DE2454992A1 - Verfahren und vorrichtung zum verlegen von unterwasser-rohrleitungen aus materialien mit niedrigem elastizitaetsmodul, beispielsweise polyaethylenrohr - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verlegen von unterwasser-rohrleitungen aus materialien mit niedrigem elastizitaetsmodul, beispielsweise polyaethylenrohr

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DE2454992A1 DE19742454992 DE2454992A DE2454992A1 DE 2454992 A1 DE2454992 A1 DE 2454992A1 DE 19742454992 DE19742454992 DE 19742454992 DE 2454992 A DE2454992 A DE 2454992A DE 2454992 A1 DE2454992 A1 DE 2454992A1
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L1/00Laying or reclaiming pipes; Repairing or joining pipes on or under water
    • F16L1/12Laying or reclaiming pipes on or under water
    • F16L1/16Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom
    • F16L1/163Laying or reclaiming pipes on or under water on the bottom by varying the apparent weight of the pipe during the laying operation

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Verlegen von Unterwasser-Rohrleitungen aus Materialien mit niedrigem Elastizitätsmodul, beispielsweise Polyäthyl enrohr Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verlegen von Unterwasser-Rohrleitungen aus Materialien mit niedrigem oder veränderlichem Elastitizätsmodul, beispielsweise Polyäthylenrohr, das zumindest unter dem Einfluß eigenen .Auftriebgewichts an der Wasseroberfläche schwimmend längs einer geplanten Verlegungstrasse ausgerichtet und anschließend durch Fluten vom einen Leitungsende her zumindest unter dem Einfluß eigenen Abtrieb gewichts auf den Gewässergrund abgesenkt wird. Die Erfindung bezieht sich gleichermaßen auf eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
  • Rohrleitungen der genannten Art werden derzeit nach dem oben definierten Verfahren durch freies Fluten ohne die Möglichkeiten einer Kontrolle des Sinkvorganges und einer Begrenzung der hierbei im Rohrmaterial auftretenden Biege-bzw. Knickbeanspruchungen, d.h. mit einem erheblichen Beschädigungsrisiko für die Leitung, am Gewässergrund verlegt.
  • Dieses Risiko steigt mit der Tiefe und dem Grund gefälle der Gewässer. Während des unkontrollierten Absenkens der Leitung bilden sich in dieser ein oberer und ein unterer Absenkbogen mit einer etwa vertikalen Zwischenstrecke, die sich in der Verlegungsrichtung weiterbewegt, und deren Länge im direkten Verhältnis zur jeweiligen Wassertiefe steht. Der Energie der Wassersäule steht nicht nur die Formänderungsarbeit aus den Absenkbögen, sondern außerdem noch der Wasserwiderstand gegen die Vorwärtsbewegung der etwa vertikalen Rohrstrecke entgegen.
  • Dieser Wasserwiderstand ist proportional der Wassertiefe und kann demzufolge beträchtliche Größenordnungen erreichen. Falls der Absenkvorgang bzw. die Weiterbewegung des Iieitungsbereiches zwischen den Absenkbögen mit größerer Geschwindigkeit bei hohem Wasserwiderstand erfolgt, besteht die Gefahr, daß der untere Absenkbogen dem oberen Absenkbogen vorauseilt, wodurch die Bogenlängen unter Mobilisierung einer zusätzlichen Formänderungsarbeit in der Leitung vergrößert werden und deren Bereich zwischen den Absenkbögen mit einer Neigung zur Vertikalen verläuft. In diesem zur Vertikalen geneigten Iieitungsbereich erzeugt dessen Leitungsgewicht, ggf. im Zusammenhang mit verteilt angeordneten Beschwerungsgewichten, am unteren Beitungsbogen zusätzliche Biege- bzw. Knickmomente, durch die der zusätzlich mobilisierte Anteil an Formänderungsarbeit rasch aufgebraucht wird.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, daß derzeit nach der oben beschriebenen bekannten Verfahrensart nur Leitungen größeren Rohrdurchmessers und nur in #Gewässern verhältnismäßig geringer Tiefe ohne stark verwechselndes Grundgefälle mit einem kalkulierbaren Beschädigungsrisiko für dasteitungs material verlegbar sind. Hinzu kommt, daß sehr lange Leitungen nur in verhältnismäßig langen Teil strängen zu verlegen sind, die mangels Transportmöglichkeit in unmittelbaren Bereich der Verlegungstrasse, beispielsweise am Ufer oder auf Pon-tons, gefertigt, hierbei fortlaufend axial ins Gewässer vorgeschoben und an dessen Oberfläche schwimmend bis zur Verlegung gelagert werden müssen. Während dieser schwimmenden Lagerung, die ggf.
  • längere Zeit andauern kann, tauchen die Teilstränge nur wenig ins Wasser ein und beizen seitlichen Wellengang- bzw. Windkräften erhebliche Angriffsflächen. Demzufolge schließt bereits das Lagern der Teilstränge eine erhebliche Beschädigungsgefahr für das Rohrmaterial ein.
  • Zwecks Vermeidung der oben geschilderten Nachteile des herkönimlichen Verlegungsverfahrens für Unterwasserleitungen der genannten Art ist es Aufgabe dieser Erfindung, alle im Zusammenhang mit der Verlegung der Leitung in Abhängigkeit von deren jeweiligem Rohrdurchmesser und in Abhängigkeit von der jeweiligen Tiefe, der Wellengang- bzw. Windverhältnisse und der Grundprofilierung des Gewässers in das Beitungsmaterial eingetragenen Biegespannungen bzw. Knickmomente durch ein neues Verfahren innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten und eine konstruktiv einfache Vorrichtung zum Durchführen dieses neuen Verfahrens zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie dadurch gelöst, daß das Fluten der Leitung. von derem anderen Beitungsende her durch ~luftgegendruck gesteuert wird, der vorzugsweise im direkten Verhältnis zur jeweiligen Wassertiefe eingestellt wird.
  • Eine derartige Steuerung des Flutungsvorganges der Zeitung ist mit einer konstruktiv einfachen Vorrichtung, #beispielsweise einer am anderen Leitungsende anbringbar ausgebildeten Parallelschaltungsanordnung eines Luftauslaßventiles mit einem Feinmanometer, ggf. unter Niteinbeziehung einer Druckluftquelle,durchführbar und gewährleistet wesentliche Vorteile.
  • Die Flutungsgeschwindigkeit der Wassersäule in der Rohrleitung ist genau zwischen 0 und der durch die hydraulischen Voraussetzungen gegebenen maximalen Größenordnung einstellbar, wobei gleichzeitig auf den noch nicht abgesenkten, an der Wasseroberfläche schwimmenden Leitungsbereich eine Normalkraft eingetragen wird, die eine Leitungsstreckung und damit eine Verringerung der Kriirnmungsspannungen in den Absenkbögen herbeiführt. Durch diese Normalkraft in der Leitung vermag der zwischen den Absenkbögen etwa vertikal verlaufende Leitungsbereich die seiner Vorwärtsbewegung auf der Verlegungstrasse gegenwirkenden Wasserwiderstände zu überwinden.
  • Deren mit der Wassertiefe zunehmenden Größenordnung wird urch entsprechende Steigerung des Luftgegendruckes entsprochen, so daß ein Voreilen des unteren Absenkbogens gegenüber dem oberen Absenkbogen der Leitung, d.h. der Eintritt zusätzlicher Biege spannungen bzw. Knickmomente im unterem Absenkbogen unterbunden ist.
  • Außerdem kann die Flutungsgeschwindigkeit, d.h. die Sinkgeschwindigkeit der Leitung bzw. deren Abrollgeschwindigkeit am Gewässergrund nicht nur, wie bereits oben erwähnt, durch Einstellung des Luftgegendrucks im entgegengesetzten Verhältnis zur jeweils innerhalb der zulässigen Größenordnung gewünschten Geschwindigkeit gesteuert, sondern erforderlichenfalls, beispielsweise zum Korrigieren des Leitungsverlaufes oder aus sonstigen Gründen, auch bis auf 0 verringert werden.
  • Bei derartigen Unterbrechungen des Absenkvorgangs tritt bei Rohrmaterialien mit zeit- und lastabhängigen, d.h. veränderlichen Elastizitätsmodulo, also insbesondere bei Polyäthylenrohren eine Verringerung der Krümmungsradien an den Scheiteln zumindest der unteren Absenkbögen, eine Ovalisierung der Querschnitte und damit eine Erhöhung der Knickgefahr ein. Um dieser zu begegnen ist es zweckmäßig, wenn die Geschwindigkeitsverringerung auf 0 unter abwechselnder Luftgegendrucksteigerung und -minderung herbeigeführt wird. Durch diese abwechselnden Gegendruckänderungen, wofür der Vorrichtung lediglich die bereits vorerwähnte Druckluftquelle zugeordnet werden muß, wird eine intermittierende Umkehrung und Wiedereinleitung des Verlegungsvorgangs, vorzugsweise auf einem dem zweifachen zulässigen Mindestradius der Leitung entsprechenden Bereich der Verlegungstrasse herbeigeführt.
  • Die entsprechende Einstellung des Luftgegendrucks ist problemlos nach einer Tabelle möglich, aus der für die jeweiligen Rohrmaterialien, Rohrdurchmesser, Wassertiefen und des jeweils empirisch festzustellenden Wasserwiderstands der erforderliche Luftgegendruck ablesbar ist. Besonders zweckmäßig ist hierbei eine Computersteuerung des Luftauslaßventils, d.h. eine Computersteuerung des Abseiikvorgangs der Leitung über die Geschwindigkeit der Blutungswassersäule, wodurch die Beschädigungsgefahr für die ~leitungen in optimal niedrigen Grenzen gehalten werden kann.
  • Im Hinblick auf den eingangs definierten Rahmen der Erfindungsaufgabe werden beim Verlegen einer aus Teil strängen bestehenden Unterwasserleitung die Teil stränge vor dem Ausrichten über der Verlegungstrasse zumindest unter dem Einfluß eigenen Auftriebgewichts an der Wasseroberfläche schwimmend nebeneinander ausgerichtet gruppiert, gruppenweise gegeneinander abgestützt und an einem, gegebenenfalls wellengang- bzw. windgeschützten Bereich der Wasseroberfläche in triftfester Halterung gelagert. Durch diese gruppenweise bzw. gebündelte Lagerung der Teilstränge wirkt deren gebündelte Rückstellspannung den auf die jeweils außenliegenden Teil stränge verstärkt wirkenden Lastangriffen aus Wind und Wellengang entgegen, wodurch eine im wesentlichen gleichmäßige Lastverteilung auf die einzelnen seilstränge gewährleistet ist, d.h.
  • diese sind auch während der Lagerung vor dem Verlegen nur einer optimal niedrigen Beschädigungsgefahr ausgesetzt.
  • In diesem Zusammenhang ist eine voneinander abständliche gegenseitige Abstützung der nebeneinande#r gruppierten Teil stränge bzw. distanzhaltende Verankerung während der Lagerung vorteilhaft, so daß durch Wellengang hervorgerufene Relativbewegungen zwischen den nebeneinander ausgerichteten Teilsträngen an diesen keine Beschädigungen eintreten können. Die seilstränge sind daher gefahrlos während unbegrenzter Zeitspannen an der Wasseroberfläche zu lagern, so daß für die Leitungsverlegung, während der die Stränge allen aus Wind und Wellengang entstehenden Gefahren voll ausgesetzt sind, eine sichere Großwetterlage abgewartet werden kann. Dies ermöglicht einen terminlich verhältnismäßig genau festsetzbaren, kurzfristigen und damit kostensparenden Personal-und Geräte einsatz für das Absenken bzw. Verlegen der Rohrleitung Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Figuren 1 - 7 schematische Darstellungen aufeinanderfolgender Verfahrensschritte zum Verlegen einer Unterwasserrohrleitung, gegebenenfalls mit schematischen Drauf-, Stirn- oder Seitenansichten für diese Verfahrensschritte benutzter Vorrichtungsteile und, Figuren 8 - 1o jeweils eine schematische Seiten- oder Stirnansicht bzw. schaubildliche Ansicht von Teilen einer Vorrichtung zum Verlegen der Leitung.
  • Zum Verlegen einer Unterwasser-Rohrleitung aus Materialien mit niedrigem oder veränderlichem Elastiztätsmodul, beispielsweise Polyäthylenrohr werden aus diesem Kunststoffmaterial bei großer Länge der zu verlegenden Leitung einzelne Teilstränge 1 im Bereich der Verlegungstrasse, vorzugsweise auf einem der Nindest-Windrichtung (im allgemeinen aus Osten) abgekehrten Uferbereich gefertigt und während der fortlaufenden Produktion axial sofort in das Gewässer vorgeschoben. Das Vorschubende jedes Teilsträngs 1 wird dicht verschlossen, beispielsweise mittels eines an einem Endflansch 1a des Teilstrangs 1 abdichtend befestigbaren Flanschdeckel ib. Längs jedes Teilstrangs 1, der beispielsweise mit einem Rohrdurchmesser von 600 mm ausgebildet ist, werden zueinander abständlich Lastkörper 2 mit einem etwa 20 96 des Rohr-Auxtrieb gewichts entsprechenden Ballastgewicht befestigt, so daß jeder Teil strang durch eigenes Auftriebgewicht im Gewässer zu schwimmen vermag. Um Lagenänderungen der Ballastkörper 2 relativ zueinander und relativ zum zugeordneten Seilstrang 1 zu unterbinden, können die Ballastkörper 2 mit Verbindungselementen 2a ausgestattet sein, die jeweils an einem längs des Teilstrangs 1 verlegbarem Zugseil 2c oder dergleichen flexiblen Zugglied schiebefest anbringbar ausgebildet sind.
  • Bei während des Vorschubs der Teil stränge einfallenden Brisen aus der Mindest-Windrichtung werden die Teil stränge in Richtung zum Ufer abgetrieben. Wenngleich hierbei auf die Teilstränge 1 nur ein verhältnismäßig geringer Krafteintrag erfolgt, kann dieser jedoch ausreichend sein, um bei topographisch unruhiger Uferlinie, bei vorgelagerten Ufereinbauten, Uferstegen, Bootshütten oder:' dergleichen an den Teil strängen 1 unzulässige Stützmomente zu erzeugen. Um dies zu verhindern,, wird der erste Teilstrang 1 gleichzeitig mit der Fertigung entlang eines zumindest mit Teilstranglänge ausgebildeten Richtseils3 oder dergleichen Richtglied ins Gewässer vorgeschoben. Das Richtseil 3 greift am vorgeschobenen Teil strang 1 mit einer Richtkraft über Kraftübetragungsglieder 4 an, die an den Ballastkörpern 2 befestigt und am Richtseil 3 in dessen Längsrichtung verschieblich anbringbar ausgebildet sind.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 2 und 3 sind die Kraftübertragungsglieder 4 jeweils hakenförmig und zu einer geschlossenen Öse 5 verformbar ausgebildet. In diese Haken 4 wird das Richtseil 3 bei beginnendem Vorschub des zugeordneten Teil strangs 1 eingelegt, worauf der Haken 4 durch einen Hammerschlag zur Öse 5 geschlossen wird.
  • Bei ablandiger Windrichtung ist ein nennenswerter Wellenaufbau infolge der Ufernähe nicht möglich. Das Richtseil 3 wird daher überwiegend nur aus der Windlast beansprucht. Bei Durchquerung einzelner Uferbuchten können gegebenenfalls bei aufkommendem Sturm an den Teil strängen Zwischenanker 6 angelegt werden.
  • Winde in Längsrichtung der Vorschub strecke der Teilstränge 1 bewirken in diesen nur Normalspannungen durch Krafteinträge auf die Ballastkörper 2. Diese Normalspannungen werden über gut am Ufer fundierte Spannbacken aufgenommen.
  • Alle weiteren Teil stränge 1 werden landseitig des zuerst vorgeschobenen Teilstrangs 1 längs diesem vorgeschoben. Um hierbei eine Behinderung des Vorschubs durch die Ballastkörper 2 zu unterbinden, werden diese an den einander benachbarten Teilsträngen 1 mittels eines Distanzierstabs, beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 und 2 mittels eines Endlosrohres 7 von einander distanziert, das etwa mit Teilstrangslänge zumindest durch eigenes Auftriebgewicht an der Wasseroberfläche Scliwimmfähig ausgebildet ist.
  • Nachdem die Teil stränge 1 mit beidseitig dichtem Endverschluß in die nebeneinander ausgerichtete Gruppierungsstellung gemäß Figuren 1 und 2 eingeschwommen wurden, werden sie in der Gruppierung voneinander abständlich über an den Ballastkörpern 2 befestigte Verankerungselemente 2d und mit diesen gelenkig verbindbar ausgebildete Gegenverankerungselemente, beispielsweise Rundstäbe 8, gegenseitig abgestützt. Hierdurch wirken den hauptsächlich auf die außenliegenden Teil stränge 1 angreifenden Wind-und Wellenkräften die Spannungen eines Rohrbündels entgegen.
  • Der Abstand zwischen den einzelnen Teilsträngen 1 in der Gruppe gewahrleistet das Vorhandensein eines Wasserpolsters, vor allem zwischen den Ballastkörpern 2, während die gelenkige gegenseitige Abstützung der Teilstränge 1 die Heranziehung von Torsionsspannungen zum Abtrag von Stoßenergie erlaubt.
  • Auf Vorschub strecken mit besonders unruhigen Wellengang und Windverhältnissen kann gegebenenfalls der zweite Teil strang in gleicher Weise an einem zweiten Richtseil 3 quertriftfest geführt sein, worauf die weiteren Teilstränge 1 zwischen den beiden äußeren quertriftfest gehaltenen Teil strängen 1 eingeschoben werden.
  • Nachdem die Teil stränge 1 in der nebeneinander ausgerichteten sruppierungsstellung während einer längeren oder kürzeren Zeitperiode schwimmend an der Wasseroberfläche gelagert wurden, beispielsweise zum Abwarten einer günstigen Großwetterlage, werden die zur Absenkung vorgesehenen Teilstränge 1 aus der Lagergruppe heraus und in eine Absenktrasse 9 gemäß Figuren 4 und 5 eingezogen. Längs dieser sind an Krumm#ungen,ggf. auch innerhalb langer Geradstrecken, geeignete Verankerungen ausgelegt, mittels der die Leitung beim Absenken in eine vorgeschobene Grundtrasse 1o geführt wird. Die Verankerungen weisen Ankerseile auf, die zunächst in leicht lösbaren Schleifen um zylindrische Bojen 11 gelegt und vor dem Absenken auf den nach der Seekarte bzw.
  • nach Echolotung vorberechneten Stellen mit Endschlaufen 12 an den Ballastkörpern 2 verhakt werden. Da es sich hierbei nur um verhältnismäßig kleine Ankerkräfte handelt, können auf dem Gewässergrund verbleibende Gewichtsanker 13 verwendet werden.
  • Das Absenken erfolgt durch Fluten der Teilstränge 1, wobei das Abtriebgewicht größer als 0 wird. Gemäß Figur 7 entsteht eine vom Gewässergrund ausgehende Anstiegstrecke, in der die Flutungswassersäule im Rohr 14 mit dem Gewässerspiegel 15 zu kommunizieren versucht. Wird der Gleichgewichtszustand in der Anstiegstrecke zwischen Abtrieb (Gewicht der Leitung u. Wassersäule) und Auftrieb (der BuRsäule) überschritten, sinkt die Leitung unter Mitnahme der Wassersäule ab, damit das Gleichgewicht wieder hergestellt wird Die Spitze der Wassersäule bewegt sich somit auf einem sich vorwärts bewegenden, bestimmten Punkt zwischen der Gleichgewichtsgrenze 16 und dem Gewässerspiegel 15.
  • Dieser Punkt kann zunächst definiert werden durch das Gewicht der über die Gleichgewichtsgrenze hinausgehenden Wassersäule 17, deren Höhe wiederum durch die zur Herstellung der Krümmungs bögen erforderliche Formänderungsarbeit 18 bestimmt ist. Insoweit wäre für jeden vom Material, Querschnitt und Ballast her gleichen Strang unabhängig von der Gewässertiefe ein konstantes Spannungsverhältnis und eine bestimmte Absenkgeschwindigkeit zugehörig.
  • Tatsächlich ist jedoch zum überwinden des Wasserwiderstands bei der Vorwärtsbewegung des Stranges zusätzlich Arbeit zu leisten. Dies kann durch zusätzliches Erhöhen der Wassersäule 19 erfolgen, wobei aber ein Teil dieser zusätzlichen Energie in weitere Krümmungsspannung umgesetzt wird.
  • Während das Gewicht der Wassersäule, wie ein Diagramm in Figur 7 bei 20 zeigt, von 0 - unten zunimmt, wirkt der Wasserwiderstand 21 annähernd gleichmäßig auf das ansteigende Rohr. Der demnach im unteren Strangbereich vorhandene Energieüberschuß kann nur bei einer gewissen, durch die Materialsteifigkeit gegebenen Formänderungsarbeit in den oberen Strangbereich eingetragen werden. Der untere Absenkbogen drückt sowzu~sagen den oberen nach. Dieser Vorgang beschränkt sich naturgemäß auf eine bestimmte zulässige Relation der Rohrsteifigkeit zum Wasserwiderstand und somit zur Wassertiefe und Absenkgeschwindigkeit.
  • Geht man davon aus, daß der Strang steif, d.h. aufnahmefähig für Momente wäre, entstehen am unteren Auflagerpunkt des Stranges die gleichsinnigen Momente W yu aus dem Wasserwiderstand 22 und A~xo aus dem Auftrieb 23, sowie das gegensinnige Moment G.xu aus dem Beitungsgewicht unterhalb der Gleichgewichtsgrenze 24. Mit zunehmender Wassertiefe wächst A.x0 und #.xu linear an, W.xu dagegen im Quadrat. Zur Erhaltung des Gleichgewichtszustands wird Formänderungsarbeit beansprucht, die begrenzt ist. Bei Kunststoffrohren ist die Formänderungsarbeit wegen der Last-, Zeit-und Temperaturabhängigkeit der Elastizitätsmoduln nicht hinreichend erfassbar.
  • Der Wasserwiderstand soll daher nicht über die Formänderungsarbeit 26 beherrscht werden, vielmehr soll die zur Beherrschung des Wasserwiderstands erforderliche Energie die ohnehin schwer überschaubare Formänderungsarbeit in den Krümmungsbögen mindern.
  • Dies gilt besonders für den unteren Krümmungsbogen, der tatsächlich nicht die üblicherweise angesetzte Kreisform mit einem zulässigen Mindestradius, sondern etwa eine Parabelform mit geringerem Scheitelradius 25 hat.
  • Wenn die Absenkung in einer idealen Flüssigkeit mit einem spezifischen Gewicht 1,o vorgenommen wird, halten sich bei jeder Absenkgeschwindigkeit die Formänderungsarbeit und die Bewegungsenergie des Stranges einerseits, und die Bewegungsenergie der Flutungswassersäule andererseits im Gleichgewicht.
  • Dessen Störung wird also nur durch den Wasserwiderstand herbeigeführt. Das Gleichgewicht wird hergestellt durch eine Zugkraft in entgegengesetzter Richtung 27. Um diese Zugkraft in unmittelbare Funktion zum Wasserwiderstand zu setzen, wird sie durch Druckluft erzeugt, die in später noch näher beschriebener Weise gleichzeitig auf das luftseitige Ende der Leitung und auf die Spitze der Wassersäule, somit auf die Absenkgeschwindigkeit ein wirkt.
  • Da der Wasserwiderstand nicht über die Formänderungsarbeit aufgefangen werden soll, eine Momentenbildung also nicht möglich ist, kann die Druckluft als Gleichgewichtskraft gleich dem vollen Wasserwiderstand angesetzt werden.
  • Der Wasserwiderstand kann zuverlässig nur empirisch, beispiels weise mit einer Hilfseinrichtung gemäß Figuren 8 und 9 ermittelt werden. Ein unter Zuhilfenahme eines langgestreckten Auftriebskörpers 28 geringen Querschnitts schwimmfähiges, offenes Proberohr 29 ist zu ballastieren und im freien Fall abzusenken, wobei die Sinkgeschwindigkeit zu messen ist. Die Ballastierung ist derart zu bemessen, daß mindestens drei Sinkgeschwindigkeiten bis etwa 1,o m/s vorliegen, mit denen eine zuverlässige Geschwindigkeits kurve in Abhängigkeit vom Rohrgewicht zu ermitteln ist. Das Abtriebgewicht des Probesystems ist annähernd gleich dessen Wasserwiderstands.
  • Der Versuch ist mit Rohren aller vorkommenden Durchmesser, mindestens aber dreier möglichst unterschiedlicher Durchmesser mit der doppelten Länge des Ballastkörperabstands 30 durchzuführen. Zum Vergrößern der Ballastierung können gemäß Figur 9 in das Proberohr 29 weitere Ballaststücke, beispielsweise Rundeisen 31 eingebracht und gleichmäßig rutschsicher verteilt werden. Das Abtriebgewicht ist nach völligem Eintauchen des gesamten Probesystems mit genau anzeigender Federwaage zu messen.
  • Das Probesystem hängt zur Bergung an einem Perlonsei332, das zum Vermeiden von Krafteinträgen beim Absenken zweckmässigerweise auf der Wasseroberfläche ausgelegt wird. Das Perlonseil32 ist markiert auf lo, 30, 50, 70 und 9o m. Die Absenkzeit wird an den Markierungen mit der Stoppuhr gemessen. Die Streckenlast aus Wasserwiderstand ist gleich dem Abtriebgewicht des Proberohrs 29 geteilt durch die Rohrlänge.
  • Während des Flutens der Rohrleitung von deren einem Ende her erfolgt die bereits vorher beschriebene Steuerung des ~luftgegendrucks beispielsweise mittels einer in Figur 1o schematisch dargestellten Vorrichtung, die am anderen Rohrleitungsende anbringbar ausgebildet ist.
  • Gemäß Figur lo besteht die Vorrichtung aus einerParalleischaltungsanordnung PSA, der zumindest ein ~luftauslaßventil 32 und ein Feinmanometer 33 zugeordnet ist. Vorzugsweise, insbesondere um den Blutungsvorgang in bereits vorher beschriebener Weise unterbrechen zu können, wird;:; Parallelschaltungsanordnung PSA eine Druckluftquelle, beispielsweise treßostatgesteuerter Kompressor 34, gegebenenfalls mit einem Win-dkessel 35 zugeordnet.
  • Als weitere vorteilhafte Ausstattung der Vorrichtung können der Parallelschaltungsanordnung PSA auch noch ein Druckauslaßventil 36 und ggf. ein Druckeinlaßventil 37 zugeordnet werden, wobei diese Ventile ein Druckpulsation-Ausgleichssystem bilden, um bei plötzlicher Unterbrechung des Flutungsvorgangs auftretende über- und Unterdrücke infolge Pulsation der Wassersäule in der Rohrleitung zu eliminieren. Die Ventile 36, 37 werden jeweils auf die zulässigen Innen- und Beuldrückerder Rohrleitung eingestellt.
  • Die Parallelschaltungsanordnung PSA ist über eine flexible Druckleitung 38 an einen Flanschdeckel 39 anschließbar ausgebildet, der mit einem Endverschlußelement, beispielswei#e -Endflansch 4o der Rohrleitung dicht verbindbar ausgebildet ist.
  • Gegebenenfalls kann der Flanschdeckel 39 auch einer am anderen Rohrleitungsende anbringbar ausgebildeten, nicht eingezeichneten Molchschleuse zugeordnet sein, die das Einführen eines die Wassersäule von der Luftsäule im Rohr trennenden Molches gestattet.
  • Zweckmässigerweise wird der flexiblen Druckleitung 38 ein längs dieser befestigbares Sicherheitsseil 41 als Zugentlastung zugeordnet.
  • Mittels der Parallelschaltungsanordnung PSA~wird der Buftgegendruck in bereits vorher beschriebener Weise durch Öffnen und Schließen des SuSteinlaßventils 32 anhand einer Tabelle über das Feinmanometer 33 eingestellt, was, wie gleichfalls vorher beschrieben, auch durch eine Camputersteuerung des Luftausaaßventils 32 erfolgen kann.
  • -Patent ansprüche -

Claims (22)

  1. P a t e n ta n s p r ü c h e 1. Verfahren zum Verlegen vonUnterwasser-Rohrleitungen aus materialien mit niedrigem oder veränderlichem Elastizitätsmodul, beispielsweise Polyäthylenrohr, das; zumindest unter dem Einfluß eigenen Auftriebgewichts an, der Wasseroberfläche schwimmend längs einer geplanten Verlegungstrasse ausgerichtet und anschließend durch Fluten vom einen Leitungsende her zumindest unter dem Einfluß eigenen Abtriebgewichts auf den Gewässergrund abgesenkt wird, dadurch g e k; e n n -z e i c- h n e , daß das Fluten dder Leitung von deren anderem Leitungsende her durch Luftgeg'endruck gesteuert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Luftgegendruck im direkten Verhältnis zur jeweiligen Wassertiefe eingestellt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e' 1 c h n e t, daß die Sinkgeschwindigkeit der Leitung bzw. deren Abrollgeschwindigkeit am Gewässergrund durch Einstellung des Luftgegendrucks im entgegengesetzten Verhältnis zurjeweils innerhalb der zulässigen Größenordnung gewünschten Geschwindigkeit gesteuert, erforderlichenfalls bis' auf o verringert wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e 1 C h n e t, daß; die Geschwindigkeitsverringerung auf 0 unter abwechselnder Luftgegendrucksteigerung und -minderung bzw. unter abwechselnd intermittierender Umkehr und Wiedereinleitung des Flutungsvorgangs herbeigeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, zum Verlegen einer aus Teilsträngen bestehenden Unterwasserleitung, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Teilstränge vor dem Ausrichten über der Verlbgungstrasse zumindest unter dem Einfluß eigenen Auftriebgewichts an der Wasseroberfläche schwimmend nebeneinander ausgerichtet gruppiert, gruppenweise gegeneinander abgestützt und an einem; ggf. wellengang bzw. windgeschützten Bereich der Wasseroberfläche in triftfester Halterung gelagert werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Teilstränge einzeln nacheinander axial in Richtung zur Gruppierungsstellung vorgeschoben und in diese eingeschwimmen werden, wobei zumindest der zuerst vorgeschobene Seilstrang durch eine, ggf. während der gesamten Lagerperiode angreifende Richtkraft quertriftfest geführt. und nach dem Einschwimmen triftfest gehalten wird und weitere Teilstränge in mittel- oder unmittelbar einseitiger Abstützung gegen den jeweils vorhergehend eingeschwommenen Teil strang längs diesem vorgeschoben und eingeschwommen werden.
  7. 7- Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, g e k e n n z e i c h n e t, durch eine voneinander abständliche gegenseitige Abstützung der nebeneinander gruppierten Deilstränge.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Teil stränge während der Lagerung distanzhaltend verankert werden.
  9. 9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, g e k e n n z e i c h n e t durch eine an den Bereich des anderen ~leitungsendes anschließbar ausgebildete Parallelschaltungsanordnung (PSA) eines Luftauslaßventils (32) und eines Feinmanometers (33).
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Parallelschaltungsanordnung (PSA) eine, ggf. preßostatgesteuerte Druckluftquelle (34) zugeordnet ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch lo, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Parallelschaltungsanordnung (PSA) ein Druckpulsation-Ausgleichsventilsystem (36, 37) zugeordnet ist.
  12. 12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 - 11, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Computersteuerung des LuStauslaßventils (32) in Abhängigkeit vom jeweiligen Rohrdurchmesser,' ': der jeweiligen Wassertiefe und des jeweiligen Wasserwiderstands.
  13. 13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 - 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Parallelschaltungsanordnung (PSA) über eine flexible Druckleitung (38) an den Bereich des anderen Leitungsendes anschließbar ausgebildet ist.
  14. 14. Vorrichtung nach Ansprüch 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die flexible Druckleitung (38) durch ein an dieser längsverlaufend befestigbares Sicherheitsseil (41) zumindest zugentlastet ist.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, mit an den Enden der Rohrleitung, beispielsweise an Endfanschen, abdichtend befestigbaren Endverschlußelementen, bespielsweise Flanschs deckeln, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die flexible Druckleitung (38) über das Endverschlußelement (39) des anderen Leitungsendes an dieses anschließbar ausgebildet ist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Flanschdeckel (39) einer am anderen Leitungsende an bringbar ausgebildeten Molchschleuse zugeordnet ist.
  17. 17. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 - 16, g e k e n n z e i c h n e t durch an der Leitung anbringbar ausgebildete Auftrieb- und/oder Abtriebgewichtskörper (2).
  18. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, g e k e n n z e i c h n e t durch wenigstens ein längs der ~leitung verlegbares Zugseil (2c) oder dergleichen flexibles Zugglied, und durch längs des letzteren schiebefest anbringbar ausgebildete, an den Gewichtskörpern angeordnete Verbindungselemente (2a).
  19. 19. Vorrichtung nach Anspruch 18, für eine in Teilsträngen zu verlegende Rohrleitung, g e k e n n z e i c h n e t durch ein zumindest mit der maximalen Teilstranglänge beidendig verankerbar ausgebildetes Richtseil (3) oder dergleichen Richtglied, und durch mittel- oder unmittelbar längs wenigstens eines der Teil stränge im gegenseitigem Abstand befestigte Richtkraft-Übertragungsglieder (4), die am Richtseil in dessen Längsrichtung verschieblich anbringbar ausgebildet sind.
  20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Kraftübertragungsglieder (4) jeweils hakenförmig und ggf. zu einer geschlossenen Öse (5) verformbar ausgebildet sind.
  21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, g e k e n n z e i c h n e t durch mittel- oder unmittelbar längs der Teilstränge (1) zueinander abständlich mit an jedem Teilstrang im wesen,tlich gleicher Abstandsbemessung befestigte Verankerungselemente (2d) und durch nebeneinander gruppierte Teilstränge ab ständl ich voneinander gegenseitig abstützende Gegenverankerungselemente (8), die mit den Verankerungselementen gelenkig verbindbar ausgebildet sind.
  22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 21, g e k e n n z e i c h n e t durch wenigstens einen etwa mit Teilstranglänge, gg£. zumindest durch eigenes Auftriebgewicht an der Wasseroberfläche schwimmfähig ausgebildeten Distanzierstab (7).
    L e e r s e i t e
DE19742454992 1974-11-08 1974-11-20 Verfahren zum Verlegen einer Unterwasser-Rohrleitung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2454992C3 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5683204A (en) * 1996-02-14 1997-11-04 Lawther; Gerald Howard Apparatus and method for laying underwater pipelines
DE102013112914A1 (de) * 2013-11-22 2015-05-28 Egeplast International Gmbh Kunststoffprofil, insbesondere Kunststoffrohr

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DE2454992B2 (de) 1976-11-11
ATA896974A (de) 1976-12-15

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