TEKNISK RAPPORT BEREGNINGER I FORHOLD TIL NS 9415 FORTØYNINGSBEREGNING FOR 2X4 NORDIC 24 X 24 M

Transkript

1 TEKNISK RAPPORT Safety through technology BEREGNINGER I FORHOLD TIL NS 9415 FORTØYNINGSBEREGNING FOR 2X4 NORDIC 24 X 24 M FOR RAUMA MIDSUND AS LOKALITET SANDNESBUKTA LOK.NR.: DOK NR: TR REVISJON 1 AQUASTRUCTURES

2 Dato for førsteutgivelse: Kundenr.: Prosjektnr.: Verifisert av: Organisatorisk enhet: Jørgen Walaunet Kunde: Rauma Midsund AS Avdeling for teknologi og sertifisering Referanseperson hos kunde.: Arild Skorge Sammendrag/Konklusjon: Denne rapporten inneholder tekniske beregninger av Fortøyningsberegning for 2x4 Nordic 24 x 24 m i.h.t. NS Det kan konkluderes at anlegget med notdybde 15 meter (Konfigurasjon 1 og 2 og tabell 1) vil tåle belastninger tilsvarende lokalitetsklasse Cb i henhold til NS 9415 såfremt kravet til minimum bruddlast etc, se kapittel 6, blir overholdt. Det gjøres oppmerksom på at resultater baseres på en soliditet på 23,9 % inkludert begroning og en notdybde på 15 meter. Rapporttittel: Teknisk rapport Stikkord Fortøyningsberegning Arbeid utført av: Dag Kolberg Dok nr: TR Ingen distribusjon uten tillatelse fra kunde eller ansvarlig organisatorisk enhet. Begrenset distribusjon innenfor Aquastructures AS Dato denne revisjon: Rev.: Antall sider: Ubegrenset distribusjon

3 Side 3 av INNHOLDSFORTEGNELSE 1. INNHOLDSFORTEGNELSE BAKGRUNN LOKALITET OG LOKALITETSKLASSE Strøm og bølger Vanndybde og topografi BESKRIVELSE AV ANLEGG Tilstøtende komponenter Kjetting og ankerliner Not og utspiling IDENTIFIKASJON AV KAPASITET PÅ ANLEGG Lasttilfeller Analyseresultater, global analyse DISKUSJON Fortøyningsliner, tau og kjetting Fortøyningsliner, tau og kjetting ved linebrudd Holdekraft anker/bolt og vekt av bunnkjetting Bøyer REFERANSER...18

4 Side 4 av BAKGRUNN Aquastructures AS er engasjert for å foreta tekniske beregninger i henhold til NS Beregningene blir gjort med AquaSim, som er godkjent av myndighetene. Programmet utfører dynamiske analyser på flytende konstruksjoner. Alle komponentene i anlegget er tatt med i analysen. 3. LOKALITET OG LOKALITETSKLASSE Strøm og bølger Anlegget har blitt vurdert opp mot lokalitetsklasse (Cb (H S = 1,19 m og V C = 0,42 m/s) hvor første bokstav angir bølgeklasse og andre bokstav angir strømklasse (ref. Tabell 1, NS 9415). Returperiodene på bølger og strøm er henholdsvis 50 og 10 år. I beregningen vil retning på strøm være sammenfallende med retning på bølger Vanndybde og topografi Vanndybde er meter med flat bunntopografi for typegodkjenningslasttilfellet. Blir fortøyningen lagt ut med andre verdier må nye analyser foretas.

5 Side 5 av BESKRIVELSE AV ANLEGG Anlegget er av typen Nordic leddet stålanlegg 8 bur, med størrelse 24 x 24 meter Tilstøtende komponenter Kjetting og ankerliner Merdene er forankret til et spredt forankringssystem med dybde m og i utstrekning m. Se tabell 1 og illustrasjon 1 og 2. Ankerline Lengde tau [m] Lengde kjetting [m] Dybde [m] Tau Kjetting Bunnfeste Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt ,5 120 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker ,5 125 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker ,5 130 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker ,5 140 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker ,5 135 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker ,5 135 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker ,5 135 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker ,5 135 Trosse 40 mm 36 mm Alloy Anker Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt Trosse 40 mm 36 mm Alloy Bolt Tabell 1. Hoveddimensjoner Forløper på 10 m er inklusive taulengde. Dette er verdier brukt i modellering og beregning. Det gjøres oppmerksom på at kapasitet (MBL)for komponenter brukt i de enkelte liner må kontrolleres.

6 Side 6 av 18 Illustrasjon 1: Plassering av anlegg

7 Side 7 av 18 Illustrasjon 2: Nummerering av ankerliner

8 Side 8 av Not og utspiling Noten har en dypgang på 15 meter med trådtykkelse på 1,98 millimeter og halvmaskevidde på 25,5 millimeter. Dette gir en soliditet på 15,5 %. Total vekt på bunnlodd er satt til 1,2 tonn. Det taes hensyn til begroning på not i form av at soliditeten er øket med 50 % i beregningen hvilket gir en beregningsmessig soliditet på 23,9 %

9 Side 9 av IDENTIFIKASJON AV KAPASITET PÅ ANLEGG Det er utført beregninger for å dokumentere at anlegget tåler krefter som påføres for den gjeldende lokalitetsklasse. Følgende laster er tatt hensyn til: Permanente laster, slik som vekt av anlegg og statisk oppdrift. Deformasjonslaster, laster fra forspenning og fortøyning. Naturlaster, bølger og strøm. Last kondisjon for snø og is vil ikke bli tatt med dette har liten innvirkning på fortøyningen. Ulykkeslaster, brudd i fortøyningsline. Se illustrasjon 2 for detaljer om hvilke fortøyningsliner som er brutt for de forskjellige lastkondisjonene. Lastkondisjon for båtstøt er ikke tatt med da en eventuell punktering av flyteelement ikke vil medføre nevneverdig tap av oppdrift. Last kondisjon for stormflo er ikke tatt med da dette kun vil ha innvirkninger på spesielle fortøyningskondisjoner Basert på disse lastene er det kjørt et sett med analyser for å dekke intensjonen i NS 9415 med hensyn til at anlegget skal være rømningssikkert for den gjeldende lokalitetsklasse.

10 Side 10 av Lasttilfeller Tabell 2 viser et utdrag av representative lasttilfeller som er simulert for anlegget. Bølgeretning er fra og strømretning er mot. Lasttilfelle H S [m] T P [s] Bølgeretning [º] Strøm [m/s] Klasse Strømretning [º] Kommentar 1 1, ,42 Cb , ,42 Cb , ,42 Cb , ,42 Cb , ,42 Ab 180 H S redusert 6 1,19 4, ,42 Cb 0 T p økt 7 1,0 3,5 30 0,42 Cb ,0 3,5 60 0,42 Cb ,0 3,5 90 0,42 Cb , ,42 Cb 60 Brudd i ankerline 16 Tabell 2. Utdrag av representative simuleringer

11 Side 11 av Analyseresultater, global analyse Global analyse er kjørt for de ulike lasttilfellene beskrevet i Tabell 2. Resultater er tatt ut i form av Maksimale krefter i fortøyningen. Holdekraft anker og bolt Bøyekrefter. Utnyttelsesgraden for fortøyningen beregnes med følgende uttrykk: F maks f F brudd m der F maks er maksimal kraft funnet i fortøyningene og F brudd er fortøyningslinenes bruddkapasitet. Videre er γ f lastfaktor og γ m materialfaktor. Verdier for lastfaktor er hentet fra NS 9415, Tabell 14 og 15. Materialfaktor, γ m, er satt til 3,0 for tau og 1,5 for bunnkjetting. Lastfaktor,γ f, er 1,15 dynamiske analyser, ubemannet anlegg. For bruddtilstander deles alle materialfaktorer på 1,5 og lastfaktor settes til 1,0. Dersom utnyttelsesgraden havner over 1,0 indikerer dette at maksimalt opptredende kraft er for stor i forhold til de krav som settes i NS Se ellers anmerkninger i avsnittet der resultater diskuteres.

12 Side 12 av 18 Illustrasjon 3: Maksimale krefter i fortøyningsliner lasttilfelle 1 llustrasjon 4: Maksimale krefter i fortøyningsliner lasttilfelle 3

13 Side 13 av 18 llustrasjon 5: Maksimale krefter i fortøyningsliner lasttilfelle 4 llustrasjon 6: Maksimale krefter i fortøyningsliner lasttilfelle 10, brudd line 16

14 Side 14 av RESULTATER 6.1. Fortøyningsliner, tau og kjetting Illustrasjon 7: Maksimale krefter i ankerliner lasttilfelle 1-9 Største kraft finnes i line 16. I dette tilfelle må minimum bruddlast (MBL) for tau være lik eller større enn 10,2 tonn, og for kjettingen må MBL være minimum 5,1 tonn. Kapasitet for tau og kjetting til samtlige liner må kontrolleres.

15 Side 15 av Fortøyningsliner, tau og kjetting ved linebrudd Illustrasjon 8: Maksimale krefter i ankerliner lasttilfelle 10, brudd i line 16 Kravet til minimum bruddlast er redusert for alle liner i forhold til normal brukstilstand. Dette skyldes at alle materialfaktor deles på 1,5 og materialfaktorer settes til 1,0.

16 Side 16 av Holdekraft anker/bolt og vekt av bunnkjetting Illustrasjon 9: Nødvendig holdekraft anker/bolt og vekt av bunnkjetting Bolt, anker og bolt må ha minimum holdekraft som beskrevet. Det er brukt sikkerhetsfaktor på 2 i h.h.t. NS9415. Der hvor det brukes bolt som bunnfeste vil kravet til minimum vekt frafalles siden oppløft av kjettingen ikke representerer særlig problem.

17 Side 17 av Bøyer Nummerering av bøyer følger line nr. Tabellen viser nødvendig kapasitet for bøyer. Spredningen er relativt stor. For å unngå flere størrelser på samme side av anlegget bør en ta utgangspunkt i den største verdien for alle bøyer på samme side.

18 Side 18 av REFERANSER NS9415 Flytende oppdrettsanlegg. Krav til utforming, dimensjonering, utførelse, installasjon og drift, 1 utgave August Lokalitetsrapport: Rapport Klassing Fjord-Lab AS Fjord Toro AS