NL2013871B1 - Trilinrichting en werkwijze voor het in een ondergrond brengen van een funderingselement. - Google Patents

Abstract

De uitvinding betreft een trilinrichting, kit en werkwijze voor het brengen van een funderingselement in een ondergrond, waarbij de trilinrichting omvat: - een klemmechanisme voor het vastklemmen van het funderingselement; - een trilblok geconfigureerd voor het verschaffen van een trilling voor het in de ondergrond brengen van het funderingselement, waarbij het trilblok is voorzien van veerelementen; - een werkzaam met het trilblok verbonden rotatiemechanisme geconfigureerd voor het roteren van het trilblok met de veerelementen waarbij het klemmechanisme het funderingselement vast houdt; en - een fixatiemechanisme geconfigureerd voor het aanbrengen van een voorspanning op de veerelementen.

Description

TRILINRICHTING EN WERKWIJZE VOOR HET IN EEN ONDERGROND BRENGEN VAN

EEN FUNDERINGSELEMENT

De uitvinding betreft een trilinrichting voor het in een ondergrond inbrengen van een funderingselement, zoals een funderingspaal voor een windmolen. Dergelijke funderingselementen kunnen hierbij op land als ook op zee in een ondergrond worden gebracht.

Uit de praktijk zijn trilinrichtingen bekend voor het plaatsen van een funderingspaal waarop een constructie zoals een windmolen kan worden bevestigd. Dergelijke trilinrichtingen maken gebruik van het trillen van een massieve of buisvormige paal, waarbij deze paal in de grond wordt getrild met een trilblok. Dergelijke blokken worden veelal in een in hoofdzaak verticale positie van de funderingspaal verbonden met de bovenzijde van de funderingspaal. Hierbij is een goede afstemming vereist tussen de afmetingen van de funderingspaal en het betreffende blok. Dit is in de praktijk veelal tijdrovend, bij een relatief slecht zicht op de koppeling door de grote afstand, met een relatief grote kans op onnauwkeurigheden met bijkomend een verhoogde kans op ongelukken.

Tevens is uit de praktijk bekend om een trilblok aan te brengen op een funderingspaal terwijl deze in een horizontale positie is voorzien. Hierbij zijn voor het met de trilinrichting vanuit de horizontale positie naar de verticale trilpositie brengen van de funderingspaal grote krachten vereist. Hierbij worden de diverse onderdelen van het trilblok tijdens de rotatie blootgesteld aan deze grote krachten, veelal onder een ongunstige hoek, zodat de levensduur van het trilblok wordt beperkt en/of additioneel onderhoud is vereist. Componenten, zoals veerelementen van de trilinrichting, worden in dergelijke conventionele inrichtingen blootgesteld aan veranderende doorbuiging waarmee het verkrijgen van een juiste rotatiehoek en daarmee het verbinden van de trilinrichting aan de funderingspaal wordt bemoeilijkt. Bijkomend blijken veerelementen, met name veerelementen die gebruik maken van elastomeren, in de praktijk relatief veel spreiding te vertonen in sterkte zodat na verloop van tijd met name bij optredende grote belastingen breuk kan optreden. Dit vergroot de kans op ongelukken tijdens het positioneren van het funderingselement.

Een doel van de onderhavige uitvinding is om bovenstaande problemen op te heffen dan wel te verminderen en een effectieve trilinrichting te verschaffen voor het in een ondergrond brengen van een funderingselement.

Dit doel wordt bereikt met behulp van de trilinrichting voor het in een ondergrond brengen van een funderingselement volgens de onderhavige vinding, waarbij de trilinrichting omvat: een klemmechanisme voor het vastklemmen van het funderingselement; een trilblok geconfigureerd voor het verschaffen van een trilling voor het in de ondergrond brengen van het funderingselement, waarbij het trilblok is voorzien van veerelementen; en een fïxatiemechanisme geconfigureerd voor het aanbrengen van een voorspanning op de veerelementen zodanig dat beweging van de veerelementen wordt gereduceerd.

Door het aanbrengen van een voorspanning met het fixatiemechanisme op de veerelementen die aanwezig zijn in de trilinrichting, worden relatieve bewegingen tussen onderdelen van de trilinrichting tijdens het positioneren daarvan tegengegaan en bij voorkeur geheel vermeden. Het fixatiemechanisme maakt het mogelijk de veerelementen tijdelijk als het ware te isoleren uit het krachtenspel. De veerelementen worden gevormd door bijvoorbeeld veren, rubbers, elastomeren, of andere verende elementen. Deze veerelementen dienen om krachten die tijdens het trilproces worden uitgeoefend op het funderingselement niet door te leiden aan de rest van de installatie.

Tijdens het positioneren van het funderingselement met de trilinrichting, waarbij bijvoorbeeld een rotatie met het rotatiemechanisme wordt uitgevoerd zodanig dat het funderingselement wordt gehesen en opgericht met de trilinrichting, blijkt in de praktijk een relatief grote beweging op te treden ten gevolge van de optredende krachten tijdens de positionering. Bijvoorbeeld, een offshore funderingselement weegt bijvoorbeeld circa 1800 ton en heeft een diameter van bijvoorbeeld circa 6 meter. Dit resulteert in grote krachten die worden uitgeoefend op de inrichting. De relatieve bewegingen tijdens met name het positioneren hebben slijtage aan onderdelen, in het bijzonder de veerelementen, tot gevolg, waardoor de levensduur van de trilinrichting significant wordt beperkt. Dit leidt voorts tot praktische problemen ten aanzien van bijvoorbeeld de inzetbaarheid van trilinrichtingen indien bijvoorbeeld offshore meerdere funderingselementen geplaatst dienen te worden met één en dezelfde trilinrichting.

De optredende krachten tijdens de positionering van het funderingselement met de trilinrichting zijn in het bijzonder groot in geval een trilinrichting wordt aangebracht aan een funderingselement dat zich nog in een niet-verticale positie bevindt, dat wil zeggen nog niet in een trilpositie is gebracht. Dit betekent dat het samenstel van trilinrichting en funderingselement voor gebruik nog geroteerd moet worden naar een in hoofdzaak verticale trilpositie. Een dergelijke beweging wordt ook wel aangeduid als “up-enden”. Hierbij treedt in de praktijk met conventionele systemen schade op aan met name de veerelementen door de relatieve beweging die onderdelen van de trilinrichting ten opzichte van elkaar uitvoeren. Door het gebruik van het fixatiemechanisme, waarmee de veerelementen op een voorspanning worden gebracht, wordt deze schade gereduceerd of zelfs geheel vermeden, zodat de levensduur van de trilinrichting volgens de vinding significant wordt verlengd.

Het funderingselement kan in diverse vormen worden voorzien, waaronder een paal, buis, pijp en dergelijke. In het bijzonder omvat het funderingselement ook een buisvormige funderingspaal voorzien van een flens waarop een constructie, zoals een windmolen, plaatsbaar is.

Het fixatiemechanisme omvat bij voorkeur een aantal cilinders voor het aanbrengen van een voorspanning op de veerelementen. Het aantal bedraagt bijvoorbeeld één, twee of vier cilinders. Het zal duidelijk zijn dat ook een ander aantal cilinders gebruikt kan worden. Door de cilinders bijvoorbeeld uit te sturen wordt bewerkstelligd dat de veerelementen geïsoleerd worden van het krachtenspel voor het hijsproces. Door deze gehele of ten minste gedeeltelijke blokkering van de veerelementen wordt bewerkstelligd dat nagenoeg geen relatieve beweging tussen onderdelen van de trilinrichting ontstaat tijdens het positioneren van de trilinrichting, in het bijzonder tijdens het zogeheten “up-enden” van het samenstel van trilinrichting met funderingselement.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige vinding omvat de trilinrichting een werkzaam met het trilblok verbonden rotatiemechanisme geconfigureerd voor het roteren van het trilblok met de veerelementen, waarbij het klemmechanisme het funderingselement vast houdt.

Door het voorzien van een rotatiemechanisme is het mogelijk om het hiervoor reeds beschreven “up-enden” uit te voeren. Door de combinatie van rotatiemechanisme met klemmechanisme en veerelementen wordt bewerkstelligd dat ongewenste schade aan onderdelen ten gevolgde van de optredende krachten worden tegengegaan en bij voorkeur zelfs geheel worden vermeden. Het blijkt dat door genoemde combinatie de inzetbaarheid van de trilinrichting in de praktijk significant verbetert.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige vinding omvat het rotatiemechanisme een cilinder.

Door het rotatiemechanisme met een cilinder te voorzien kan op effectieve wijze een rotatie ten behoeve van bijvoorbeeld het zogeheten “up-enden” worden uitgevoerd. Hierbij is voor deze rotatie-beweging niet het gebruik van een lier- en/of hijsinstallatie vereist. Dit vergroot het gebruiksgemak van de trilinrichting volgens de vinding. Bijkomend wordt hiermee een kosteneffectieve trilinrichting verschaft. Verder bijkomend wordt hiermee in gebruik de benodigde tijdsduur voor het rotatieproces beperkt zodat het gehele proces van het aanbrengen van een funderingselement efficiënter kan worden uitgevoerd.

Een verder bijkomend voordeel van de trilinrichting volgens de onderhavige uitvinding is dat het gestel op relatief eenvoudige wijze van meer dan één trilblok, bijvoorbeeld twee, vier of zelfs meer, kan worden voorzien. Hiermee is het mogelijk om op effectieve wijze een groter vermogen voor het inbrengen van een funderingselement toe te passen. In een dergelijke uitvoeringsvorm met meerdere trilblokken wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een basisgestel en een zogeheten “spreader bar”.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige vinding omvat het klemmechanisme: een gestel voorzien van een aantal cilinders; een aantal werkzaam met de cilinders verbonden klemmiddelen voor het klemmen van een funderingselement; zodanig met de klemmiddelen werkzaam verbonden positioneringsmiddelen dat de klemmiddelen aangrijpen om een rand van het funderingselement; en met het gestel verbonden verbindingsmiddelen voor het verbinden van het gestel met de trilinrichting.

Door het voorzien van klemmiddelen, bij voorkeur in de vorm van grijpers, ofwel “grippers”, wordt bewerkstelligd dat een funderingspaal van verschillende dimensies en/of configuraties kan worden vastgeklemd. Hiermee wordt een flexibele inzet van de inrichting volgens de vinding mogelijk. Bij voorkeur wordt hierbij gebruik gemaakt van een aantal bij voorkeur hydraulische cilinders voor het hanteren van de benodigde krachten.

In het bijzonder is de inrichting volgens de vinding geschikt voor het klemmen van een funderingspaal voorzien van een flens aan de in gebruik naar boven gericht uiteinde van de funderingspaal. Een dergelijke flens is voordelig voor het daarop of daaraan plaatsen van bij voorkeur een windmolen. Een dergelijke windmolen kan op deze wijze op effectieve wijze worden geplaatst. Door de flexibele inrichting volgens de vinding kan een dergelijke funderingspaal voorzien van een flens op effectieve en efficiënte wijze worden geplaatst in een ondergrond, zowel op land als op zee.

Het is gebleken dat door de inrichting volgens de vinding krachten, die door een met de verbindingsmiddelen aangebracht trilblok tijdens het plaatsen van een funderingselement in een ondergrond worden ontwikkeld, op effectieve wijze kunnen worden doorgegeven aan het funderingselement, in het bijzonder een buisvormige funderingspaal voorzien van een flens waarop een windmolen plaatsbaar is.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm wordt gebruik gemaakt van twee bij voorkeur in hoofdzaak horizontaal opgestelde cilinders.

Het is gebleken dat door het voorzien van ten minste twee cilinders per klemmiddel een goede werking van de inrichting wordt bewerkstelligd. De cilinders verschuiven de klemmiddelen om deze hiermee over een flens te brengen en vervolgens aan te kunnen laten grijpen op bijvoorbeeld een buiswand van de funderingspaal. Door de bij voorkeur in hoofdzaak horizontale opstelling van de cilinders wordt een eenvoudige configuratie en werking van de inrichting volgens de vinding gerealiseerd.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de vinding omvatten de klemmiddelen een klemmingsmechanisme en tweede positioneringsmiddelen voor het positioneren van een klemmingsmechanisme ten opzichte van een wand van het funderingselement.

Door het voorzien van een klemmingsmechanisme en tweede positioneringsmiddelen wordt een grotere flexibiliteit van de inrichting volgens de vinding verkregen. Het klemmingsmechanisme wordt bij voorkeur aangedreven door een separate hydraulische cilinder.

In een verdere voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de vinding omvat de trilinrichting een hulpgestel geconfigureerd voor het in een geheel of gedeeltelijk liggende positie van het funderingselement op het hulpgestel daaraan aanbrengen van de trilinrichting.

Door het gebruik van een hulpgestel, veelal ook aangeduid als “up-end frame” kan een trilinrichting worden aangebracht op of aan een funderingselement terwijl het funderingselement zich bevindt op het hulpgestel in een niet-verticale positie. Door gebruik van het hulpgestel wordt bewerkstelligd dat het aanbrengen van de trilinrichting aan het funderingselement op eenvoudigere wijze kan worden uitgevoerd. Door het vervolgens met de hiervoor besproken blokkering/voorspanning op de veerelementen roteren van het samenstel van trilinrichting en funderingselement wordt het samenstel in de gewenste in hoofdzaak verticale trilpositie gebracht waarbij geen ongewenste effecten optreden aan (delen van) de trilinrichting ten gevolge van de relatief grote krachten die optreden tijdens de rotatie-beweging. Hiermee wordt naast een grotere veiligheid onder meer ook een relatief lange levensduur van de trilinrichting bewerkstelligd, waarbij met een minimum aan onderhoudswerkzaamheden kan worden volstaan.

Bij voorkeur is het rotatiemechanisme zodanig geconfigureerd dat na het aan het funderingselement aanbrengen van de trilinrichting het samenstel van trilinrichting en funderingselement over een hoek roteert tot een in hoofdzaak verticale trilpositie in het bereik van 60 tot 85 graden, bij voorkeur in het bereik van 70 tot 83 graden, en met de meeste voorkeur zo'n 80 graden.

Een bijzonder voordeel van het hanteren van een rotatiehoek in genoemde bereiken, in het bijzonder zo'n 80 graden, is dat de trilinrichting op relatief eenvoudige wijze aangebracht kan worden aan het funderingselement. In het bijzonder kan de trilinrichting als het ware zelfrichtend of zelfzoekend in een buisvormig funderingselement worden geleid. Hiermee worden de benodigde bewegingen en bijbehorende uitgeoefende krachten beperkt in vergelijking met het aanbrengen van een trilinrichting aan een volledig horizontaal geplaatst funderingselement waarbij bijvoorbeeld de trilinrichting in het funderingselement moet worden getrokken.

Een verder voordeel van het roteren over een hoek in genoemde bereiken, in het bijzonder zo'n 80 graden is dat hiermee een effectievere krachtenbalans wordt verkregen, met name in een offshore toepassing. Het funderingselement kan in het hulpgestel worden geplaatst en zal door de gehanteerde hoek met het horizontale vlak al met een onderste uiteinde in het water of vlak bij het wateroppervlak gepositioneerd kunnen worden. Dit heeft als voordeel dat de opwaartse kracht van het water de benodigde hijskrachten reduceert. Dit maakt positionering eenvoudiger en bijkomend wordt onderlinge beweging van onderdelen verder tegengegaan.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een kit omvattende een fixatiemechanisme geconfigureerd voor het aanbrengen van een blokkering of bewegingsbeperking op de veerelementen, en verbindingselementen voor het aanbrengen van het fixatiemechanisme op een trilinrichting voor het verschaffen van een trilinrichting zoals voorgaand beschreven.

De kit biedt gelijke voordelen en effecten als beschreven voor de trilinrichting. In het bijzonder kan de kit worden toegepast als een separate inbouw- of opbouwunit die optioneel bij een trilinrichting kan worden gemonteerd. Hierbij heeft de kit volgens de vinding het bijkomende voordeel dat deze tevens geschikt is voor toepassing op reeds bestaande trilinrichtingen die hiermee gemodificeerd kunnen worden, bijvoorbeeld indien deze voor offshore toepassingen gebruikt gaan worden.

De uitvinding heeft voorts tevens betrekking op een werkwijze voor het in een ondergrond brengen van een funderingselement, de werkwijze omvattende het voorzien van een inrichting en/of trilinrichting zoals voorgaand beschreven.

De werkwijze biedt gelijke voordelen en effecten als beschreven voor de inrichting en/of trilinrichting.

Bij voorkeur omvat de werkwijze volgens de vinding het met het fixatiemechanisme aanbrengen van een blokkering/voorspanning op de veerelementen. Hiermee worden de hiervoor genoemde voordelen en effecten ten aanzien van de trilinrichting bewerkstelligd.

Voorts omvat de werkwijze volgens de vinding het na het aanbrengen van de blokkering/voorspanning en het klemmen van het funderingselement roteren van het samenstel van trilinrichting en funderingselement tot een in hoofdzaak verticale trilpositie. Bij voorkeur wordt hierbij het trilblok vastgezet en voor montage geroteerd waarmee ongewenste bewegingen worden tegengegaan bij het roteren en hijsen tijdens het positioneren van de trilinrichting met funderingselement.

Dit in een niet-verticale positie aanbrengen van de trilinrichting op het funderingselement gevolgd door het roteren van het samenstel is met name voordelig in geval van offshore plaatsing van funderingselementen. Hierbij kan bijvoorbeeld het aanbrengen van de trilinrichting op of aan het funderingselement in hoofdzaak aan boord van een schip, en bij voorkeur in hoofdzaak op of nabij het dek van een dergelijk schip, worden uitgevoerd. In een momenteel geprefereerde uitvoeringsvorm wordt bij deze werkwijze gebruik gemaakt van een hulpgestel, oftewel een zogeheten “up-end frame”. Hiermee kan een gecontroleerde wijze een funderingselement in een ondergrond, zoals een zeebodem, worden aangebracht.

Bij voorkeur omvat de werkwijze volgens de vinding het met de positioneringsmiddelen positioneren van de klemmiddelen, en het met de klemmiddelen, bij voorkeur met behulp van het klemmechanisme bij voorkeur aangedreven door een afzonderlijke hydraulische cilinder, om of rond een rand van het funderingselement om aan te grijpen op bij voorkeur een wand van een buisvormig funderingselement. Een dergelijke rand omvat in het bijzonder een flens en een dergelijk funderingselement omvat in het bijzonder een buisvormige funderingspaal voorzien van een dergelijke flens.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van een voorkeursuitvoeringsvorm daarvan, waarbij wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren, waarin tonen: figuur 1 a-d, aanzichten van een conventioneel trilblok en een optioneel klemsysteem volgens de vinding; figuur 2 a-d, een aanzicht van een trilinrichting met optioneel klemsysteem en een veersysteem volgens de vinding; figuur 3 a-h, aanzichten van een voorkeursuitvoeringsvorm van de trilinrichting volgens de vinding; figuur 4 een aanzicht gericht op een klemsysteem toepasbaar in een trilinrichting volgens de vinding. figuur 5 A-F, een aanzicht van het klemsysteem uit figuur 4; en figuur 6, een schematisch aanzicht van een windmolen geplaatst volgens de vinding.

Trilsysteem 2 (figuur 1 a) omvat een zogeheten “outer suppressor” 4 die via veerelement 6 verbonden is met de zogeheten “inner suppressor” 8. Deze “inner suppressor” 8 is op carter 10 gemonteerd. Door gebruik van veerelement 6 kan het doorleiden van trillingen tijdens het drijven van funderingselement 12 worden geïsoleerd van hijsinstallatie. Verbindingen tussen “inner suppressor” 8, carter 10, basisgestel 14, klemmen 16 van klemmechanisme 18, en funderingspaal 12 zijn star. Opgewekte trillingen met trilinrichting 2 worden derhalve enkel in funderingspaal 12 gebracht.

Conventioneel veersysteem 20 (figuur 1 b) met veerelement 6 en “inner suppressor” 8 toont een flexibele vering. Twee fasen systeem 22 (figuur 1 c) toont veersysteem 22 met veerelement 6. Veersysteem 22 is een soort twee-fase systeem met eerste fase element 24 welke een relatief soepele verbinding vormt die met name trillingen naar hijsinstallatie 26 isoleert. Dit is derhalve vooral relevant tijdens het drijven of intrillen of in de ondergrond brengen van funderingspaal 12. Tweede fase element 28 realiseert een stijvere verbinding die niet wordt aangesproken tijdens het trilproces en juist tijdens een trekproces met funderingspaal 12 zodat een hogere last gehesen kan worden.

Tijdens het zogeheten “up-enden” ontstaat in de praktijk een scheefstand 30 (figuur 1 d) doordat ten gevolge van de grote gewichten van het samenstel van funderingspaal 12 en trilinrichting 2 grote krachten worden uitgeoefend op trilinrichting 2, waaronder ook de veerelementen 6, bijvoorbeeld in de vorm van rubberblokken. Hierbij ontstaat een momentwerking op veerelementen 6 zodanig dat deze worden scheefgedrukt. Scheefstand 30 kan zo groot worden dat de beide “suppressors” met elkaar in contact komen. Dit leidt tot ongewenst en soms onaanvaardbare spanningen in de constructie. Veerelement 6 zal voorts overbelast worden zodanig dat zelfs interne verbindingen beschadigd kunnen worden. Dit beperkt de levensduur van in het bijzonder de tril blokken en daarmee de inzetbaarheid van een dergelijke conventionele inrichting.

Navolgend zal een trilinrichting volgens de vinding worden toegelicht waarmee scheefstand 30 wordt tegengegaan en bij voorkeur zelfs vermeden kan worden.

Trilinrichting 32 (figuur 2 a-d) omvat in de getoonde uitvoeringsvorm volgens de vinding naast de reguliere onderdelen zoals “outer suppressor” 34 en carter 36, en onderdelen die in een geprefereerde uitvoeringsvorm volgens de vinding worden toegepast zoals basisgestel 14 en klemmen 16 van klemmechanisme 18, voorts een instelbaar twee fasen veersysteem 38.

Veer systeem 38 is voorzien van verstelmechanisme/fixatiemechanisme 40 (figuur 2 b en d). Verstelmechanisme 40 maakt het mogelijk een starre verbinding tussen “outer suppressor” 34 en carter 36 te realiseren waarbij de onderlinge afstand wordt verkleind. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt bijkomend het zwaartepunt 42 dichter bij het rotatiepunt van het “up-enden” gebracht wat het roteren vanuit een laadpositie naar een trilpositie van het samenstel van trilinrichting 32 en funderingspaal 12 gunstig beïnvloedt. De flexibele verbinding wordt door de geactiveerde starre verbinding ontzien en schade daaraan wordt derhalve voorkomen. In de trilpositie wordt verstelmechanisme 40 omgezet en zullen veerelementen 6 een flexibele verbinding verzorgen.

In de getoonde uitvoeringsvorm is verstelmechanisme 40 met een soort cilinder uitgevoerd, waarbij aan weerszijden van trilinrichting 32 een verstelmechanisme 40 is voorzien, derhalve twee in totaal per trilinrichting 32. Voor de rotatie van trilinrichting 32 tijdens het “up-enden” wordt gebruikt gemaakt van rotatie-cilinder 44 die een verdraaiing tussen trilinrichting 32 en hijsinstallatie 26 mogelijk maakt. Met behulp van cilinder 44 kan trilinrichting 32 een rotatiebeweging maken ten opzichte van hijsgestel 28. Dit maakt het zogeheten “up-enden” van de trilinrichting 32 samengesteld met een funderingselement 12 mogelijk. De slag van cilinder 44 is bij voorkeur beperkt tot een zodanige lengte dat ook bij een defecte cilinder 44 er geen ongewenste verdraaiingen tussen trilinrichting 32 en hijsgestel 28 mogelijk zijn.

Trilinrichting 32 volgens de vinding (figuur 3 a-h) toont hijsinrichting 28 waarbij “outer suppressor” 34 en carter 36 flexibel zijn verbonden (figuur 3a). Door verstelmechanisme 40 te bewegen in richting A wordt de flexibele verbinding star gemaakt door het aanbrengen van een voorspanning op veerelementen 6 (figuur 3b). Vervolgens wordt een rotatie uitgevoerd van trilinrichting 32 ten opzichte van hijsinstallatie 28 in richting B door beweging, in het bijzonder uitschuiven, van cilinder 44 (figuur 3c). In de getoonde uitvoeringsvorm wordt een hoek α van zo’n 80 graden gehanteerd. Hiermee wordt een zoekend of zelfrichtend effect gerealiseerd tijdens het aanbrengen van trilinrichting 32 aan of in funderingspaal 12 (figuur 3d) in of op hulpgestel 46, gevolgd door het vastklemmen met klemmen 16. Optioneel worden hierbij zelfzoekers toegepast om dit effect verder te optimaliseren. Hiermee wordt vermeden dat aparte trekkrachten uitgeoefend hoeven te worden om trilinrichting 32 naar funderingspaal 12 te trekken. Het is gebleken dat dit zelfzoekende effect met name op effectieve wijze benut kan worden bij funderingselementen die zijn voorzien van een flens aan de bovenrand. Overigens kan dit effect ook op andere funderingselementen op voordelige wijze worden toegepast.

Hierna kan het “up-enden” (figuur 3e) worden uitgevoerd in richting C. Aangekomen in de trilpositie (figuur 3f) wordt verstelmechanisme 40 omgezet om een flexibele verbinding met veerelementen 6 te realiseren. Hierna kan funderingspaal 12 in ondergrond 48 worden getrild in richting D (figuur 3g), met eventuele steunen 50. Na het bereiken van de gewenste diepte wordt trilinrichting 32 van funderingspaal 12 verwijderd in richting E (figuur 3h) en vervolgens bijvoorbeeld ingezet op bijvoorbeeld een volgend in ondergrond 48 te brengen funderingspaal 12.

Optioneel zijn vier trilblokken 32 naast elkaar geplaatst op basisgestel 14. Hiermee worden krachten zo optimaal mogelijk verdeeld. Het basisgestel omvat balken voor de verdebng van de uitgeoefende krachten op het funderingselement, in het bijzonder de funderingspaal 12 of funderingsbuis. Hiertoe is klemmechanisme 18 uitgevoerd met in de getoonde uitvoeringsvorm een twaalftal klemmiddelen of klemmen 16 waarvan navolgend een nadere uitvoeringsvorm wordt toegelicht. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn klemmen 16 zodanig uitgevoerd dat deze op relatief eenvoudige wijze aan kunnen grijpen over een eventuele flens aangebracht op een bovenrand van de funderingspaal 12. Dit maakt in een later stadium de bevestiging van de constructie, zoals een windmolen, op het funderingselement aanzienlijk eenvoudiger. Klemmen 16 zijn in de getoonde uitvoeringsvorm met een boutverbinding verbonden met basisgestel 14.

De veerelementen 6 die in de getoonde uitvoeringsvorm zijn uitgevoerd als een soort rubberblokken van een elastomeer materiaal zorgen dat in gebruik trillingen worden uitgeoefend op funderingspaal 12 en niet onnodig worden doorgegeven aan de overige delen van de totale trilinstallatie. Met behulp van een tweetal cilinders/verstelmechanismen 40 kan een voorspanning worden aangebracht op deze veerelementen 6 zodanig dat daarmee beweging van veerelementen 6 tijdens positionering wordt tegengegaan. Hiertoe zijn de cilinders 40 intrekbaar, waarbij cilinders 40 bijvoorbeeld aangrijpen op en pen/as die vervolgens veerelementen 6 indrukt door het naar elkaar toe bewegen van eerste deel 34 en tweede deel 36 van trilinrichting 32. Het zal duidelijk zijn dat ook een ander aantal cilinders 40 en een andere configuratie waarbij bijvoorbeeld cilinders 40 direct aangrijpen op veerelementen 6 volgens de vinding tot de mogelijkheden behoren.

Navolgend zal het plaatsen van een funderingspaal in de vorm van een buiselement in een offshore toepassing met behulp van de trilinrichting en de werkwijze volgens de uitvinding nader worden toegebcht in een toepassing waarbij een funderingselement als fundering voor een windmolen wordt gebruikt. Het zal duidelijk zijn dat maatregelen van de verschillende getoonde uitvoeringsvormen volgens de vinding onderling verwisseld of anderszins gecombineerd kunnen worden. Zo kan bijvoorbeeld het klemsysteem, dat navolgend in meer detail wordt toegelicht, worden toegepast als klemsysteem in de voorgaande uitvoeringsvorm.

Systeem 102 (figuur 4) is voorzien van een hefsysteem 104, één of meer tril blokken 106, in de getoonde uitvoeringsvorm vier trilblokken 106 die naast elkaar zijn gepositioneerd, een zogeheten “box structure” 108 en een inrichting 110 volgens de vinding voor het klemmen van een funderingspaal 112 en in het bijzonder op een flens 114 daarvan. Paal 112 wordt in de getoonde uitvoeringsvorm op zee 116 in ondergrond 118 gebracht. Inrichting 110 is voorzien van een verbindingsgestel 120 en aanvullend of alternatief “structure” 108 waaraan diverse klemelementen 122 zijn aangebracht.

Klemelement 122 (figuur 5 A-F) omvat in de getoonde uitvoeringsvorm een vast buitendeel 124 en een verschuifbaar binnendeel 126, waarbij delen 124, 126 met een tweetal cilinders 128 verschuifbaar zijn voorzien. Bij het aanbrengen van element 122 worden delen 124, 126 eerst uit elkaar gebracht en over flens 114 geplaatst. Vervolgens worden de delen 124, 126 met cilinders 128 naar elkaar toe geschoven en met beweegbare klem 129 vastgezet op paal 112. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt beweegbare klem 129 met behulp van cilinder 130 bewogen en wordt een daadwerkelijke klemming op paal 112 gerealiseerd. Om verschuiving van verschuifbaar klemdeel 126 tegen te gaan zijn in de getoonde uitvoeringsvorm fixatieelementen 132 omvattende een afzonderlijke cilinder voorzien die klemdeel 126 fixeren ten opzichte van T-vormige geleiderrails 134.

In de getoonde uitvoeringsvorm zijn tevens flensbeschermers 136 voorzien om schade aan flens 114 te vermijden. Op klemelement 122 zijn voorts verbindingspunten 38 aangebracht voor het direct of indirect daarop aanbrengen van de overige componenten van het trilsysteem. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn verbindingspunten 140 aangebracht waarom bijvoorbeeld windmolen 142 kan worden geplaatst en/of eventueel klemsysteem 122 kan worden gefixeerd.

In de getoonde uitvoeringsvorm is de binnendiameter van flens 14 zo’n 4400 mm en de buitendiameter zo’n 5500 mm.

Een windmolen (figuur 6) is op zee 116 geplaatst in ondergrond 118. Hierbij is molen aangebracht op flens 114 van paal 112.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusies binnen de strekking waarvan vele modificaties denkbaar zijn.

Claims (15)

1. Trilinrichting voor het in een ondergrond brengen van een funderingselement, waarin de inrichting omvat: een klemmechanisme voor het vastklemmen van het funderingselement; een trilblok geconfigureerd voor het verschaffen van een trilling voor het in de ondergrond brengen van het funderingselement, waarbij het trilblok is voorzien van veerelementen; en een fixatiemechanisme geconfigureerd voor het aanbrengen van een voorspanning op de veerelementen.

2. Trilinrichting volgens conclusie 1, verder omvattende een werkzaam met het trilblok verbonden rotatiemechanisme geconfigureerd voor het roteren van het trilblok met de veerelementen, waarbij het klemmechanisme het funderingselement vast houdt;

3. Trilinrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij het fixatiemechanisme een aantal cilinders omvat.

4. Trilinrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin het rotatiemechanisme een cilinder omvat.

5. Trilinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, verder omvattende twee of meer tril blokken.

6. Trilinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin het klemmechanisme omvattende: een gestel voorzien van een aantal cilinders; een aantal werkzaam met de cilinders verbonden klemmiddelen voor het klemmen van een funderingselement; zodanig met de klemmiddelen werkzaam verbonden positioneringsmiddelen dat de klemmiddelen aangrijpen om een rand van het funderingselement; en met het gestel verbonden verbindingsmiddelen voor het verbinden van het gestel met de trilinrichting.

7. Trilinrichting volgens conclusie 6, waarin per klemmiddel twee cilinders zijn voorzien.

8. Trilinrichting volgens conclusie 6 of 7, waarbij de klemmiddelen een klemmingsmechanisme en tweede positioneringsmiddelen voor het positioneren van het klemmingsmechanisme ten opzichte van een wand van het funderingselement omvatten.

9. Trilinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies omvattende een hulpgestel geconfigureerd voor het in een geheel of gedeeltelijk liggende positie van het funderingselement op het hulpgestel daaraan aanbrengen van de trilinrichting.

10. Trilinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin het rotatiemechanisme is geconfigureerd om na het aan het funderingselement aanbrengen van de trilinrichting het samenstel van trilinrichting en funderingselement over een hoek te roteren tot een in hoofdzaak verticale trilpositie, waarbij de hoek is gelegen in het bereik van 60 tot 85 graden, bij voorkeur in het bereik van 70 tot 83 graden, en met de meeste voorkeur zo'n 80 graden.

11. Trilinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin het funderingselement een buisvormige funderingspaal voorzien van een flens omvat.

12. Kit omvattende een fixatiemechanisme geconfigureerd voor het aanbrengen van een blokkering of bewegingsbeperking op de veerelementen, en verbindingselementen voor het aanbrengen van het fixatiemechanisme op een trilinrichting voor het verschaffen van een trilinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

13. Werkwijze voor het in een ondergrond brengen van een funderingselement, de werkwijze omvattende het voorzien van een trilinrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, omvattende het met het fixatiemechanisme aanbrengen van een voorspanning op de veerelementen.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, verder omvattende het na het aanbrengen van de voorspanning en het klemmen van het funderingselement roteren van het samenstel van trilinrichting en funderingselement tot een in hoofdzaak verticale trilpositie. Werkwijze volgens conclusie 13, 14 of 15, verder omvattende het met positioneringsmiddelen van een klemmechanisme positioneren van de klemmiddelen, en het met de klemmiddelen aangrijpen om of rond een rand van het funderingselement op een wand van het funderingselement.