DE102019215961A1 - Floating body for use as a hydraulic engineering element, hydraulic engineering arrangement with at least one such floating body, method for arranging such a floating body in a body of water, and method for operating such a floating body - Google Patents
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- E02B3/062—Constructions floating in operational condition, e.g. breakwaters or wave dissipating walls
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schwimmkörper (1) für den Einsatz als Wasserbauelement, insbesondere als Wellenbrecher, wobei der Schwimmkörper (1) einen hohlen Grundkörper (3) mit rundem Querschnitt aufweist, und wobei der Grundkörper (3) aus Stahl gebildet ist.The invention relates to a floating body (1) for use as a hydraulic structural element, in particular as a breakwater, the floating body (1) having a hollow base body (3) with a round cross section, and the base body (3) being made of steel.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schwimmkörper, eine Wasserbauanordnung mit mindestens einem solchen Schwimmkörper, ein Verfahren zum Anordnen eines solchen Schwimmkörpers in einem Gewässer, und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Schwimmkörpers.The invention relates to a floating body, a hydraulic engineering arrangement with at least one such floating body, a method for arranging such a floating body in a body of water, and a method for operating such a floating body.
Es ist grundsätzlich bekannt, Schwimmkörper als Wellenbrecher, insbesondere zur Reduktion von anlandenden Wellen auf Binnen- oder Küstengewässern sowie freien Wasseroberflächen, einzusetzen. Dies dient nicht zuletzt dem Schutz von Ufern, Bauwerken sowie anderen schützenswerten Gütern, insbesondere vor Erosion oder Materialabtragungen. Solche schwimmenden Wellenbrecher sind typischerweise passive, rechteckige Konstruktionen aus Beton oder Kunststoff. Dabei haben Schwimmkörper aus Beton insbesondere den Nachteil, dass sie konstruktionsbedingt eine hohe Eigenmasse aufweisen, sodass ihr Transport zu einem Einsatzort schwierig und häufig nur mittels kostenintensiver Schwerlasttransporte möglich ist. Sie setzen aufgrund ihres großen und nichtvariablen Tiefgangs auch bereits dort, wo sie in ein Gewässer eingesetzt werden, eine vergleichsweise große Mindestwassertiefe voraus und eignen sich daher nicht zur Einbringung in flache Gewässer. Schwierig ist es auch, die Zusammensetzung des verwendeten Betons je nach vorgesehenem Einsatzort anzupassen, um den Gewässer-Chemismus, insbesondere den pH-Wert, nicht zu stören. Wartungsarbeiten an solchen Wellenbrechern gestalten sich aufwendig.It is known in principle to use floating bodies as breakwaters, in particular to reduce waves landing on inland or coastal waters and free water surfaces. Last but not least, this serves to protect banks, structures and other goods worthy of protection, in particular from erosion or material removal. Such floating breakwaters are typically passive, rectangular structures made of concrete or plastic. Floating bodies made of concrete have the particular disadvantage that, due to their construction, they have a high dead weight, so that their transport to a place of use is difficult and often only possible by means of cost-intensive heavy-duty transports. Due to their large and non-variable depth, they already require a comparatively large minimum water depth where they are used in a body of water and are therefore not suitable for introduction into shallow bodies of water. It is also difficult to adapt the composition of the concrete used depending on the intended place of use so as not to disturb the water chemistry, especially the pH value. Maintenance work on such breakwaters is complex.
Schwimmende Wellenbrecher aus Kunststoff sind dagegen zwar leicht zu transportieren und zu installieren. Nachteilig ist dabei jedoch, dass sie einen geringen Tiefgang aufweisen, wodurch die wellenbrechenden Eigenschaften nur gering ausgeprägt sind, wobei solche Konstruktionen leicht zu kentern drohen.Floating breakwaters made of plastic, on the other hand, are easy to transport and install. The disadvantage here, however, is that they have a shallow draft, as a result of which the wave-breaking properties are only slightly pronounced, with such constructions easily threatening to overturn.
Schwimmende Wellenbrecher aus Beton oder Kunststoff weisen in der Regel nur einen geringen und/oder nicht regulierbaren Freibord auf, sodass ihre Wirkung ab einer bestimmten Wellenhöhe versagt. Kommt es zum Kentern dieser Schwimmkörper, können sie aufgrund ihrer kastenförmigen Bauweise nur mit erheblichem Aufwand wieder aufgerichtet werden. Der Freibord ist typischerweise vorgegeben und nachträglich nicht mehr veränderbar.Floating breakwaters made of concrete or plastic usually have only a small and / or non-adjustable freeboard, so that their effect fails above a certain wave height. If these floats capsize, they can only be erected again with considerable effort due to their box-shaped construction. The freeboard is typically specified and can no longer be changed afterwards.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwimmkörper, eine Wasserbauanordnung mit mindestens einem solchen Schwimmkörper, ein Verfahren zum Anordnen eines solchen Schwimmkörpers in einem Gewässer, und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Schwimmkörpers zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise nicht auftreten oder vermindert sind.The invention is based on the object of creating a floating body, a hydraulic engineering arrangement with at least one such floating body, a method for arranging such a floating body in a body of water, and a method for operating such a floating body, the disadvantages mentioned at least partially not occurring or being reduced are.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.The object is achieved in that the present technical teaching is provided, in particular the teaching of the independent claims and the embodiments disclosed in the dependent claims and the description.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Schwimmkörper geschaffen wird, der eingerichtet ist für den Einsatz als Wasserbauelement, insbesondere als Wellenbrecher, wobei der Schwimmkörper einen hohlen Grundkörper mit rundem Querschnitt aufweist, und wobei der Grundkörper aus Stahl gebildet ist. Der runde Querschnitt des Grundkörpers verringert oder beseitigt dabei insbesondere vorteilhaft die Kentergefahr für den Schwimmkörper. Zugleich weist ein solcher Schwimmkörper mit rundem Querschnitt insbesondere eine mindestens so gute Dämpfungswirkung auf wie ein Schwimmkörper mit rechteckigem oder anderweitig eckigem Querschnitt, erweist sich jedoch als kostengünstiger und einfacher in der Herstellung. Die Bauweise aus Stahl ermöglicht insbesondere eine leichtere Ausgestaltung und damit insbesondere einen einfacheren Transport als eine Bauweise aus Beton, zugleich aber einen größeren Tiefgang und bessere wellenbrechende Eigenschaften als eine Bauweise aus Kunststoff. Außerdem ermöglicht die Ausgestaltung aus Stahl eine kostengünstige Herstellung des Schwimmkörpers.The object is achieved in particular by creating a floating body which is set up for use as a hydraulic construction element, in particular as a breakwater, the floating body having a hollow base body with a round cross-section, and the base body being made of steel. The round cross-section of the base body reduces or eliminates the risk of capsizing for the floating body, in particular advantageously. At the same time, such a floating body with a round cross-section has, in particular, at least as good a damping effect as a floating body with a rectangular or otherwise angular cross-section, but proves to be cheaper and easier to manufacture. The construction made of steel enables in particular a lighter design and thus in particular easier transport than a construction made of concrete, but at the same time a greater depth and better wave-breaking properties than a construction made of plastic. In addition, the design made of steel enables the floating body to be manufactured inexpensively.
Bevorzugt kann der Schwimmkörper in Abhängigkeit seiner Außen-Abmessungen flexibel in der Regel ohne Sondertransport an jeden Standort befördert und vorzugsweise ohne Einschränkungen zu Wasser gelassen werden, insbesondere weil er im Vergleich mit Beton eine leichte Konstruktion aufweist.Depending on its external dimensions, the floating body can preferably be flexibly transported to any location without any special transport and preferably launched into the water without restrictions, in particular because it has a light construction compared to concrete.
Unter einem Schwimmkörper wird insbesondere eine Einrichtung verstanden, die aufgrund ihres Auftriebs durch Verdrängung nach dem Archimedischen Prinzip selbstständig schwimmfähig ist. Insbesondere ist ein solcher Schwimmkörper ein hydrostatischer Auftriebskörper oder weist einen hydrostatischen Auftriebskörper auf. Insbesondere ist der hohle Grundkörper des Schwimmkörpers ein hydrostatischer Auftriebskörper.A floating body is understood to mean, in particular, a device which, due to its buoyancy by displacement according to the Archimedes' principle, can float independently. In particular, such a floating body is a hydrostatic buoyancy body or has a hydrostatic buoyancy body. In particular, the hollow main body of the floating body is a hydrostatic buoyancy body.
Der Schwimmkörper ist bevorzugt als schwimmender Wellenbrecher ausgebildet.The floating body is preferably designed as a floating breakwater.
Unter einem Querschnitt wird insbesondere eine Ansicht in einer gedachten Ebene verstanden, auf der eine Längsrichtung des Schwimmkörpers, insbesondere eine Längsrichtung des hohlen Grundkörpers, senkrecht steht. Eine Längsrichtung ist dabei insbesondere eine Erstreckungsrichtung einer Symmetrieachse oder Längsachse des Schwimmkörpers, insbesondere des Grundkörpers, und/oder eine Richtung längster Erstreckung des Schwimmkörpers, insbesondere des Grundkörpers.A cross section is understood to mean, in particular, a view in an imaginary plane on which a longitudinal direction of the floating body, in particular a longitudinal direction of the hollow base body, is perpendicular. A longitudinal direction is in particular a direction of extent of an axis of symmetry or longitudinal axis of the Floating body, in particular the main body, and / or a direction of the longest extension of the floating body, in particular the main body.
Dass der hohle Grundkörper einen runden Querschnitt aufweist, bedeutet insbesondere, dass der Grundkörper - im Querschnitt gesehen - keine Ecken oder Kanten aufweist. Bevorzugt weist der Grundkörper einen kreisrunden Querschnitt oder einen ovalen Querschnitt auf. Bevorzugt ist der Grundkörper als Zylinder ausgebildet oder weist eine zylindrische oder kesselförmige Geometrie auf, insbesondere eine kreiszylindrische Geometrie oder eine zylindrische Geometrie mit ovalem Querschnitt. Der zylinderförmige oder kesselförmige Grundkörper ist bevorzugt eingerichtet zur liegenden Anordnung in Wasser, wobei die Längsachse des Grundkörpers parallel zur Wasserfläche orientiert ist.The fact that the hollow base body has a round cross section means in particular that the base body - viewed in cross section - has no corners or edges. The base body preferably has a circular cross section or an oval cross section. The base body is preferably designed as a cylinder or has a cylindrical or cup-shaped geometry, in particular a circular-cylindrical geometry or a cylindrical geometry with an oval cross-section. The cylindrical or bowl-shaped base body is preferably set up for a lying arrangement in water, the longitudinal axis of the base body being oriented parallel to the water surface.
Unter Stahl wird in bevorzugter Ausgestaltung hier eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoff-Massenanteil von höchstens 2 %, mit Eisen als Hauptbestandteil, bezeichnet. Neben Eisen und Kohlenstoff kann die Legierung andere Bestandteile aufweisen, insbesondere zur Modifizierung der Eigenschaften der Legierung.In a preferred embodiment, steel is an iron-carbon alloy with a carbon mass fraction of at most 2%, with iron as the main component. In addition to iron and carbon, the alloy can have other components, in particular to modify the properties of the alloy.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper aus Stahl besteht. Der Grundkörper ist dann besonders einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar.According to a further development of the invention it is provided that the base body consists of steel. The base body is then particularly simple and can be manufactured inexpensively.
Besteht der Grundkörper aus Stahl, sind dessen mechanische Eigenschaften, insbesondere E-Modul, Materialwandstärke, sonstige statische Parameter und dergleichen, bekannt, und sie sind insbesondere nicht oder höchstens geringfügig abhängig von variablen Umgebungsbedingungen oder Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Temperatur und/oder Spannungszustand. Eine statische und dynamische Kalkulation wird somit sicher ermöglicht.If the base body is made of steel, its mechanical properties, in particular modulus of elasticity, material wall thickness, other static parameters and the like, are known, and they are in particular not or at most slightly dependent on variable ambient conditions or operating conditions, such as temperature and / or stress. A static and dynamic calculation is thus reliably made possible.
In bevorzugter Ausgestaltung weist der Grundkörper einen Korrosionsschutz auf, insbesondere auf einer Außenseite, die bestimmungsgemäß dem Wasser des Gewässers zugewandt ist, in dem der Schwimmkörper eingesetzt wird. Vorzugsweise weist der Schwimmkörper Korrosionsschutz auch innen auf, insbesondere wenn der Grundkörper eingerichtet ist, um mit einer korrosiven Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gefüllt zu werden. Ein solcher Korrosionsschutz kann insbesondere eine Beschichtung, eine Feuerverzinkung, eine Lackierung, eine galvanische Beschichtung, eine Plattierung, oder eine andere geeignete Ausgestaltung umfassen.In a preferred embodiment, the base body has corrosion protection, in particular on an outer side which, as intended, faces the water of the body of water in which the floating body is used. The floating body preferably also has corrosion protection on the inside, in particular if the base body is designed to be filled with a corrosive liquid, in particular water. Such corrosion protection can in particular include a coating, hot-dip galvanizing, painting, galvanic coating, plating, or some other suitable configuration.
Vorzugsweise ist in dem hohlen Grundkörper wenigstens ein Schott angeordnet, vorzugsweise eine Mehrzahl von Schotten. Insbesondere kann in dem hohlen Grundkörper wenigstens ein Längsschott und/oder wenigstens ein Querschott angeordnet sein. Ein solches Schott wirkt effizient einer Aufschaukelung in Längs- und/oder Querrichtung sowie der Krängung entgegen.At least one bulkhead, preferably a plurality of bulkheads, is preferably arranged in the hollow base body. In particular, at least one longitudinal partition and / or at least one transverse partition can be arranged in the hollow base body. Such a bulkhead efficiently counteracts a buildup in the longitudinal and / or transverse direction and also counteracts heeling.
Die Längsrichtung und die Querrichtung spannen bei bestimmungsgemäßer Anwendung des Schwimmkörpers eine gedachte Ebene auf, die parallel zur Wasserfläche orientiert ist.When the float is used as intended, the longitudinal direction and the transverse direction span an imaginary plane that is oriented parallel to the surface of the water.
Vorzugsweise sind an dem Grundkörper Befestigungselemente, vorzugsweise Klampen, angeordnet. Diese dienen in bevorzugter Ausgestaltung einer Festlegung des Schwimmkörpers im Gewässer und/oder einer Befestigung von mindestens zwei Schwimmkörpern aneinander.Fastening elements, preferably cleats, are preferably arranged on the base body. In a preferred embodiment, these serve to fix the float in the body of water and / or to attach at least two floats to one another.
Unter einem Gewässer wird hier insbesondere ein fließendes oder stehendes Wasser, insbesondere Wasserkörper, verstanden, wobei der Begriff „Gewässer“ natürliche und künstliche Gewässer umfasst. Insbesondere ist ein Gewässer ein Meer oder ein Binnengewässer, insbesondere ein Fließgewässer oder Stillgewässer, insbesondere ein Strom, Fluss, Bach oder Kanal, oder ein See, insbesondere natürlicher See oder künstlicher See wie Stausee oder Tagebausee, ein Weiher, Teich oder Tümpel. Insbesondere ist der Begriff „Gewässer“ nicht eingeschränkt zu verstehen auf Gewässer, die unter das bundesdeutsche Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz - WHG) fallen. Insbesondere sind auch Gewässer umfasst, die unter das Bergrecht fallen.A body of water is understood here in particular to be flowing or standing water, in particular a body of water, the term “body of water” including natural and artificial bodies of water. In particular, a body of water is a sea or an inland body of water, in particular a flowing body of water or still water, in particular a stream, river, stream or canal, or a lake, in particular a natural lake or artificial lake such as a reservoir or open pit lake, a pond, pond or pond. In particular, the term “body of water” is not to be understood as being restricted to bodies of water that fall under the German law on the organization of the water regime (Water Management Act - WHG). In particular, bodies of water that fall under mining law are also included.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwimmkörper eine ansteuerbare Füllstandsveränderungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um einen Füllstand eines Füllmaterials in dem hohlen Grundkörper - insbesondere aktiv - zu verändern, wenn die Füllstandsveränderungseinrichtung angesteuert wird. Der Füllstand ist dabei insbesondere ein Füllstand des Füllmaterials in einem Füllraum des Grundkörpers. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, den Tiefgang und zugleich den Freibord des Schwimmkörpers - insbesondere auch während des Einsatzes des Schwimmkörpers, das heißt insbesondere auch nachträglich nach einem Einbringen des Schwimmkörpers in ein Gewässer, zu verändern.According to a further development of the invention, it is provided that the float has a controllable fill level changing device which is set up to change a fill level of a filler material in the hollow base body, in particular actively, when the fill level changing device is activated. The fill level is in particular a fill level of the filler material in a fill space of the base body. In this way, it is possible in particular to change the draft and at the same time the freeboard of the float, in particular also during the use of the float, that is to say in particular after the float has been introduced into a body of water.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper - insbesondere allseitig - geschlossen ausgebildet ist. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass in unerwünschter Weise bei einem Einsatz des Schwimmkörpers Wasser in den Grundkörper eindringt, sodass der Tiefgang des Schwimmkörpers ungewollt verändert wird oder der Schwimmkörper sogar sinkt.According to a further development of the invention, it is provided that the base body is designed to be closed, in particular on all sides. This can in particular prevent water from penetrating into the base body in an undesired manner when the floating body is used, so that the depth of the floating body is unintentionally changed or the floating body even sinks.
Vorzugsweise umschließt der Grundkörper einen Füllraum. Der Füllraum ist dabei insbesondere ein Hohlraum, der mit einem Füllmaterial gefüllt werden kann. Vorzugsweise ist der Füllraum von außen verschließbar zugänglich, vorzugsweise durch eine Leitung, einen Füllstutzen oder eine Klappe, insbesondere Revisionsklappe. Eine Leitung kann dabei insbesondere mittels eines Ventils oder einer anderen geeigneten Einrichtung verschließbar sein. Ein Füllstutzen kann insbesondere mit einem Deckel oder einer anderen geeigneten Verschließeinrichtung verschließbar sein. Allgemein ist dem Grundkörper bevorzugt ein Verschlusselement zugeordnet, um den Füllraum bedarfsweise zu öffnen und zu verschließen. Somit kann bedarfsweise Füllmaterial in den Füllraum eingebracht und aus dem Füllraum ausgebracht werden. Zugleich kann verhindert werden, dass in unerwünschter Weise Wasser aus dem Gewässer, in dem der Schwimmkörper eingesetzt wird, in den Füllraum eindringt.The base body preferably encloses a filling space. The filling space is in particular a cavity that can be filled with a filling material. The filling space is preferably accessible from the outside such that it can be closed, preferably through a line, a filling nozzle or a flap, in particular an inspection flap. A line can in particular be closable by means of a valve or some other suitable device. A filler neck can in particular be closed with a lid or some other suitable closing device. In general, a closure element is preferably assigned to the base body in order to open and close the filling space as required. Thus, if necessary, filling material can be introduced into the filling space and discharged from the filling space. At the same time, it can be prevented that water from the body of water in which the floating body is used penetrates into the filling space in an undesired manner.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper aus einem Stahltank, aus einem Stahlkessel oder aus einem Stahlrohr gebildet ist. Dies stellt eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung des Grundkörpers her. Insbesondere ist es so möglich, beispielsweise ausgemusterte Stahltanks, Stahlkessel oder Stahlrohre, die zuvor einem anderen Zweck gedient haben, als Schwimmkörper wiederzuverwenden. Gegebenenfalls bedarf es hierzu in einfacher Weise eines Anordnens, insbesondere Anschweißens, zusätzlicher Wandungselemente und/oder wenigstens eines Schotts an einen oder in einen solchen Stahltank, Stahlkessel oder Stahlrohr. Insbesondere bei einem Stahlrohr werden vorzugsweise die stimseitigen Öffnungen durch Anbringen, insbesondere Anschweißen, stirnseitiger Wandungselemente geschlossen. Ein Stahltank oder Stahlkessel ist demgegenüber bevorzugt bereits allseitig geschlossen ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass ein solcher Stahltank oder Stahlkessel bereits wenigstens ein Schott aufweist. Je nach vorheriger Anwendung werden solche Stahltanks, Stahlkessel oder Stahlrohre bevorzugt gereinigt, bevor sie in einem Gewässer als Schwimmkörper, insbesondere als schwimmende Wellenbrecher, eingesetzt werden.According to a further development of the invention it is provided that the base body is formed from a steel tank, from a steel boiler or from a steel pipe. This produces a particularly simple and inexpensive design of the base body. In particular, it is thus possible to reuse, for example, discarded steel tanks, steel boilers or steel pipes, which have previously served a different purpose, as floating bodies. If necessary, this requires an arrangement, in particular welding, additional wall elements and / or at least one bulkhead on or in such a steel tank, steel boiler or steel pipe. In the case of a steel pipe in particular, the front-side openings are preferably closed by attaching, in particular welding, front-side wall elements. In contrast, a steel tank or steel boiler is preferably designed to be closed on all sides. In particular, it is possible that such a steel tank or steel boiler already has at least one bulkhead. Depending on the previous application, such steel tanks, steel boilers or steel pipes are preferably cleaned before they are used in a body of water as floating bodies, in particular as floating breakwaters.
Ist der Grundkörper aus einem Stahltank, Stahlkessel oder Stahlrohr gebildet, können leicht verfügbare Norm-Bauteile verwendet werden, die eine günstige Herstellung verschiedener Schwimmkörper in verschiedenen Dimensionen ermöglichen.If the base body is formed from a steel tank, steel tank or steel pipe, readily available standard components can be used, which enable various floating bodies in different dimensions to be manufactured inexpensively.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an oder in dem Grundkörper ein Exzentergewicht angeordnet oder ausgebildet ist. Ein solches Exzentergewicht ist insbesondere eine Masse, die außerhalb eines Schwerpunkts des Grundkörpers angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Exzentergewicht so angeordnet, dass es bei einem Einsatz des Schwimmkörpers in einem Gewässer unterhalb eines Formschwerpunkts oder hydrostatischen Auftriebspunkts des Schwimmkörpers angeordnet ist. Hierdurch erhält der Schwimmkörper eine hohe Stabilität gegenüber Längs- und/oder Querneigung, insbesondere Krängung, Trimmen, Rollen und/oder Stampfen; insbesondere kann sich der Schwimmkörper aufgrund des Exzentergewichts selbsttätig wieder aufrichten. In bevorzugter Weise kann das Exzentergewicht außen oder innen an dem Grundkörper angeordnet sein, beispielsweise in Form eines Kiels oder in Form einer - bevorzugt dauerhaften - Teilfüllung des hohlen Grundkörpers, beispielsweise einer Betoneinlage. Es ist aber auch möglich, dass eine Wandung des Grundkörpers bereichsweise verdickt ausgebildet ist, um das Exzentergewicht bereitzustellen. Das Exzentergewicht kann also an dem Grundkörper angeordnet oder an dem Grundkörper ausgebildet sein. Es kann aber auch in dem Grundkörper angeordnet oder in dem Grundkörper ausgebildet sein.According to a development of the invention it is provided that an eccentric weight is arranged or formed on or in the base body. Such an eccentric weight is in particular a mass which is arranged outside a center of gravity of the base body. The eccentric weight is preferably arranged in such a way that, when the floating body is used in a body of water, it is arranged below a center of gravity or hydrostatic buoyancy point of the floating body. This gives the floating body a high level of stability with respect to longitudinal and / or transverse inclination, in particular heeling, trimming, rolling and / or pounding; in particular, the floating body can automatically straighten up again due to the eccentric weight. The eccentric weight can preferably be arranged on the outside or inside of the base body, for example in the form of a keel or in the form of a - preferably permanent - partial filling of the hollow base body, for example a concrete insert. However, it is also possible for a wall of the base body to be thickened in some areas in order to provide the eccentric weight. The eccentric weight can therefore be arranged on the base body or formed on the base body. However, it can also be arranged in the base body or formed in the base body.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Schwimmkörper für den Einsatz als Wasserbauelement, insbesondere als Wellenbrecher, geschaffen wird, wobei der Schwimmkörper einen hohlen Grundkörper aufweist, wobei der Schwimmkörper eine ansteuerbare Füllstandsveränderungseinrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um einen Füllstand eines Füllmaterials in dem hohlen Grundkörper - insbesondere aktiv - zu verändern, wenn die Füllstandsveränderungseinrichtung angesteuert wird. Der Füllstand ist dabei insbesondere ein Füllstand des Füllmaterials in dem Füllraum des Grundkörpers. Auf diese Weise ist es möglich, den Tiefgang und zugleich den Freibord des Schwimmkörpers insbesondere auch während des Einsatzes des Schwimmkörpers, das heißt insbesondere auch nachträglich nach einem Einbringen des Schwimmkörpers in ein Gewässer, zu verändern. Insbesondere können die wellenbrechenden Eigenschaften des Schwimmkörpers, insbesondere nämlich Tiefgang, Freibord und Masse des Schwimmkörpers, bedarfsgerecht - und insbesondere aktiv mittels Mess-, Steuer- und/oder Regeltechnik - während des Einsatzes des Schwimmkörpers verändert werden. Insbesondere können diese Eigenschaften auf momentan vorherrschende Bedingungen angepasst werden, um eine möglichst effiziente Reduktion der Wellenhöhe zu bewirken. Insbesondere kann der Tiefgang des Schwimmkörpers aber auch zum Zweck eines vereinfachten Einbringens des Schwimmkörpers in das Gewässer, oder eines Rückbaus des Schwimmkörpers aus dem Gewässer, verändert werden. Insbesondere kann der Schwimmkörper zunächst unbefüllt oder höchstens teilbefüllt in das Gewässer eingebracht und dann mittels der Füllstandsveränderungseinrichtung in dem Gewässer befüllt werden. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Transport und ein besonders einfaches Einbringen des Schwimmkörpers in flaches Wasser, sowie auch einen flexiblen, standortgerechten und an momentane Bedingungen angepassten Einsatz des Schwimmkörpers.The object is also achieved by creating a floating body for use as a hydraulic structural element, in particular as a breakwater, the floating body having a hollow base body, the floating body having a controllable fill level changing device which is set up to adjust a fill level of a filler material in the hollow Base body - in particular actively - to change when the level changing device is activated. The fill level is in particular a fill level of the filler material in the fill space of the base body. In this way, it is possible to change the draft and at the same time the freeboard of the floating body, in particular also during the use of the floating body, that is to say in particular also subsequently after the floating body has been introduced into a body of water. In particular, the wave-breaking properties of the float, in particular namely draft, freeboard and mass of the float, can be changed as required - and in particular actively by means of measurement, control and / or regulating technology - while the float is in use. In particular, these properties can be adapted to the currently prevailing conditions in order to bring about the most efficient possible reduction in the wave height. In particular, the draft of the floating body can also be changed for the purpose of a simplified introduction of the floating body into the body of water, or a removal of the floating body from the body of water. In particular, the floating body can initially be introduced into the body of water unfilled or at most partially filled and then filled in the body of water by means of the level changing device. This enables a particularly easy transport and a special simple introduction of the float in shallow water, as well as a flexible, location-appropriate and adapted to current conditions use of the float.
Der hohle Grundkörper weist bevorzugt einen runden Querschnitt auf.The hollow base body preferably has a round cross section.
Vorzugsweise weist der Grundkörper Stahl auf, besonders bevorzugt besteht der Grundkörper aus Stahl.The base body preferably comprises steel, and the base body is particularly preferably made of steel.
Der Grundkörper ist bevorzugt allseitig geschlossen ausgebildet. Vorzugsweise umschließt der Grundkörper einen Füllraum.The base body is preferably designed to be closed on all sides. The base body preferably encloses a filling space.
Der Grundkörper ist bevorzugt aus einem Stahltank, Stahlkessel oder Stahlrohr gebildet.The base body is preferably formed from a steel tank, steel boiler or steel pipe.
Vorzugsweise ist an oder in dem Grundkörper ein Exzentergewicht angeordnet oder ausgebildet.An eccentric weight is preferably arranged or formed on or in the base body.
Der Grundkörper weist vorzugsweise einen runden Querschnitt auf. Besonders bevorzugt ist der Grundkörper als Zylinder oder kesselförmig ausgebildet, insbesondere zur liegenden Anordnung im Wasser.The base body preferably has a round cross section. The base body is particularly preferably designed as a cylinder or in the shape of a kettle, in particular for lying in the water.
Vorzugsweise ist der Grundkörper - innen und/oder außen - mit einem Korrosionsschutz versehen.The base body is preferably provided with corrosion protection - inside and / or outside.
Vorzugsweise ist in dem Grundkörper wenigstens ein Schott, insbesondere Längs- und/oder Querschott, angeordnet.At least one bulkhead, in particular a longitudinal and / or transverse bulkhead, is preferably arranged in the base body.
Vorzugsweise sind an dem Grundkörper Befestigungselemente, insbesondere Klampen, angeordnet.Fastening elements, in particular cleats, are preferably arranged on the base body.
Insbesondere ist der Schwimmkörper so ausgebildet, wie dies zuvor für die erste Ausgestaltung des Schwimmkörpers erläutert wurde.In particular, the floating body is designed as was explained above for the first embodiment of the floating body.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Füllstandsveränderungseinrichtung wenigstens eine Pumpe aufweist, die eingerichtet ist zur Förderung eines fluiden Mediums in den Grundkörper hinein und/oder aus dem Grundkörper heraus. Die wenigstens eine Pumpe ist also insbesondere eingerichtet, um den Grundkörper, insbesondere den Füllraum, zu fluten und/oder zu lenzen. Bevorzugt weist die Füllstandsveränderungseinrichtung zwei Pumpen auf, nämlich eine Füllpumpe oder Flutpumpe, und eine Lenzpumpe. Die wenigstens eine Pumpe ist bevorzugt eingerichtet, um Wasser aus dem Gewässer, in dem der Schwimmkörper eingesetzt ist, in den hohlen Grundkörper, insbesondere in den Füllraum, zu fördern, oder um Füllmaterial, insbesondere Wasser, aus dem hohlen Grundkörper, insbesondere aus dem Füllraum, in das Gewässer zu fördern. Die wenigstens eine Pumpe ist bevorzugt als Tauchpumpe ausgebildet. Vorzugsweise sind die beiden Pumpen als Tauchpumpen ausgebildet.According to a further development of the invention, it is provided that the filling level changing device has at least one pump which is set up to convey a fluid medium into and / or out of the base body. The at least one pump is therefore set up in particular to flood and / or drain the base body, in particular the filling space. The filling level changing device preferably has two pumps, namely a filling pump or flood pump, and a bilge pump. The at least one pump is preferably set up to pump water from the body of water in which the floating body is inserted into the hollow base body, in particular into the filling space, or to convey filler material, in particular water, from the hollow base body, in particular from the filling space to promote into the water. The at least one pump is preferably designed as a submersible pump. The two pumps are preferably designed as submersible pumps.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwimmkörper wenigstens einen Sensor aufweist, der eingerichtet ist zur Erfassung von wenigstens einem Betriebsparameter des Schwimmkörpers. Auf diese Weise ist es möglich, den Betrieb des Schwimmkörpers zu überwachen. Der wenigstens eine Betriebsparameter ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Einem Wasserstand an zumindest einer Seite, insbesondere Querseite, des Schwimmkörpers; einem Differenzwasserstand zwischen den Wasserständen an zwei Seiten des Schwimmkörpers, insbesondere an zwei sich entlang einer Richtung gegenüberliegenden Seiten, insbesondere an zwei Querseiten, das heißt zwei Seiten, die sich entlang einer sich senkrecht zur Längsrichtung und parallel zur Querrichtung des Schwimmkörpers erstreckenden Richtung gegenüberliegen; einer an einem Befestigungspunkt des Schwimmkörpers angreifenden Haltekraft; einer Längsneigung des Schwimmkörpers; einer Querneigung des Schwimmkörpers; einem Auftrieb des Schwimmkörpers; einem Tiefgang und/oder Freibord des Schwimmkörpers; und einem Füllstand, insbesondere des Füllmaterials in dem Füllraum. Diese Betriebsparameter ermöglichen eine Beurteilung der momentanen Betriebssituation des Schwimmkörpers und insbesondere auch eine Beurteilung von dessen wellendämpfender, momentaner Wirkung.According to a further development of the invention, it is provided that the floating body has at least one sensor which is set up to detect at least one operating parameter of the floating body. In this way it is possible to monitor the operation of the float. The at least one operating parameter is preferably selected from a group consisting of: a water level on at least one side, in particular the transverse side, of the floating body; a difference in water level between the water levels on two sides of the float, in particular on two opposite sides along one direction, in particular on two transverse sides, that is to say two sides which are opposite each other along a direction perpendicular to the longitudinal direction and parallel to the transverse direction of the float; a holding force acting on a fastening point of the float; a longitudinal inclination of the float; a transverse inclination of the float; a buoyancy of the float; a draft and / or freeboard of the float; and a filling level, in particular of the filling material in the filling space. These operating parameters enable an assessment of the momentary operating situation of the float and, in particular, an assessment of its wave-damping, momentary effect.
Der wenigstens eine Sensor ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus: Einem Ultraschallsensor; einer - bevorzugt elektrischen oder elektronischen - Wasserwaage; und einem Kraftaufnehmer. Insbesondere diese Sensoren sind geeignet zur Erfassung des wenigstens einen Betriebsparameters.The at least one sensor is preferably selected from a group consisting of: an ultrasonic sensor; a - preferably electrical or electronic - spirit level; and a force transducer. In particular, these sensors are suitable for detecting the at least one operating parameter.
Bevorzugt ist der Sensor als Ultraschallsensor ausgebildet und eingerichtet zur Erfassung des Wasserstands an zumindest einer Seite des Schwimmkörpers. Dabei ist der Sensor besonders bevorzugt an einer Oberseite des Grundkörpers angeordnet, bevorzugt befestigt, und nach unten in Richtung der Wasserfläche ausgerichtet.The sensor is preferably designed as an ultrasonic sensor and set up to detect the water level on at least one side of the floating body. In this case, the sensor is particularly preferably arranged, preferably fastened, on an upper side of the base body and oriented downwards in the direction of the water surface.
Bevorzugt weist der Schwimmkörper beidseitig zwei Ultraschallsensoren auf, wobei die Ultraschallsensoren eingerichtet sind, um den Wasserstand jeweils an der ihnen zugeordneten Seite des Schwimmkörpers zu erfassen. Besonders bevorzugt sind die Sensoren derart miteinander verknüpft, dass ein Differenzwasserstand zwischen den Wasserständen auf den beiden Seiten des Schwimmkörpers ermittelt werden kann.The float preferably has two ultrasonic sensors on both sides, the ultrasonic sensors being set up to detect the water level in each case on the side of the float assigned to them. The sensors are particularly preferably linked to one another in such a way that a differential water level between the water levels on the two sides of the floating body can be determined.
Bevorzugt weist der Schwimmkörper eine - vorzugsweise elektrische oder elektronische - Wasserwaage auf, die eingerichtet ist zur Erfassung einer Längsneigung und/oder einer Querneigung des Schwimmkörpers.The float preferably has a - preferably electrical or electronic - spirit level which is set up to detect a longitudinal inclination and / or a transverse inclination of the float.
Bevorzugt weist der Schwimmkörper wenigstens einen Kraftaufnehmer auf, der eingerichtet ist, um eine an einem Befestigungspunkt des Schwimmkörpers angreifende Haltekraft zu ermitteln. Insbesondere kann ein solcher Kraftaufnehmer in eine Vertäuung, insbesondere ein Halteseil oder eine Haltekette oder eine Halteleine, zur Halterung des Schwimmkörpers integriert sein.The float preferably has at least one force transducer which is set up to determine a holding force acting on a fastening point of the float. In particular, such a force transducer can be integrated into a mooring, in particular a tether or a tether or a tether, for holding the floating body.
Vorzugsweise weist der Schwimmkörper einen im Inneren des hohlen Grundkörpers, insbesondere in dem Füllraum, angeordneten Ultraschallsensor auf, der eingerichtet ist, um den Füllstand des Schwimmkörpers zu erfassen.The floating body preferably has an ultrasonic sensor which is arranged in the interior of the hollow base body, in particular in the filling space, and which is set up to detect the filling level of the floating body.
Der Auftrieb des Schwimmkörpers kann insbesondere aus dem Wasserstand an zumindest einer Seite des Schwimmkörpers und/oder anhand der an dem Befestigungspunkt des Schwimmkörpers angreifenden Haltekraft ermittelt werden.The buoyancy of the float can in particular be determined from the water level on at least one side of the float and / or on the basis of the holding force acting on the attachment point of the float.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Schwimmkörpers, bei dem beidseitig jeweils ein Ultraschallsensor zur Ermittlung des Wasserstands an der jeweils zugeordneten Seite, vorzugsweise seeseitig und landseitig, angeordnet ist. Die Sensoren sind bevorzugt so miteinander verknüpft, dass ein Differenzwasserstand der beiden Wasserstände ermittelbar ist. Bevorzugt weist der Schwimmkörper alternativ oder zusätzlich eine elektrische oder elektronische Wasserwaage zur Ermittlung einer Längs- und/oder Querneigung auf. Bevorzugt weist der Schwimmkörper alternativ oder zusätzlich im Inneren des hohlen Grundkörpers einen Füllstandssensor, vorzugsweise einen Ultraschallsensor, auf. Bevorzugt weist der Schwimmkörper alternativ oder zusätzlich wenigstens einen Kraftaufnehmer zur Ermittlung einer an einem Befestigungspunkt des Schwimmkörpers angreifenden Haltekraft auf.Particularly preferred is an embodiment of the floating body in which an ultrasonic sensor for determining the water level is arranged on both sides on the respectively assigned side, preferably sea side and land side. The sensors are preferably linked to one another in such a way that a differential water level between the two water levels can be determined. As an alternative or in addition, the float preferably has an electrical or electronic spirit level for determining a longitudinal and / or transverse inclination. As an alternative or in addition, the floating body preferably has a fill level sensor, preferably an ultrasonic sensor, in the interior of the hollow base body. As an alternative or in addition, the float preferably has at least one force transducer for determining a holding force acting on a fastening point of the float.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Schwimmkörper eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, wobei die Steuereinrichtung mit der Füllstandsveränderungseinrichtung wirkverbunden und eingerichtet ist, um wenigstens einen Betriebsparameter des Schwimmkörpers zu ermitteln und die Füllstandsveränderungseinrichtung in Abhängigkeit von dem wenigstens einen ermittelten Betriebsparameter anzusteuern. Auf diese Weise kann der Füllstand und damit zugleich der Tiefgang sowie der Freibord des Schwimmkörpers bedarfsweise variiert werden.According to a further development of the invention, a control device is assigned to the float, the control device being operatively connected to the level changing device and being set up to determine at least one operating parameter of the float and to control the level changing device as a function of the at least one determined operating parameter. In this way, the level and thus at the same time the draft and the freeboard of the floating body can be varied as required.
Dass die Steuereinrichtung dem Schwimmkörper zugeordnet ist, bedeutet bevorzugt, dass die Steuereinrichtung mit dem Schwimmkörper wirkverbunden ist. Sie kann insbesondere an dem Schwimmkörper angeordnet sein. Sie kann alternativ aber auch separat von dem Schwimmkörper vorgesehen sein, insbesondere an einem anderen Schwimmkörper einer Wasserbauanordnung aus einer Mehrzahl von Schwimmkörpern, die den Schwimmkörper aufweist, wobei die Steuereinrichtung einer Mehrzahl von Schwimmkörpern gemeinsam zugeordnet ist, oder entfernt von dem Schwimmkörper oder der Wasserbauanordnung, beispielsweise an Land, insbesondere in einer Landstation, wobei dann die Auswertung des wenigstens einen Betriebsparameters und die Ansteuerung der Füllstandsveränderungseinrichtung räumlich entfernt von dem Schwimmkörper und insbesondere auch von der Wasserbauanordnung - insbesondere per Fernwartung - erfolgt.The fact that the control device is assigned to the float preferably means that the control device is operatively connected to the float. It can in particular be arranged on the floating body. Alternatively, however, it can also be provided separately from the floating body, in particular on another floating body of a hydraulic engineering arrangement made up of a plurality of floating bodies which has the floating body, the control device being assigned to a plurality of floating bodies jointly, or remote from the floating body or the hydraulic engineering arrangement, for example on land, in particular in a land station, in which case the evaluation of the at least one operating parameter and the control of the level changing device take place spatially remote from the float and in particular also from the hydraulic engineering arrangement - in particular via remote maintenance.
Dass die Steuereinrichtung mit der Füllstandsveränderungseinrichtung wirkverbunden ist, bedeutet insbesondere, dass die Steuereinrichtung mit der Füllstandsveränderungseinrichtung zu deren Ansteuerung verbunden, insbesondere über wenigstens ein Kabel oder aber kabellos, beispielsweise über ein Funknetzwerk, eine optische Verbindung oder eine akustische Verbindung, verbunden ist.The fact that the control device is operatively connected to the filling level changing device means in particular that the control device is connected to the filling level changing device to control it, in particular via at least one cable or wirelessly, for example via a radio network, an optical connection or an acoustic connection.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise mit dem wenigstens einen Sensor wirkverbunden, um den wenigstens einen Betriebsparameter zu ermitteln. Die Wirkverbindung mit dem wenigstens einen Sensor ist bevorzugt über wenigstens ein Kabel oder aber kabellos hergestellt, insbesondere über ein Funknetz, eine optische Verbindung oder eine akustische Verbindung.The control device is preferably operatively connected to the at least one sensor in order to determine the at least one operating parameter. The operative connection with the at least one sensor is preferably established via at least one cable or wirelessly, in particular via a radio network, an optical connection or an acoustic connection.
Der wenigstens eine Betriebsparameter ist vorzugsweise ausgewählt aus der oben hierfür definierten Gruppe.The at least one operating parameter is preferably selected from the group defined above for this purpose.
Vorzugsweise weist der Grundkörper ein Druckventil auf. Damit ist es möglich, eine Leckage des Grundkörpers mittels Überdruckbeaufschlagung zu prüfen.The base body preferably has a pressure valve. This makes it possible to check for leakage in the base body by applying overpressure.
Mithilfe des wenigstens einen Sensors und insbesondere der Steuereinrichtung ist es möglich, die geforderte Wellenreduktion zu erfassen und zu kontrollieren.With the aid of the at least one sensor and in particular the control device, it is possible to detect and control the required wave reduction.
Insbesondere kann auch der allgemeine Anlagenzustand (Tiefgang, Freibord, Wellenhöhe, Wellendämpfung, Krängung, Trimm) gemessen und bei Bedarf automatisiert erfasst werden.In particular, the general system condition (draft, freeboard, wave height, wave damping, heel, trim) can be measured and automatically recorded if necessary.
Der wenigstens eine Sensor wird bevorzugt mit einer Frequenz von mindestens 1 Messung pro Stunde, vorzugsweise von mindestens 10 Messungen pro Stunde, vorzugsweise von mindestens 1 Messung pro Minute, vorzugsweise von mindestens 1 Messung pro Sekunde, vorzugsweise von mindestens 10 Messungen pro Sekunde, vorzugsweise bis höchstens 100 Messungen pro Sekunde, vorzugsweise bis höchstens 1000 Messungen pro Sekunde, abgefragt. Dies gilt insbesondere für einen als Ultraschallsensor ausgebildeten Sensor.The at least one sensor is preferably at a frequency of at least 1 measurement per Hour, preferably of at least 10 measurements per hour, preferably of at least 1 measurement per minute, preferably of at least 1 measurement per second, preferably of at least 10 measurements per second, preferably up to at most 100 measurements per second, preferably up to at most 1000 measurements per second, queried. This applies in particular to a sensor designed as an ultrasonic sensor.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Wasserbauanordnung geschaffen wird, die mindestens einen erfindungsgemäßen Schwimmkörper oder mindestens einen Schwimmkörper nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. In Zusammenhang mit der Wasserbauanordnung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit den Schwimmkörpern erläutert wurden.The object is also achieved by creating a hydraulic engineering arrangement which has at least one floating body according to the invention or at least one floating body according to one of the exemplary embodiments described above. In connection with the hydraulic engineering arrangement, there are in particular the advantages that have already been explained in connection with the floating bodies.
Vorzugsweise weist die Wasserbauanordnung mindestens zwei Schwimmkörper auf. Die mindestens zwei Schwimmkörper sind dabei ausgebildet wie einer der erfindungsgemäßen Schwimmkörper oder ein zuvor beschriebenes Ausführungsbeispiels eines Schwimmkörpers. Bevorzugt ist jeder Schwimmkörper der Wasserbauanordnung ausgebildet wie einer der erfindungsgemäßen Schwimmkörper oder ein zuvor beschriebenes Ausführungsbeispiels eines Schwimmkörpers. Die Schwimmkörper sind vorzugsweise mechanisch miteinander verbunden, insbesondere aneinander befestigt.The hydraulic engineering arrangement preferably has at least two floating bodies. The at least two floating bodies are designed like one of the floating bodies according to the invention or a previously described exemplary embodiment of a floating body. Each floating body of the hydraulic engineering arrangement is preferably designed like one of the floating bodies according to the invention or a previously described exemplary embodiment of a floating body. The floating bodies are preferably mechanically connected to one another, in particular fastened to one another.
Insbesondere ist die Wasserbauanordnung modular aufgebaut, wobei die Schwimmkörper bedarfsgerecht angeordnet sowie versetzt und/oder umgesetzt werden können. Weiterhin kann die Wasserbauanordnung durch Variation der Anzahl der Schwimmkörper skaliert werden. Eine Montage der Wasserbauanordnung kann in einfacher Weise vor Ort erfolgen. Die einzelnen Schwimmkörper sind bis zum Bestimmungsort leicht transportierbar, insbesondere auch ohne kostenintensiven Schwerlasttransport, insbesondere weil die bedarfsgerechte Belastung mit einem Füllmaterial im schwimmenden Zustand am vorgesehenen Einsatzort im Gewässer erfolgen kann. Die Konstruktion besteht bevorzugt aus leicht marktverfügbaren, gut wartbaren und verwertbaren Norm-Bauteilen, vorzugsweise Stahltanks, Stahlkesseln oder Stahlrohren.In particular, the hydraulic engineering arrangement has a modular structure, with the floating bodies being able to be arranged, offset and / or relocated as required. Furthermore, the hydraulic engineering arrangement can be scaled by varying the number of floating bodies. The hydraulic engineering arrangement can be easily assembled on site. The individual floating bodies can be easily transported to their destination, in particular without costly heavy-duty transport, in particular because the needs-based loading with a filler material can take place in the floating state at the intended place of use in the water. The construction preferably consists of easily available, easily serviceable and usable standard components, preferably steel tanks, steel boilers or steel pipes.
Sind die Grundkörper der Schwimmkörper ausschließlich aus Stahl gebildet, können diese zu 100 % recycelt werden.If the main body of the float is made entirely of steel, it can be 100% recycled.
Die runde Bauweise der Schwimmkörper mit exzentrischem Schwerpunkt ermöglicht ein selbstständiges Aufrichten in Ausgangsposition.The round construction of the floats with an eccentric center of gravity enables them to stand up independently in the starting position.
Insbesondere ist die Wasserbauanordnung individuell an eine Uferlänge anpassbar.In particular, the hydraulic engineering arrangement can be individually adapted to the length of the bank.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwimmkörper entlang einer Längsrichtung nebeneinander aufgereiht sind. Die Längsrichtung ist dabei insbesondere eine Längsrichtung der Wasserbauanordnung und/oder eine Längsrichtung der einzelnen Schwimmkörper. Insbesondere ist die Längsrichtung bevorzugt eine Richtung längster Erstreckung, insbesondere eine Richtung längster Erstreckung der Wasserbauanordnung und/oder eine Richtung längster Erstreckung der einzelnen Schwimmkörper. Dabei sind die Schwimmkörper bevorzugt in einer Linie angeordnet. Dies stellt eine besonders praktikable Ausgestaltung der Wasserbauanordnung dar. Alternativ oder zusätzlich sind die Schwimmkörper bevorzugt versetzt zueinander, insbesondere senkrecht zur Längsrichtung versetzt zueinander, angeordnet, vorzugsweise mit Überlapp zueinander. Dies erhöht in vorteilhafter Weise die Stabilität der Wasserbauanordnung, insbesondere weil sich die einzelnen Schwimmkörper gegeneinander abstützen können. Die Wasserbauanordnung ist damit besonders kippstabil und/oder krängungsarm.According to a development of the invention it is provided that the floating bodies are lined up next to one another along a longitudinal direction. The longitudinal direction is in particular a longitudinal direction of the hydraulic engineering arrangement and / or a longitudinal direction of the individual floating bodies. In particular, the longitudinal direction is preferably a direction of the longest extent, in particular a direction of the longest extent of the hydraulic engineering arrangement and / or a direction of the longest extent of the individual floating bodies. The floating bodies are preferably arranged in a line. This represents a particularly practicable embodiment of the hydraulic engineering arrangement. Alternatively or additionally, the floating bodies are preferably arranged offset from one another, in particular offset from one another perpendicular to the longitudinal direction, preferably with an overlap to one another. This advantageously increases the stability of the hydraulic engineering arrangement, in particular because the individual floating bodies can support one another. The hydraulic engineering arrangement is therefore particularly stable and / or low-heeling.
Insbesondere dann, wenn die Wasserbauanordnung mehr als zwei Schwimmkörper aufweist, können sowohl ausgewählte Schwimmkörper miteinander in einer Linie und zugleich andere ausgewählte Schwimmkörper versetzt zueinander, vorzugsweise überlappend, angeordnet sein. Diese Ausgestaltung kann jeweils lokal an die vorherrschenden Bedingungen und/oder Anforderungen angepasst sein.Particularly when the hydraulic engineering arrangement has more than two floating bodies, both selected floating bodies can be arranged in a line with one another and at the same time other selected floating bodies can be arranged offset from one another, preferably overlapping. This configuration can be adapted locally to the prevailing conditions and / or requirements.
Dort wo zwei Schwimmkörper der mindestens zwei Schwimmkörper miteinander überlappen, sind diese bevorzugt durch Reibelemente, insbesondere Reibhölzer, voneinander beabstandet. Auf diese Weise wird ein direkter Kontakt der Schwimmkörper miteinander vermieden, die Reibung wird durch die Reibelemente reduziert, und die Reibelemente dienen zugleich als Anschlagspuffer und Dämpfungselemente. Solche Reibelemente können aus Holz, aber auch aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material gebildet sein.Where two floating bodies of the at least two floating bodies overlap with one another, they are preferably spaced apart from one another by friction elements, in particular friction sticks. In this way, direct contact of the floating bodies with one another is avoided, the friction is reduced by the friction elements, and the friction elements also serve as stop buffers and damping elements. Such friction elements can be made of wood, but also of plastic or another suitable material.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wasserbauanordnung in einem Gewässer angeordnet ist, wobei der mindestens eine Schwimmkörper mit Leinen, Seilen, Ketten und/oder Schiffsankern in dem Gewässer festgelegt, vorzugsweise verankert ist. Eine sichere Verankerung führt insbesondere zu einer sicheren Positionierung im Gewässer. Bevorzugt ist der mindestens eine Schwimmkörper durch Ankerleinen mit Kettenvorlauf in dem Gewässer verankert. Insbesondere auf diese Weise ist eine optimale Positionierung im Gewässer möglich, insbesondere da hierfür vorgesehene Ankerleinen konstruktionsbedingt an verschiedene Wasserspiegel im Gewässer angepasst werden können, insbesondere durch geeignete Klampenbelegung an den Schwimmkörpern. Die Verbindungs- und Anschlagmittel, insbesondere die Leinen, Seile und/oder Ketten, sind dabei vorzugsweise längenvariabel.According to a further development of the invention it is provided that the hydraulic engineering arrangement is arranged in a body of water, the at least one floating body being fixed, preferably anchored, in the body of water with lines, ropes, chains and / or ship anchors. Secure anchoring leads in particular to secure positioning in the water. The at least one floating body is preferably anchored in the body of water by anchor lines with chain feed. In this way, in particular, optimal positioning in the water is possible, especially since anchor lines provided for this purpose are attached due to the design different water levels in the water can be adjusted, in particular by using suitable cleats on the floats. The connecting and slinging means, in particular the lines, ropes and / or chains, are preferably variable in length.
Bevorzugt ist zumindest einer Leine, einem Seil und/oder einer Kette, im Folgenden allgemein kurz als „Vertäuung“ bezeichnet, ein Kraftaufnehmer zur Ermittlung einer an einem Befestigungspunkt, insbesondere einer Klampe, eines Schwimmkörpers angreifenden Haltekraft, zugeordnet. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist jeder Vertäuung der Wasserbauanordnung ein solcher Kraftaufnehmer zugeordnet. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Ermittlung von statischen und/oder dynamischen Kräften, die an der Wasserbauanordnung angreifen. Insbesondere eine differentielle Auswertung von an verschiedenen Kraftaufnehmern erfassten Kräften ermöglicht eine Beurteilung der momentanen Betriebssituation der Wasserbauanordnung und bevorzugt eine darauf angepasste oder davon abhängige Variation der Füllstände der Schwimmkörper.A force transducer for determining a holding force acting on a fastening point, in particular a cleat, of a floating body is preferably assigned to at least one line, a rope and / or a chain, hereinafter generally referred to as “mooring”. In a particularly preferred embodiment, such a force transducer is assigned to each mooring of the hydraulic engineering arrangement. This advantageously enables static and / or dynamic forces that act on the hydraulic engineering structure to be determined. In particular, a differential evaluation of forces recorded on different force transducers enables an assessment of the current operating situation of the hydraulic engineering arrangement and preferably a variation of the fill levels of the floating bodies that is adapted to or dependent thereon.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist der Wasserbauanordnung eine globale Steuereinrichtung zugeordnet, die eingerichtet ist, um die Füllstände der einzelnen Schwimmkörper individuell zu verändern. Dabei können diese insbesondere unabhängig voneinander angepasst werden, um das Verhalten der Wasserbauanordnung, insbesondere die Reduktion der Wellenhöhe, insgesamt zu optimieren. Hierzu werden besonders bevorzugt von mehreren Sensoren erfasste Betriebsparameter gemeinsam ausgewertet und insbesondere miteinander verglichen. Besonders bevorzugt wird eine Sensorfusion durchgeführt. In Abhängigkeit der erfassten Mehrzahl von Betriebsparametern und insbesondere des Vergleichs einer Mehrzahl von Betriebsparameter miteinander werden dann die Füllstände für die einzelnen Schwimmkörper individuell eingestellt.In a particularly preferred embodiment, the hydraulic engineering arrangement is assigned a global control device which is set up to individually change the fill levels of the individual floating bodies. In particular, these can be adapted independently of one another in order to optimize the behavior of the hydraulic engineering arrangement, in particular the reduction in the wave height, overall. For this purpose, operating parameters recorded by several sensors are particularly preferably jointly evaluated and, in particular, compared with one another. A sensor fusion is particularly preferably carried out. Depending on the recorded plurality of operating parameters and in particular the comparison of a plurality of operating parameters with one another, the fill levels for the individual floating bodies are then set individually.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwimmkörper zumindest teilweise mit einem Füllmaterial befüllt sind. Insbesondere sind die hohlen Grundkörper, insbesondere die Füllräume der hohlen Grundkörper, zumindest teilweise mit dem Füllmaterial befüllt. Hierdurch wird insbesondere der Tiefgang und zugleich der Freibord der Schwimmkörper bestimmt. Das Füllmaterial ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus: Wasser, Sand, Steinen, und einem schwimmfähigen Material, insbesondere expandiertes oder extrudiertes Polystyrol, insbesondere Styropor. Besonders bevorzugt wird als Füllmaterial Wasser aus dem Gewässer verwendet, in dem die Wasserbauanordnung angeordnet ist. Es ist möglich, dass die Schwimmkörper, insbesondere die hohlen Grundkörper, insbesondere die Füllräume der hohlen Grundkörper, vollständig mit dem Füllmaterial befüllt sind. Ein schwimmfähiges Material ist insbesondere ein Material, dessen Dichte geringer ist als die Dichte von Wasser. Die Verwendung eines Füllmaterials, dessen Dichte geringer ist als die Dichte von Wasser, hat den Vorteil, dass der Schwimmkörper im Fall einer Leckage nicht oder höchstens verzögert sinkt. Dies erhöht den Schutz des Schwimmkörpers bei Leckagen.According to a further development of the invention it is provided that the floating bodies are at least partially filled with a filler material. In particular, the hollow base bodies, in particular the filling spaces of the hollow base bodies, are at least partially filled with the filler material. In particular, this determines the draft and at the same time the freeboard of the floating bodies. The filler material is preferably selected from a group consisting of: water, sand, stones, and a buoyant material, in particular expanded or extruded polystyrene, in particular styrofoam. Water from the body of water in which the hydraulic engineering arrangement is arranged is particularly preferably used as the filler material. It is possible for the floating bodies, in particular the hollow base bodies, in particular the filling spaces of the hollow base bodies, to be completely filled with the filler material. A buoyant material is in particular a material whose density is lower than the density of water. The use of a filler material, the density of which is lower than the density of water, has the advantage that the float does not sink or only sinks after a delay in the event of a leak. This increases the protection of the float in the event of leaks.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Anordnen eines erfindungsgemäßen Schwimmkörpers oder eines Schwimmkörpers nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele in einem Gewässer geschaffen wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Der Schwimmkörper wird in das Gewässer verbracht, und es wird ein Füllmaterial in den hohlen Grundkörper des Schwimmkörpers, insbesondere in den Füllraum, eingebracht, wenn der Schwimmkörper in dem Gewässer angeordnet ist. Der Schwimmkörper kann somit insbesondere teilbefüllt oder in besonders bevorzugter Ausgestaltung leer in das Gewässer verbracht werden. Eine Ballastierung des Schwimmkörpers erfolgt vorteilhaft erst in dem Gewässer. Somit ist auch ein Einsatz in flachen Gewässern und Häfen möglich, ohne dass es insbesondere zum Einbringen des Schwimmkörpers in das Gewässer einer besonderen Wassertiefe bedarf. Der Schwimmkörper kann auch standortabhängig und/oder bedarfsabhängig befüllt werden, sodass der Tiefgang variiert werden kann. Dadurch kann er auch in sehr flachen Gewässern eingesetzt werden. Insbesondere ist eine Schwimmstabilität - sogar ohne Füllung für den leeren Schwimmkörper - für Einbauzustände bei geringen Wellenhöhen gewährleistet. Insbesondere kann der Schwimmkörper auch an flachen Ufern geflutet und/oder gelenzt werden. Die Schwimmstabilität des Schwimmkörpers für Gebrauchszustände, insbesondere für eine projektierte maximale Wellenhöhe, wird bevorzugt am Standort, insbesondere durch Befüllen, insbesondere durch Fluten beispielsweise mit Wasser, erreicht.The object is also achieved in that a method for arranging a floating body according to the invention or a floating body according to one of the embodiments described above in a body of water is created, the method having the following steps: The floating body is brought into the body of water, and a filler material is in the hollow main body of the floating body, in particular in the filling space, is introduced when the floating body is arranged in the body of water. The float can thus in particular be partially filled or, in a particularly preferred embodiment, be brought empty into the body of water. Ballasting of the float advantageously only takes place in the body of water. Use in shallow waters and harbors is thus also possible without the need for a particular water depth, in particular for introducing the floating body into the water. The float can also be filled depending on the location and / or needs, so that the draft can be varied. This means that it can also be used in very shallow waters. In particular, swimming stability - even without filling for the empty floating body - is guaranteed for installation conditions with low wave heights. In particular, the float can also be flooded and / or drained on flat banks. The swimming stability of the float for states of use, in particular for a projected maximum wave height, is preferably achieved at the location, in particular by filling, in particular by flooding, for example with water.
Der Schwimmkörper kann aber auch mit anderen Materialien, insbesondere Sand oder Steinen, oder auch mit schwimmfähigen Materialien, gefüllt und damit ballastiert werden.The floating body can, however, also be filled with other materials, in particular sand or stones, or also with floatable materials, and thus ballasted.
Das Verfahren ist bevorzugt auch ein Verfahren zum Errichten einer Wasserbauanordnung, insbesondere indem eine Mehrzahl von Schwimmkörpern in das Gewässer verbracht werden, wobei die Schwimmkörper mit Füllmaterial zumindest teilweise befüllt werden, wenn die Schwimmkörper in dem Gewässer angeordnet sind, wobei die Schwimmkörper miteinander mechanisch verbunden, insbesondere aneinander befestigt werden, vorzugsweise wenn sie in das Gewässer eingebracht sind. Somit kann die Wasserbauanordnung sehr schnell und flexibel errichtet werden.The method is preferably also a method for setting up a hydraulic engineering arrangement, in particular by bringing a plurality of floating bodies into the water, the floating bodies being at least partially filled with filler material when the floating bodies are arranged in the water, the floating bodies being mechanically connected to one another, in particular are attached to each other, preferably when they are introduced into the body of water. Thus can the hydraulic engineering arrangement can be erected very quickly and flexibly.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Schwimmkörpers oder eines Schwimmkörpers nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird, wobei ein Füllstand des Schwimmkörpers, insbesondere ein Füllstand des hohlen Grundkörpers, insbesondere ein Füllstand eines Füllmaterials in dem Füllraum des hohlen Grundkörpers, in Abhängigkeit von wenigstens einem Betriebsparameter des Schwimmkörpers eingestellt wird. Vorzugsweise wird der Füllstand gesteuert oder geregelt. Der wenigstens eine Betriebsparameter ist vorzugswiese ausgewählt aus der oben hierfür definierten Gruppe. Somit kann insbesondere der Tiefgang und der Freibord des Schwimmkörpers standortabhängig und/oder bedarfsabhängig eingestellt werden.The object is also achieved by creating a method for operating a floating body according to the invention or a floating body according to one of the exemplary embodiments described above, wherein a filling level of the floating body, in particular a filling level of the hollow base body, in particular a filling level of a filler material in the filling space of the hollow base body , is set as a function of at least one operating parameter of the float. The level is preferably controlled or regulated. The at least one operating parameter is preferably selected from the group defined above for this purpose. Thus, in particular, the draft and the freeboard of the float can be set as a function of the location and / or as a function of requirements.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Freibord des Schwimmkörpers mittels der Füllstandsveränderungseinrichtung mindestens auf einen vorbestimmten Revisionsminimalwert eingestellt wird, um Revisionsarbeiten an dem Schwimmkörper durchzuführen. Somit ist es möglich, den Schwimmkörper und damit zugleich auch die Wasserbauanordnung vor Ort auch während des Einsatzes zu warten. Insbesondere bedarf es zum Betreten des Schwimmkörpers eines vorbestimmten, insbesondere gesetzlich oder durch eine Berufsgenossenschaft vorgeschriebenen Revisionsminimalwerts für den Freibord, der zur Durchführung der Revisions- oder Wartungsarbeiten dann mittels der Füllstandsveränderungseinrichtung entsprechend eingestellt werden kann, um ein sicheres Betreten des Schwimmkörpers durch Wartungspersonal zu ermöglichen. Nach abgeschlossener Wartung/Revision kann dann mittels der Füllstandsveränderungseinrichtung der Füllstand wieder verändert werden, um den Tiefgang und/oder Freibord des Schwimmkörpers bedarfsgerecht in Hinblick auf einen momentanen Betriebszustand des Schwimmkörpers, vorzugsweise der Wasserbauanordnung, anzupassen.According to a further development of the invention, it is provided that a freeboard of the floating body is set to at least a predetermined minimum revision value by means of the filling level changing device in order to carry out revision work on the floating body. It is thus possible to maintain the float and thus at the same time the hydraulic engineering arrangement on site, even during use. In particular, a predetermined minimum revision value for the freeboard is required in order to step on the float, in particular prescribed by law or by a trade association, which can then be set accordingly by means of the fill level change device for carrying out the revision or maintenance work in order to enable maintenance personnel to safely step onto the float. After the maintenance / revision has been completed, the fill level can then be changed again by means of the fill level changing device in order to adapt the draft and / or freeboard of the float as required with regard to a current operating state of the float, preferably the hydraulic engineering arrangement.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung in Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schwimmkörpers für den Einsatz als Wasserbauelement, insbesondere als Wellenbrecher; -
2 den Schwimmkörper gemäß 1 in schematischer Draufsicht; -
3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Wasserbauanordnung mit mindestens zwei Schwimmkörpern in Draufsicht; -
4 eine schematische Darstellung weiterer Ausführungsbeispiele von Wasserbauanordnungen; -
5 eine schematische Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Wasserbauanordnung, und -
6 eine schematische Darstellung eines Funktionsprinzips eines Ausführungsbeispiels des Schwimmkörpers.
-
1 a schematic representation in cross-sectional view of an embodiment of a floating body for use as a hydraulic construction element, in particular as a breakwater; -
2 the float according to1 in a schematic plan view; -
3 a schematic representation of an embodiment of a hydraulic engineering arrangement with at least two floating bodies in plan view; -
4th a schematic representation of further exemplary embodiments of hydraulic engineering arrangements; -
5 a schematic cross-sectional view of an embodiment of a hydraulic engineering arrangement, and -
6th a schematic representation of a functional principle of an embodiment of the floating body.
An dem Grundkörper 3 sind Befestigungselemente
Der Grundkörper 3 ist allseitig geschlossen ausgebildet und umschließt einen Füllraum 11.The
Bevorzugt besteht der Grundkörper 3 aus Stahl. Besonders bevorzugt ist der Grundkörper aus einem Stahltank, einem Stahlkessel oder einem Stahlrohr gebildet. Auf diese Weise können einfache und kostengünstige Standard- oder Norm-Teile für die Herstellung des Schwimmkörpers
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist an den Grundkörper 3 ein Exzentergewicht
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Schwimmkörper
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Füllstandsveränderungseinrichtung 15 wenigstens eine Pumpe 21, in
Der Schwimmkörper
Dem Schwimmkörper
Durch Variation des Füllstands 23 des Füllmaterials
Anhand von
Weiterhin wird aus den
Es ist noch dargestellt, dass in den Schwimmkörpern
In
Bei b) ist ein Ausführungsbeispiel der Wasserbauanordnung
Außerdem ist in
Der Schwimmkörper
Insbesondere kann der Füllstand 23 im Betrieb des Schwimmkörpers
Ein Verfahren zum Anordnen des Schwimmkörpers
Ein Verfahren zum Betreiben des Schwimmkörpers
In bevorzugter Ausgestaltung wird der Freibord F des Schwimmkörpers
Insbesondere die Gesamtkonstruktion des Schwimmkörpers
- 1
- sowie der Wasserbauanordnung
- 43,
- insbesondere der Schwimmkörper
- 1
- in Kombination mit den Befestigungselementen
- 5,
- den Ankerleinen
- 7,
- dem Exzentergewicht
- 13
- und dem Füllmaterial
- 17,
- bewirkt eine gute Dämpfung, so dass seeseitige Wellen in der Wellenhöhe landseitig erheblich gedämpft werden.
- 1
- as well as the hydraulic engineering order
- 43,
- especially the float
- 1
- in combination with the fastening elements
- 5,
- the anchor lines
- 7,
- the eccentric weight
- 13th
- and the filler material
- 17,
- causes good damping, so that sea-side waves are considerably dampened in the wave height on the land side.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019215961.3A DE102019215961A1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Floating body for use as a hydraulic engineering element, hydraulic engineering arrangement with at least one such floating body, method for arranging such a floating body in a body of water, and method for operating such a floating body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019215961.3A DE102019215961A1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Floating body for use as a hydraulic engineering element, hydraulic engineering arrangement with at least one such floating body, method for arranging such a floating body in a body of water, and method for operating such a floating body |
Publications (1)
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Family
ID=75268508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019215961.3A Pending DE102019215961A1 (en) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | Floating body for use as a hydraulic engineering element, hydraulic engineering arrangement with at least one such floating body, method for arranging such a floating body in a body of water, and method for operating such a floating body |
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Country | Link |
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DE (1) | DE102019215961A1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE882554C (en) * | 1951-07-03 | 1953-07-09 | Karl Sandgaenger | Emergency bridge consisting of floating bodies lined up in a row |
DE2909169A1 (en) * | 1979-03-08 | 1980-09-11 | Franz Voggenreiter | Lightweight floating stage breakwater - is lattice structure on floats, with one sloping section partly submerged |
DD221711A1 (en) * | 1983-12-07 | 1985-05-02 | Ve Kom Seeverkehr U Hafenwirts | ARRANGEMENT FOR MONITORING BICYCLES |
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2019
- 2019-10-16 DE DE102019215961.3A patent/DE102019215961A1/en active Pending
Patent Citations (3)
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