DE2316667A1 - Versenkbare konstruktion - Google Patents
Versenkbare konstruktionInfo
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Description
TAYLOR WOODHOW OONSO)EUOTION LIMITED
345 ßuislip fioad
Southall Middle 6 / England
"Versenkbare Konstruktion"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf versenkbare Konstruktionen
und insbesondere auf Konstruktionen, die als Behälter zum Speichern von Flüssigkeiten, wie z.B. Öl unter
dem Wasser oder als Tragkonstruktionen für Plattformen, Bauten und/oder Anlagen verwendet werden können.
Erfindungsgemäß wird eine versenkbare Konstruktion geschaffen, die zu einer gewünschten Stelle schwimmend gebracht und dann
versenkt werden kann, um am Wasserbett zu ruhen, wobei diese Konstruktion eine Anzahl hohler, sich von einer zellenförmigen
Basis aus Eisenbeton aufrecht erstreckender Behälter aus Eisenbeton und eine sich ebenso von der Basis aufrecht
erstreckende Umfangswand aus Eisenbeton sowie zumindest eine sich bei Verwendung der Konstruktion von der
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— ρ —
zellenförmigen Basis bis oberhalb des Wasserspiegels erstreckende Hohlsäule aus Eisenbeton aufweist, wobei Ventile
vorgesehen sind und sich Leitungen von den Innenräumen der Behälter und der zellenförmigen Basis zu innerhalb der
Säule befindlichen Betriebsbereichen erstrecken, wobei die Konstruktion aus ihrem schwimmenden Zustand versenkt werden
kann, indem Ballastwasser dem Raum zwischen den Behältern
und der Außenumfangswand, dem Innenraum der zellenförmigen
Basis und den Innenräumen der Behälter zugeführt wird, wobei die Konstruktion wieder schwimmfähig gemacht werden
kann, indem diese Zonen trockengepumpt werden. Die 5-isenbetonkonstruktion
kann ganz oder teilweise vorgespannt sein.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen,
wie dieselbe durchgeführt werden kann, wird nun auf die beigefügten Zeichnungen beispielsweise Bezug genommen; darin
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, halb im Schnitt,
einer versenkbaren Eisenbetonkonstruktion, die als Unterwasserspeicherbehälter dient und zu einer gewünschten
Stelle schwimmend gebracht und dann versenkt werden kann, um auf dem Wasserbett, zu ruhen;
Fig. 2 eine leildraufsieht, welche die Sektoren der Konstruktion
entlang der Linie II-II A und IX-II B der Fig· 1 zeigt; ■ ■;.
Fig. 3 bis 6 die Art und Weise, in welcher.die Konstruktion
nach den Fig. 1 und 2 von einem schwimmenden Zustand
versenkt werden kann, um auf dem Wasserbett zu ruhen;
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*. 3 —·
Fig, 7 die Art und Weise, in welcher die Konstruktion "betätigt
wird, während sie auf dem Wasserbett ruhtj
ig. 8 eine schematische Darstellung einer Installation mit der Konstruktion nach den Figo 1 bis 7» und
Pig. 9 eine schematische Seitenansicht, teilweise im Schnitt,
einer anderen Ausführungsform der Konstruktion.
Die in den Zeichnungsfiguren gezeigte Konstruktion hat
einen Behälterteil, der aus sechs kurzen hohlen zylindrischen Eisenbetonbehältern 1 besteht, die ggf. vorgespannt
sein können. Jeder dieser Behälter hat eine äußere zylindrische Wand IA und eine mittlere Säule IB, die in der dargestellten
Ausführungsform einen kreuzförmigen Querschnitt hat. Die Säule IB kann selbstverständlich einen anderen
Querschnitt, z.B. kreisringförmigen, aufweisen. Die Säule IB trägt eine obere Platte IC« Die Oberplatten IC der Behälter
sind durch einen horizontalen Ringträger miteinander verbunden.
Die zylindrischen Behälter 1 sind von einer zellenförmigen,
aus Eisenbeton oder vorgespanntem Beton bestehenden IPloßgrundplatte
2 getragen, die aus einer unteren Platte 2A, einer oberen Platte 2B und senkrechten Wänden 20 besteht,
die sich in rechten Winkeln zueinander erstrecken, wobei diese fände 2C die oberen und die unteren Platten verbinden,
wodurch der Innenraum des Flosses in einzelne Zellen geteilt ist. Diese einzelnen Zellen sind durch Bohrungen 3
miteinander verbunden, damit Ballastwasser von einer Zelle zur anderen nach Bedarf strömen kann oder um zu ermöglichen,
daß die Zellen entleert werden, indem das Wasser ausgepumpt wird, wobei der Durchmesser der Bohrungen so bemessen
ist, daß die Strömung begrenzt und somit eine entsprechende
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Stabilität während der Bewegung in dem Wasser bzw« bei bewegter See aufrecht erhalten wird. Einige Wände 2C erstrecken
sich unterhalb der unteren Platte 2A, um Teile 6A zu bilden,, Die untere Platte 2A kann an der Unterseite
flach oder so geformt sein, daß spezifische Tragfähigkeitsoder Lagerbereiche in Form von Auflagern oder umgekehrten
seichten Kuppeln je"nach der Natur des Wasserbettes gebildet werden.
Die Floßbasis 2 ist durch ein© Umfangswand 4 aus Eisenbeton umgeben, die von der Floßbasis teilweise freifliegend oder
ausgekragt ist und in Abständen durch .Gegenpfeiler 5 gestützt ist. Diese Wand 4 erstreckt sich auch unterhalb der
unteren Platte des Floßes, um einen Teil 6B um den Umfangsbereich
herumzubilden. Die Teile 6A und 6B können, wie dargestellt,
je nach der Natur des Wasserbettes kronenförmig
ausgebildet sein«
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 8 erstreckt sich eine einzige, mittlere, hohle zylindrische Säule 7 aus Eisenbeton
oder vorgespanntem Beton von dem Oberteil der Floßbasis 2 und stützt eine Plattform 8 (die in Fig» IA in
Draufsicht gezeigt ist), welche als. Landeplatz für Hubschrauber und für andere Zwecke dienen kann, und zwar auf einer
Höhe, die bei einer auf dem Wasserbett ruhenden Konstruktion voraussichtlieh oberhalb des höchsten Wasserspiegels liegt,
bei welchem die Konstruktion betrieben werden soll, sowie ferner Fender 9 (in einer Höhe, in welcher sie sich von
unterhalb des voraussichtlich zu erwartenden größten Bereiches
von Ebbe und Flut bis oberhalb dieses Bereiches ertrecken),
Plattformen oder Decks 10 für Anlagen und Maschinen, einen Pumpentank 11 für Öl und eine Olscheiderkammer 12. Bei der
,hier dargestellten Ausführungsform ist die Säule 7 durch Speichen 13 gestützt, welche sich zu den Oberteilen der Be-
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hälter 1 strahlenförmig erstrecken, jedoch weggelassen
sein können·
Leitungen 14 verbinden den Boden jedes Behälters 1 mit
Heberleitungen 15 innerhalb der Säule 7, welche die Leitungen 14 mit einer (nicht gezeigten) ersten Rohrverzweigung
verbinden, die mit der Scheiderkammer 12 durch weitere Leitungen verbunden ist. V/eitere Leitungen 16, die sich
durch die Radialspeichen 13 erstrecken, verbinden die Oberteile der Behälter 1, durch weitere Heberleitungen 16A innerhalb
der Säule 7» die mit einer zweiten (ebenso nicht gezeigten) Rohrverzweigung verbunden sind, mit dem Öldruckoder
Pumpentank 11, wobei diese zweite Rohrverzweigung mit dem Tank 11 durch eine Leitung 16B verbunden ist. Ein Öl—
einlaßrohr 17 (31Xg. 7)» die sich von außerhalb des Umfanges
der Konstruktion an ihrer Basis zu dem Floßbereich der Säule 7 und obenauf der Säule 7 erstreckt ist mit der Leitung
16B oberhalb der zweiten Eohrverzweigung verbunden.
Die hier gezeigte Konstruktion steht dort, wo sich der voraussichtlich
höchste Wasserspiegel annähernd 85 m oberhalb des Wasserbettes befindet, wobei sie einjSpeichervermögen
von 500.000 Tonnen Rohöl hat. Der Gesamtdurchmesser der Floßbasis 2 beträgt 103 m, wobei die Höhe der Zylinder 1
38,5 m oberhalb des Wasserbettes beträgt. Bs ist ersichtlich, daß sich diese Dimensionen nur auf dieses bestimmte
Beispiel beziehen, wobei gegebenenfalls andere Dimensionen ausgewählt werden können.
Die Konstruktion kann zweckmäßigerweise in zwei Stufen oder aber vollständig in einer Stufe in einem tieferen Kofferdamm
hergestellt werden. Die erste Stufe der Konstruktion kann in einem seichten eingedeichten Becken oder Kofferdamm fertiggestellt
werden, worin die Ploßbasis 2 und ein Teil der Umfangswand 4 unter Verwendung herkömmlicher Methoden für
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Eisenbeton.und vorgespannten Beton gebaut werden. Die teilweise
gebaute Konstruktion kann dann schwimmfähig gemacht werden, indem das Bassin oder Becken mit Wasser überflutet
wird, worauf die teilweise gebaute Konstruktion zu einepr geschützten Stelle tieferen Wasser geschleppt werden kann.
Herkömmliche Methoden für Eisenbeton und vorgespannten Beton können dann zur Fertigstellung der Konstruktion mit Ausnahmen
solcher Heile» wie zum Beispiel der Hubschrauberlandeplattform,
der Arbeitsplattformen und anderer zusätzliche Teile, noch im schwimmenden Zustand verwendet werden können".
Die auf diese Weise fertiggestellte Konstruktion wird erforderlichenfalls
für senkrechte Lage vervollständigt, indem die einzelnen Behälter 1 je nach Bedarf mit Ballastwasser
gefüllt werden, um die Konstruktion in die in ^ig. 3
gezeigte Stellung zu bringen, wobei in dieser Figur (und in den Fig. 4 "bis 6) "G-" den Schwerpunkt der Konstruktion, "B"
ihren Auftriebsmittelpunkt und "M" ihr Metazentrum zeigt.
Die Konstruktion kann dann entlang eines vorbereiteten Kanals in tieferes Wasser und von dort zu ihrer beabsichtigten
Arbeitsstelle geschleppt werden. Zu diesem Zweck können Schleppwülste an entsprechenden Stellen an den Oberteilen
der Behälter 1 vorgesehen werden. Sobald die gewünschte Arbeitsstelle erreicht wird, kann das Versenken
unter Steuerung des Schleppfahrzeuges beginnen. In der ersten Stufe des Tauchvorganges soll es ermöglicht werden,
daß das Ballastwasser in den Baum über der Floßbasis 2
zwischen den Behältern 1 und der Umfangswand 4 eintritt. Man kann auch andererseits je nach der Konstruktion das Wasser
vollständig in die Floßbasiszellen vor dem Eintritt in den oberen Trog durch Löcher oder Perforationen in der oberen
Platte eintreten lassen.Dies wird durch die Betätigung von
Ventilen 19 erreicht, die in der Basis der Umfangswand 4 an-
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geordnet und von dem oberen Teil dieser Wand aus "betätigbar
sind. Nach Beendigung dieser Stufe befindet sich die Konstruktion in dem in Pig· 4 gezeigten Zustand. Hierbei
ist zu beachten, daß für dieses Beispiel die Pig· 4 gezeichnet
worden ist, welche die Wasserspiegel als an jeder Seite der Umfangswand gleich zeigt. In andern Pällen kann
es zweckmäßiger sein, das Wasser die Wand überschwemmen zu lassen, bevor das Wasser innen angestiegen ist. Die zweite
Stufe des Tauchvorganges.ist, das Wasser in die Räume innerhalb
der zellenförmigen Ploßbasis 2 eintreten zu lassen. Dies wird durch die Betätigung von (nicht gezeigten) "Ventilen
in den unteren Bereichen dieser Behälter erreicht, die von den oberen Teilen der Behälter aus oder aus einer anderen
Stelle betätigbar sind, wobei (nicht gezeigt) Lüftungsleitungen vorgesehen sind, damit Luft während des Ballastvorganges
entweichen kann. Sobald dies beendet ist, befindet sich die Konstruktion in der in Pig. 5 gezeigten Lage· Die
Endstufe des Tauchvorganges ist, (nicht gezeigt) Ventile zu öffnen, damit Wasser in die Behälter 1 (die durch die Leitungen
16 gelüftet sind) eintreten und die Konstruktion belasten zu können, bis sie auf dem Wasserbett zu ruhen kommt,
wie in Pig. 6 dargestellt. Während des Tauchvorganges befindet sich die Konstruktion stets unter Kontrolle bzw· Steuerung,
wobei sie jederzeit auf die Oberfläche gebracht werden kann, indem der gesamte Arbeitsgang umgekehrt und Wasserballast
durch (nicht gezeigte) Pumpen ausgepumpt wird, die mit einer (ebenso nicht gezeigten) Leitung verbunden sind.
Diese Pumpen können dauernd oder nur während der Durchführung des Tauchvorganges und der Wiederschwimmfähigmachung .
vorgesehen sein.
Nachdem die Konstruktion das Wasserbett erreicht hat, werden die Behälter 1 vollständig mit Wasser gefüllt, um der Konstruktion
eine negative Schwimmfähigkeit zu erteilen und damit
sich die Ploßbasis 2 in das Wasserbett verankern kann· Die Zentralsäule kann ggf. für eine zweckmäßige Anlagenum-
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gebung trocken gehalten werden.
Dann kann nötigenfalls Sandballast 20 (J1Ig. 7) in den Raum
oberhalb der·Floßbasis 2 zwischen den Behältern 1 und der
Umfangswand 4 eingeführt werden, um die-Konstruktion gegen
Störkräfte sicher zu machen, die aus der Umgebung, in welcher
sie funktionieren soll, herrühren. Dann werden die Arbeitsplattformen, die Hubschrauberlandeplattformen und andere zusätzliche
Anlagen (die in Fig. 7, in welcher auch andere Teile weggelassen oder schematisch gezeigt sind, nicht dargestellt
sind) fertiggestellt s wobei die Konstruktion zur
Aufnahme von Rohöl zum Speichern fertiggemacht ist.
Es ist ersichtlich, daß eine eingehende Erforschung des Seebettes
unternommen werden muß, da ein angemessen flacher Bereich
erforderlich ist, damit die Konstruktion nicht in einer sehr großen Heigung steht, obwohl Maßnahmen zur Einstellung
bzw. Verstellung der Höhe der Arbeitsplattformen, Hubschrauberlandeplattformen und so weiter getroffen werden
können. Der durch die Konstruktion bei gleichemäßigem Wasserbett auferlegte Bodenauflagedruck liegt im Bereich von 80 kN/m
bis 140 kH/m . Ist das Wasserbett zu weich oder uneben, so
kann es in.einer oder anderen Form in der'Gestalt eines Kiesbettes
geebnet werden.
Sobald die Konstruktion in eine gewünschte Stellung zum
Stehen gebracht wird, wird das Rohr 17 mit einer Produktionsplattform 21 (Fig. 8) verbunden, worauf Öl in die Oberteile
der Behälter 1 durch das Rohr 17» die leitung 16B, die Rohrverzweigungsverbindung
mit den Leitungen 16A und die Leitungen 16 eingeführt wird. Ölzufuhrstöße werden von dem Stoßtank
11 aufgenommen. Da das Öl leichter als Wasser ist,
schwimmt es über dem Wasser in den Behältern 11 und verdrängt es durch die Leitungen 14 und 15 zur Scheiderkammer 12, von
welcher es durch Pumpen auf eines der Anlagenraumdecks 10
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in die See abgefördert wird. Wenn die Behälter 1 Öl "bis zu
einer Tiefe von etwa 2 Metern oberhalb des oberen Teil der Ploßbasis enthalten, wird die Ölzufuhr unterbrochen. Die
Behälter werden geleert, indem öl von den oberen Teilen der Behälter durch Leitungen 16 und 16A und das Rohr 17 herausgepumpt
wird, worauf Wasser in die unteren Teile der Behälter durch die leitungen 15 und 14 aus der Scheiderkammer 12 eintritt,
während die Scheiderkammer durch die Pumpen mit Seewasser
nachgefüllt wird. Das durch das Rohr 17 strömende Öl wird durch Meßvorrichtungen an der Produktionsplattform 21
und über ein Einzelhaltetau 22 (Fig. 8) zu einem Tanker 23
gefördert.
Im Arbeitszustand wird der Wasserspiegel in der Scheiderkammer 12 unterhalb des Wasserspiegels außerhalb der Konstruktion
gehalten, um auf die Konstruktion aufgrund des gespeicherten Rohöls wirkende Sprengkräfte herabzusetzen, d.h. die aus der
Speicherung von Flüssigkeiten auftretende Sprengkraft wird durch den äußeren hydrostatischen Druck herabgesetzt oder
aufgehoben.
Wenn gewünscht wird, die Konstruktion zu einer anderen Stelle zu bewegen, so wird zunächst das gespeicherte Öl herausgepumpt
und jeweilige Emulsion beseitigt. Der Sandballast, soweit vorhanden, wird dann entfernt, während der Wasserballast
abgefördert wird, indem die vorher zum Untertauchen verwendeten Pumpen (falls eine Wiedereinsetzung notwendig
ist) in umgekehrter Reihenfolge zum Tauchvorgang verwendet werden, bis die Konstruktion mit dem erforderlichen Tiefgang
schwimmt. Dann kann sie zur gewünschten neuen Stelle geschleppt werden.
Die Konstruktion nach Pig. 9 ist in mancher Hinsicht der
oben beschriebenen ähnlich, so daß nur in Einzelheiten unterschiedliche Teile durch die schon verwendeten Bezugszeichen
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bezeichnet und nicht mehr, beschrieben werden« Bei dieser
Ausführungsform ist die einzige Zentralsäule 7 der Aus- . . ;
führungsform nach den 3Pig. 1 bis 8 durch Tier Säulen ■7A
ersetzt, die an den Ecken eines Vierecks binnenbords der Behälter 1 angeordnet sindy wovon bei dieser Ausführungsform
nur vier auch an den vier Ecken eines Rechtecks angeordnet sind. Die Säulen 7A enthalten (nicht gezeigte) Leitungen
und- Rohrleitungen, welche den oben beschriebenen ähnlich sind und an ihren oberen Enden eine Plattform oder
ein Deck 8A stützen, das an der Säule 7A durch Stützbalken 24 befestigt ist und Anlagen- und Pumpenräume und Wohnräume
für die Besatzung und dergl. hat. Streben 25 erstrekken sich zwischen den Säulen 7A in Abständen entlang ihrer
Länge, wobei eine Fußgängerbrücke 26 zumindest an einer der obersten Streben 25 vorgesehen ist. Ein weiterer Unterschied
besteht darin, daß in jeder der einzelnen Zellen der Basis bei diesem Ausführungsbeispiel eine mittlere aufrechte Strebe
27 vorgesehen ist. Sonst ist die Konstruktion und Arbeitsweise der Anlage nach Fig. 9 jener der Anlage nach den Pig.
L bis 8 ähnlich.
Für andere Verwendungszwecke, als die schon beschriebenen, können Konstruktionen, wie die oben beschriebenen, lediglich
als Plattfortnstützkonstruktionen verwendet werden, aus welchen die verschiedensten Arbeitsgänge durchgeführt werden
können.
Es ist ersichtlich, daß die' oben beschriebenen Konstruktionen
fast vollständig aus Beton bestehen, sie einen innewohnenden Vorteil eines zweckmäßigen Gewichts haben. Dadurch entfällt
die Notwendigkeit einer Verankerung der Konstruktionen in das Wasserbett durch Pfahle, da die großen Auftriebkräfte
infolge des gespeicherten Öls und der Wellen durch das Eigengewicht der Konstruktion zuverlässig ausgeglichen werden
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können. Das kann insbesondere dort von Nutzen sein, wo das Wasserbett aus weichem Material besteht.
Ggf. können auch Maßnahmen für Einzelhaltetauanordnungen
zum Halten von Tankern vorgesehen werden.
Obwohl die Konstruktion, die in den Zeichnungsfiguren gezeigt ist, in Verbindung mit der Speicherung von Öl beschrieben
wurde, ist ersichtlich, daß eine derartige Konstruktion für die Unterwasserspeicherung beliebiger flüssigkeiten
verwendet werden kann, die leichter als Wasser sind.
Patentansprüche
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Claims (1)
- Patent1. Versenkbare Konstruktion, die zu einer.gewünschten Stelle schwimmend gebracht und dann versenkt werden kann, um am Wasserbett zu ruhen, gekennzeichnet durch eine Anzahl hohler, sich von einer zellenförmigen Basis (2) aus Eisenbeton aufrecht erstreckender Behälter (l) aus Eisenbeton, eine sich ebenso von der Basis (2) aufrecht erstreckende Umfangswand (4) aus Eisenbeton sowie durch zumindest eine sich bei der Verwendung der Konstruktion von der 'zellenförmigen Basis (2) bis oberhalb des Wasserspiegels erstreckende Hohlsäule (7) aus Eisenbeton, wobei Ventile (19) vorgesehen sind und sich leitungen (16) von den Innenräumen der Behälter (l) und der zellenförmigen Basis (2) zu innerhalb der Säule (7) befindlichen Betriebsbereichen erstrecken, wobei die Konstruktion aus ihrem schwimmenden Zustand versenkt werden kann, indem Ballastwasser den Raum zwischen den Behältern (l) und der. Außenumfangswand (4)» dem Innenraum der zellenförmigen Basis (2) und den Innenräumen der Behälter (l) zugeführt wird und wobei die Konstruktion wieder schwimmfähig gemacht werden kann, indem diese Zonen trocken gepumpt werden.2. Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zellenförmige Basis (2) aus einer unteren Platte (2A),einer oberen Platte (2B) und aufrechten Wänden (2C) besteht, welche die Platten (2A, .2B) miteinander verbindet, so daß die Basis in einzelne Zellen geteilt wird.3. Konstruktion ne.ch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,30984 1 /£!357.-daß die einzelnen Zellen durch Bohrungen (3) miteinander verbunden sind, damit eine beschränkte Stömung des Ballastwassers von einer Zelle in eine ander fließen kann.4. Konstruktion nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß einige der aufrechten Wände (2C) sich unterhalb der unteren Platte erstrecken, um Keile (6A) zu bilden.5. Konstruktion nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Platte (SA) so ausgebildet ist, daß Auflagerbereiche gebildet sind, um sich den Zuständen des Wasserbettes anzupassen.6. Konstruktion nach Anspruch 2, 3> 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß aioh die Umfangswand (4) unterhalb der unteren Platte (2A) erstreckt, um einen Keil (6B) um den Umfang der Basis (2) zu bilden.7. Konstruktion nach Anspruch 4» 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (6A und/oder 6B) kronenförmig ausgebildet8. Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Eisenbetonsäule (7) vorgesehen ist, die mittig der hohlen Behälter (l) angeordnet ist.Konstruktion n«ch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betonbehälter (l) als Auftriebskammer während des Schlepp- und Tauchvorganges, Stützen für die Zentralsäule (7) oder die Säulen (7A) 309841/0957und zum Speichern von Flüssigkeiten diene ή·*10« Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnungen für die Speicherung der Flüssigkeiten so getroffen sind, daß die "infolge der Speicherung von Flüssigkeiten auftretenden Sprengkräfte mittels des äußeren hydrostatischen Druckes herabgesetzt oder aufgehoben sind.11. Konstruktion nach einem der Ansprüche ί bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von in Abstand voneinander angeordneten Eisenbetonsäulen (TA) vorgesehen sind. .12. Konstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet j daß das obere Ende der oder jeder Eisenbetonsäule (7 oder 7A) eine oder mehrere Plattformen (8 oder 8A) (10) stützt.30 984 1/095
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