DE1634337A1 - Verfahren zum Bau von Unterwasserleitungen und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung - Google Patents

Description

• Verfahren zum Bau von Unterwasserleitungen und Vorrichtung zu seiner Durchführung Die Lrfindnng betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer aus starren Rohrstücken zusammengesetzten Unterwasserleitung, insbesondere ein Verfahren zur Verlegung einer solchen Leitung auf dem Grund größerer Gewässer. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur 1hirchführung dieses Verfatirenso Derartige Leitungen haben inatesondere als Düker, d<,ho als ein Gewässer durchquerende Druckleitungen, aber auch als Lei- tungen, die im Gewüaser selbgt enden (etwa Leitungen $un Einpumpen von Abwässern ins Meer), Bedeutung. Den an sich hierfür sehr geeigneten, aus einem Stück bestehenden flexiblen und chemisch widerstandsfähigen Kunstatoffrohren sind sie überlegen, da sie sie an mechanischer Widerstandsfähigkeit, Druck-.und Zugfestigkeit übertreffen und in größeren Nenn- weiten hergestellt werden können.
• Zum Verlegen von Leitungen der genannten Art sind Verfahren bekannt, bei denen die Rohre durch Schellen o_.dgl., miteinander verbunden werden und die luftg@@üllte, schwimmende Leitung vom Ufer aus bei fortlau.ceaderti Anschluß neuer rZohre in das Wasser hinausgeschoben wird.. Wenn die Leitung das andere Ufer erreicht hat, wird sie geflutet und dadurch auf den Gewässergrund abgesenkt-, Dieses Verfahren bietet jedoch erhebliche Nachteile, Der auf dem Wasser schwiriaende Teilstrang ist durch mechanische Einwirkungen, wie z.8:, durch Wellengang und Abdrift, stark gefährdet, und es wertdun in vielen Fällen zusätzliche Sicherungen und Verankerungen' etwa durch eingerammte Pfähle. erforderlich sein. Insbesondere bei Auftreten eines Sturzes ist der schwimmende Teilstrang in sehr vielen Füllen nicht au retten. Auch kann das schwimmende Leitungsstück eine erhebliche Behinderung der Schiffahrt darf tellen. Iyei ie@:@e Schc@£er@.@;x:Eiten ergeben sich be:_m Absenken der Leitung. Durch ungleirherüßiges Absenken :kcnnerl sich Luftblasen bilden, die nachträglich nur iär:ter Schwierigkeiten zu beseitigen ,3ir(d. Auci. :ist zu beachten, daß die Schellen oder sonstigen Rohrverbir:duni;en nur gegrenzt gelenkig sind und von einen bestimmten Ausleokwintei an Mwantensehlüsaig werden. Daher können in dem Teil der Rohrleitung-# der während den Absenkens zwischen dem noch ichifimsmenden und den schon auf « dem Grund aufliegenden Toll einen frei (IurcMängenden Balken bildet, starke Biegemnmente auftreten, und insbesondere bei. größerer tlerdssertieFF: kann dieser Balken so lang nein, drß er unter aeinen Eigengewicht bricht. Auch sind zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erforderlich, um eine Lageverschiebung der Leitung beim Absenken durch Strömungen oodgla zu verhindern.
• Diese Nachteile werden vermieden und_ein sicheres, technisch einfaches, Zeit und Kasten sparendes Verfahren erzielt, wenn man erfindungsgemäß se vergeht, daß von einer schwimmenden Dame aus die Itoin°®tücke satt Kupplungen, die eine begrenzte Ausuinkelung zulassen, aneinandergefügt werden= die Leitung unter gleichzeitiges: entsprechendem Vorrücken der schwimmenden Basis fortlaufend zum Grund abgesenkt und der noch nicht am Grund aufliegende Teilstrang mindestens teilweise unterstützt wird Nach einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt verteil® haf ter-weise die Unterstützung durch eine an der schwimmenden Basis befestigte A@rRfä:@TyiSEH:"a7tcs6 Nach einer anderen Ausführungsferm, die wahlweise auch mit der vorstehend genannten AuefÜülT.ngsf ®rm kombiniert werden kann, geht w»it Vorteil $o vor, daß die Unterstützeuzß durch den Auftrieb eines in den Teilstrang eingezogenen, luftgefüllten, biegsamen Rohres, vorzugsweise eines Kunststoffrohres, erfolgt. nie erstgenannte Ausführungsform hat den VortAil 9 daß man durch entsprechende Neigung der Ramp® das frei durchhängende Leitungsstück beliebig klein machen kann und dnß ferner eine Fürtag und Sicherung der Leitung gegen eine Verschiebung bis unmittelbar in die Nähe des Grundes erfolgt und dadurch eia exakteres Verlegen der beitumg möglich ist. Die zweite Ausführungsform ist daei vorteilhaft. wenn eia sehr unebener Gewässergrund die Vervendung von F.&mpen sehr verschiedener Länge erfordern würde und insbesondere bei sehr tiefen Gewässern.
• Es ist vorteilhaft, das luftgefüllte Rohr an ufersekigen Ende mit einem Seil zu sichern und durch Nachlassen den Seiles entsprechend den Montagefortschritt nachzuführeno Diese Defestigung ist insbesondere deshalb zweckmäßig, weil das luftgefülll te Rohr in dem noch nicht auf den Grund aufliegenden. Teilstrang der Rohrleitung durch seinen Auftrieb eine Kraft erfährt, die es aus der Rohrleitung herauszutreiben sucht. Auf die Befestigung kann verzichtet werden, wenn das Rohr so lang ge- wählt wird, daß seine Reibung an der Innenwand der Rohrleitung diese Komponente der Auftriebskraft überwiegt. Eine Vorrichtung zur Durchführung den geschilderten Ver- fahrens ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch eine an einer ach winurenden Basis, vorzugsweiße zwischen zwei aneln- rindergekoppelten Schiffen, gelenkig befestigte Abrutschrampe. Es ist dabei besonders vorteilliaft, wenn die. Rampe an der schwimmenden Basis lösbar befestigt ist. Dies bietet sowohl bei den Beginn der Montage als auch bei. einer Unterbrechung der Arbeiten bei Sturmgefahr o.dgl. Vorteile. Bei Montagebeginn kann ein bereits zusaanengesetztes Lei- tungsetück zusammen mit der Rampe, an der das erste Rohrstück befestigt in-(, von Land her schwimmend an die schwimmende Basis herangeachoben oder --gezogen und bei Erreichen den Schiffes die Rampe in die lösbare Befestigung eingehängt werden. Bei Sturmgelahr kann das zuletz*@ montierte Ruhrstück an der Kempe befestigt und die Rampe nu=g ihres, Hefesti,_g gelöst und zum Grund abgesenkt werden. Das Leitungsende wird durch eine Boje markiert, deren .Befestigungsseil so stark ist, daß es das 1Yiederheraufziehen der Rampe mit der-darauf befestigten Leitung gestattet Der Sturm hat somit nur eine Unterbrechung der Montage, nicht aber eine Gefährdung der ganzen Leitung, die ja auf dem Grund liegt; oder der schwimmenden Basis, die in der Zwischenzeit in einen Hafen gebracht werden kann, zur Folge. Zur Unterstützung des größten Teiles des durchhängenden, noch nicht auf dem Grund aufliegenden Teilen der Leitung ist es vorteilhaft, eine Rampe zu verwenden, deren Ende auf dem Grtuqd des Gewässers aufliegt. Dieses Ende kann zweckmäßigerweise zum Gleiten auf dem Grund kufenartsg ausgebildet sein Die gelenkige Befestigung der Rampe an der schwimmenden Basis ist hierbei besonders vorteilhaft' um die Unebenheiten des Grundes und die. wechselnde Wassertief®, etwa auf Grund der Gezeiten, auszugleichen. Zwischen dem auf des Rampe aufliegenden Teil und den ,auf den Grund liegenden Teil spannt sich die Leitung frei durchhängend, und zwar, sobald die Verbindungsstellen der Rohrstücke bis zum größtmöglichen Wert nuF,gewinkelt sind,.t7ie ein starrer Balken. Die Länge dieses Stückes ist durch den Neigungf;Winkel der Rampe bestimmt. Damit. diese - hinge nicl:zt so groß wird, dal3 die in den freien Bogen auftretenden Momente das maximal zulässige Monent überschreiten, isst vorteilhafterweine gemäß der Lrfinünng darauf*zu achten, daß die Rampe unter einen Winkel geneigt ist, der nicht größer ist als der Winkel, um den sich ein Rohrstrang abwinkeln läßt, der die Länge hat, die unter Berücksichtigung des maximal zulässigen Biegemontenta noch als frei durchhängende Länge zulässig ist. Dieser Winkel lüßt sich aus dem bekannt maximalen Auslenkwinkel der Rohrverbindungen sowie ans dem Gewicht und den Diegswiderstand der Rohre leicht ermitteln.
• Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Die Zeichnungen veranschaulichen des erfindungsgemäße Verfahren und zeigen die Vorrichtung zu seiner Durchführung. Fig. i zeigt in Saitenansicht den Vorgang der Verlegung der Leitung bei Verwendung einer langen Rampe. Fig. 2 zeigt den Vorgang nach Fig. 1 in Draufsicht. Fig. 3 zeigt in Seitenansicht den Verlegungsvorgang unter Verwendung eines luftgefüllten Stätzrohres. i-An einer schwimmenden Basis, die in denn dargestellten Beispiel aus zwei aneinandergekoppelten Schiffen 1911 besteht, ist eine Montagerfunpe 2 befestigt) von der die ausamaeagesetste Rohrleitung 3 abgleiten kEinn. Selbstverständlich können) wie in Fig" ? gezeigt, gleichzeitig mehrere Rohrleitungen nebeneinander verlegt irerden, Die Rfmpe ist bei 4 im eine waage- rechte Achse schwenkbtcr zwischen den Schiffen befestigt. Über der Rampa sind Einrichtungen, ivie zdD. der schematisch angedeutete .,1czntu£;e-turfa 5. vorgesehen, mit deren Hilfe die Rohratücke f oÄ tlauf$nd aafeinandergesetzt werden künnhn und außerdem die Leititrag gegen ein unkontrolliertes Abgleiten gesichert werden kann.
• Die Rampe 2 relcht bis zum Grund des Go:räasera, wo sie mit .hre3 keif enartij; auc! gerb ilde ten Ende 6 gleiten kann. Durch ihre gelenkige Befestigung kann sie fleh Unebenheiten des Grundes folgen. Die Länge der Rampe und die Wassertiefe bestimmen den Neigungswinkel der Rampe.-Dieser Winkel wiederum bestimmt zusammen mit dem Winkel, bei dem die Kupplungen zwischen den Rohrstücken. momentenschlüssig werden, die Länge des zwischen der Ringe und dem Grund frei durchhängenden fioilea 5n der Leitung. Es ist dafür zu sorgen' .daß diese Länge nur so groß ist, daß die in diesem Stück auftretenden D%egeimozcato kleiner sind als das sieh aua dir Normfestigkeit der Rohre bwp der Ilupplangen ergebende maximal zuläasigo ßieEe®o®ent bEw-o 81s ein aus Sicherheitagrüuuden gewählter kleinerer Wort.

  Die i® Einzelfall urlässige Nclgg der Rampe Imo somit

  leicht bereelrnet werden. Ist M daseücht@t;@ulir;nige Biege-.

  doment, so ist die hcöchetrulüssige Batnlängo 1 nach einer

  @heLannten fi'orm("l 1 - 9 bi-l919 wobei g die alt gleichmMir

  verteilt angenermene RülaGtaar rüh das Dtat;ezansor@gewicht

  der RohrleitcrtW bedestet. lat A die lese eines einzelnen

  Rohretüches, so int, die auf di"e Lge etrtfalllendQ Anzahl

  der Rohrstücke hi e 1/A. Wenn eine einzelne Kupplung ischen

  zwei Rohron eise Auawinkelung um dün Winkel M ruläßt r" so

  ergehen die W Rohrstücke eine Ausuial-seluvon N -C X. Dieses

  tfinkel darf daher die Neigung der pe nicht überschreiten.

  Das b@aohr@iebene 1e@fa@a läßt eich mit benvndere® Vor-

  teil inebestrnder® für Lgitungen aus Aebentzeuentrohren

  anwenden, jedoch kommen selbstveretändlich auch andere Mate-

  riFaien, icie ?3etoa, Ement,e-:@.tll usw. 5 i`är die Leitung

  in frage.,

  Bei Verwendung von Asbek-tzernentr ehren e'eben sich in der

  Pr?xis ccwa die falgeredan; hier nur @eis@jxaa.3?aeic@e genannten

  Werte unter Berücksichtigung der Festigkeitsnormen nach DIN 198W: Als noch zulässige frei durchhängende Länge ein Bogen aus sechs Rohrstücken von je 5 m Länge' die bei einer typischen Auswinkelung von 3,5o in der einzelnen Kupplung eine gesamte Auswinkelung von 210 ergibt, was somit der maximal zulässige Neigungswinkel der Raupe ist. Bei dem angegebenen Beispiel ergibt sich bei einer Wassertiefe von 15 m bereits eine Rampenlänge von etwa 42 m. Bei noch größeren Wassertiefen ergeben sich Rampenlängen* die unhandliche und wegen der notwendigen Versteifung unerwünscht schwere Rampenkonstruktionen erforderlich machen können. Ins- besondere in diesen Fällen läßt eich in vorteilhafter Weise das Verfahren nach Fig. 3 anwenden. Wie ersichtlich, reicht bei dieser Ausführungsform die zwischen den Schiffen 11 angeordnete Montagerampe 12 nur bis knapp unter die Wasseroberfläche. Von hier spannt sich die gr"tirl e _tuFCg irr: Bogen frei bis Lum Grund des Gewässers, wo sie in den gt-i#ades> Strang übergeht, Damit das Biegemoment nicht z« groß wird. wird bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen VerfahrenE der Leitungsbogen durch den Auftrieb einen in die Leitung eingeführten luftgefüllten biegsamen Kuhststoffrohreä@unterstützt. Ein Rohr aus Polyäthylen ist für diesen Zwack besonders geeignete jedoch können beliebige andere Kundtstoftrehre Verwendung finden. Die erforderliche Dicke und Wande,terlse des Kunatatoffrohres läßt sich aus einer hxlänz des Auftriebs des eingeschlossenen Luftvoluaene und des Eigengerichts her Rohrleitung unter Derüeksichtiguns des

  maximal. zu lässigen Bi e3lnoraentes leicht öerecäneä.

  17a das Kunstotoftrohr. in der schrägen Rohrstrang durch seinen Auftrieb eine Kraftkomponente erfährt, die an aus der Rohrleitung hinauszudrücken sucht, ist es an uferseitigen Ende mittels eines in die-Rohrleitung eingezcgenen Seiles 18 gesicherte Das Seil 18 ist an Ufer etwa mittele.einer Winde befestigt und wird entsprechend des Fortgang der Wontagearbetten nachgelassen, damit sich das Kunststoffrohr immer in des schrägen Teil der.Hohrleitung befindet. Auf diese Befestigung des uferseitigen Endes des Kunstotoffrohres kann u.Ud verzichtet werden, wenn das Nunststoffrohr so lang gewählt wird, daß es sich weiter, als in Fige 3 gezeigt, in den waagerechten Teil der. Rohrleitung erstreckt, und zwar so weit, daß die Reibungskraft zwischen dem Kunststoffrohr und der Innenwand der Pohrtlituag date in Lfgerfehtung auf das Kunststoffrohr wirkende Auftriebskomponente überwiegt. In be-.den Fällen ist es an schiffsüeitigen Ende eine (nicht dargestellte) Zugöse an den Nunststoffrohr 17 vorzusehen, um diefses nachzuziehen, falls die Auftriebskomponente au seinem automatischen Vorschub nicht ausreichen sollte. fußprdmm sind zweckmäßigerweiso in timiden Fällen (ebenfallo nicht dargestellte) Einrichtungen vorgesehen, um die Rohrleitung aas unkontrollierten Abgleiten von der Rampe 12 zu hindern.

  Der eigentliche idontagevorgena ist bei beiden Austührüngs-

  fcrnen der gleiche. Die Rohrstücke werden auf der M#ontage-

  ra,mpo fortlaufend aneinandergefßigt, und unter entsprechendes

  Vorrüt';ee der Schiffe erfolgt das fortlaufende Absenken der,

  L9iturg auf den Gnind Dabei rtiisen durch zereckmSLiigen Anker`

  Wurf die Schiffe an Bewegungen, insbesondere An Stdßen, in Richtung auf den durchhängenden Rohrstrang gehindert werden, da diese zusätzliche Biegebelastung zur Folge haben würden, sobald die-välldge Auswinkelung in den Kupplungen erreicht Ist. Der tiontagebeginn erfolgt bei beiden dargestellten Ausführungsformen des Verfahrens zweckmäßigerweiee von :Land her. Bei Verwendung einer bis zum Grund reichenden Rampe wird die Rampe zunächst am Ufer auf eine Gleitbahn gelegt. Anschließend erfolgt die Montage der ersten Rohre auf der Uaspeo Rohre und Rampe werden zusammengebunden und das vordere Lei- tungsende wasserdicht verschlossen. Danach wird die Rampe mit den Leitungsanfang ins Wasser geschoben, und zwar so weit, daß das land$eitige Ende für den-Anschluß des nächsten Rohres oberhalb des l7asnerspiegels liegt. Dann wird Rohr für Rohr landseitig angeschlossen, bis die Leitung so lang ge- worden ist, daß die Rampe an den beiden Schiffen befestigt werden kann. Danach wird der Verschluß des Leitungsanfangs beseitigt, die Verbindung zwischen Leitungsanfang und Rampe gelöst, dieses Teilstück der Rohrleitung. von der Uferseite her geflutet und»ihr knde in seiner Lage gesichert.
• Bei Verwendung eines Kunststoffrohres erfolgt der Montagebeginn in gleichgr Weine mit den Untetschied, daB die Verschlußplatte des Leitungsanfangs durchbohrt ist und durch diese ßohruug bei der Montage der ersten Rohre ein Stahlseil eingefädelt wird, Die Montagerampe kann in die:iem Fall noU, an den Schiffen befestigt bleiben. Hat der LeitungsanF.'ang die Rmpe erreicht;, so wird cr hochgezcjgen und an ihr be- festigt. Vom landseitigen Ende her, das oberhalb des waeiser-Bpiegels liegt, wird mit Hilfe des Stahlsei).ea das Kunst® st®ffrohr eingezogen, dessen beide Eden selbstverüiändlich wasserdicht verschlossen sind. .Anschließend erfolgt das Fluten von der Uferseite her und der weitere Montagefortgang an anderen Fade der-Leitung, wie oben bocchriebeno Die sehr einfache Unterbrechung der Montage bei Stw-ingef ahr wurde bereits beschrieben. Bei denn Verfahren unter Verwendung des Kunatstoffrohree kann das Leitungsende auch ohne die Montagerampe abgesenkt werden, was u.Uo bei® Wi:edereaporziehen des Leitungsendes und bei seiner Wiederbefestigung an den Schiffen bzH. der Rampe eine Vereinfachung bedeutet.

Claims (1)

1. P a t e n t a o s p r ü c h e i. erfahren zur Herstellung einer aus starren Plohretifcken zusammengesetzten Unterwasserleitung, dadurch gekennzeichnet, daB von eigar schwimmenden Basis aus die Rohrstücke mit Kupplungen, die eine begrenzte Auawinkelung zulassen, aneinandergefügt werden! die Leitung unter gleichzeitigem entsprechenden Vorrücken der schwimmenden Basis fortlaufend zum Grund abgesenkt und der noch nicht nur -Grund aufliegende Teilstrang mindestens teilweise unterstützt wird. 2. Verfahren nach Anspruch t, dadurch gekeinnzeicämet' de$ die Unterstützung durch eine an der schwimmenden Basis befestigte Abrutsohrawpe erfolgt. . 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, du die Unterstützung durch den Auftrieb eines in den Teilstrang . eingezogenen, luftgefüllten, biegsamen Rohres, vorzugsweise eines Kunststuffrohres, erfolgt. -- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da8 das luftgefüllte Rohr an uferseitigen Ende mit eines Seil gesichert und unter eateprechendem Nachgeben des Seiles nachführbar ixte 5..Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrene nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine an einer schwin- wenden Basis, vorzugsweise zwiechen zwei aneinandergekoppelten Schiffen, gelenkig befestigte Abrutsühra®pe® 6-o Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch @gekennseictnat, daß die Rampe an der schwimmenden Basis lösbar befestigt äst. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da8 das Ende der Raupe auf dem Grund den Gewässers aufliegt. 8-e Vorrichtung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß das Fade der Rampe. zns Gleiten auf dem Grund kufenartig ausgebildet ist. 9. Vorrichtung nach Ansptuch 7 und 8, dadurch gakeuar zeichnet, daß die,Raepe unter eimau Winkel geneigt ist, der' nicht größer ist als der Winkel, am den sich ein Rohrstrang . abwinkeln läBt, der die Länge hat, die unter Berücksichtigung. deß maximal zulässigen Biegemoments noch als frei durchhängende Länge zulässig ist. 10., Vorrichtung nach Anspruch 7, weiter gekennzeichnet durch ein in den Rohrstrang einziehbares, an uferseitigen Ende eicherbares imd an der schwimmenden Basis nschxiebbares i luftgefülltes biegsames Roh!< o