DE102010015533B3

DE102010015533B3 - Anchoring element for a hydraulic system

Info

Publication number: DE102010015533B3
Application number: DE102010015533A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Maier
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-05-05
Anticipated expiration: 2030-04-17
Also published as: JP5630929B2; US20130101359A1; EP2558650A1; JP2013525629A; CA2796547A1; EP2558650B1; KR20130060192A; WO2011128006A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verankerungselement für eine wasserbauliche Anlage mit wenigstens einem Ballastgewicht zur Beschwerung und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verankerungselement mehrere Schubsicherungselemente umfasst, die an Seitenführungen im Verankerungselement beweglich angeordnet sind, sodass bei der Ablage des Verankerungselements auf einem Gewässergrund die Schubsicherungselemente bei Grundberührung aufgrund ihres Eigengewichts auf dem Gewässergrund lasten und sich individuell entlang der jeweiligen Seitenführung bewegen, bis das Verankerungselement eine Gleichgewichtsstellung einnimmt.The invention relates to an anchoring element for a hydraulic engineering system with at least one ballast weight for loading and is characterized in that the anchoring element comprises several thrust locking elements which are movably arranged on lateral guides in the anchoring element, so that when the anchoring element is placed on a water bed, the thrust locking elements due to ground contact their own weight on the bottom of the water and move individually along the respective lateral guide until the anchoring element is in equilibrium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verankerungselement für eine wasserbauliche Anlage, insbesondere einen Mooring-Block oder ein Schwerkraftfundament für eine Offshore-Energieerzeugungsanlage oder eine Zentrier- und Führungshilfe für eine Monoeile-Gründung und eine Bohrung am Gewässergrund.The invention relates to an anchoring element for a hydraulic engineering plant, in particular a mooring block or a gravity foundation for an offshore power generation plant or a centering and guiding aid for a Monoeile foundation and a bore at the bottom of the water.

Zur Ausbildung eines permanenten Ankerpunkts am Gewässergrund wird typischerweise ein Gewicht versenkt, von welchem eine Verbindungskette zu einer Ankerboje geführt wird. Hierzu wird beispielhaft auf die US 2008/0112759 A1 verwiesen. Aus dieser Schrift gehen auf den Gewässergrund abgelegte Gitterkörbe hervor, die mit Gesteinsbrocken gefüllt werden. Als Alternative besteht die Möglichkeit, Mooring-Blöcke in Form standardisierter Betonteile auszubilden. Dabei muss ein Mooring-Block ein hohes Gewicht aufweisen, um als sicherer Ankerpunkt dienen zu können. Zur Ausbildung von Verankerungselementen für Offshore-Anlagen führt dies zur Notwendigkeit, spezielle Installationsschiffe mit einer hinreichenden Krankapazität einsetzen zu müssen, um schwergewichtige Verankerungselemente sicher platzieren zu können.To form a permanent anchor point at the bottom of the water, a weight is typically sunk, from which a connecting chain is guided to an anchor buoy. This is exemplified in the US 2008/0112759 A1 directed. From this document go down to the bottom of the water lattice baskets that are filled with rocks. As an alternative, it is possible to form mooring blocks in the form of standardized concrete parts. A mooring block must have a high weight in order to serve as a safe anchor point. For the formation of anchoring elements for offshore installations, this leads to the need to use special installation vessels with a sufficient crane capacity to safely place heavyweight anchoring elements can.

Zur Verbesserung der Standfähigkeit von Mooring-Blöcken wurde durch die JP 61046791 A die Verwendung bodenseitiger, sich in den Boden des Gewässergrunds eingrabender Spitzen an einem Mooring-Block vorgeschlagen. Dieser Ansatz setzt ein relativ weiches Sediment am Gewässergrund voraus. Eine Ablage eines solchen Mooring-Blocks auf felsigem Untergrund kann zu einer reduzierten Ankerwirkung führen. Daher wird zur Bereitstellung hinreichender Sicherheitsreserven meist das Gewicht derartiger Verankerungselemente erhöht, was jedoch die Installationsarbeiten erschwert.To improve the durability of mooring blocks was by the JP 61046791 A the use of bottom-side, buried in the bottom of the body of water ground tips proposed on a mooring block. This approach requires a relatively soft sediment at the bottom of the water. A deposit of such a mooring block on rocky ground can lead to a reduced anchor effect. Therefore, to provide sufficient safety reserves usually the weight of such anchoring elements is increased, but this complicates the installation work.

Eine entsprechende Problematik ergibt sich für Schwerkraftgründungen von Offshore-Energieerzeugungsanlagen. Für die Errichtung von Windkraftanlagen an einem Meeresstandort wird beispielhaft auf die DE 10 2005 006 988 A1 verwiesen. Des Weiteren sind entsprechende, durch die Eigenschwere gesicherte Fundamente für vollständig tauchende Anlagen zur Energiegewinnung aus Gezeiten bekannt. Auch in diesem Fall führt ein steiniger Untergrund zu besonders schweren Fundamentelementen, um ein Verschieben der Anlage durch Wellen- und Strömungskräfte sicher ausschließen zu können.A corresponding problem arises for gravity foundations of offshore energy generation plants. For the construction of wind turbines at a marine site is exemplified on the DE 10 2005 006 988 A1 directed. Furthermore, appropriate, secured by the intrinsic gravity foundations for fully submersible tidal power plants known. In this case too, a rocky ground leads to particularly heavy foundation elements in order to be able to reliably exclude a displacement of the plant by wave and flow forces.

Wird zur Anlagengründung bei einem felsigen Gewässergrund als Alternative zu einer Schwerkraftfundamentierung eine Pfahlgründung (Monopile) verwendet, dienen Verankerungselemente zur Zentrierung der für die Pfahlgründung auszuführenden Bohrung sowie zur Sicherung des unmittelbaren Fußbereichs der Gründung – hierzu wird auf die EP 1 988 219 A1 verwiesen. Auch für diese Anwendung werden schwere Verankerungselemente auf dem Gewässergrund abgelegt.If a pile foundation (monopile) is used for plant foundation in a rocky body of water as an alternative to a gravity foundation, anchoring elements serve to center the hole to be made for the pile foundation and to secure the immediate footing of the foundation - this is on EP 1 988 219 A1 directed. Also for this application heavy anchoring elements are placed on the bottom of the water.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verankerungselement für eine wasserbauliche Anlage anzugeben, das durch seine Eigenschwere auf dem Gewässergrund lastet, wobei das verwendete Ballastgewicht im Verhältnis zu den Grenzlasten für die Schubsicherung gering ist, sodass eine Installation mit einem vereinfachten Schiffsfahrzeug möglich wird. Dabei soll das Verankerungselement insbesondere für steinige und felsige Untergründe geeignet sein und sich durch eine hohe Standzeit sowie durch konstruktive und fertigungstechnische Einfachheit auszeichnen.The invention has for its object to provide an anchoring element for a hydraulic system, which relies on its own gravity on the body of water, the ballast weight used is low in relation to the limits for the thrust backup, so that an installation with a simplified ship's vehicle is possible. In this case, the anchoring element should be particularly suitable for stony and rocky surfaces and are characterized by a long service life and by design and manufacturing simplicity.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object underlying the invention is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Zur Verbesserung bekannter Verankerungselemente, die ein Belastgewicht zur Sicherung ausnutzen, haben die Erfinder erkannt, dass in Seitenführungen im Verankerungselement beweglich angeordnete Schubsicherungselemente, die sich nach dem Absetzen auf dem Gewässergrund in den Unebenheiten des Untergrunds verkeilen, die Belastbarkeit des Verankerungselements gegenüber Querkräften wesentlich erhöhen. Die hierfür verwendeten Schubsicherungselemente bewegen sich dabei lediglich aufgrund ihres Eigengewichts. Demnach übertragen die Seitenführungen Querkräfte, belassen jedem einzelnem der Schubsicherungselemente jedoch einen translatorischen Freiheitsgrad, sodass die Schubsicherungselemente ohne eine zusätzliche Aktorik bis zum Kontakt mit dem Gewässergrund ausfahren können.To improve known anchoring elements that utilize a load weight for securing, the inventors have recognized that in side guides in the anchoring element movably arranged shear locking elements that wedge after weaning on the bottom of the water in the unevenness of the ground, the load capacity of the anchoring element relative to transverse forces increase significantly. The shear securing elements used for this move only because of their own weight. Accordingly, the side guides transmit lateral forces, but leave each individual one of the thrust securing elements a translational degree of freedom, so that the thrust securing elements can extend without contact to the body of water without additional Aktorik.

Jedes der Schubsicherungselemente wird bei Ablage des Verankerungselements auf dem Gewässergrund eine bestimmte Gleichgewichtsstellung einnehmen. Hohe Lasten auf das Verankerungselement, insbesondere Querkräfte, können zur Bewegung des gesamten Verankerungselements führen, ohne dass die einzelnen Auflagepunkte der Schubsicherungselemente auf dem Gewässergrund wesentlich verändert werden, d. h. das Verankerungselement krallt sich gleichsam mit den frei beweglich ausfahrbaren Schubsicherungselementen im Relief des Untergrunds fest.Each of the thrust securing elements will occupy a certain equilibrium position when depositing the anchoring element on the bottom of the water. High loads on the anchoring element, in particular lateral forces, can lead to the movement of the entire anchoring element, without the individual contact points of the thrust securing elements are significantly changed on the riverbed, d. H. the anchoring element clings as it were with the freely movable extendable Schubsicherungselementen in the relief of the substrate.

Im einfachsten Fall sind die Schubsicherungselemente formschlüssig zu Ausnehmungen im Körper des Verankerungselements angelegt, sodass die Wandungen der Ausnehmungen die Seitenführungen für die Schubsicherungselemente darstellen. Für eine bevorzugte Gestaltung sind die Ausnehmungen als Durchgangsöffnungen im Verankerungselement ausgebildet, sodass die Schubsicherungselemente von oben in die Durchgangsöffnungen eingeführt werden können und eine geeignete Herausfallsicherung, beispielsweise in Form eines flanschförmig aufgeweiteten Querschnitts im Kopfbereich, umfassen. Beim Absenken des Verankerungselements werden die Schubsicherungselemente dann durch die Herausfallsicherungen gehalten und stehen zugleich über dem Bodenbereich des Verankerungselements hinaus. Bei Grundberührung lasten die Schubsicherungselemente dann mit ihrem Eigengewicht auf dem Gewässergrund und fahren so weit ein bis das gesamte Verankerungselement seine jeweilige Gleichgewichtsposition erreicht.In the simplest case, the thrust securing elements are applied in a form-fitting manner to recesses in the body of the anchoring element, so that the walls of the recesses constitute the lateral guides for the thrust securing elements. For a preferred embodiment, the recesses are as passage openings in Anchoring element is formed so that the thrust securing elements can be inserted from above into the through holes and a suitable fall-out, for example in the form of a flange-shaped expanded cross-section in the head area include. When lowering the anchoring element, the thrust securing elements are then held by the fall-out and at the same time stand beyond the bottom region of the anchoring element. When grounding load the shear protection elements then with their own weight on the bottom of the water and drive so far until the entire anchoring element reaches its respective equilibrium position.

Für eine vorteilhafte Gestaltung werden die Seitenführungen im Kontaktbereich zu den Schubsicherungselementen in Form seewasserfester Gleitlager ausgebildet. Hierzu werden die Seitenführungen selbst und/oder die mit den Seitenführungen in Kontakt tretenden Teile der Schubsicherungselemente mit einem geeigneten Gleitlagermaterial belegt. Hierfür kommen insbesondere die aus der Anwendung für Stevenrohre bekannten Materialkombinationen in Frage. Als besonders dauerhaft hat sich eine Hart-Weich-Paarung erwiesen. Das heißt, eine der Kontaktflächen wird mit einem hochbelastbaren Polymer, beispielsweise Orkot^®, belegt, während die Gegenlauffläche aus einem harten Material, etwa aus Edelstahl, besteht. Durch solchermaßen ausgebildete Schubsicherungselemente kann der wesentliche Teil des Verankerungselements sowie der Schubsicherungselemente aus einem Betonwerkstoff hergestellt werden. Dabei kommt insbesondere aus Festigkeitsgründen Faserbeton in Frage. Durch die voranstehend genannte Maßnahme wird ein direktes, wechselseitiges Abgleiten der Betonkomponenten vermieden. So kann die Wandung der Aufnahmen im Verankerungselement mit dem genannten Gleitlagermaterial belegt werden, während die Schubsicherungselemente in Form von Stahlrohren ausgebildet sind, die zur Erhöhung des Eigengewichts mit Beton ausgossen werden.For an advantageous embodiment, the side guides are formed in the contact area to the thrust securing elements in the form of seawater-resistant plain bearings. For this purpose, the side guides themselves and / or passing with the side guides in contact parts of the thrust securing elements are covered with a suitable plain bearing material. For this purpose, in particular the known from the application for stern tubes material combinations in question. A particularly hard-soft pairing has proven to be particularly durable. That is, one of the contact surfaces with a highly resilient polymer, such as Orkot ^®, is, while the mating surface consists of a hard material, such as stainless steel. Through such trained Schubsicherungselemente the essential part of the anchoring element and the thrust securing elements can be made of a concrete material. Fiber concrete is particularly suitable for reasons of strength. By the above-mentioned measure a direct, mutual sliding of the concrete components is avoided. Thus, the wall of the receptacles in the anchoring element can be covered with said plain bearing material, while the thrust securing elements are in the form of steel tubes, which are poured to increase the dead weight with concrete.

Für eine alternative Gestaltung werden die Seitenführungen für die Schubsicherungselemente in Form beabstandeter Platten, beispielsweise aus Stahl, mit Durchgangsöffnungen angelegt, durch die Schubsicherungselemente geführt sind. Besonders vorteilhaft werden die Schubsicherungselemente mit unterschiedlichen Querschnitten versehen, die so an die Dimensionierung der Durchgangsöffnungen angepasst sind, dass die Schubsicherungselemente gegen ein Herausfallen gesichert werden.For an alternative design, the lateral guides for the thrust securing elements are provided in the form of spaced plates, for example of steel, with through openings through which thrust securing elements are guided. Particularly advantageously, the thrust securing elements are provided with different cross sections, which are adapted to the dimensioning of the passage openings, that the thrust securing elements are secured against falling out.

Für eine weitere Ausgestaltungsalternative liegen die Schubsicherungselemente unmittelbar benachbart zueinander und weisen formschlüssige Kontaktflächen auf, die zur Realisierung der Seitenführungen dienen und ein wechselseitiges Abgleiten jeweils benachbarter Schubsicherungselemente in die zur freien Bewegung vorgesehene Translationsrichtung ermöglichen. Für eine solche Gestaltung ist es insbesondere denkbar, die Schubsicherungselemente als übereinstimmend dimensionierte Quader auszubilden, die von einem rahmenförmigen Element umrandet sind, das die Schubsicherungselemente seitlich gegeneinander führt. Ergänzt wird die Anordnung durch eine Herausfallsicherung.For a further embodiment alternative, the thrust securing elements lie directly adjacent to each other and have positive contact surfaces, which serve to realize the side guides and allow mutual sliding of each adjacent thrust securing elements in the translation direction provided for free movement. For such a design, it is particularly conceivable to form the thrust securing elements as a matching dimensioned cuboid, which are surrounded by a frame-shaped element, which leads the thrust securing elements laterally against each other. The arrangement is supplemented by a fall protection.

Das erfindungsgemäße Verankerungselement kann für eine erste Ausgestaltung bei der Ablage auf einem Gewässergrund auf wenigstens drei Schubsicherungselementen stehen. Die übrigen Elemente sind frei beweglich, das heißt sie sind nicht bis zu einem Endanschlag geführt und nehmen somit nicht das Gewicht des Verankerungselements auf. Allerdings pressen sie aufgrund ihrer Eigenschwere auf einen zugeordneten Kontaktpunkt am Gewässergrund und nehmen über die jeweilige Seitenführung die auf das Verankerungselement wirkenden Querkräfte auf.The anchoring element according to the invention can stand for at least three thrust securing elements when depositing on a body of water for a first embodiment. The other elements are freely movable, that is they are not led to an end stop and thus do not take on the weight of the anchoring element. However, due to their intrinsic gravity, they press on an assigned contact point on the bottom of the river and, via the respective lateral guide, absorb the transverse forces acting on the anchoring element.

Alternativ besteht die Möglichkeit, das Verankerungselement an einem weiteren separaten Bauteil abzustützen. Im einfachsten Fall ist dies der Last aufnehmende Rahmen des Verankerungselements selbst. Für eine Weitergestaltung werden die Vertikallasten an Auflagepunkten abgefangen, an denen Hebevorrichtungen zur Nivellierung des Verankerungselements vorgesehen sind. Eine solche Ausgestaltung kann insbesondere zur Realisierung eines Schwerkraftfundaments mit einem erfindungsgemäßen Verankerungselement zur Gründung einer Offshore-Energieerzeugungsanlage dienen. Entsprechend kann eine Zentrier- und Führungshilfe zur Sicherung einer Bohrung am Gewässergrund oder zur Erstellung einer Monoeile-Gründung mittels eines erfindungsgemäßen Verankerungselements realisiert werden.Alternatively, it is possible to support the anchoring element on another separate component. In the simplest case, this is the load-receiving frame of the anchoring element itself. For further development, the vertical loads are intercepted at support points on which lifting devices for leveling the anchoring element are provided. Such an embodiment can serve in particular for realizing a gravity foundation with an anchoring element according to the invention for establishing an offshore power generation plant. Accordingly, a centering and guiding aid for securing a hole on the bottom of the river or for creating a Monoeile foundation can be realized by means of an anchoring element according to the invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit Figurendarstellungen genauer erläutert, in denen im Einzelnen Folgendes dargestellt ist:In the following, the invention is explained in more detail by means of exemplary embodiments in connection with figure representations, in which the following details are shown:

1a und 1b zeigen als Querschnittansicht ein erfindungsgemäßes Verankerungselement vor und nach dem Absetzen auf dem Gewässergrund. 1a and 1b show a cross-sectional view of an inventive anchoring element before and after settling on the river bottom.

2a und 2b zeigen eine Ausgestaltungsvariante eines erfindungsgemäßen Verankerungselements in einer den 1a und 1b entsprechenden Darstellung. 2a and 2 B show an embodiment variant of an anchoring element according to the invention in a 1a and 1b corresponding representation.

3a und 3b zeigen ein weiteres, alternativ gestaltetes Verankerungselement im Querschnitt vor und nach dem Absetzen. 3a and 3b show another, alternatively designed anchoring element in cross-section before and after weaning.

4 zeigt ein Schwerkraftfundament für eine Offshore-Energieerzeugungsanlage mit einem erfindungsgemäßen Verankerungselement in Teilschnittansicht. 4 shows a gravity foundation for an offshore power plant with an anchoring element according to the invention in partial sectional view.

5 zeigt eine Zentrier- und Führungshilfe für eine Monopile-Gründung mit einem erfindungsgemäßen Verankerungselement in Querschnittansicht. 5 shows a centering and guiding aid for a monopile foundation with an anchoring element according to the invention in cross-sectional view.

1a zeigt in Querschnittansicht ein erfindungsgemäßes Verankerungselement 1, das als Ballastgewicht 2 einen quaderförmigen Betonblock 11 umfasst. Dargestellt ist das Absenken an einer Kette 10, die an den seitlichen Befestigungselementen 9.1, 9.2 gehaltert ist. Ein solchermaßen gestaltetes Verankerungselement dient bevorzugt als Mooring-Block. 1a shows a cross-sectional view of an inventive anchoring element 1 that as ballast weight 2 a cuboid concrete block 11 includes. Shown is the lowering on a chain 10 attached to the lateral fastening elements 9.1 . 9.2 is held. An anchoring element designed in this way is preferably used as a mooring block.

Im Betonblock 11, der bevorzugt zur Aufnahme hoher Lasten aus Faserbeton ausgebildet ist, sind Ausnehmungen 4.1–4.11 zur Aufnahme von Schubsicherungselementen 3.1–3.11 angelegt. Die Ausnehmungen 4.1–4.11 sind bevorzugt matrixförmig angeordnet und für die vorliegende Ausgestaltung in Form von Durchgangsöffnungen, die von der Oberseite 38 des Betonblocks bis zum Bodenbereich 39 reichen, angelegt. Dabei verlaufen die Längsachsen der Ausnehmungen 4.1–4.11 im Wesentlichen vertikal zu dem als Standfläche vorgesehenen Bodenbereich 39. Alternativ ist ein gewisser Anstellwinkel denkbar, der jedoch so steil und bevorzugt < 45° und besonders bevorzugt < 20° gewählt wird, sodass die Schubsicherungselemente 3.1–3.11 die Reibungskräfte in den Seitenführungen überwinden und aufgrund ihres Eigengewichts bei der für die Absenkung vorgesehenen Orientierung aus den Ausnehmungen 4.1–4.11 ausfahren.In the concrete block 11 , which is preferably designed to accommodate high loads of fiber concrete, are recesses 4.1 - 4.11 for receiving thrust securing elements 3.1 - 3.11 created. The recesses 4.1 - 4.11 are preferably arranged in the form of a matrix and, for the present embodiment, in the form of passage openings which extend from the top side 38 of the concrete block to the floor area 39 rich, laid out. The longitudinal axes of the recesses run 4.1 - 4.11 essentially vertical to the base area provided as a floor space 39 , Alternatively, a certain angle of incidence is conceivable, which however is chosen so steeply and preferably <45 ° and particularly preferably <20 °, so that the thrust securing elements 3.1 - 3.11 overcome the frictional forces in the side guides and due to their own weight in the provided for lowering orientation from the recesses 4.1 - 4.11 exit.

Die Schubsicherungselemente 3.1–3.11 sind vorliegend zylinderförmig angelegt und laufen spitz zu. Ferner weisen sie im Kopfbereich einen Anschlag 7 auf, der in Form eines gegenüber dem Querschnitt der Ausnehmungen 4.1–4.11 überdimensionierten Kragens angelegt ist und eine Herausfallsicherung bildet.The thrust securing elements 3.1 - 3.11 In this case, they are cylindrical in shape and taper sharply. Furthermore, they have a stop in the head area 7 on, in the form of one opposite the cross-section of the recesses 4.1 - 4.11 oversized collar is created and forms a fall out.

Als Seitenführungen 5 für die Schubsicherungselemente 3.1–3.11 dienen jeweils die Wandungen der Ausnehmungen 4.1–4.11, die formschlüssig zur Mantelfläche der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 angelegt sind.As side guides 5 for the thrust securing elements 3.1 - 3.11 each serve the walls of the recesses 4.1 - 4.11 , the form-fitting manner to the lateral surface of the thrust securing elements 3.1 - 3.11 are created.

Zusätzlich sind die Wandungen 12 bevorzugt mit einem Gleitlagermaterial 6 belegt. Dies ist exemplarisch anhand der Ausnehmungen 4.1 für das Schubsicherungselement 3.1 dargestellt. Das Gleitlagermaterial 6 dient dazu, die Reibungskräfte zwischen der Seitenführung 5 und dem Schubsicherungselement 3.1–3.11 so weit zu verringern, dass das Eigengewicht der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 zum Ausfahren aus der Ausnehmung 4.1–4.11 ausreicht. Außerdem soll bei einer ständigen Bewegung des Verankerungselements 1 unter wechselnden Anströmungsbedingungen oder aufgrund von Wellenbewegungen der Abrieb am Schubsicherungselement 3.1–3.11 beziehungsweise an den Wandungen 12 der Ausnehmungen 4.1–4.11 verringert werden.In addition, the walls 12 preferably with a plain bearing material 6 busy. This is exemplified by the recesses 4.1 for the thrust securing element 3.1 shown. The plain bearing material 6 serves to reduce the frictional forces between the side guide 5 and the thrust securing element 3.1 - 3.11 so far as to reduce the dead weight of the thrust securing elements 3.1 - 3.11 to extend out of the recess 4.1 - 4.11 sufficient. In addition, should a constant movement of the anchoring element 1 Under varying flow conditions or due to wave movements, the abrasion on the thrust securing element 3.1 - 3.11 or on the walls 12 the recesses 4.1 - 4.11 be reduced.

1b zeigt die Situation nach der Ablage des Verankerungselements 1 auf dem Gewässergrund 8. Dabei ruht der Betonblock 11 an den Auflagepunkten 37.1, 37.2 auf dem Gewässergrund 8. Im Allgemeinen werden wenigstens drei Auflagepunkte vorliegen, was in der schematisch vereinfachten Querschnittansicht nicht dargestellt ist. 1b shows the situation after the deposit of the anchoring element 1 on the riverbed 8th , The concrete block is resting 11 at the support points 37.1 . 37.2 on the riverbed 8th , In general, at least three support points will be present, which is not shown in the schematically simplified cross-sectional view.

Für das vorliegende Ausführungsbeispiel stützt sich das Verankerungselement 1 nicht unmittelbar an den Schubsicherungselementen 3.1–3.11 ab. Diese stehen jedoch entweder im Kontakt mit dem Gewässergrund 8 oder befinden sich in einer Endlagestellung und werden durch die Herausfallsicherung gehalten. Der letztgenannte Fall trifft für das Schubsicherungselement 3.6 zu. Die weiteren Schubsicherungselemente 3.1–3.5, 3.8–3.11 lasten mit ihrem Eigengewicht auf dem Gewässergrund 8 und nehmen eine individuelle Stellung in Abhängigkeit des Abstands zwischen dem Bodenbereich 29 des Betonblocks 11 und dem Gewässergrund 8 ein. Damit folgen sie dem Profilverlauf des Gewässergrunds 8 und greifen in Eintiefungen ein, sodass die auf das Verankerungselement 1 wirkenden Kräfte nicht zu einer Verschiebung der Kontaktpunkte führen. Es ist lediglich möglich, dass der Betonblock 11 bei großen Schubkräften eine Nickbewegung ausführt, die zu einer gewissen Bewegung der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 entlang der zugeordneten Seitenführungen 5 führt, ohne dass der Anlagekontakt der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 am Gewässergrund 8 selbst verloren geht.For the present embodiment, the anchoring element is supported 1 not directly to the thrust securing elements 3.1 - 3.11 from. However, these are either in contact with the body of water 8th or are in a final position and are held by the fallback. The latter case applies to the thrust securing element 3.6 to. The other thrust securing elements 3.1 - 3.5 . 3.8 - 3.11 load with their own weight on the riverbed 8th and take an individual position depending on the distance between the ground area 29 of the concrete block 11 and the riverbed 8th one. They follow the profile course of the riverbed 8th and engage in recesses, so that the on the anchoring element 1 acting forces do not lead to a shift of the contact points. It is only possible that the concrete block 11 at high thrust forces a pitching motion that leads to a certain movement of the thrust securing elements 3.1 - 3.11 along the associated side guides 5 leads, without the contact of the Schubsicherungselemente 3.1 - 3.11 on the river bottom 8th even lost.

Die 2a und 2b zeigen eine Ausgestaltungsalternative des Verankerungselements 1 in Querschnittansicht vor und nach dem Absetzen auf dem Gewässergrund 8. Die schematisch dargestellten Schubsicherungselemente 3.1–3.7 werden zur Ausbildung der Seitenführung 5 in Durchgangsöffnungen in einer ersten Führungsplatte 13 und einer zweiten Führungsplatte 15, die parallel zueinander beabstandet sind, gehalten. Die erste Führungsplatte 13 und die zweite Führungsplatte 15 sind seitlich in den Betonblöcken 11.1, 11.2 eingegossen, die den wesentlichen Teil des Belastgewichts 2 bilden. Abgedeckt wird die Anordnung durch eine Deckplatte 20, die in Entsprechung zur ersten Führungsplatte 13 und zur zweiten Führungsplatte 15 aus einem korrosionsbeständigen, hinreichend festen Werkstoff ausgebildet ist. Beispielsweise können diese Komponenten als Stahlplatten oder als Bauteile aus Faserbeton angelegt sein.The 2a and 2 B show a design alternative of the anchoring element 1 in cross-sectional view before and after settling on the riverbed 8th , The Schubsicherungselemente schematically illustrated 3.1 - 3.7 become the training of the lateral guidance 5 in through holes in a first guide plate 13 and a second guide plate 15 , which are spaced parallel to each other held. The first guide plate 13 and the second guide plate 15 are sideways in the concrete blocks 11.1 . 11.2 poured in, which is the essential part of the load weight 2 form. The arrangement is covered by a cover plate 20 that corresponds to the first guide plate 13 and the second guide plate 15 is formed of a corrosion resistant, sufficiently solid material. For example, these components can be applied as steel plates or as components made of fiber concrete.

Für das Schubsicherungselement 3.1 ist exemplarisch eine untere Durchgangsöffnung 14 in der ersten Führungsplatte 13 und eine hierzu fluchtende obere Durchgangsöffnung 16 in der zweiten Führungsplatte 15 angelegt. Hierdurch wird das Schubsicherungselement 3.1 in einem steilen Winkel bevorzugt < 20° und besonders bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Absetzrichtung seitlich geführt. Dabei greift der schmäler angelegte untere Zylinderquerschnitt 17 der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 durch die untere Durchgangsöffnung 14. Diese ist jedoch zu schmal für den aufgeweiteten, oberen Zylinderabschnitt 18, wodurch eine Herausfallsicherung 36 realisiert wird. Der obere Zylinderabschnitt 18 passt durch die weiter angelegte, obere Durchgangsöffnung 16 und reicht für die in 2a dargestellte voll ausgefahrene Ruhestellung der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 über die zweite Führungsplatte 15 hinaus. Der einen Kopf 19 bildende überstehende Teil ist gerundet angelegt, sodass bei einem vollen Einfahren der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 ein schonendes Abgleiten des Kopfs 19 an der Innenseite der darüber liegenden Deckplatte 20 gewährleistet ist.For the thrust securing element 3.1 is an example of a lower passage opening 14 in the first guide plate 13 and an upper through hole aligned therewith 16 in the second guide plate 15 created. This will be the thrust securing element 3.1 at a steep angle preferably <20 ° and particularly preferably guided substantially perpendicular to the setting direction laterally. The narrower lower cylinder cross-section engages 17 the thrust securing elements 3.1 - 3.11 through the lower passage opening 14 , However, this is too narrow for the flared upper cylinder section 18 , creating a fallback 36 is realized. The upper cylinder section 18 fits through the wider, upper through hole 16 and is enough for in 2a illustrated fully extended rest position of the thrust securing elements 3.1 - 3.11 over the second guide plate 15 out. The one head 19 forming projecting part is designed rounded so that at a full retraction of the thrust securing elements 3.1 - 3.11 a gentle sliding of the head 19 on the inside of the overlying cover plate 20 is guaranteed.

2b zeigt die Situation des auf den Gewässergrund 8 abgesetzten Verankerungselements 1 aus 2a. Ersichtlich ist, dass die Schubsicherungselemente 3.1 und 3.6 die Vertikallasten des Verankerungselements 1 aufnehmen. Gezeigt sind die zugeordneten Auflagepunkte 37.1, 37.2. Ein für den sicheren Stand notwendiger dritter Auflagepunkt ist in der vereinfachten Querschnittansicht nicht dargestellt. Die Last aufnehmenden Schubsicherungselemente 3.1 und 3.6 liegen dann jeweils im Bereich ihres Kopfes 19 innenseitig an der Deckplatte 20 an. Seitliche Kräfte werden an der unteren Durchgangsöffnung 14 in der ersten Führungsplatte 13 und der oberen Durchgangsöffnung 16 in der zweite Führungsplatte 15 eingeleitet. Im dargestellten Fall lasten die weiteren Schubsicherungselemente 3.2, 3.3, 3.5, 3.7 mit ihrem Eigengewicht auf dem Gewässergrund 8 und vermitteln über die jeweiligen Seitenführungen 5 im Falle einer Querbewegung des Verankerungselements 1 rückhaltende Kräfte. 2 B shows the situation of the riverbed 8th remote anchoring element 1 out 2a , It is evident that the thrust securing elements 3.1 and 3.6 the vertical loads of the anchoring element 1 take up. Shown are the assigned support points 37.1 . 37.2 , A necessary for the safe state third support point is not shown in the simplified cross-sectional view. The load-bearing thrust securing elements 3.1 and 3.6 then each lie in the area of her head 19 inside on the cover plate 20 at. Lateral forces are at the lower passage opening 14 in the first guide plate 13 and the upper passage opening 16 in the second guide plate 15 initiated. In the case shown, the additional thrust securing elements load 3.2 . 3.3 . 3.5 . 3.7 with their own weight on the riverbed 8th and convey about the respective side guides 5 in the case of a transverse movement of the anchoring element 1 restraining forces.

3a und 3b skizzieren ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei bilden die Betonblöcke 11.1, 11.2 und die Deckplatte 20 einen Teil eines nach oben hin geschlossenen Rahmens 40 für die passgenauen Schubsicherungselemente 3.1–3.6. Diese sind so angelegt, dass jedes einzelne Schubsicherungselement 3.1–3.6. eine Anlagefläche 21.1, 21.2, 21.3 zu einem benachbarten Element aufweist, die ein formschlüssiges Abgleiten in die für das Ausfahren vorgesehene Richtung, vorliegend die Vertikale, ermöglicht. Für die dargestellte Ausführung sind die Schubsicherungselemente 3.1–3.6 als quaderförmige Betonblöcke gewählt. Diese können zur Abriebsicherung mit einem Gleitlagermaterial belegt sein, was jedoch in der Figurenskizze nicht dargestellt ist. 3a and 3b sketch a further embodiment of the invention. The concrete blocks form 11.1 . 11.2 and the cover plate 20 a part of an upwardly closed frame 40 for precisely fitting thrust securing elements 3.1 - 3.6 , These are designed so that each individual thrust securing element 3.1 - 3.6 , a contact surface 21.1 . 21.2 . 21.3 to an adjacent element, which allows a positive sliding in the direction provided for the extension direction, in this case the vertical. For the illustrated embodiment, the thrust securing elements 3.1 - 3.6 chosen as block-shaped concrete blocks. These can be used for abrasion protection with a sliding bearing material, which is not shown in the figure sketch.

Die einzelnen, zunächst mittels einer Herausfallsicherung 36 an der Deckplatte 20 gehalterten Schubsicherungselemente 3.1–3.6 fahren bei Bodenberührung nach dem Absetzen des Verankerungselements 1 auf dem Gewässergrund 8 in Abhängigkeit der an Ort und Stelle vorliegenden Unebenheiten ein. Ersichtlich ist, dass die Schubsicherungselemente 3.1 und 3.5 unmittelbar bis zur Deckplatte 20 geführt werden und als Folge das Verankerungselement 1 tragend abstützen. Die übrigen Schubsicherungselemente 3.2–3.4 und 3.6 befinden sich in einer Zwischenstellung, wobei jedes einzelne mit seinem Eigengewicht auf dem Gewässergrund 8 lastet und die hierfür notwendige Relativstellung zu den jeweils benachbarten Schubsicherungselementen 3.1–3.6 durch ein Abgleiten entlang der Anlagenflächen 21.1–21.3 bewirkt wird. Hierdurch steht die an den Gewässergrund 8 angepasste Topologie der Grundberührungspunkte der Schubsicherungselemente 3.1–3.6, mit der Schubkräfte auf das Verankerungselement 1 über die Seitenführung 5 sicher abgefangen werden können.The individual, first by means of a fallback 36 on the cover plate 20 supported sliding securing elements 3.1 - 3.6 drive at ground contact after settling of the anchoring element 1 on the riverbed 8th depending on the unevenness present on the spot. It is evident that the thrust securing elements 3.1 and 3.5 directly to the cover plate 20 be guided and as a consequence the anchoring element 1 supportive. The remaining thrust securing elements 3.2 - 3.4 and 3.6 are in an intermediate position, each with its own weight on the water bottom 8th loads and the necessary relative position to the respective adjacent thrust securing elements 3.1 - 3.6 by sliding along the plant surfaces 21.1 - 21.3 is effected. This is the reason for the water bottom 8th adapted topology of the basic contact points of the slide securing elements 3.1 - 3.6 , with the pushing forces on the anchoring element 1 over the side guide 5 can be safely intercepted.

4 zeigt eine Weiterentwicklung der Erfindung in Form eines Schwerkraftfundamentes 22 für eine Offshore-Energieerzeugungsanlage, auf die eine Windturbine oder, wie vorliegend dargestellt, eine Gezeitenturbine aufgesetzt werden kann. Dargestellt ist eine Maschinengondel 27 mit einer daran umlaufenden Wasserturbine 28 sowie einen sich daran anschließende Turmadapter 26, der auf das Kopplungselement 25 an der fundamentseitigen Stützstruktur 24 aufsetzbar ist. 4 shows a further development of the invention in the form of a gravity foundation 22 for an offshore power plant, to which a wind turbine or, as shown here, a tidal turbine can be placed. Shown is a nacelle 27 with a water turbine revolving around it 28 and a subsequent tower adapter 26 that is on the coupling element 25 at the foundation-side support structure 24 can be placed.

Erfindungsgemäß umfasst das Schwerkraftfundament 22 ein Verankerungselement 1 mit in Ausnehmungen 4.1–4.8 vertikal beweglich angeordneten Schubsicherungselementen 3.1–3.8. Diese fahren bei der Ablage des Schwerkraftfundaments 22 auf den Gewässergrund 8 unter Beibehaltung des Bodenkontakts ein und bilden so den angepassten Bodenbereich 39 des Schwerkraftfundaments 22.According to the invention, the gravity foundation comprises 22 an anchoring element 1 with in recesses 4.1 - 4.8 vertically movably arranged thrust securing elements 3.1 - 3.8 , These drive at the filing of the gravity foundation 22 on the riverbed 8th maintaining the ground contact and thus form the adapted ground area 39 of the gravity foundation 22 ,

Nivelliert wird das Schwerkraftfundament durch die Hebevorrichtungen 23.1 und 23.3, die die Gewichtskraft des Schwerkraftfundaments 22 abstützen. Demnach fangen die vertikal frei beweglichen Schubsicherungselemente 3.1–3.8 einen wesentlichen Teil der beim Betrieb der Anlage auf das Schwerkraftfundament 22 wirkenden Querkräfte ab.The gravity foundation is leveled by the lifting devices 23.1 and 23.3 indicating the weight of the gravity foundation 22 support. Thus catch the vertically freely movable thrust securing elements 3.1 - 3.8 a significant part of the operation of the plant on the gravity foundation 22 acting transverse forces.

Für eine weitere Ausgestaltungsalternative kann die Standsicherheit des Schwerkraftfundaments 22 dadurch erhöht werden, dass über einen Zuführkanal 35 zur Verfüllung von Hohlräumen eine Zementmischung einem weiteren Erstellungsschritt zugeführt wird. Für diese Ausgestaltung dienen die Schubsicherungselemente 3.1–3.8 der initialen Standsicherung bei der Installation, bis die Zementmasse endgültig ausgehärtet ist.For a further design alternative, the stability of the gravity foundation 22 be increased by having a feed channel 35 for filling cavities, a cement mixture is fed to a further preparation step. For this embodiment serve the thrust securing elements 3.1 - 3.8 the initial stability during installation until the cement paste has finally hardened.

5 zeigt eine Zentrier- und Führungshilfe 30 für eine Bohrung, etwa zur Ausbildung einer Monoeile-Gründung. Gezeigt ist wiederum ein Fundamentelement, mit einem Betonblock 11, der als Ballastgewicht 2 und zugleich als Tragkomponente dient. Erfindungsgemäß sind die am Betonblock 11 angeordneten Schubsicherungselemente 3.1–3.8 mittels ihres Eigengewichts in den Ausnehmungen 4.1–4.8 vertikal frei beweglich angelegt. Diese dienen wiederum der Anpassung an den Verlauf des Gewässergrunds 8. Nach dem Nivellieren durch die Hebevorrichtungen 23.1, 23.2 kann durch das Führungsrohr 31 ein Bohrgestänge 32 mit dem Bohrkopf 33 zentriert in ein Bohrloch 34 abgesenkt werden. 5 shows a centering and guiding aid 30 for a hole, for example to form a Monoeile foundation. Shown again is a foundation element, with a concrete block 11 that as ballast weight 2 and at the same time serves as a supporting component. According to the invention are the concrete block 11 arranged thrust securing elements 3.1 - 3.8 by their own weight in the recesses 4.1 - 4.8 vertically freely movable. These in turn serve to adapt to the course of the riverbed 8th , After leveling by the lifting equipment 23.1 . 23.2 can through the guide tube 31 a drill pipe 32 with the drill head 33 centered in a borehole 34 be lowered.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Schutzansprüchen. Dabei ist es insbesondere denkbar, die Seitenführungen 5 für die Schubsicherungselemente 3.1–3.11 so anzulegen, dass diese in einer Winkelstellung zur Absetzrichtung ausfahren. Ferner ist es möglich, die Schubsicherungselemente 3.1–3.11 in unterschiedliche Gruppen einzuteilen, die sich durch ihre Ausfahrrichtung sowie durch ihr Gewicht beziehungsweise ihre Ausfahrlänge oder bezüglich der Gestaltung des Kontaktbereichs zum Gewässergrund unterscheiden. Des Weiteren kann die gesamte Außenfläche des Verankerungselements 1 mit Schubsicherungselementen 3.1–3.11 belegt werden, wobei nur ein Teil der Schubsicherungselemente 3.1–3.11 in Abhängigkeit der Ablagerichtung in Kontakt zum Gewässergrund 8 tritt. Dadurch kann das Verankerungselement 1 richtungsunabhängig auf dem Gewässergrund 8 abgelegt werden, wodurch sich die Installation vereinfacht.Further embodiments of the invention will become apparent from the following claims. It is particularly conceivable, the side guides 5 for the thrust securing elements 3.1 - 3.11 create so that they extend in an angular position to the setting direction. Furthermore, it is possible to use the thrust securing elements 3.1 - 3.11 to divide into different groups, which differ by their extension direction and by their weight or their extension length or with respect to the design of the contact area to the river bottom. Furthermore, the entire outer surface of the anchoring element 1 with thrust securing elements 3.1 - 3.11 are occupied, with only part of the thrust securing elements 3.1 - 3.11 depending on the storage direction in contact with the riverbed 8th occurs. This allows the anchoring element 1 independent of direction on the riverbed 8th be dropped, which simplifies installation.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verankerungselementanchoring element
22: Ballastgewichtballast weight
3.1–3.113.1-3.11: SchubsicherungselementThrust protection element
4.1–4.114.1-4.11: Ausnehmungrecess
55: Seitenführungcornering
66: Gleitlagermaterialplain bearing material
77: Anschlagattack
88th: Gewässergrundbody of water
9.1, 9.29.1, 9.2: Befestigungselementfastener
1010: KetteChain
11, 11.1, 11.211, 11.1, 11.2: Betonblockconcrete block
1212: Wandungwall
1313: erste Führungsplattefirst guide plate
1414: untere Durchgangsöffnunglower passage opening
1515: zweite Führungsplattesecond guide plate
1616: obere Durchgangsöffnungupper passage opening
1717: unterer Zylinderabschnittlower cylinder section
1818: oberer Zylinderabschnittupper cylinder section
1919: Kopfhead
2020: Deckplattecover plate
21.1, 21.2, 21.321.1, 21.2, 21.3: Anlageflächecontact surface
2222: SchwerkraftfundamentGravity Foundation
23.1, 23.223.1, 23.2: Hebevorrichtunghoist
2424: Stützstruktursupport structure
2525: Kopplungselementcoupling element
2626: Turmadaptertower adapter
2727: Maschinengondelnacelle
2828: Wasserturbinewater turbine
2929: Offshore-EnergieerzeugungsanlageOffshore power generation plant
3030: Zentrier- und FührungshilfeCentering and guide assistance
3131: Führungsrohrguide tube
3232: Bohrgestängedrill pipe
3333: Bohrkopfwellhead
3434: Bohrlochwell
3535: Zuführkanalfeed
36.1–36.636.1-36.6: HerausfallsicherungDrop-out safety
37.1, 37.237.1, 37.2: Auflagepunktsupport point
3838: Oberseitetop
3939: Bodenbereichfloor area
4040: Rahmenframe

Claims

Anchoring element ( 1 ) for a hydraulic structure with 1.1 at least one ballast weight ( 2 ) for weighting; characterized in that 1.2 the anchoring element ( 1 ) several thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) on side guides ( 5 ) in the anchoring element ( 1 ) are movably arranged, so that when depositing the anchoring element on a body of water ( 8th ) the thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) on grounding due to its own weight on the river bed ( 8th ) and individually along the respective lateral guide ( 5 ) until the anchoring element ( 1 ) assumes an equilibrium position.

Anchoring element according to claim 1, characterized in that each of the thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) within a recess ( 4.1 - 4.11 ) in the anchoring element ( 1 ) and the walls ( 12 ) of the recesses ( 4.1 - 4.11 ) the side guides ( 5 ) form.

Anchoring element according to one of claims 1 or 2, characterized in that the lateral guides ( 5 ) and / or with the side guides ( 5 ) in contact parts of the thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) with a plain bearing material ( 6 ) are occupied.

Anchoring element according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least a part of the thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) are in immediate lateral contact with each other, wherein the individual thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) can slide off each other and the side guide ( 5 ) by the mutual abutment surfaces of adjoining thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) is effected.

Anchoring element according to one of the preceding claims, characterized in that the thrust securing elements ( 3.1 - 3.11 ) against falling out of the anchoring element ( 1 ) are secured.

Anchoring element according to one of the preceding claims, characterized in that the anchoring element ( 1 ) is at least partially made of fiber concrete.

Anchoring element according to one of the preceding claims, characterized in that the anchoring element ( 1 ) a lifting device ( 23.1 . 23.2 ) for leveling after settling on the riverbed ( 8th ).

Hydraulic system with an anchoring element according to one of the preceding claims, wherein the hydraulic structure as a gravity foundation ( 22 ) for an offshore power generation plant ( 29 ) or as a mooring block or as centering and guiding aid ( 30 ) for the creation of a Monoeile foundation or for a well on a riverbed ( 8th ) serves.