Fortøyningsanalyse etter NS9415:2009

Transkript

1 Fortøyningsanalyse etter NS9415:2009 Type fortøyning Rammefortøyning Oppdragsgiver Måsøval Fiskeoppdrett AS Lokalitet Or Lokalitet nr Pålitelighetsklasse 2 Rapport nr Dato denne versjon (ver2.1) Fortøyningsanalyse for Or Side 1 av 31

2 Rapport Tittel Rapport nr Originalt filnavn Pålitelighetsklasse 2 Utvidet kontroll As Built Distribusjon Fortøyningsanalyse for Or Versjon Dato Versjonsbeskrivelse Or ver2.1 ASBUILT 0716.docx - - Denne rapporten er kontrollert opp mot utlagt anlegg og er å anse som AsBuilt dokumentasjon. Denne rapporten kan kun gjengis i sin helhet. Gjengivelse av deler av rapporten kan kun skje etter skriftlig tillatelse fra Åkerblå AS. I slike tilfeller skal kilde oppgis Første utgivelse Oppdatert til AsBuilt. Se beskrivelse på side Lagt til detaljer for bunnfeste line 4 Lokalitet Lokalitet Or Kristiansund kommune, Møre og Romsdal Lokalitets nr Posisjon midt i anlegget Nord, Øst Oppdragsgiver Selskap Måsøval Fiskeoppdrett Nordfrøyveien SISTRANDA Kontakt person Ingar Kyrkjebø, ingar@masoval.no, Oppdragsansvarlig Selskap Analyse utført av Åkerblå AS Nordfrøyveien SISTRANDA Org.nr Kurt Arvid Fladseth kurt@akerbla.no Jeg har ikke engasjert meg i utforming, framstilling, levering, installering, kjøp, eierskap, bruk eller vedlikehold av lokaliteten som er analysert. Jeg har heller ingen andre nære bindinger til hverken kunde eller deres objekter, og anser meg derfor som habil til å utføre en objektiv analyse. Internkontroll utført av Geir Håvard Espnes, geir@akerbla.no, Fortøyningsanalyse for Or Side 2 av 31

3 ASBUILT Dokumentasjon fra utlegging av anlegget viser at alle bunnfester har en litt annen plassering enn planlagt, og det er også benyttet litt grovere dimensjon på noen tau, samt ønske om å benytte en annen not med litt større soliditet. Spesielt bruk av grovere tau og annen not fører til at fortøyningen tar opp litt mer krefter, og det er derfor utført ny simulering av bruddgrense- og ulykkesgrensetilstand. Nye simuleringer viser en omtrent identisk lastfordeling, men de fleste komponenter er utsatt for litt høyere krefter. Det eneste som ikke er utført på nytt er utmattingsberegningene, da ny simulering ikke ga vesentlig endring i spenningsvidde for utsatte komponenter. SAMMENDRAG Lokaliteten Or er plassert i Freifjorden mellom Frei og Aspøya. Lokaliteten har ingen åpne sektorer mot storhavet, og havdønninger er ikke forventet inn på anlegget. Lokaliteten er skjermet mot sektorene vest-sørvest til nordøst, og har lengst strøklengde mot sørvest og en smal sektor mot øst-nordøst. Beregningene viser at det er strøm som gir størst krefter i fortøyningen, og da i hovedstrømretningene mot nordøst og sørvest. Høyeste linelast (intakt tilstand) er funnet i fortøyningsline 8 med 21,1 tonn inkludert lastfaktor. Høyeste last i ramme (intakt tilstand) er funnet i rammetau RL3 med 12,9 tonn inkludert lastfaktor. Høyeste last i hanefot for flytekrage (inkl lastfaktor) er funnet i bur 1 med 8,0 tonn i intakt tilstand og i bur 3 med 12,8 tonn i ulykkestilstand. Analysen inkluderer simulering i ulykkestilstand. Resultatene viser høyere krefter for mange komponenter, og gir også økte krav til MBL for flere av dem. Oversikt over krav til MBL for ramme og alle linene er gjengitt i Tabell 21 og Tabell 22. Resultatet fra utmattingsberegningene gir en forventet levetid for både kjetting i hanefot og ankerkjetting på over 50 år. NS9415:2009 setter 20 års driftstid som et utgangspunkt for levetid til fortøyningen, noe disse utmattingsberegningene oppfyller. Største løft i bunnfester er funnet i fortøyningsline 8 og beregnet til 4,7 tonn. Fortøyningsanalyse for Or Side 3 av 31

4 INNHOLDSFORTEGNELSE ASBUILT... 3 SAMMENDRAG BAKGRUNN BESKRIVELSE AV ANLEGG BENYTTET I ANALYSEN Ramme og fortøyningsliner Detaljer ramme Detaljer fortøyningsliner Bunnforhold og bunnfester Bunnfesters posisjon Hanefot, flytekrage og not Detaljer hanefot Detaljer flytekrage Detaljer not og utspiling Kombinasjon av not og flytekrage Bøyer Interaksjon not, rammetau og fortøyningsliner Interaksjon anlegg- og flåtefortøyning MILJØDATA Miljøkombinasjon 1 og 2 for bruddgrensetilstander Miljøtilstander for ulykkesgrensetilstander Miljøtilstander for utmattingsberegning RESULTATER Brudd- og ulykkesgrensetilstand Resultater bruddgrensetilstand Ulykkesgrensetilstand Utmatting Utmatting kjetting i hanefot Utmatting ankerkjetting Utmatting taukomponenter OPPSUMMERING OG KONKLUSJON Oppsummering krav til fortøyningsliner Oppsummering krav til ramme Oppsummering andre komponenter Oppsummering hanefot Oppsummering bunnfester Oppsummering koblingsskive Oppsummering bøyekrefter Kapasitetskontroll og konklusjon Fortøyningsanalyse for Or Side 4 av 31

5 5.4.2 Kapasitetskontroll fortøyningsliner Kapasitetskontroll ramme Konklusjon KOMMENTAR ANSVARSKLAUSUL REFERANSER VEDLEGG Statisk likevekt Dimensjonerende krefter bruddgrensetilstand Oversikt AsBuilt mot planlagt fortøyning Krefter i AsBuilt mot planlagt fortøyning Fortøyningsanalyse for Or Side 5 av 31

6 1 BAKGRUNN Åkerblå er engasjert av Måsøval Fiskeoppdrett AS for å foreta en fortøyningsanalyse som dimensjoneringsgrunnlag for flytende akvakulturanlegg ihht NS9415 og NYTEK. Lokaliteten Or er lokalisert i Kristiansund kommune i Møre og Romsdal fylke, og posisjon midt i anlegget er N og Ø. Plasseringen av anlegget er vist i Figur 1. Figur 1- Anleggets plassering i regionen Utdypende informasjon om underliggende vurderinger og beregninger for fortøyningsanalyser utført av Åkerblå AS, er beskrevet i prosedyren «B Bakgrunn og valg systemfortøyning». Fortøyningsanalyse for Or Side 6 av 31

7 2 BESKRIVELSE AV ANLEGG BENYTTET I ANALYSEN 2.1 Ramme og fortøyningsliner Anleggets plassering, konfigurasjon og oppbygning er utarbeidet etter mottatt dokumentasjon på det utlagte anlegget. Figur 2 og Figur 3 viser anleggets oppbygning Detaljer ramme Figur 2 - Rammefortøyningens orientering og konfigurasjon Rammens hjørneposisjoner og vitale mål er gjengitt i Tabell 1 og Tabell 2. Hjørne Nord Øst V (K5) N (K8) Ø (K4) S (K1) Tabell 1 - Hjørneposisjoner med klokken rundt ramma Konfigurasjon Størrelse [m] Dybde [m] Material 3 bur 75*75 7 Tabell 2 - Rammas vitale mål Ramme langs: Tau Ø = 56mm, 0,0 kg /m Ramme tvers: Tau Ø = 56mm, 0,0 kg /m Fortøyningsanalyse for Or Side 7 av 31

8 2.1.2 Detaljer fortøyningsliner Figur 3 gir oversikt over liner og koblingsskiver i fortøyningen. Figur 3 - Oversikt liner (1-12), koblingsskiver (K1-K8), rammetau langs (RL1-RL6), rammetau tvers (RT1-RT4) og bur (B1-3) Koordinater for anleggets utstrekning er vist i Tabell 3: Rammepunkt Forankringspunkt Utstrekning Line Nord Øst Nord Øst Vest Nord Øst Sør Tabell 3 - Koordinater for anleggets utstrekning Fortøyningsanalyse for Or Side 8 av 31

9 Detaljer for linene vist i Figur 3 er oppgitt i Tabell 4 og Tabell 5, totalt 12 liner: Line Lengde 2D [m] Dybde [m] Kompass retning [ ] Bunnfeste Lengde toppkjetting [m] Lengde ankerkjetting [m] Lengdedybde forhold ,2 224,8 Anker - 27,5 4, ,2 240,6 Anker - 27,5 8, ,5 318,4 Anker - 27,5 31,7 4* ,0 307,6 Lodd* - 27,5 26, ,1 336,6 Bolt - 27,5 9, ,1 326,5 Anker - 27,5 15, ,0 54,7 Anker - 27,5 4, ,8 58,5 Anker - 27,5 3, ,2 141,3 Anker - 27,5 4, ,1 146,6 Anker - 27,5 3, ,9 147,4 Anker - 27,5 3, ,2 149,6 Anker - 27,5 4,1 Tabell 4 - Detaljer fortøyningsliner. *Bunnfeste til line 4 er en stein på ca 12 tonn vår vekt. Line Forspenning Toppkjetting Tau Ankerkjetting Ø [mm] Vekt i sjø [ kg /m] Ø [mm] Vekt i sjø [ kg /m] Ø [mm] Vekt i sjø [ kg /m] 1 1, ,0 30us 16,0 2 1, ,0 30us 16,0 3 1, ,0 30us 16,0 4 1, ,0 30us 16,0 5 0, ,0 30us 16,0 6 1, ,0 30us 16,0 7 2, ,0 30us 16,0 8 1, ,0 30us 16,0 9 1, ,0 30us 16,0 10 0, ,0 30us 16,0 11 1, ,0 30us 16,0 12 1, ,0 30us 16,0 Tabell 5 - Egenskaper for fortøyningsliner benyttet i analysen Alle fortøyningsliner i Tabell 4 og Tabell 5 er modellert med tau hvor tauets materiale har en E-modul = 1,87 GN /m² og ankerkjetting hvor kjettingens materiale har en E-modul = 110 GN /m². Ved å benytte tau i ankerlinene oppnår vi god fleksibilitet i fortøyningen, som tar hensyn til effekter av f.eks. springflo. Fortøyningsanalyse for Or Side 9 av 31

10 2.1.3 Bunnforhold og bunnfester Valg av bolt eller anker er foretatt ut fra mottatt dokumentasjon på det utlagte anlegget. Det forutsettes at anker oppnår tilstrekkelig penetrering i bunn. Alle ankerliner er gjennomgått og vurdert i forhold til fare for gnag, spesielt fare for gnag mot sjøbunn i overgangen mellom ankerkjetting og tau. Posisjon av bunnfester og lengde på ankerkjetting er valgt på grunnlag av denne gjennomgangen Bunnfesters posisjon Line Posisjon Posisjon Line Nord Øst Nord Øst Tabell 6 - Posisjon for bunnfester i fortøyningen Fortøyningsanalyse for Or Side 10 av 31

11 2.2 Hanefot, flytekrage og not Valg av flytekrage, not og komponenter i hanefot er basert på ønsker fra kunde og mottatt informasjon om det utlagte anlegget Detaljer hanefot Alt. Aktuelle bur Dimensjon flytekrage m Utførelse 2 part uten felles forløper Tabell 7 - Egenskaper for haneføtter benyttet i analysen Ø [mm] Tau Vekt i sjø [ kg /m] Ø [mm] Kjetting Vekt i sjø [ kg /m] Mot skive [m] Mot flytekrage [m] ,0 19 5,7 5 - Alle haneføtter er modellert med tau og/eller kjetting, hvor tauets materiale har E-modul = 1,87 GN /m², og kjettingens materiale har E-modul = 210 GN /m². Ved å benytte tau i hanefot oppnås god fleksibilitet mot flytekrage slik at kapasiteten ikke reduseres Detaljer flytekrage Oppdretter har flere typer flytekrager de ønsker å bruke. Disse flytekragenes dimensjoner er listet opp i Tabell 8. Antall Plassering Type Rørdiameter Omkrets Kapasitet hanefotinnfesting 3 Bur 1-3 Aqualine 450SDR17,6 135m 18t intakt / 25t ulykke 3 Bur 1-3 Aqualine 400SDR17,6 135m 18t intakt / 25t ulykke Tabell 8 - Egenskaper for flytekrager i grunnlagsdokumentasjonen Detaljer not og utspiling Oppdretter har flere typer nøter de ønsker å bruke. Disse nøtenes dimensjoner er listet opp i Tabell 9. Antall Plassering Type not Detaljer not 3 Bur 1-3 Kombinot 40 omfar (15,5mm) Trådnr. 24 (1,73mm) 15m vertikale vegger Spiss ned til 30m SN inkl begroing 33,5 % 3 Bur 1-3 Luseskjørt Dybde 10m Tett duk Utspiling 1000kg lodd i notspiss Bunnring 60 kg /m tørrvekt, 280SDR11 Tabell 9 - Egenskaper for nøter og utspiling i grunnlagsdokumentasjonen Fortøyningsanalyse for Or Side 11 av 31

12 2.2.4 Kombinasjon av not og flytekrage Not, luseskjørt og flytekrage markert med blått er brukt videre i denne fortøyningsanalysen. Dette med bakgrunn i at det er denne kombinasjonen som gir størst belastning på fortøyningssystemet. Analysen vil således gjelde for alle tillatte kombinasjoner av not og flytekrage listet opp i Tabell 8 og Tabell Bøyer I analysen er det benyttet følgende oppsett av bøyer. Koblingspunkt Bøye type Vannlinjeareal [m 2 ] Netto oppdrift i sjø [N] K1 APB , K2 AQUA 850 1, K3 AQUA 850 1, K4 APB , K5 APB , K6 AQUA 850 1, K7 AQUA 850 1, K8 APB , Tabell 10 - Oversikt bøyer i ramma Størrelse på bøyer i utlagt anlegg er ikke låst til oppsettet brukt i analysen. Behovet for oppdrift i bøyene vil endre seg alt etter konfigurasjon av hovedkomponenter i fortøyningen, og oppdretter må derfor justere bøyestørrelser etter behov. Fortøyningsanalyse for Or Side 12 av 31

13 2.4 Interaksjon not, rammetau og fortøyningsliner Fortøyningens 3 dimensjonale konfigurasjon er kontrollert med kartverktøyet MaxSea og analyseprogrammet AquaSim, for å identifisere mulige konflikter med påfølgende fare for gnag. Denne kontrollen er utført med følgende resultat: Sjøbunn-tau Liner-rammetau Rammetau-not Hanefotkjetting-not Ingen påvist fare Ingen påvist fare Ingen påvist fare Potensiell fare er sterkt knyttet til hvor stram hanefoten og nota er, og derfor et punkt som oppdretter må ha spesielt fokus på. Så fremt hanefoten ikke er slakk, not har riktig størrelse og er tilstrekkelig nedloddet, så er det ikke påvist fare for gnag for denne lokaliteten. 2.5 Interaksjon anlegg- og flåtefortøyning Fortøyningenes 3D konfigurasjon er kontrollert med kartverktøyet MaxSea og analyseprogrammet AquaSim for å identifisere mulige konflikter med påfølgende fare for kontakt. Det er i tillegg utført ROV-inspeksjon av de utlagte fortøyningene. Disse kontrollene har følgende funn: Line 4: Line 5: Ramme: Krysser over flåtens liner F8 og F1, med veldig liten klaring til F8. Line 4 er derfor utstyrt med løft i form av trålkuler for å sikre avstand til flåtelinene. En slik montering av oppdrift på linen vil ikke påvirke kraftfordelingen i fortøyningen i negativ retning. Krysser over flåtens liner F4 og F5, med kontakt tau mot tau mot F4. Line 5 er derfor utstyrt med løft i form av trålkuler for å sikre avstand til flåtelinene. En slik montering av oppdrift på linen vil ikke påvirke kraftfordelingen i fortøyningen i negativ retning. Flåtens planlagte liner F6 og F7 krysser inn under selve rammen. Denne kryssingen har god klaring til både rammetau og nøter, og vil ikke utgjøre noen overhengende fare for gnag. Det må imidlertid bemerkes at F6 passerer omtrent 25m under flytekragen i bur 3, og oppdretter oppfordres til å være spesielt oppmerksom på potensielle farer dette kan medføre, spesielt ved bruk av nøter med spiss på 30m. Fortøyningsanalyse for Or Side 13 av 31

14 3 MILJØDATA Alle miljødata benyttet i denne analysen er hentet fra lokalitetsrapporten LR-T ver1.0 utarbeidet av Havbrukstjenesten AS , og værstasjon-rapport for Kristiansund Lufthavn utarbeidet av Havbrukstjenesten AS oktober Det er ikke lagt frem noe ønske om å analysere bruksgrensetilstander, og anlegget dimensjoneres etter bruddgrense- og ulykkestilstand. 3.1 Miljøkombinasjon 1 og 2 for bruddgrensetilstander Ihht NS9415:2009 skal en fortøyningsanalyse simuleres med 50-års strøm kombinert med 10-års bølge (kombinasjon 1), og 10-års strøm kombinert med 50-års bølge (kombinasjon 2). Det antas ingen signifikant bidrag i krefter fra vind, da bidrag fra strøm og bølger vil være dominerende for et slikt fortøyningssystem. 1 2 Miljøkomb. Miljøtilstand nr HS [m] Tp [s] Bølgeretning fra [ ] vc [ m /s] 5m vc [ m /s] 15m Strømretning mot 5m / 15m [ ] 1 0,4 1,6 22 0,11 0, / ,2 4,0 67 0,65 0, ,8 3,2 89 0,50 0, ,9 3, ,16 0, / ,7 4, ,37 0, ,7 4, ,58 0, ,6 1, ,23 0, ,5 1, ,17 0, ,5 1,7 22 0,10 0, / ,3 4,3 67 0,58 0, ,0 3,3 89 0,45 0, ,0 3, ,15 0, / ,0 4, ,33 0, ,0 4, ,52 0, ,7 2, ,21 0, ,5 1, ,16 0, Tabell 11 - Miljøtilstander brukt i analysen. Fortøyningsanalyse for Or Side 14 av 31

15 3.2 Miljøtilstander for ulykkesgrensetilstander Ut fra resultatene fra simulering for bruddgrensetilstander er det plukket ut en del komponenter som testes ifht ulykkestilstander. Disse tilstandene er beskrevet i kap og miljølastene er listet opp i Tabell 12. Ulykke Miljø tilst. nr HS [m] Tp [s] Bølgeretning fra [ ] vc [ m /s] 5m vc [ m /s] 15m Strømretning mot [ ] Brudd Line 8 2 1,2 4,0 67 0,65 0, Brudd Line 1 6 1,7 4, ,58 0,39 45 Brudd RL3 2 1,2 4,0 67 0,65 0, Brudd RL1 14 2,0 4, ,52 0,35 45 Hanefot bur ,0 4, ,52 0,35 45 Hanefot bur ,3 4,3 67 0,58 0, Tabell 12 - Miljølaster for ulykkesgrensetilstander 3.3 Miljøtilstander for utmattingsberegning Nærmeste målestasjon for Or er Kristiansund Lufthavn. Ut fra vindrosen for Kristiansund er det plukket ut frekvensfordelingen for de fire kompassretningene for videre analyser. Ihht utmattingsverktøy fra Aquastructures er 10-års strøm for disse fire miljølastene multiplisert med faktor 0,5, og 50-års Hs med tilhørende TP er brutt opp i 8 blokker for kvantifisering av sjøtilstander. Samlet gir dette miljølastene for utmatting i Tabell 14. Vekting av retninger Nord 0,1770 Øst 0,3550 Sør 0,1325 Vest 0,3355 Tabell 13 - Retningsvekting Figur 4 - Vindrose for Kristiansund Lufthavn Fortøyningsanalyse for Or Side 15 av 31

16 Nord Øst Sør Vest Blokknr Nr HS [m] Tp [s] Lastretning Bølgeretning fra [ ] vc [ m /s] Strømretning mot [ ] Blokk 1 1 0,04 0,74 0 0, Blokk 2 2 0,07 1,05 0 0, Blokk 3 3 0,11 1,29 0 0, Blokk 4 4 0,15 1,49 0 0, Blokk 5 5 0,19 1,66 0 0, Blokk 6 6 0,22 1,82 0 0, Blokk 7 7 0,26 1,97 0 0, Blokk 8 8 0,30 2,10 0 0, Blokk 1 9 0,05 0, , Blokk ,11 1, , Blokk ,16 1, , Blokk ,21 1, , Blokk ,27 1, , Blokk ,32 2, , Blokk ,37 2, , Blokk ,43 2, , Blokk ,08 1, ,26 0 Blokk ,16 1, ,26 0 Blokk ,24 1, ,26 0 Blokk ,32 2, ,26 0 Blokk ,41 2, ,26 0 Blokk ,49 2, ,26 0 Blokk ,57 2, ,26 0 Blokk ,65 3, ,26 0 Blokk ,05 0, ,26 90 Blokk ,10 1, ,26 90 Blokk ,16 1, ,26 90 Blokk ,21 1, ,26 90 Blokk ,26 1, ,26 90 Blokk ,31 2, ,26 90 Blokk ,36 2, ,26 90 Blokk ,41 2, ,26 90 Tabell 14 - Miljølaster for utmattingsberegninger Fortøyningsanalyse for Or Side 16 av 31

17 4 RESULTATER I denne fortøyningsanalysen er det brukt programvarepakken AquaSim, levert av Aquastructures, som analyseprogram. Alle analyser er, ihht brukermanual for AquaSim, blitt kjørt med 2 regulære bølger hvor vi har benyttet 20 steg pr bølge og 5 inkrement steg. Det tas også hensyn til skyggeeffekt for bakenforliggende nøter. Simuleringene er kjørt med en skyggeeffektfaktor som oppdateres for hvert steg i simuleringen. 4.1 Brudd- og ulykkesgrensetilstand Resultater bruddgrensetilstand Miljølastene for simulering i bruddgrensetilstand er oppgitt i Tabell 11, resultatene er oppgitt i Tabell 15 og Tabell 16. Komponent Krefter fra AquaSim Dim. krefter inkl lastfaktor (1,15) MBL tau (3,0) MBL kjetting- /sjakkel (2,0) Line 1 15,82 18,2 54,6 36,4 Line 2 12,26 14,1 42,3 28,2 Line 3 2,55 2,9 8,8 5,9 Line 4 3,10 3,6 10,7 7,1 Line 5 3,93 4,5 13,5 9,0 Line 6 4,08 4,7 14,1 9,4 Line 7 14,12 16,2 48,7 32,5 Line 8 18,39 21,1 63,4 42,3 Line 9 3,65 4,2 12,6 8,4 Line 10 7,23 8,3 24,9 16,6 Line 11 6,46 7,4 22,3 14,9 Line 12 4,36 5,0 15,1 10,0 Tabell 15 - Dimensjonerende krefter i fortøyningsliner i bruddgrensetilstand Fortøyningsanalyse for Or Side 17 av 31

18 Komponent Krefter fra AquaSim Dim. krefter inkl lastfaktor (1,15) MBL tau (3,0) MBL kjetting- /sjakkel (2,0) Hanefot Bur 1 6,94 8,0 23,9 16,0 Hanefot Bur 2 5,92 6,8 20,4 13,6 Hanefot Bur 3 6,51 7,5 22,4 15,0 RL1 10,17 11,7 35,1 23,4 RL2 6,34 7,3 21,9 14,6 RL3 11,23 12,9 38,8 25,8 RL4 7,67 8,8 26,5 17,6 RL5 5,95 6,8 20,5 13,7 RL6 8,74 10,0 30,1 20,1 RT1 1,18 1,4 4,1 2,7 RT2 0,84 1,0 2,9 1,9 RT3 0,83 1,0 2,9 1,9 RT4 1,15 1,3 4,0 2,6 Tabell 16 - Dimensjonerende krefter i ramma i bruddgrensetilstand Fortøyningsanalyse for Or Side 18 av 31

19 4.1.2 Ulykkesgrensetilstand Fra simulering i bruddgrensetilstand velger vi følgende liner som utgangspunkt for simulering i ulykkesgrensetilstand: Figur 5 - Oversikt ulykkestilstander 1. Brudd i line med størst last; Line 8 2. Brudd i line med nest størst last; Line 1 3. Brudd i rammetau med størst last; RL3 4. Brudd i rammetau ved høyest belastet hanefot; RL1 5. Brudd i hanefot med størst last; Bur 1 6. Brudd i hanefot ved høyest belastet rammetau; Bur 3 7. Største spenningsvidde i ankerkjetting er funnet i line 2 og denne velges for utmattings beregning på ankerkjetting. 8. Største spenningsvidde i hanefotkjetting er funnet i Bur 1 og denne velges for utmattings beregning på hanefotkjetting. Ulykkestilstandene er vurdert til å være de mest kritiske tilstandene for styrke i anlegget og også for posisjonen til fortøyningen. De er også vurdert til å dekke faren for progressive brudd Fortøyningsanalyse for Or Side 19 av 31

20 i fortøyningen. Tilstandene er simulert for å se om de vil ha påvirkning på dimensjoneringen av fortøyningen. Simuleringen er utført med de miljølastene som ga høyest laster i de aktuelle komponentene, og er oppgitt i Tabell 12. Resultatene er listet opp i Tabell 17 og Tabell 18. Komponent Krefter fra AquaSim Dim. krefter inkl lastfaktor (1,0) MBL tau (2,0) MBL kjetting- /sjakkel (1,33) Line_1 13,63 13,6 27,3 18,2 Line_2 22,36 22,4 44,7 29,8 Line_3 5,54 5,5 11,1 7,4 Line_4 5,62 5,6 11,2 7,5 Line_5 6,66 6,7 13,3 8,9 Line_6 7,55 7,5 15,1 10,1 Line_7 26,77 26,8 53,5 35,7 Line_8 14,59 14,6 29,2 19,4 Line_9 5,08 5,1 10,2 6,8 Line_10 7,57 7,6 15,1 10,1 Line_11 7,35 7,4 14,7 9,8 Line_12 5,69 5,7 11,4 7,6 Tabell 17 - Dimensjonerende krefter i fortøyningsliner i ulykkesgrensetilstand. Blå tall angir verdier som er høyere enn i bruddgrensetilstand. Komponent Krefter fra AquaSim Dim. krefter inkl lastfaktor (1,0) MBL tau (2,0) MBL kjetting- /sjakkel (1,33) Hanefot_B1 10,37 10,4 20,7 13,8 Hanefot_B2 7,95 7,9 15,9 10,6 Hanefot_B3 12,83 12,8 25,7 17,1 RL_1 9,90 9,9 19,8 13,2 RL_2 6,75 6,8 13,5 9,0 RL_3 10,68 10,7 21,4 14,2 RL_4 12,46 12,5 24,9 16,6 RL_5 7,38 7,4 14,8 9,8 RL_6 14,51 14,5 29,0 19,3 RT_1 2,68 2,7 5,4 3,6 RT_2 0,60 0,6 1,2 0,8 RT_3 0,44 0,4 0,9 0,6 RT_4 1,42 1,4 2,8 1,9 Tabell 18 - Dimensjonerende krefter i ramma i ulykkesgrensetilstand. *Blå tall angir verdier som er høyere enn i bruddgrensetilstand. Vi ser av Tabell 17 og Tabell 18 at de fleste liner/komponenter får større krefter i ulykkestilstand, og det får også betydning for krav til MBL for flere komponenter. Fortøyningsanalyse for Or Side 20 av 31

21 4.2 Utmatting Utmattingsanalyse er utført med miljøtilstandene gjengitt i Tabell 14, og retningsvekting oppgitt i Tabell 13. Analysene er utført ihht Aquastructures brukermanual, oppdelt i 8 blokker, en gjennomsnittlig varighet av en sjøtilstand på 3 timer og Weibullfaktor på 1. I henhold til NS9415:2009 er det benyttet m = 3 og a = 8,6E Utmatting kjetting i hanefot Blokknr Nord [MPa] Øst [MPa] Sør [MPa] Vest [MPa] Blokk 1 0,6786 0,4634 0,5491 0,1442 Blokk 2 0,7175 0,5428 1,9000 0,8499 Blokk 3 0,7011 0,5078 2,5590 1,9410 Blokk 4 0,6940 0,5172 2,8010 1,8840 Blokk 5 0,6886 0,5228 5,1010 2,6440 Blokk 6 0,6843 0,5281 1,5820 4,7230 Blokk 7 0,6990 0,5118 7,0390 5,6740 Blokk 8 0,7112 0,5081 9,1440 6,3230 Tabell 19 - Spenningsvidder for hanefot i Bur 1 i utmattingsanalysen Spenningsviddene i Tabell 19 gir en total skade på 0,0 over 20 år og en beregnet levetid på kjetting i hanefot på over 50 år Utmatting ankerkjetting Blokknr Nord [MPa] Øst [MPa] Sør [MPa] Vest [MPa] Blokk 1 0,0046 0,0055 0,1698 0,0138 Blokk 2 0,0570 0,5024 0,1791 0,2055 Blokk 3 0,1491 0,5209 0,5780 0,5014 Blokk 4 0,1061 0,9333 0,8766 0,1064 Blokk 5 0,2018 0,2782 1,3280 0,4693 Blokk 6 0,8124 1,3870 1,4270 0,3676 Blokk 7 0,6342 1,2700 1,5350 0,4457 Blokk 8 0,9162 2,6180 1,6580 0,5259 Tabell 20 - Spenningsvidder for ankerkjetting i line 2 Spenningsviddene i Tabell 20 gir en total skade på 0,0 over 20 år og en beregnet levetid på ankerkjetting på over 50 år Utmatting taukomponenter Ingen taukomponenter i analysen overskrider 170 MPa i spenningsvidde, og det er derfor ikke utført utmattingsberegninger på tau (NS9415:2009). Fortøyningsanalyse for Or Side 21 av 31

22 5 OPPSUMMERING OG KONKLUSJON 5.1 Oppsummering krav til fortøyningsliner Komponent Krav til MBL tau Krav til MBL kjetting/sjakkel Krav til bunnfeste (anker = holdekraft, bolt = bruddstyrke) Vertikalt løft ved bunnfeste Line_1 54,6 36,4 Anker 18,2 3,2 Line_2 44,7 29,8 Anker 22,4 1,3 Line_3 11,1 7,4 Anker 5,5 0,6 Line_4 11,2 7,5 Bolt 11,2 0,6 Line_5 13,5 9,0 Bolt 13,5 0,5 Line_6 15,1 10,1 Anker 7,5 0,5 Line_7 53,5 35,7 Anker 26,8 2,8 Line_8 63,4 42,3 Anker 21,1 4,7 Line_9 12,6 8,4 Anker 5,1 0,6 Line_10 24,9 16,6 Anker 8,3 2,2 Line_11 22,3 14,9 Anker 7,4 1,5 Line_12 15,1 10,0 Anker 5,7 0,8 Tabell 21 - Oppsummering krav til dimensjonering av fortøyningsliner 5.2 Oppsummering krav til ramme Komponent Krav til MBL tau Krav til MBL kjetting/sjakkel Hanefot_B1 23,9 16,0 Hanefot_B2 20,4 13,6 Hanefot_B3 25,7 17,1 RL_1 35,1 23,4 RL_2 21,9 14,6 RL_3 38,8 25,8 RL_4 26,5 17,6 RL_5 20,5 13,7 RL_6 30,1 20,1 RT_1 5,4 3,6 RT_2 2,9 1,9 RT_3 2,9 1,9 RT_4 4,0 2,6 Tabell 22 - Oppsummering krav til dimensjonering av ramme Fortøyningsanalyse for Or Side 22 av 31

23 5.3 Oppsummering andre komponenter Oppsummering hanefot Største kraft inn mot flytekrage (intakt tilstand) er funnet i bur 1 og beregnet til 8,0 tonn. I ulykkestilstand er størst kraft funnet i bur 3 med 12,8 tonn. Største vertikale kraft på flytekrage er funnet i bur 1 og beregnet til 2,1 tonn. Utmattingsanalysen gir en beregnet levetid på over 50 år for kjetting i hanefot Oppsummering bunnfester Største vertikale kraft i bunnfester er funnet i line 8 og beregnet til 4,7 tonn. Utmattingsanalysen gir en beregnet levetid på over 50 år for ankerkjetting Oppsummering koblingsskive Største kraft i koblingsskive er beregnet til 21,1 tonn, og dette gir et krav til MBL = 31,7 tonn (første flyt) Oppsummering bøyekrefter Kreftene i bøyelinene er hentet ut fra simulering med kun strøm. Dette vil gi et godt bilde på nødvendig dimensjonering av bøyene. Denne dimensjoneringen tillater at bøyene kan være helt neddykket i enkelte situasjoner, og man unngår at bøyene blir liggende å flyte i vannskorpa ved rolig sjø. Det anbefales å bruke oppdriftsbøyer også på koblingspunkter hvor simuleringen gir lite eller ingen krefter. Koblingspunkt Utlagt bøye Dim. krefter i bøyeliner inkl. lastfaktor Kun strøm Med bølger Status ved verste miljøkombinasjon K1 APB ,35 2,59 Kan oppleve neddykking K2 AQUA 850 0,34 0,94 Kan oppleve neddykking K3 AQUA 850 0,37 0,94 Kan oppleve neddykking K4 APB ,54 3,54 Kan oppleve neddykking K5 APB ,43 1,81 OK K6 AQUA 850 0,14 0,56 OK K7 AQUA 850 0,17 0,65 OK K8 APB ,90 2,59 Kan oppleve neddykking Tabell 23 - Krefter i bøyeliner. NB langlenket kjetting er ikke godkjent til bruk ved løfting. Fortøyningsanalyse for Or Side 23 av 31

24 5.4 Kapasitetskontroll og konklusjon Kapasitetskontroll fortøyningsliner Kapasitetskontroll av utlagte fortøyningsliner er vist i Tabell 24. Line Utlagt dimensjon [mm] Tau Kjetti ng us us us 4* us us us us us us us us Anker 1500kg Anker 1500kg Anker 1500kg Lodd 12 tonn* Bolt 38x500 Anker 1500kg Anker 1500kg Anker 1500kg Anker 1500kg Anker 1500kg Anker 1500kg Tau MBL til utlagt dimensjon Kjetti ng Tau Utnyttelsesgrad Kjetti ng Bunnfeste Bunnfeste Bunnfeste 68,2 47,6 32,0 0,80 0,76 0,57 68,2 47,6 32,0 0,66 0,63 0,70 36,6 47,6 32,0 0,30 0,16 0,17 36,6 47,6 12,0* 0,31 0,16 0,59* 36,6 47,6 60,0 0,37 0,19 0,23 36,6 47,6 32,0 0,41 0,21 0,24 68,2 47,6 32,0 0,79 0,75 0,84 68,2 47,6 32,0 0,93 0,89 0,66 36,6 47,6 32,0 0,34 0,18 0,16 36,6 47,6 32,0 0,68 0,35 0,26 36,6 47,6 32,0 0,61 0,31 0,23 Anker us 36,6 47,6 17,0 0,41 0,21 0,33 700kg Tabell 24 - Kapasitetskontroll mot utlagt dimensjonering av fortøyningsliner. *Bunnfeste til line 4 er utført som et klumpbunnfeste på 12 tonn våt vekt. Fortøyningsanalyse for Or Side 24 av 31

25 5.4.1 Kapasitetskontroll ramme Kapasitetskontroll av utlagt ramme er vist i Tabell 25. Komp. Utlagt dimensjon [mm] MBL til utlagt dimensjon Utnyttelsesgrad Tau Kjetting Tau Kjetting Tau Kjetting Hanefot_B LL 36,6 34,8 0,65 0,46 Hanefot_B LL 36,6 34,8 0,56 0,39 Hanefot_B LL 36,6 34,8 0,70 0,49 RL_ ,7-0,72 - RL_ ,7-0,45 - RL_ ,7-0,80 - RL_ ,7-0,54 - RL_ ,7-0,42 - RL_ ,7-0,62 - RT_ ,7-0,11 - RT_ ,7-0,06 - RT_ ,7-0,06 - RT_ ,7-0,08 - Tabell 25 - Kapasitetskontroll mot utlagt dimensjonering av ramme Konklusjon Vi ser av kapasitetskontrollen i Tabell 24 og Tabell 25 at det utlagte anlegget er tilstrekkelig dimensjonert til å tåle miljølastene på lokaliteten. Bunnfestet til line 4 er en stein på anslagsvis 12 tonn våt vekt. Denne steinens vekt oppfyller NYTEKs krav til minst 2 ganger dimensjonerende last i line, men er i tillegg sikret med et usertifisert anker på 300kg i bakkant. Dette anses som tilstrekkelig til å sikre at bunnfestet ikke flytter nevneverdig på seg. Denne analysen er dermed å anse som AsBuilt dokumentasjon. Fortøyningsanalyse for Or Side 25 av 31

26 6 KOMMENTAR Alle brukere av dette dokumentet må være klar over at hensikten med en fortøyningsanalyse er å finne fortøyningssystemet sine dimensjonerende krefter. For å få til dette må det i noen deler av systemet foretas forenklinger av virkeligheten, for i det hele tatt å kunne utføre beregninger på systemet som helhet. Denne fortøyningsanalysen kan derfor kun brukes som grunnlag for dimensjonering av systemfortøyningen til anlegget. Det er også viktig å være klar over at validitet av beregningsresultat avhenger av kvalitet på data oppgitt i lokalitetsundersøkelsen. Dersom de gitte data for strøm og vind tilsvarer verste situasjon vil det anbefalte systemet være tilstrekkelig dimensjonert. Det samme gjelder også data angående dybder. Dersom bunntopografi avviker vesentlig fra grunnlagsdokumentasjonen for denne analysen, vil resultatene være ugyldige. I henhold til 19 i NYTEK skal fortøyningene legges ut i samsvar med fortøyningsanalysen. Avvik fra analysen må dokumenteres av kunde og overleveres Åkerblå. Åkerblå vil da vurdere utlagt anlegg opp mot fortøyningsanalysen, og avgjøre om anlegget er tilstrekkelig dimensjonert. Denne vurderingen kan medføre behov for en ny analyse. Beregninger er gjort med komponentenes originale bruddlaster og egenskaper som utgangspunkt. Det er derfor viktig å påpeke at korrosjon og slitasje av komponenter vil redusere bruddlasten til komponentene. 7 ANSVARSKLAUSUL Åkerblå AS har kun ansvaret for å rette feil og mangler i analysen som påberopes innen 1 år fra overlevering. Åkerblå AS har ikke ansvar for konsekvenser av feil i analysen, hverken overfor Oppdragsgiver eller tredjepart. Dette gjelder bl.a. skade på materiell, fast eiendom, varelager, personer, tapt fortjeneste eller andre direkte eller indirekte tap. Ved eventuell krav fra tredjepart skal Oppdragsgiver holde Åkerblå AS skadesløs. Oppdragsgiver plikter å ha skade- og ansvarsforsikring for sin virksomhet som dekker eventuelle konsekvenser. Fortøyningsanalyse for Or Side 26 av 31

27 8 REFERANSER NS 9415:2009. Flytende oppdrettsanlegg. Krav til utforming, dimensjonering, utførelse. Installasjon og drift. NYTEK-forskrift, FOR nr 849: Forskrift om krav til teknisk standard for flytende akvakulturanlegg NS-EN :2005+NA:2009. Eurokode 1: Laster på konstruksjoner. Del 1-4: Allmenne laster. Vindlaster. Brukerveiledning for «AquaSim analyse og simulerings-software». Åkerblå AS. B Bakgrunn og valg systemfortøyning. Lokalitetsrapport (Havbrukstjenesten AS, ): LR-T ver1.0. Værstasjon rapport (Havbrukstjenesten AS, 2014): KristiansundLufthavn_64330_værstasjon_rapport_2003_2014 Komponentbeskrivelse (Aqualine AS, ): Rammefortøyning Måsøval Fiskeoppdrett AS - Or 1x3 75x75 R04 ROV-rapport (Nordic SubSea AS, ): NS Or Anlegg ROV rapport Fortøyningsanalyse for Or Side 27 av 31

28 9 VEDLEGG 9.1 Statisk likevekt Figur 6 - Oversikt over statisk likevekt i fortøyningen Fortøyningsanalyse for Or Side 28 av 31

29 9.2 Dimensjonerende krefter bruddgrensetilstand Figur 7 - Oversikt over fordelingen av krefter i fortøyningen i bruddgrensetilstand Fortøyningsanalyse for Or Side 29 av 31

30 Rapport nr: Dato denne versjon: (ver2.1) Åkerblå AS Oversikt AsBuilt mot planlagt fortøyning Figur 8 - AsBuilt (blått) mot planlagt (grønt) fortøyning. Fortøyningsanalyse for Or Side 30 av 31

31 9.4 Krefter i AsBuilt mot planlagt fortøyning Figur 9 - Krefter i bruddgrensetilstand for utlagt fortøyning (venstre) og planlagt fortøyning (høyre) Fortøyningsanalyse for Or Side 31 av 31