Museoaluksen kuivatelakoinnin yleissuunnittelu

Abstract

Tutkimuksessa selvitetään mahdollisuudet museorekisterissä olevan moottorilaivan kuivatelakoimiseksi. Vaihtoehtoja ovat vetotelakka, allastelakka ja aluksen ylösnosto nosturilla. Tarkasteltavat telakointivaihtoehdot muodostuvat tontin asemakaavan ja hankkeen asettamien rajojen mukaan. Telakka tulee osaksi hanketta, jossa merelliselle Ranta-Toppilan alueelle esitetään rakennettavaksi museo- ja näyttelytilaa, ravintolaa, yleistä saunaa ja hotellia.

Työssä esitetään maanpaineen laskenta ja mitoittavien voimasuureiden muodostuminen telakkarakenteelle. Kaivannon ja sen rakentamisen vaiheiden suunnittelu ovat keskeinen osa työtä. Eurokoodit ja suomalaiset suunnitteluohjeet luovat perustan suunnittelulle. Tutkimuksessa esitetään teräsbetonirakenteiden mitoitus kantavana rakenteena ja perusteet teräsrakenteiden mitoitukselle.

Diplomityö on kuivatelakoinnin yleissuunnittelu, joka toimii pohjana jatkosuunnittelulle. Tärkein tavoite on muodostaa luotettava kustannusarvio rakenteesta, joka on teknisesti rakennettavissa ja käytössä toimiva. Kyse on laaja-alaisesta suunnittelusta, jossa yksityiskohtaisia rakenneratkaisuja ei suunnitella tarkemmin.

Tutkimuksen kohteessa telakkarakenne on liitettävä kaupungin julkiseen laiturirakenteeseen. Tämän vuoksi allastelakkarakenteen lisäksi vetotelakkarakenteelle joudutaan tekemään syvä rakennuskaivanto. Tavallisesti vetotelakkaluiska ei tarvitse tukiseiniä, koska luiska viedään maanpintaa pitkin veteen. Tämän vuoksi rakentamiskustannukset vetotelakalla jäävät yleensä pienemmiksi kuin tämän tutkimuksen kohteessa.

Kustannusten arviointiin käytetään julkisissa tie- ja ratahankkeissa sekä maarakentamisessa käytössä olevaa rakennusosa- ja hankenimikkeistöä. Rapal Oy:n kustannushallintapalvelu Fore antaa hyvät lähtötiedot suurimmalle osalle telakkarakenteen rakennusosan yksikköhinnoista.

Kirjallisuusselvitys esittää perustiedot maaperän käyttäytymisestä, joka on tärkeää tiedostaa minkä tahansa pohjarakenteen suunnittelussa ja rakentamisessa. Suunnittelu on tehty rakennesuunnittelijan näkökulmasta, joten telakointiin tarvittavat koneita ja laitteita ei tarkasti esitetä.

Museoaluksen kuivatelakoinnissa pääasiallinen tavoite on saada laiva nostettua vedestä kuivalle maalle. Tutkimuksen aikana todettiin, ettei telakan rakentaminen ole taloudellisesti kannattavaa yhden aluksen nostoa varten. Museoalueen laivahallista tulee lopullinen säilytyspaikka alukselle eikä jokavuotista vesillelaskua tehdä, joten edullisin ratkaisu kuivatelakoinnin suorittamiseen on aluksen nosto nostureita käyttäen.

The thesis explores the possibilities of dry docking a museum vessel. Possible dry docking solutions include a marine railway, a basin dock with dock gate and a lift with mobile cranes. The alternatives are constrained geometrically by the street plan and other museum project building’s boundaries. The dry dock is part of a larger project which includes a museum, a restaurant, a public sauna and hotel on the seafront of the Ranta-Toppila area in the City of Oulu.

This study presents the calculation of earth pressure and other design forces for the dry dock structure. The design of the construction excavation is a key part of the study. Eurocodes and Finnish design guidelines create the basis for planning work. The thesis presents calculations of reinforced concrete structures and basics for the Eurocode-based design of steel structures.

The title of the master thesis is “General design of museum vessel dry docking”. This study serves as a basis for further planning. The main objective is to provide reliable cost estimates for a technically feasible structure. The general design focuses on functionality of various features. This thesis will not focus on detailed structural solutions.

In the project studied in this thesis, the dry dock structure must be connected to open water via the city’s public pier. As a result, the marine railway slope needs to be recessed to the depth of the pier and earth retaining walls need to be constructed. Usually, a marine railway structure follows the slope of the ground surface to deep water and thus retaining structures are not needed. The need for construction of earth retaining walls notably increases construction costs of the marine railway in the study project of this thesis.

The cost estimate used in this study is created with ‘Fore’ cost management service. The cost management service is based on “Infra 2015” nomenclature used in public road and railway projects in Finland. Suitability of nomenclature is tolerable or good for most unit prices of the dry dock structure.

The literature review of the master thesis presents basic information on soil behavior, as it is generally important to be aware of in any earthwork and/or building foundation structure. Planning is done from the point of view of the structural engineer, so the machines and equipment needed for docking are not presented.

The main target of dry docking the museum vessel is to get the ship lifted out of the water. During the study, it was stated that construction of a dry dock structure is not economically viable for the purpose of lifting one ship. The boat hall of the museum area will become the showroom of the vessel. As annual launches are not performed, the study concludes that the most efficient solution for dry docking is the use of mobile cranes.