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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung gemäß Anspruch 12.
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Bei einem Wasserbauwerk, d. h. einem Bauwerk, dessen Gründung zumindest teilweise unter dem Wasserspiegel liegt, kann es auf Grund der Strömungsverhältnisse zur Kolkbildung kommen, d. h. zur Ausbildung von Vertiefungen. Grundsätzlich kann Kolkbildung an Bauwerken mit Unterwasser-Gründungsstrukturen in fließenden Gewässern oder bei maritimen Bauwerken entstehen.
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Insbesondere während Sturmfluten kann es bei im Meeresboden gegründeten Strukturen von Offshore-Anlagen, insbesondere Offshore-Windanlagen zu einer Ausspülung des Seebodens an den Unterwasser-Gründungsstrukturen kommen, d. h. es bilden sich Kolke. Die Kolke werden durch besondere Strömungsverhältnisse in und / oder an der Unterwasser-Gründungsstruktur hervorgerufen, die sich z.B. durch Meeresströmungen, Seegang, das Material des Meeresbodens und / oder der Konstruktion der Unterwasser-Gründungstruktur ergeben. Die Ausbildung der Kolke kann die Standfestigkeit der Offshore-Anlagen erheblich gefährden.
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Gerade der Einbau eines Kolkschutzes an Windenergieanlagen erfordert das Arbeiten unter schwierigen Wetterbedingungen durch Wind und Wellenbewegung.
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Es besteht daher die Aufgabe, Vorrichtungen und Verfahren zu entwickeln, mit denen ein möglichst wirtschaftlicher Einbau oder eine möglichst wirtschaftliche Errichtung einer Kolkschutzvorrichtung unter Berücksichtigung der wetterbedingten Einflüsse möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch einen Installationsrahmen mit mindestens einer Halterungsvorrichtung für flexible Container und mindestens einem Trennmittel zum gezielten Trennen der flexiblen Container vom Installationsrahmen wird ein effizientes Absetzen der flexiblen Container zur Bildung der Kolkschutzvorrichtung möglich. Gerade durch ein kontrolliertes Absetzen von mehreren flexiblen Containern, insbesondere geotextilen Sandsäcken können komplexe Kolkschutzvorrichtungen in präziserer Weise schnell hergestellt werden.
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Das größte Potential in Hinblick auf einen optimierten Einbau ist, die Anzahl der Hübe pro Sandsack zu reduzieren. Das Konzept beschreibt somit eine Lösungsvariante, die einen Installationsrahmen entwickelt, der in der Lage ist, mehrere Geotextilsäcke z,B. mit einer Hubbewegung eines Krans auf dem Seegrund zu positionieren.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Installationsrahmen mindestens eine Halterungsvorrichtung für eine Mehrzahl von flexiblen Containern aufweist, wobei die flexiblen Container in einem Muster am Installationsrahmen anordbar sind, das dem Muster entspricht, das beim Absetzen der flexiblen Container gefordert ist. Wenn vor dem Absetzen der flexiblen Container ein bestimmtes Muster vorbestimmt ist, kann auch das Resultat nach dem Absetzen vorbestimmt werden.
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Dabei kann der Installationsrahmen in der Horizontalen die Form eines Kreis-Ring(teil)s zum Aufbau einer ringförmigen Kolkschutzvorrichtung der eines Rechtecks oder eines Quadrates zum Aufbau einer Kolkschutzvorrichtung um eine Unterwasser-Gründungsstruktur mit einem polygonalen Querschnitt aufweisen. Durch eine Anpassung des Installationsrahmens an die Form der Kolkschutzvorrichtung kann Zeit gespart werden.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die flexiblen Container vom horizontal ausgerichteten Installationsrahmen von den Haltevorrichtungen gehalten werden und nach unten hängen. Auf diese Weise können die flexiblen Container nach dem Trennen vom Installationsrahmen durch ihre eigene Masse schnell zum Boden gelangen oder effizient auf dem Boden abgelegt werden.
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Für eine sichere Halterung der flexiblen Container ist es vorteilhaft, wenn die flexiblen Container Befestigungselemente, insbesondere Schlaufen, zur Kopplung mit den Halterungsvorrichtungen aufweisen und mit dem mindestens einen Trennmittel die Verbindung zwischen Befestigungselement und Halterungsvorrichtung lösbar ist. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass das mindestens eine Trennmittel eine Drahtschlaufe zum Durchtrennen des Befestigungsmittels eines flexiblen Containers, und / oder eine Vorrichtung für die Betätigung eines beweglichen Hakens, insbesondere einer beweglich ausgebildeten Haltevorrichtung, aufweist. Diese mechanischen Mittel sind auch unter Wasser sicher und einfach zu bedienen, so dass ein sicheres Absetzen der flexiblen Container gewährleistet ist.
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Eine besonders effiziente Ausführungsform liegt vor, wenn der Installationsrahmen einen Primärrahmen und oberhalb davon einen Sekundärrahmen aufweist, die relativ zueinander in vertikaler Richtung beweglich sind, wobei das mindestens eine Trennmittel am Sekundärrahmen angeordnet ist, und wobei eine Drahtschlaufe des mindestens einen Trennmittels mit der Schlaufe als Befestigungselement gekoppelt ist, so dass bei einer relativen Bewegung von Primär- und Sekundärrahmen, insbesondere bei einer Bewegung des Sekundärrahmens nach oben die Schlaufe des Befestigungsmittels durchtrennbar ist.
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Vorteilhaft ist, wenn an einem Installationsrahmen zwischen 5 und 500 flexible Container anordbar sind.
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Vorteilhafterweise sind die flexiblen Container mit Sand und / oder Kies gefüllt, da diese Materialien in der Regel günstig ggf. vor Ort verfügbar sind.
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Für eine sichere Anordnung der flexiblen Container in der Kolkschutzvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn der Abstand der Befestigungsvorrichtungen für den jeweiligen flexiblen Container ein 0.7-faches der Länge und / oder der Breite des flexiblen Containers nicht unterschreitet.
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In vielen Fällen wird mindestens ein Installationsrahmen mit einem Kran gekoppelt sein, um damit flexible Container an Ort und Stelle der Kolkschutzvorrichtung zu bringen. Es ist aber auch möglich, dass mindestens ein Installationsrahmen mit einem tauchenden Gerät verbunden ist oder verbindbar ist. Damit könnte der Installationsrahmen autonom beweglich ausgebildet sein, um die Kolkschutzvorrichtung aufzubauen.
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Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
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Dabei wird zunächst eine Mehrzahl von flexiblen Containern, insbesondere geotextilen Sandcontainern, an einem Installationsrahmen angeordnet. Anschließend wird der Installationsrahmen zusammen mit den flexiblen Containern in den Bereich der Unterwasser-Gründungstruktur gebracht und dann werden die flexiblen Container von mindestens einem Trennmittel vom Installationsrahmen gelöst, so dass die flexiblen Container zusammen mindestens einen Teil der Kolkschutzvorrichtung bilden.
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Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren beispielhaft dargestellt. Dabei zeigt
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1 eine Schnittansicht durch eine Kolkschutzvorrichtung einer Offshore-Windanlage mit einer Unterwasser-Gründungsstruktur mit einem kreisförmigen Querschnitt;
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2A eine Draufsicht auf eine teilweise errichtete Kolkschutzvorrichtung mit geotextilen Sandcontainern;
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2B eine Draufsicht auf die Kolkschutzvorrichtung gemäß 2A nach der Fertigstellung;
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3 eine Draufsicht auf einen Installationsrahmen für flexible Container;
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4 eine Seitenansicht eines Installationsrahmens für flexible Container;
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5A eine Detailansicht einer Aufhängung eines flexiblen Containers an den Installationsrahmen gemäß 3 oder 4;
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5B Detailansicht gemäß 5A nach dem Durchtrennen eines Befestigungselementes;
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6 eine Detailansicht einer Aufhängung eines flexiblen Containers mittels eines beweglichen Hakens;
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7 eine weitere Ausführungsform einer Kolkschutzvorrichtung für eine Unterwasser-Gründungsstruktur mit einem rechteckigen Querschnitt.
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In 1 ist in einer Schnittansicht eine Kolkschutzvorrichtung 1 einer maritimen Struktur, nämlich einer Offshore-Windanlage, dargestellt, wobei hier nur die Gründungstruktur 20 („Monopile“) dargestellt ist, die unterhalb der Wasseroberfläche 40 liegt. Die im Wesentlichen säulenförmige Gründungstruktur 20 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 6 m auf.
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In anderen Ausführungsformen weist die maritime Struktur eine andere Form auf, d. h. die Gründungstruktur kann mehr als eine Säule haben. Auch kann die Gründungstruktur zusätzlich oder alternativ auch andere Strukturelemente außer Säulen und / oder auch andere Querschnitte aufweisen. In jedem Fall stellt die Gründungstruktur 20 einen Kontakt mit dem Boden, hier dem Seeboden 30, her.
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Auch wenn im Folgenden die Ausführungsbeispiele maritime Gründungstrukturen betreffen, lassen sich die Vorrichtungen zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1 und die Verfahren zu deren Herstellung auch in anderen Gewässern, z.B. strömenden Binnengewässern, anwenden, da auch dort eine Kolkbildung auftreten kann.
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Die Kolkschutzvorrichtung 1 gemäß 1 weist eine Vielzahl flexibler Container 2 auf, die in dieser Ausführungsform mit Sand gefüllt sind. Das Hüllmaterial der flexiblen Container 2 ist hier ein flexibles, textiles Gewebe, so dass auch von geotextilen Sandcontainern (GSC) gesprochen wird. Grundsätzlich kann das Hüllmaterial der flexiblen Container 2 auch aus einem anderen Material, wie z.B. einer Kunststofffolie oder einem flexiblen Verbundmaterial bestehen. Auch kann als Füllmaterial für die flexiblen Container 2 anderes Material als Sand, wie z.B. Kies oder auch ein Gemisch von Materialien verwendet werden.
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Die flexiblen Container 2 (Sandsäcke, GSC) werden auf dem Seeboden 30 ringförmig um die Unterwasser-Gründungsstruktur 20 (z.B. "Monopile") positioniert. Im vorliegenden Fall weist die Kolkschutzvorrichtung 1 einen Durchmesser von 24 m auf, der sich um den Monopiledurchmesser von 6 m herum erstreckt. Dabei werden fünf Ringe flexible Container 2 (Geotextilsäcke) in zwei Lagen eingebaut. Die Gesamtzahl der Container 2 (Geotextilsäcke) pro Standort, d. h. hier in beiden Lagen zusammen, beträgt 475 Säcke. Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass der Durchmesser der Kolkschutzvorrichtung 1 ungefähr das Vierfache des Durchmessers der Gründungsstruktur 20 beträgt.
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Die in dem Ausführungsbeispiel verwendenden flexiblen Container 2 (Säcke) haben eine Größe von 2,38 m x 1,45 m und werden in Lagendicken von 0,45 m eingebaut. Das Gewicht eines flexiblen Containers 2 (Sackes) beträgt über Wasser ca. 1.3 t und unter Auftrieb 0.5 t.
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In anderen Ausführungsformen können auch andere Anordnungen der flexiblen Container 2 auf dem Meeresboden 30 gewählt werden, wobei die Anordnung insbesondere an die Form der Gründungstruktur 20 angepasst sein kann (siehe 7). Bei einer Gründungstruktur 20 mit einem kreisförmigen Querschnitt (wie in 1, 2A, und 2B) bietet sich eine kreisringförmige Anordnung der flexiblen Container 2 an. Auch kann die Größe der flexiblen Container 2 von den oben genannten Größen abweichen, wenn es die Konstruktion erfordert. Auch können mehr als zwei Lagen von flexiblen Containern 2 in einer Kolkschutzvorrichtung 1 verwendet werden.
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Im Folgenden werden noch weitere Anwendungsbeispiele für Kolkschutzvorrichtung 1 beschrieben.
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Kolke entstehen grundsätzlich in Bereichen, in denen sich die Strömungsbedingungen des Gewässers ändern. Dies können z.B. auch eine Verengung der Strömungsbreite und damit eine Erhöhung des Strömungsgeschwindigkeit oder eine abrupten Änderung der Strömungsrichtung sein.
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Beim Einbau eines Monopiles als „Hindernis“ liegt eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit im Nahbereich des Monopiles vor.
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Ein weiteres Beispiel aus dem Wasserbau ist der Einbau von Buhnen z.B. in die Elbe. An den Enden der Buhnen entstehen hohe Strömungsgeschwindigkeiten, da sich das Wasser durch den verjüngten Querschnitt zwängen muss. Auch hier entsteht ein Kolk.
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Ein anderes Beispiel ist die Anwendung eines Kolkschutzes vor eine Kaimauer. Dieser wird durch die relativ hohen Strömungsgeschwindigkeiten von Bugstrahlrudern erzeugt.
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In 2A ist eine Draufsicht auf eine Lage der Kolkschutzvorrichtung 1 gemäß 1 dargestellt, wobei die Lage noch nicht vollständig ausgelegt ist. In einem Kreis-Ringteil von ca. 135° sind noch keine flexiblen Container 2 ausgelegt. Am linken Teil der noch nicht fertig gestellten Kolkschutzvorrichtung 1 ist ein Installationsrahmen 3 angedeutet, dessen Funktion im Folgenden noch erläutert wird.
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In 2B ist in einer Draufsicht die vollständige Lage der Kolkschutzvorrichtung 1 gemäß 2A dargestellt. Die kreisringförmige Lage der Kolkschutzvorrichtung 1 weist flexible Container 2 mit einem rechteckigen Querschnitt auf. Damit diese ringförmig ausgelegt werden können, überlappen sich die flexiblen Container 2 teilweise und – abhängig von der radialen Anordnung – in unterschiedlichem Maße.
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Die flexiblen Container 2 werden hier in zwei Lagen eingebaut (siehe 1), wobei die obere Lage um die Hälfte des Öffnungswinkels des Installationsrahmens 3 (in diesem Fall 22.5°) versetzt zur unteren Lage eingebaut wird. Radial sollten die flexiblen Container 2 ebenfalls versetzt eingebaut werden. Dies dient der Vermeidung von Lücken in der Kolkschutzvorrichtung 1.
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Die Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit der rationellen Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1, wie sie z.B. in der 1 dargestellt ist.
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Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1 auf hoher See, z.B. der Nordsee, muss robust gebaut sein. Feinmechanik, komplizierte Befestigungen und bewegliche Komponenten eignen sich nicht oder nur schlecht für den Einsatz.
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Im Folgenden wird ein Installationsrahmen 3 als eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1 beschrieben, der für die Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1 um eine Unterwasser-Gründungsstruktur 20 mit kreisförmigen Querschnitten ausgebildet ist (siehe 1, 2A, 2B).
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Ein für diesen Zweck entwickelter Installationsrahmen 3 weist in einer Ausführungsform zwei aufeinanderliegende Stahlkonstruktionen (siehe 4, 5A, 5B) auf und hat in der Horizontalen einen Querschnitt eines Kreis-Ringteiles („Tortenstücks ohne Spitze“), wobei die Fläche 1/8 des Kreisrings ist, d. h. der Winkel φ des Kreis-Ringteils beträgt 45°. Allgemein gilt für die Fläche eines Kreis-Ringteils über einen Winkel φ eines Kreisrings mit der Breite B und dem mittleren Radius r: A = φπrB/180.
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Entsprechend der Kapazität des zu verwendeten Krans (Seilbaggers) zum Heben und Absenken des Installationsrahmens lässt sich der Winkel φ des Installationsrahmens 3 anpassen. Der Öffnungswinkel φ sollte vorteilshafterweise aber einem Vielfachen von 21, 25° entsprechen. Damit lässt sich in effizienter Weise eine Überlappung der flexiblen Container 2 herstellen.
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Der Installationsrahmen 3 weist hier eine Reihe gerader Stahlträger 4 auf, so dass die Form des Kreis-Ringteiles nur angenähert wird. In radialer Richtung sind vier Stahlträger 4 speichenartig angeordnet. Quer dazu sind in Umfangsrichtung dreimal jeweils sechs Stahlträger 4 angeordnet. In einigen Bereichen, in denen die Stahlträger 4 aneinander stoßen, sind Verstärkungen 5 angeschweißt.
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Der innere Rand 6 (Bogen) des Installationsrahmens 3 beschreibt den Außendurchmesser der Unterwasser-Gründungsstruktur 20 der Windturbine; der äußere Rand 7 (Bogen) beschreibt den äußeren Rand der Kolkschutzvorrichtung 1.
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Mit den im Zusammenhang mit der 1 angegebenen Abmessungen der flexiblen Container 2 kann der in 3 dargestellte Installationsrahmen 3 flexible Container aufnehmen. Am „Tortenstück“ gemäß der Ausführungsform der 3 sind somit in fünf „Teilringen“ 30 flexible Container 2 (Geotextilsäcke) befestigt. Am ersten, inneren Teilring sind es drei flexible Säcke, am radial zweiten Teilring sind es fünf, am radial dritten Teilring sind es sechs, am radial vierten Teilring sind es sieben und am radial fünften Teilring sind es neun. Das Kreis-Ringteil („Tortenstück“) hat einen Radius von 20 m, wobei auf der Innenseite 3 m ausgespart sind.
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Ein flexibler Container 2 wiegt über Wasser ca. 1.3 t; unter Wasser 0.5 t. Da das dargestellte Kreis-Ringteil („Tortenstück“) 30 flexible Container 2 tragen kann, beträgt das Gewicht ca. 40 t, zuzüglich dem Eigengewicht des Installationsrahmens 3, an dem die flexiblen Container 2 (Säcke) bei der Installation aufgehängt sind. Der Seilbagger/Kran muss bei einer Auslage von 20 m 50 t bewegen.
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In 4 ist ein Installationsrahmen 3 als Vorrichtung zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Dabei sind fünf flexible Container 2 an dem Installationsrahmen 3 aufgehängt.
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Ein unterer Rahmen 11 ("Primärrahmen") trägt die Last der flexiblen Container 2. Es sind an den vier Ecken vertikal Profile angebracht, die als Führung für einen oben liegenden Rahmen 12 ("Sekundärrahmen") fungieren. Am Ende dieser vertikalen Führungen sind Bleche aufgeschweißt, die ein Abrutschen des Sekundärrahmens verhindern und dessen Bewegung nach oben beschränken.
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Am Primärrahmen 11 sind für jeden flexiblen Container 2 (Geotextilsack) vier Haken als Halterungsvorrichtung 8 vorgesehen, an denen die flexiblen Container 2 an vier Schlaufen als Befestigungselement 9 aus geotextilem Material mit einer Breite von 10 cm angehängt werden. Die Befestigungselemente 9 können alternativ auch aus einem anderen tragfesten Material hergestellt sein, das sich aber – zumindest für die Ausführungsform der 5A und 5B – dennoch durchtrennen lässt.
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In 5A ist eine Aufhängung eines flexiblen Containers 2 (hier nur zum Teil sichtbar) dargestellt. Eine Schlaufe 9 als Befestigungselement ist an dem flexiblen Container 2 angeordnet und hängt an einer hakenförmigen Halterungsvorrichtung 8. Das Einhängen der flexiblen Container 2 in die Halterungsvorrichtungen 8 kann über der Wasseroberfläche 40, z.B. auf einem Schiff erfolgen.
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Am Sekundärrahmen 12 ist für jede Schlaufe 9 ein Trennmittel 13, hier eine Drahtschlinge 13 aus dünnem, aber zugfestem Material befestigt, die jeweils durch die Ösen geführt wird und dann mit einem Schekel geschlossen wird. Wird der Sekundärrahmen 12 vom Primärrahmen 11 abgehoben (siehe 5B), so wird das Befestigungselement 9 von dem Trennmittel 13 durchschnitten und die flexiblen Container 2 fallen unter ihrem eigenen Gewicht nach unten oder sie bleiben auf dem Boden liegen.
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In 5B ist diese Situation dargestellt; der Sekundärrahmen 12 wurde vom Primärrahmen 11 abgehoben. Damit wurde die Drahtschlinge des Trennmittels 13 nach oben gezogen und das Befestigungsmittel 9, hier die Schlaufe, durchtrennt. Diese Durchtrennung erfolgt ohne die Notwendigkeit von Hilfsstoffen, wie z.B. Hydraulikflüssigkeit.
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In einer anderen, hier nicht dargestellten Alternative, sind die Haltevorrichtungen 8 als bewegliche Haken ausgebildet. Das Trennmittel 13 weist eine Vorrichtung auf, mit der die hakenförmigen Haltevorrichtungen 8 so bewegt werden können, dass sie aus den Schlaufen 9 der flexiblen Container 2 herausbewegt werden. Dies kann z.B. durch verschwenkbare Haken erfolgen (siehe 6). Auch auf diese Weise können die flexiblen Container 2 vom Installationsrahmen getrennt werden. Die Bewegung der hakenförmigen Haltevorrichtungen 8 kann über einen Drahtzug, eine pneumatische und / oder eine hydraulische Vorrichtung erfolgen.
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In 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Trennmittels 13 dargestellt. Hierbei ist die Haltevorrichtung als verschwenkbarer Haken 13 ausgebildet, der in das Befestigungselement 9 (Schlaufe) des flexiblen Containers eingereift. Durch ein Verschwenken – z.B. betätigt durch eine hydraulische Vorrichtung – in Pfeilrichtung wird der Haken 13 aus der Schlaufe 9 bewegt, so dass die Verbindung zwischen flexiblen Container 2 und Installationsrahmen 3 getrennt wird.
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Ebenfalls an den vier vertikalen Profilen sind Seile 10 befestigt, die in der Mitte des Installationsrahmens 3 unter einem Winkel von 30° zusammenlaufen und von dort am hier nicht dargestellten Bagger/Kran befestigt werden. Am Sekundärrahmen 12 befinden sich ebenfalls Seile, die unter 25° ebenfalls zur Mitte laufen. An diesem Mittelpunkt wird das Stahlseil befestigt, das zum Heben des Sekundärrahmens dient.
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Die Wahl eines Winkels von 30° erfolgt, um den Installationsrahmen 3 in einer möglichst stabilen Lage zu halten. Dies soll ein Hin- und Herschwenken des Rahmens verhindern. Die beiden Seile an den Winden dienen der horizontalen Ausrichtung des Installationsrahmens 3 Rahmens und verhindern das Verdrehen des Installationsrahmens 3 um eine (gedachte) vertikale Achse durch die Spitze des Krans und das Kranseils. Durch die beiden Winden auf dem Schiff und die Befestigung am Kran wird der Rahmen in seinen Freiheitsgraden eingeschränkt.
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Des Weiteren sind am Primärrahmen 11 zwei Seile befestigt, die zur Ausrichtung des Installationsrahmens 3 dienen. Sie führen vom Installationsrahmen 3 zum Schiff, wo sie an Winden befestigt werden.
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Der Abstand der Befestigungsvorrichtung 8 (Haken) für den jeweiligen flexiblen Container 2 (Sack) sollte ein 0.7-faches der Länge/der Breite des flexiblen Containers 2 (Sackes) nicht unterschreiten. Dies stellt sicher, dass die flexiblen Container 2 (Säcke) im eingebauten Zustand (d. h. wenn sie in der Kolkschutzvorrichtung 1 zusammen abgelegt sind) dicht aneinander liegen und zwischen den einzelnen flexiblen Containern 2 (Säcken) keine Lücken entstehen, in denen ein lokaler Kolk entstehen könnte und was im weiteren Verlauf zu Schäden an der Kolkschutzvorrichtung 1 führen könnte.
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Im Folgenden wird der Ablauf einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1 beschrieben.
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Zur Installation, d. h. zur Herstellung einer Kolkschutzvorrichtung 1 wird z.B. ein Seeschiff, ein Seeponton oder eine Hubplattform verwendet. Auf diesem Hauptgerät befindet sich ein Kran oder ein Seilbagger, der den oben beschriebenen Installationsrahmen 3 bewegen, insbesondere heben und senken kann. In der Mitte des Schiffs oder der Plattform werden die flexiblen Container 2 (Geotextilsäcke) positioniert. Sie werden bereits in der Form des Installationsrahmens 3 (z.B. in Form des "Kuchenstücks") positioniert. Der Installationsrahmen 3 wird von oben auf die flexiblen Container 2 (Sandsäcke) gelegt. Die flexiblen Container 2 (Säcke) werden mit an den Ecken befindlichen Befestigungselementen 9 (Schlaufen) an dem Installationsrahmen 3 befestigt. Der Sekundärrahmen 12 liegt während des Befestigens der flexiblen Container 2 auf dem Primärrahmen 11. Die Trennmittel 13, z.B. Drahtschlingen, werden dabei mit den Befestigungsmitteln 9 gekoppelt, d. h. im konkreten Fall werden die Drahtschlaufen 13 durch die Schlaufen des Befestigungsmittels 9 geführt.
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Zum Auslegen der flexiblen Container 2 wird der Installationsrahmen 3 mit dem Kran angehoben und mit Hilfe von Winden wird der Installationsrahmen 3 in die richtige Position über der Wasseroberfläche 30 gebracht und weiter kontrolliert mit Hilfe der Winden abgesenkt, bis sich die flexiblen Container 2 auf dem Seeboden 30 befinden. Die flexiblen Container 2 können mittels des Installationsrahmens koordiniert und zusammenhängend in einem vorbestimmten Muster abgelegt werden.
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In Abhängigkeit der Krangröße kann der der Einbau in Arbeitsschritte eingeteilt werden. Es sollen mindestens zwei Lagen der flexiblen Container 2 eingebaut werden. Pro Lage sind somit 250 flexible Container 2 notwendig. Die Grundfläche der Kolkschutzvorrichtung wird in die Segmente aufgeteilt. Bei einem Installationsrahmen 3 als Achtelkreis wären dies dann acht Segmente, die nacheinander bedeckt werden. Es ist es von Vorteil, hier erst Sektor 1, 3, 5 und 7 zu belegen und dann 2, 4, 6 und 8 zu belegen. Dies reduziert die Lücken zwischen den Segmenten. Ähnlich dem Einbau einer überbohrten Pfahlwand. Der Kran verfügt über ein GPS und positioniert den Rahmen und damit die Säcken an definierten Positionen. Mit einem ausreichend großen Kran kann aber auch eine Lage oder sogar der gesamte Kolkschutz mit einem Hub installiert werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung können die flexiblen Container 2 auch aus einer bestimmten Höhe über dem Meeresboden 30 ausgeklinkt werden, so dass die flexiblen Container eine gewisse Strecke unter ihrem eigenen Gewicht zum Meeresboden 30 fallen. Der Fallvorgang führt dazu, dass die flexiblen Container 2 nicht genau in einem vorbestimmten Muster auf dem Meeresboden 30 ablegt werden, so wie das durch das Muster an dem Installationsrahmen 3 vorbestimmt ist. Vielmehr werden Endpositionen der flexiblen Container 2 auf dem Meersboden 30 eine gewisse Streuung aufweisen, was zur Vermeidung von Kolken durchaus erwünscht sein kann. In diesem Fall würden sich nicht zwei Lagen im Sinne der 1 ausbilden, sondern ein davon abweichendes Haufenwerk aus flexiblen Containern 2.
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Wenn die flexiblen Container 2 mit Hilfe des Installationsrahmens 3 auf den Seeboden 30 gelegt worden sind, wird der Sekundärrahmen 12 angehoben und die Trennmittel 13, d. h. die Drahtschlingen durchschneiden das geotextile Material der Befestigungselemente 9 (Schlaufen).
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Anschließend werden beide Rahmen (d. h. Primär- und Sekundärrahmen 11, 12) wieder an die Wasseroberfläche 40 geholt.
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Die flexiblen Container 2 werden so in diesem Bereich der Kolkschutzvorrichtung 1 erfolgreich eingebaut.
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Der Installationsrahmen 3 lässt sich auch für eine andere Geometrie einer Kolkschutzvorrichtung 1 verwenden. Falls die Kolkschutzvorrichtung 1 eine rechteckige Geometrie aufweist (siehe 7), lässt sich der Installationsrahmen 3 als Rechteck ausbilden. In 7 wird eine im Wesentlichen quadratische Unterwasser-Gründungsstruktur 10 durch die Kolkschutzvorrichtung 1 geschützt.
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Somit besteht die Möglichkeit, durch geeignete Anpassung der Geometrie des Installationsrahmens 3 einfache, aber auch komplexere Kolkschutzvorrichtungen 1 effizient herzustellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolkschutzvorrichtung
- 2
- Container, geotextiler Sandcontainer (GSC)
- 3
- Installationsrahmen
- 4
- Stahlträger
- 5
- Verstärkungen
- 6
- Innerer Rand des Installationsrahmens
- 7
- Äußerer Rand des Installationsrahmens
- 8
- Haltevorrichtung (Haken) für flexiblen Container
- 9
- Befestigungselement (Schlaufe) des flexiblen Containers
- 10
- Seile
- 11
- Primärrahmen
- 12
- Sekundärrahmen
- 13
- Trennmittel, Drahtschlaufe
- 20
- Unterwasser-Gründungsstruktur
- 30
- Seeboden
- 40
- Wasseroberfläche
