиг. 11а и 11b иллюстрируют первый режим сборки и второй режим сборки, соответственно, первого плавучего модуля и второго плавучего модуля, предназначенных для формирования плавучей конструкции;
- Фиг. 12а-12е демонстрируют иллюстративные варианты осуществления плавучей конструкции согласно второму аспекту изобретения.
Характеристики, варианты и различные варианты осуществления изобретения могут быть связаны друг с другом в различных сочетаниях, при условии, что они не являются несовместимыми или взаимоисключающими друг друга. В частности, можно представить себе варианты изобретения, содержащие только набор описанных ниже характеристик, отдельно от других описанных характеристик, если этот набор характеристик достаточен для предоставления технического преимущества или для дифференциации изобретения по отношению к предшествующему уровню техники.
В частности, все описанные варианты и все варианты осуществления можно объединять друг с другом, если ничто не препятствует такому сочетанию в техническом плане.
Фиг. 1 иллюстрирует частичный вид, в поперечном сечении, иллюстративного варианта осуществления плавучего модуля 1 согласно первому аспекту изобретения. Таким образом, плавучий модуль 1 продолжается преимущественно вдоль продольной оси X между первым окончанием 26 и вторым окончанием 28. Плавучий модуль также продолжается вдоль вертикальной оси Z, перпендикулярной продольной оси X, продольной оси X и вертикальной оси Z, образующих плоскость D, показанную на фиг. 1. Таким образом, фиг. 1 иллюстрирует вид сбоку в разрезе плавучего модуля 1. Наконец, плавучий модуль 1 продолжается вдоль поперечной оси Y перпендикулярно плоскости D.
Плавучий модуль 1 содержит группу стен, при этом каждая стена 2 продолжается вдоль продольной оси X между первым продольным концом 4 и вторым продольным концом 6. Стены 2 соединены между собой первой перегородкой 8 и второй перегородкой 10, расположенными соответственно рядом с первым продольным концом 4 и вторым продольным концом 6. Таким образом, группа стен, первая перегородка 8 и вторая перегородка 10 образуют внутренний объем 12, по существу закрытый, который предназначен для заполнения материалом с удельным весом не превышающим удельный вес воды, для обеспечения плавучести плавучего модуля 1. Следовательно, первая часть 41 плавучего модуля 1 погружена в воду, то есть расположена ниже ватерлинии 43, в то время как вторая часть 42, расположенная на противоположной стороне плавучего модуля относительно первой части 41 вдоль вертикальной оси Z, находится над водой, то есть находится над ватерлинией, на воздухе.
В иллюстрированном варианте осуществления внутренний объем 12 пересекает промежуточная стена 2', продолжающаяся преимущественно по продольной оси между первой перегородкой 8 и второй перегородкой 10, внутренний объем 12 таким образом формирует первую камеру 13 и вторую камеру 15. Промежуточная стена 2' позволяет усиливать конструкцию плавучего модуля 1.
Таким образом, каждая стена 2 содержит внутреннюю поверхность 17 и наружную поверхность 16, расположенную на противоположной стороне стены 2 относительно внутренней поверхности, при этом указанная внутренняя поверхность 17 ориентирована по направлению к внутреннему объему 12.
Множества металлической арматуры 22 продолжаются в продольном направлении через плавучий модуль, при этом каждая металлическая арматура 22 предназначена для соединения с металлической арматурой 22 второго плавучего модуля. Таким образом, металлическая арматура 22 обеспечивает возможность взаимного соединения нескольких плавучих модулей. С другой стороны, металлическая арматура 22 обеспечивает устойчивость плавучего модуля 1 и плавучей конструкции к влиянию механических сил, в частности механических сил растяжения, особенно в случае, когда стены 2, первая перегородка 8 и вторая перегородка 10 плавучего модуля изготовлены из такого материала как бетон, который имеет высокую устойчивость к механическим силам сжатия, но мало устойчив к механическим силам растяжения. Следует отметить, что в показанном иллюстративном варианте осуществления металлическая арматура 22 продолжается внутри промежуточной стены 2'.
Подобным образом, плавучий модуль 1 содержит множество оболочек 24 для предварительного напряжения, продолжающихся в продольном направлении через плавучий модуль 1, при этом каждая оболочка 24 для предварительного напряжения предназначена для соединения с оболочкой 24 для предварительного напряжения второго плавучего модуля. Каждая оболочка 24 для предварительного напряжения изготовлена для принятия, после соединения всех плавучих модулей вместе и их выравнивания вдоль одной оси, напрягаемого пучка, проходящего через оболочку 24 для предварительного напряжения. После того, как напрягаемый пучок проложен через оболочку для предварительного напряжения каждого из плавучих модулей, выровненных по одной оси, к напрягаемому пучку прикладывается усилие растяжения, что позволяет приложить силу сжатия, соответствующую упомянутым плавучим модулям. В показанном иллюстративном варианте осуществления, оболочка 24 для предварительного напряжения продолжается внутри каждой стены 2, при этом указанная оболочка для предварительного напряжения проходит через материал стены, между внутренней поверхностью 17 и наружной поверхностью 16. Следует отметить, что металлическая арматура 22 и/или оболочка 24 для предварительного напряжения может быть расположена в любом месте плавучего модуля, в частности внутри стены 2, при этом металлическая арматура 22 и/или оболочка 24 для предварительного напряжения продолжается преимущественно в продольном направлении.
Выступ 14 выходит из наружной поверхности 16 первого продольного конца 4. Другой выступ 14 также выходит из второго продольного конца 6 каждой стены 2. Другими словами, каждая стена 2 содержит первый выступ 29 в области своего первого продольного конца 4 и второй выступ 31 в области своего второго продольного конца 6. Таким образом, выступ 14 и стена 2 выполнены за одно целое.
Каждый выступ 14 продолжается в продольном направлении с вылетом от продольного конца 4, 6 стены 2, от которого продолжается указанный выступ 14, то есть выступ 14 продолжается в продольном направлении за край 11 стены, образованный первым продольным концом 4 или вторым продольным концом 6 указанной стены, выступ 14 и край 11 стены таким образом ограничивают незаполненную область 18. Незаполненная область 18 предназначена для заполнения материалом, таким как бетон, что позволяет обеспечивать полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получение модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля.
Плавучий модуль 1 содержит два первых концевых упора 33, каждый из которых продолжается в продольном направлении от первой перегородки 8 в направлении, противоположном внутреннему объему 12. Аналогичным образом, плавучий модуль 1 содержит два вторых концевых упора 35, каждый из которых продолжается в продольном направлении от второй перегородки 10 в направлении, противоположном внутреннему объему 12. Таким образом, первые концевые упоры 33 и вторые концевые упоры 35 предназначены для контакта с концевыми упорами, присутствующими на втором плавучем модуле, который будет присоединен к плавучему модулю 1, при этом первые концевые упоры 33 и вторые концевые упоры 35 тем самым обеспечивают возможность определения, при приближении плавучего модуля 1 ко второму плавучему модулю для формирования плавучей конструкции, момента, в котором плавучий модуль 1 и второй плавучий модуль оказываются достаточно близко друг к другу.
Фиг. 2 демонстрирует вид в перспективе плавучего модуля, показанного на фиг. 1. Таким образом видно, что плавучий модуль 1 также продолжается в плоскости Е, так называемой второй плоскости Е, которая содержит поперечную ось Y и вертикальную ось Z, при этом вторая плоскость Е таким образом перпендикулярна продольной и вертикальной плоскости D, так называемой первой плоскости D.
Плавучий модуль 1 содержит верхнюю часть 50, предназначенную для направления вертикально вверх, когда плавучий модуль 1 сооружается на водном пространстве. Таким образом, плавучий модуль также содержит нижнюю часть 51, расположенную на противоположной стороне плавучего модуля 1 по отношению к верхней части 50 вдоль вертикальной оси Z, при этом нижняя часть предназначена для погружения под воду, когда плавучий модуль 1 сооружается на водном пространстве.
Верхняя часть 50 содержит верхнюю стену 52, продолжающуюся преимущественно в третьей плоскости F, которая содержит поперечную ось Y и продольную ось X. Подобным образом, нижняя часть 51 содержит нижнюю стену 53, продолжающуюся преимущественно в третьей плоскости F.
Плавучий модуль 1 содержит первую боковую стену 54 и вторую боковую стену 55, продолжающуюся преимущественно в первой плоскости D. Первая боковая стена 54, вторая боковая стена 55, верхняя стена 52 и нижняя стена 53 расположены так, что первая боковая стена 54 и вторая боковая стена 55 соединены вместе верхней стеной 52 и нижней стеной 53, при этом верхняя стена 52 и нижняя стена 53 соединены вместе первой боковой стеной 54 и второй боковой стеной 55. В частности, верхняя стена 52, нижняя стена 53, первая боковая стена 54 и вторая боковая стена 55 могут каждая образовывать стену 2 по смыслу изобретения.
Следует отметить, что в показанном иллюстративном варианте осуществления нижняя стена 53, первая боковая стена 54 и вторая боковая стена 55 каждая имеют выступ 14. С другой стороны, верхняя стена 52 не имеет выступа, верхняя стена 52, таким образом, формирует проход 56, в частности, обеспечивая более легкий доступ технического персонала в пространство, находящееся между плавучим модулем и вторым плавучим модулем, который планируется крепить для создания плавучей конструкции.
Фиг. 3 - подробный вид, в поперечном сечении, в области первого продольного окончания 26 плавучего модуля 1, показанного на фиг. 1 и 2.
Таким образом, можно видеть, что выступ 14 и край 11 стены расположены так, что наружная поверхность 16 стены и внутренняя поверхность 20 выступа 14, при этом упомянутая внутренняя поверхность 20 выступа направлена в сторону незаполненного пространства 18, расположены в одной плоскости Р. Более конкретно, незаполненная область 18 продолжается вдоль первого размера 30, измеренного между внутренней поверхностью 20 выступа и плоскостью Р, образованной внутренней поверхностью 17 стены 2, из которой выходит выступ 14. Аналогичным образом, стена 2 продолжается вдоль второго размера 32, измеренного между его наружной поверхностью 17 и его внутренней поверхностью 16, при этом второй размер 32, таким образом, соответствует толщине стены 2, при этом первый размер 30 равен второму размеру 32. Следует отметить, что, как считается, внутренняя поверхность выступа и наружная поверхность стены расположены в одной плоскости Р, если разница между первым размером 30 и вторым размером 32 составляет не более 5% от второго размера 32.
В одном из альтернативных вариантов изобретения считается, что первый размер 30 больше второго размера 32. В таком случае, выступ проходит дальше по периферии, при этом требуется минимальная толщина для обеспечения целостности материала между двумя смежными плавучими модулями.
Таким образом, предназначенный для заполнения незаполненной области 18 материал обеспечивает возможность удлинения стены 2 в продольном направлении по всему второму размеру стены 2, другими словами, по всей толщине стены. Таким образом, данная конфигурация, когда плавучий модуль 1, так называемый первый плавучий модуль, соединяется со смежным плавучим модулем, так называемым вторым плавучим модулем, для формирования плавучей конструкции в соответствии со вторым аспектом изобретения, обеспечивает возможность полной механической целостности между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, для обеспечения устойчивости к воздействию механических сил, в частности сил сжатия, с применением материала, заполняющего незаполненную область, и более конкретно, всю незаполненную полость 18, вдоль первого размера 30 упомянутой незаполненной области.
Уплотнительное устройство 102 расположено на одном продольном конце 111 первого выступа 29. Уплотнительное устройство 102 представляет собой в частности прокладку, предназначенную для сжатия между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем с целью обеспечения герметичности пространства, расположенного между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем. Это уплотнительное устройство 102 может быть интегрировано в первый плавучий модуль или второй плавучий модуль.
Металлическая арматура 22 продолжается в продольном направлении с вылетом от первого продольного конца 4 стены. Аналогичным образом, оболочка 24 для предварительного напряжения продолжается в продольном направлении с вылетом от первого продольного конца 4 стены и, в частности внутри стены, при этом оболочка 24 для предварительного напряжения, таким образом, выходит в незаполненную область 18.
Фиг. 4 и 5 демонстрируют частичный вид, соответственно в поперечном сечении и в перспективе, иллюстративного варианта осуществления первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5, предназначенных для соединения вместе с целью формирования плавучей конструкции. Таким образом, фиг. 3 и 4 иллюстрируют этап выравнивания во время процесса сборки согласно третьему аспекту изобретения.
Первый плавучий модуль и второй плавучий модуль представлены на фиг. 4 в третьей плоскости F, содержащей продольную ось X и поперечную ось Y. Другими словами, фиг. 4 представляет собой вид сверху, в поперечном сечении, первого плавучего модуля и второго плавучего модуля.
Таким образом, первое продольное окончание 26 первого плавучего модуля размещается напротив второго продольного окончания 28 второго плавучего модуля. Таким образом, незаполненная область первого плавучего модуля, называемая первой незаполненной областью 19, обращена к незаполненной области второго плавучего модуля, называемой второй незаполненной областью 21. Аналогичным образом, первый выступ 29 первого плавучего модуля 3 расположен напротив второго выступа 31 второго плавучего модуля 5.
Первые концевые упоры 33 первого плавучего модуля 3 обращены к вторым концевым упорам 35 второго плавучего модуля 5, при этом первые концевые упоры 33 находятся на расстоянии от вторых концевых упоров 35 второго плавучего модуля 5.
С другой стороны, каждая оболочка 24 для предварительного напряжения, выходящая от первого плавучего модуля 3, называемая первой оболочкой для предварительного напряжения, обращена к оболочке 24 для предварительного напряжения, выходящей от второго плавучего модуля 5, называемой второй оболочкой для предварительного напряжения, с которой она должна соединяться. Подобным образом, каждая металлическая арматура 22, выходящая из первого плавучего модуля 3, называемая первой металлической арматурой, обращена к металлической арматуре 22, выходящей из второго плавучего модуля 5, называемой второй металлической арматурой, с которой она должна соединяться.
Фиг. 6 - частичный вид иллюстративного варианта осуществления первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5 во время процесса сборки. Таким образом, фиг. 6 иллюстрирует этап съемного соединения в процессе сборки согласно третьему аспекту изобретения. Первый плавучий модуль 3 и второй плавучий модуль 5 показаны в первой продольной и вертикальной плоскости D, фиг. 6, таким образом, отображает вид сбоку первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5.
Таким образом, соединительная рама 110 обеспечивает положение первого плавучего модуля 3 относительно второго плавучего модуля 5. Более конкретно, соединительная рама 110, являющаяся жесткой конструкцией, в частности образованной по меньшей мере частично металлической конструкцией, закреплена на одной стене 2, более конкретно на наружной поверхности 16 стены первого плавучего модуля 3, и на одной стене, более конкретно на наружной поверхности 16 стены, второго плавучего модуля 5. В показанном иллюстративном варианте осуществления, соединительная рама 110 закреплена на верхней стене 52 первого плавучего модуля 3 и на верхней стене 52 второго плавучего модуля 5. Крепление соединительной рамы 110 ко второму плавучему модулю 5 может быть выполнено перед креплением соединительной рамы 110 к первому плавучему модулю 3. Таким образом, второй плавучий модуль 5 приближают к первому плавучему модулю 3 для соединения заподлицо с последним, таким образом близкое расстояние между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5 является достаточным. Затем, соединительная рама 110 крепится ко второму плавучему модулю 5, таким образом обеспечивая относительное положение второго плавучего модуля 5 по отношению к первому плавучему модулю 3. В качестве альтернативы, соединительная рама 110 может крепиться к первому плавучему модулю 3 и второму плавучему модулю 5 одновременно или почти одновременно, после достижения близкого расстояния между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5.
После достижения близкого расстояния между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, уплотнительное устройство 102, расположенное в области первого продольного конца 26 первого плавучего модуля 3 и установленное между первым выступом 29 первого плавучего модуля 3 и вторым выступом 31 второго плавучего модуля 5, упомянутое уплотнительное устройство 102 сжимается между первым выступом 29 и вторым выступом 31. Таким образом, первая незаполненная область 19 и вторая незаполненная область 21 образуют полость 104, ограниченную в поперечном направлении первым выступом и вторым выступом, при этом полость ограничена в продольном направлении краем 11 стены первого плавучего модуля 3 и краем 11 стены второго плавучего модуля 5. Кроме того, уплотнительное устройство 102 также обеспечивает герметичность пространства 106, ограниченного в поперечном направлении первым выступом 29 и вторым выступом 31, при этом пространство 106 ограничено в продольном направлении первой перегородкой 8 первого плавучего модуля 3 и второй перегородкой 10 второго плавучего модуля 5.
Таким образом, следует понимать, что полость 104 соответствует сумме первой незаполненной области 19 и второй незаполненной области 21, тогда как пространство 106 соответствует объему, ограниченному вертикально выступами 14 и продольно перегородками 8, 10 первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5.
Верхняя стена 52 первого плавучего модуля 3 и верхняя стена 52 второго плавучего модуля 5 обе не имеют выступов, поэтому они образуют проход 56, обеспечивающий доступ к пространству 106, в частности для последующих этапов соединения первого плавучего модуля 3 со вторым плавучим модулем 5, например, на этапе освобождения пространства 106, или на этапе механического соединения между металлической арматурой первого плавучего модуля 3 и металлической арматурой второго плавучего модуля 5.
Следовательно, поскольку уплотнительное устройство 102 обеспечивает герметичность пространства 106, в частности в области боковых стен и нижней стены первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5, можно осуществлять этап освобождения пространства 106. Фактически, поскольку первый плавучий модуль 3 и второй плавучий модуль 5 собраны на водном пространстве и таким образом каждый из них частично погружен в воду, следовательно, вода присутствует внутри пространства 106 при взаимном приближении первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля. Таким образом, этап освобождения пространства 106 позволяет удалять воду, присутствующую в пространстве 106, с целью осуществления или облегчения дальнейших этапов соединения первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5.
Первые концевые упоры 33 первого плавучего модуля 3, даже если они были приближены ко вторым концевым упорам 35 второго плавучего модуля 5, по-прежнему отделены от вторых концевых упоров 35 второго плавучего модуля 5, что указывает на необходимость дальнейшего сближения первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5 для завершения их сборки.
Фиг. 7 и 8 демонстрируют вид, соответственно в поперечном сечении и в перспективе, первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5, показанных на фиг. 6. Фиг. 7 отображает первый плавучий модуль и второй плавучий модуль 5 в третьей плоскости F, при этом на фиг. 7 показан вид сверху. Более конкретно, фиг. 7 и 8 иллюстрируют этап механического соединения первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5. Для лучшего понимания, соединительная рама 110 не показана. На фиг. 7 показан вид сверху, то есть в первой плоскости.
Первый плавучий модуль 3 и второй плавучий модуль 5 соединяются на этапе механического соединения между первой металлической арматурой и второй металлической арматурой. Механическое соединение между первой металлической арматурой и второй металлической арматурой обеспечивается соединительным элементом 34, таким образом обеспечивается сохранение взаимного примыкания первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5. Кроме того, соединение между первой металлической арматурой и второй металлической арматурой обеспечивает передачу механических сил, в частности сил растяжения, между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем.
Аналогичным образом, каждая первая оболочка для предварительного напряжения соединена со второй оболочкой для предварительного напряжения с помощью полой втулки 36, обеспечивая герметичность внутренней части каждой оболочки 24 для предварительного напряжения, в то же время обеспечивая сообщение между внутренней частью первой оболочки для предварительного напряжения и внутренней частью второй оболочки для предварительного напряжения, что позволяет пропускать напрягаемый пучок через указанную первую оболочку для предварительного напряжения и указанную вторую оболочку для предварительного напряжения.
Этап механического соединения также обеспечивает достаточность близкого расстояния между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5. Фактически, первый плавучий модуль 3 приближают ко второму плавучему модулю 5, в частности благодаря соединению между первой металлической арматурой и второй металлической арматурой посредством соединительного элемента 34, так что первые концевые упоры 33 первого плавучего модуля 3 упираются во вторые концевые упоры 35 второго плавучего модуля 5. Таким образом, первые концевые упоры 33 и вторые концевые упоры 35 обеспечивают возможность определения достаточности близкого расстояния между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, в частности, для обеспечения достаточного сжатия уплотнительного устройства 102, вставленного между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, с целью герметизации пространства 106.
Этап механического соединения, то есть соединение первой металлической арматуры и второй металлической арматуры с помощью соединительного элемента 34, а также соединение первой оболочки для предварительного напряжения и второй оболочки для предварительного напряжения с помощью втулки 36, облегчается в случае предварительного осуществления этапа освобождения пространства, когда первый плавучий модуль 3 и второй плавучий модуль 5 собраны на водном пространстве.
На фиг. 7 можно увидеть, что в показанном варианте осуществления толщина полости 104, соответствующая первому размеру 30 незаполненной области первого плавучего модуля 3, а также первому размеру 30 незаполненной области второго плавучего модуля 5, равна второму размеру 32 стены 2 первого плавучего модуля 3. Аналогичным образом, толщина полости 104 равна третьему размеру 32' стены второго плавучего модуля 5, при этом третий размер 32' измеряется между наружной поверхностью 16 и внутренней поверхностью 17 стены 2 второго плавучего модуля 5. Таким образом, эта конфигурация обеспечивает возможность полной механической целостности между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, при этом плавучая конструкция обладает целостностью материала по всему второму размеру 32 и третьему размеру 32' между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5 посредством полости 104, при этом данная полость предназначена для заполнения бетоном, а толщина полости 104 равна второму размеру 32 и третьему размеру 32'. С другой стороны, полость выровнена вдоль вертикальной оси Z со стеной 2 первого плавучего модуля и стеной 2 второго плавучего модуля. Более конкретно, наружная поверхность 16 стены первого плавучего модуля 3 и наружная поверхность 16 стены 2 второго плавучего модуля 5 расположены в одной плоскости, при этом указанная плоскость также является плоскостью выступа внутренней поверхности 20 первого выступа 29 первого плавучего модуля 3 и внутренней поверхности 20 второго выступа 31 второго плавучего модуля 5. Аналогичным образом, внутренняя поверхность 17 стены первого плавучего модуля 3 и внутренняя поверхность 17 стены 2 второго плавучего модуля 5 расположены в одной плоскости. Данная конфигурация обеспечивает возможность полной механической целостности между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей такую же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля, с целью обеспечения устойчивости к воздействию механических сил, обусловленных наличием плавучей конструкции между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5.
Фиг. 9 и 10 демонстрируют частичный вид, соответственно в поперечном сечении и в перспективе, иллюстративного варианта осуществления плавучей конструкции 100 согласно второму аспекту изобретения. Фиг. 9 отображает плавучую конструкцию 100 в третьей плоскости F, таким образом, фиг. 9 представляет собой вид сверху. Более конкретно, показанная плавучая конструкция 100 образована по меньшей мере первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, которые показаны на фиг. 7 и 8.
Таким образом, после установки соединительного элемента 34 и втулки 36, как это показано на фиг. 7 и 8, чем реализуется механическое соединение между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, в полость 104 заливается материал, в частности бетон, с целью формирования монолитной сборки первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5. Более конкретно, первый продольный конец 4 первого плавучего модуля 3 соединяется с помощью бетона, залитого в полость 104, со вторым продольным концом 6 второго плавучего модуля 5. Таким образом, образованная первой незаполненной областью 19 и второй незаполненной областью 21 полость 104 продолжается вдоль первого размера 30. Следовательно, поскольку первый размер 30 равен второму размеру 32, соответствующему толщине стены 2, эта конфигурация позволяет бетону в полости 104 передавать механические силы, в частности силы сжатия, поскольку это гарантирует общую механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем, и получений модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции с той же механической прочностью, что и у стандартной секции плавучего модуля, в отличие от известной конфигурации, в которой первый размер полости составляет лишь часть толщины стены.
Также следует отметить, что выходящая в полость 104 оболочка 24 для предварительного напряжения таким образом покрывается находящимся в полости бетоном. Таким образом, напрягаемый пучок 25, установленный внутри оболочки 24 для предварительного напряжения, продолжается по продольной оси стены первого плавучего модуля 3 и стены второго плавучего модуля 5 внутри указанных стен, таким образом обеспечивая влияние силы сжатия, создаваемой силой растяжения, прилагаемой к напрягаемому пучку, подлежащему размещению по центру относительно стены первого плавучего модуля 3 и стены второго плавучего модуля 5, в частности по сравнению с известной конфигурацией, в которой напрягаемый пучок продолжается в продольном направлении на наружной поверхности или на внутренней поверхности стены первого плавучего модуля и стены второго плавучего модуля, так что сила сжатия, создаваемая силой растяжения, приложенной к напрягаемому пучку, смещена от центра.
Таким образом, плавучая конструкция 100, предпочтительно имеющая выступ 14, определяющий незаполненную область 18 на каждой из ее стен, обеспечивает улучшенную устойчивость к влиянию механических сил сжатия, обеспечиваемую залитым в каждую незаполненную область 18 бетоном, который обеспечивает возможность полной механической целостности между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получения модульной плавучей конструкции с характеристиками монолитной конструкции, имеющей ту же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля. С другой стороны, каждая стена 2 первого плавучего модуля 3 соединена со стеной 2 второго плавучего модуля 5 полостью 104 из бетона, через которую проходит металлическая арматура 22 и/или оболочка 24 для предварительного напряжения, внутри которой расположен напряженный напрягаемый пучок 25, таким образом плавучая конструкция 100 имеет повышенную устойчивость к сдвиговой деформации и изгибающим движениям, возникающим между первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, в частности из-за движений, вызываемых волнами на водном пространстве, на котором расположена плавучая конструкция 100.
Фиг. 11а и 11b иллюстрируют первый режим сборки и второй режим сборки, соответственно, первого плавучего модуля 3 и второго плавучего модуля 5, предназначенных для соединения с целью формирования плавучей конструкции 100. Фиг. 11а и 11b демонстрируют виды сверху, в третьей плоскости F, первого плавучего модуля 3, второго плавучего модуля 5 и плавучей конструкции 100.
Более конкретно, фиг.11а иллюстрирует в основном прямоугольную плавучую конструкцию 100, образованную первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, которые подобны друг другу и продолжаются преимущественно в одном направлении.
Фиг. 11b демонстрирует плавучую конструкции 100 с углом 57. В показанном иллюстративном варианте осуществления, образованный угол 57 представляет собой прямой угол, то есть значение равно 90°, при измерении угла между главной осью выступа первого плавучего модуля 3 и главной осью выступа второго плавучего модуля 5, к которому прикреплен первый плавучий модуль 3 для формирования плавучей конструкции 100. Более конкретно, плавучая конструкция образована первым плавучим модулем 3 и вторым плавучим модулем 5, при этом первый плавучий модуль 3 имеет угол 57, а второй плавучий модуль 5 является по существу линейным. Таким образом, первый плавучий модуль 3 содержит удлинение 58, продолжающееся перпендикулярно главной оси выступа первого плавучего модуля 3. Второй плавучий модуль 5 соединен с удлинением 58 первого плавучего модуля 3, что обеспечивает возможность формирования плавучей конструкции 100, имеющей угол 57. Таким образом, данная конфигурация обеспечивает большое разнообразие форм плавучей конструкции, при этом угол не ограничивается значением 90°, но может принимать любое значение, в частности значение в диапазоне от 90° до 180°, в таком случае угол 180°, в последующем, образует линейный плавучий модуль.
Фиг. 12а-12е демонстрируют иллюстративные варианты осуществления плавучей конструкции 100 согласно второму аспекту изобретения. Более конкретно, каждая из фиг. 12а-12е иллюстрирует возможную форму плавучей конструкции согласно второму аспекту изобретения, в третьей плоскости F. Другими словами, Фиг. 12а-12е представляют собой виды сверху плавучей конструкции 100, показанной на каждой из этих фигур, при этом каждая плавучая конструкция 100 содержит, в частности, множество плавучих модулей 1 согласно первому аспекту изобретения.
Плавучие конструкции, показанные на фиг. 12а, 12b, 12с, 12d и 12е, образуют, соответственно, квадрат, прямоугольник, правильный шестиугольник, круг и плавучую конструкцию, имеющую в основном V-образную форму. Следует понимать, что плавучая конструкция 100 может принимать любую другую форму без выхода за объем настоящего изобретения.
Конечно, изобретение не ограничивается описанными примерами, и к этим примерам можно добавить множество примеров без выхода за объем настоящего изобретения. В частности, различные характеристики, формы, варианты и варианты осуществления изобретения могут быть связаны друг с другом согласно различным комбинациям, при условии, что они не являются несовместимыми или взаимоисключающими. В частности, все описанные выше варианты и варианты осуществления могут взаимно сочетаться.
Такое изобретение, как описанное здесь, хорошо соответствует поставленным целям и обеспечивает возможность предложения плавучего модуля, который позволяет гарантировать полную механическую целостность между первым плавучим модулем и вторым плавучим модулем и получить модульную плавучую конструкцию с характеристиками монолитной конструкции, с той же механической прочностью, что и у стандартной секции плавучего модуля. Не описанные здесь варианты могут быть реализованы без выхода за объем настоящего изобретения, при условии, что плавучий модуль содержит, в соответствии с изобретением, выступ, выходящий из наружной поверхности стены, при этом выступ продолжается в продольном направлении с вылетом от продольного конца стены, а выступ и стена, из которой выходит выступ, выполнены за одно целое. Настоящее изобретение позволяет соединять два плавучих модуля из армированного и предварительно напряженного бетона в воде с целью обеспечения полной целостности бетона, арматуры и предварительно напряженной стали между двумя плавучими соединенными вместе модулями, имеющими ту же механическую прочность, что и стандартная секция плавучего модуля. Его можно использовать для изготовления монолитной плавучей конструкции любой заданной формы, выполненной из бетона и имеющей модульную конструкцию. Изготовленное соединение является герметичным и способно выдерживать, на различных этапах жизненного цикла проекта, статические и динамические нагрузки, гидродинамические нагрузки, а также явления усталости, применимые к нему в соответствии с международными нормами. Данное изобретение можно использовать при строительстве мостов, нефтебуровых платформ, портов, пирсов, плавучих платформ для возобновляемых источников энергии, конструкций объектов атомной энергетики и в любой другой области.