DE2631843C2

DE2631843C2 - Concrete coating for pipelines

Info

Publication number: DE2631843C2
Application number: DE19762631843
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Koenig Karl Heinz 4100 Duisburg
Current assignee: Koenig Karl Heinz 4100 Duisburg
Filing date: 1976-07-15
Publication date: 1977-12-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betonummantelung für Pipelines mit einer vor der Betonerhärtung vorgespannten Bewehrung aus Kunststoffseilen und/ oder Kunststoffmatten nach Patent 22 14 155.The invention relates to a concrete casing for pipelines with a prior to concrete hardening prestressed reinforcement made of plastic ropes and / or plastic mats according to patent 22 14 155.

Nachdem die Betonummantelung für Pipelines in bekannter Weise mit einer schlalfen oder vorgespannten Stahlbewehrung versehen wurde, ist es durch die DT-OS 22 14 155 auch bereits bekannt, anstelle einer Stahlbewehrung Kunststoffseil und/oder Kunststoffmatten zu verwenden, um beim Einbau der Bewehrung eine Zerstörung der dem Kathodenschutz dienenden Kunststoffbeschichtung des Produktenrohres auszuschließen und die Bewehrung korrosionsbeständig zu machen. Diese mit einer vorgespannten Bewehrung aus Kunststoffseilen hergestellten Betonummantelungen für Pipelines haben sich bereits beim Verlegen von Pipelines an Land sowie in flachen Gewässern od. dgl. bewährt. Die BetGnusr.rr.üP.telung dient dabei dem Schutz des Produktenrohres gegen mechanische Beanspruchung wie auch als Ballast gegen einen Auftrieb.After the concrete casing for pipelines in a known manner with a sling or prestressed Steel reinforcement was provided, it is already known from DT-OS 22 14 155 instead of one Steel reinforcement plastic rope and / or plastic mats to be used when installing the reinforcement to exclude a destruction of the cathodic protection plastic coating of the product pipe and to make the reinforcement corrosion-resistant. These are made with prestressed reinforcement Concrete coatings for pipelines made from synthetic ropes have already been used when laying Pipelines on land and in shallow waters or the like. Proven. The BetGnusr.rr.üP.telung serves the purpose Protection of the product pipe against mechanical stress as well as ballast against buoyancy.

Zur Verlegung in tieferen Küsten- und Schelf-Gewässern (off-shore-Gewässer) ist jedoch die bisher bekannte Betonummantelung mit einer vorgespannten Bewehrung aus Kunststoffseilen w<*gen der hohen Biegebeanspruchung beim Verlegen nicht geeignet. Hier mußte bisher nach wie vor die Betonummantelung mit einer schlaffen oder vorgespannten Stahlbewehrung angewendet werden, mit dem Nachteil der Gefahr einer Beschädigung der Kunststoffisolierung und einer Zerstörung des Kathodenschutzes, !n bekannter Weise werden dabei zur Verlegung von Pipelines in off-shore-Gewässern zunächst an Land Stahlrohrabschnitte von etwa 10 bis 12 m mit einer Betonummantelung versehen. Mehrere dieser vorgefertigten Stahlrohrabschnitte werden dann an Land zu Strängen bis zu etwa 50 m Gesamtlänge zusammengeschweißt und die Schweißstoße ausbetoniert. Sodann werden die Stränge von Verlegeschiffen übernommen und zum Montagegebiet verschifft. Dort werden sie an das bereits verlegte Ende jeweils angeschweißt. Die Schweißfuge wird ausbetoniert und der betreffende Strang dann verlegt. Das Verlegen solcher Pipelines erfolgt zur Zeit bis zu Gewässertiefen von etwa 300 m, jedoch mit deZielsetzung, in naher Zukunft bis zu 1000 m Tiefe absenken zu können. Beim Absenken der Pipeline-Rohre wird der jeweilige Rohrabschnitt starken Biegebela-For laying in deeper coastal and shelf waters (off-shore waters), however, the previously known Concrete sheathing with pre-tensioned reinforcement made of plastic ropes against the high bending stress not suitable for laying. Up to now, the concrete coating still had to be covered with a slack or prestressed steel reinforcement can be applied, with the disadvantage of the risk of Damage to the plastic insulation and destruction of the cathodic protection, in a known way For the laying of pipelines in off-shore waters, steel pipe sections are initially used on land about 10 to 12 m with a concrete coating. Several of these prefabricated steel pipe sections are then welded together on land into strands up to a total length of about 50 m and the weld joints concreted out. The strands are then taken over by the laying vessels and taken to the assembly area shipped. There they are welded to the end that has already been laid. The welding joint is concreted out and the strand in question is then laid. The laying of such pipelines is currently up to Water depths of around 300 m, but with the aim of reaching a depth of 1000 m in the near future to be able to lower. When the pipeline pipes are lowered, the respective pipe section is subjected to strong bending loads.

25stungen ausgesetzt, wobei Biegeradien von 750 m oder noch kleiner entstehen. Hierdurch wird der Rohrquerschnitt erheblich beansprucht und bei Überschreiten der maximalen Biegezugfestigkeit werden die Kräfte allein vom Stahlrohr über dessen ganzen Querschnitt aufgenommen. Das Stahlrohr verformt sich dabei oval, so daß die Betonummantelung abgespreizt wird. Abspreizungen dieser Art, die relativ häufig auftreten, verlangen sehr aufwendige Reparaturmaßnahmen, die durch Taucher unter Wasser ausgeführt werden müssen.25stungen exposed, with bending radii of 750 m or emerge even smaller. As a result, the pipe cross-section is considerably stressed and when the The forces exerted solely by the steel pipe over its entire cross-section are used to achieve maximum flexural strength recorded. The steel pipe is deformed oval so that the concrete casing is spread apart. This type of splaying, which occurs relatively frequently, requires very costly repair measures must be performed by divers underwater.

Hierdurch wird die Verlegeleistung erheblich gestört. Hinzu kommt, daß der Rohrquerschnitt auch zusätzlich durch Wellengang, Strömung und Schlingerbewegung des Verlegeschiffes beansprucht wird. Diese vorgenannten Nachteile beziehen sich auf stahlbewehrte Betonummantelungen für Pipelines. Mit Kunststoffseilen bewehrte Betonummantelungen für Pipelines im off-shore-Gebiet sind bisher noch nicht bekanntgeworden, weil hierfür diese Bewehrungsart für die starken Beanspruchungen beim Verlegen als nicht ausreichend angesehen werden.This significantly disrupts the laying performance. In addition, the pipe cross-section is also additional is stressed by waves, currents and rolling movement of the laying vessel. These aforementioned Disadvantages relate to steel-reinforced concrete casings for pipelines. Reinforced with plastic ropes Concrete jackets for pipelines in the offshore area have not yet become known because this type of reinforcement is not considered sufficient for the heavy loads during laying will.

Demgegenüber wird mit der Erfindung bezweckt, die bekannte Betonummantelung für Pipelines mit einer vor der Betonerhärtung vorgespannten Bewehrung aus Kunststoffseilen und/oder Kunststoffmatten nach Patent 22 14 155 derart weiterzubilden, daß sie auch die beim Verlegen in küstenfernem Gebiet (off-shore) auftretenden Belastungen aufnehmen kann, jedoch die Vorteile einer Kunststoffbewehrung erhalten bleiben.In contrast, the aim of the invention is to provide the known concrete casing for pipelines with a front reinforcement made of plastic ropes and / or plastic mats according to the patent 22 14 155 in such a way that they are also able to deal with the laying in areas remote from the coast (off-shore) Can absorb occurring loads, but the advantages of plastic reinforcement are retained.

Dies wird erfindungsgemäß nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 erreicht.This is achieved according to the invention according to the characterizing part of claim 1.

Diese Ausbildung der Betonummantelung hat den wesentlichen Vorteil, daß die Zugzone bei Durchbiegung verstärkt und das Abspreizen des Betonmantels vom Produktenrohr verhindert wird. Durch die Fuge bleibt die volle Elastizität des Stahlrohres erhalten, während die zickzackförmige Bewehrung das Abspreizen verhindert. Die Fuge ist dabei durch die durchlaufenden Bewehrungselemente verdübelt. Eine nicht zu verhindernde Rißhildung findet in der Fugenzone statt, ohne Beschädigungen herbeizuführen. Die Betonummantelung bleibt als Stützkorsett erhalten und verhindert ein Abknicken des Stahlrohres. Durch diese Ausbildung können daher auch vorgespannteThis formation of the concrete casing has the significant advantage that the tensile zone when it is bent reinforced and the spreading of the concrete jacket from the product pipe is prevented. Through the joint the full elasticity of the steel pipe is retained, while the zigzag reinforcement prevents the expansion prevented. The joint is dowelled by the continuous reinforcement elements. One Unavoidable crack formation takes place in the joint zone without causing damage. The concrete casing is retained as a support corset and prevents the steel pipe from kinking. Through this training can therefore also be prestressed

Kunststoffbewehrungen zur Herstellung von Betonummantelungen für Pipelines zur Anwendung kommen, welche im off-shore-Gebiet unter größeren Beanspruchungen zu verlegen sind. Insbesondere wird durch die Verwendung der Kunststoffbewehrung der Kathodenschutz erhalten, d. h. eine Beschädigung des aus Kunststoff bestehenden Schutzmantels des Produktenrohres vermieden.Plastic reinforcements are used to produce concrete jackets for pipelines, which have to be laid in the off-shore area under greater stress. In particular, the Use the plastic reinforcement to get the cathodic protection, d. H. damage to the off Plastic existing protective jacket of the product pipe avoided.

In besonders vorteilhafter Weise sind in den Fugen Füllsegmente aus einem elastischen Kunststoff angeordnet, welche die Fugen abdichten und Längenänderungen aufnehmen können. Besonders günstig erweist es sich, wenn sich nach Verlegung die Fugen vom Scheitel bzw. der Basis des Betonmantels seitlich bis zu einem Winkel von etwa 60° erstrecken und gegebenenfalls jede seitliche zickzackförmige Bewehrung über den Pipeline-Querschnitt einen Winkel von etwa 120° überdeckt. Durch diese Ausbildung bleibt beim Abdichten die Elastizität des Stahlrohres besonder i gut erhalten, während die Seitenzonen das Abspreizen verhindern.In a particularly advantageous manner, filling segments made of an elastic plastic are arranged in the joints, which seal the joints and absorb changes in length. It proves to be particularly favorable if after laying the joints from the apex or the base of the concrete shell laterally up to an angle of about 60 ° and optionally any lateral zigzag reinforcement over the pipeline cross-section covers an angle of about 120 °. This training remains when sealing the The elasticity of the steel tube is particularly well preserved, while the side zones prevent it from spreading.

Die zickzackförmige Bewehrung wird vorzugsweise aus Seilen gebildet, die mit ihren Enden an den Längsoder Ringseilen der vorgespannten Bewehrung befestigt und paarweise in ihrem mittleren Bereich durch Klammern od. dgl. aneinander befestigt sind. Bei einer zweilagigen vorgespannten Bewehrung kann seitlich je eine zickzackförmige Bewehrung an den äußeren Längs- und Ringseilen und/oder den inneren Längs- und Ringseilen befestigt sein.The zigzag reinforcement is preferably formed from ropes with their ends on the longitudinal or Ring ropes attached to the prestressed reinforcement and in pairs in their central area Brackets or the like are attached to one another. In the case of two-layer prestressed reinforcement, depending on the side a zigzag reinforcement on the outer longitudinal and ring ropes and / or the inner longitudinal and Be attached to ring ropes.

Ein Ausführungsbeispie¹ der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt, und zwar zeigtAn Ausführungsbeispie ^{1 of} the invention is shown in more detail in the drawing, namely shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein mit einer Betonummantelung versehenes Pipeline-Rohr, wobei im rechten Abschnitt Teile weggelassen sind, um den Aufbau zu verdeutlichen,F i g. 1 shows a plan view of a pipeline pipe provided with a concrete casing, in the right Section parts are omitted to clarify the structure,

F i g. 2 den Gegenstand der F i g. 1 in einem mittleren Querschnitt nach Linie H-II, wobei in der rechten Hälfte ebenfalls die Betonmasse nicht dargestellt ist,F i g. 2 the subject of FIG. 1 in a middle cross-section along line H-II, with the right half the concrete mass is also not shown,

F i g. 3 den rechten Teil des Gegenstandes der Fig. 1, jedoch in einer seitlichen Ansicht.F i g. 3 the right part of the object of FIG. 1, but in a side view.

Das Pipeline-Rohr ist in an sich bekannter Weise mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kunststoffummanlelung versehen. Der Betonmantel 2 ist mit einer ?ußeren und einer inneren vorgespannten Bewehrung aus Kunststoffseilen versehen. Die äußere Bewehrung besteht aus äußeren Längsseilen 3 und äußeren Ringseilen 4, während die innere Bewehrung aus inneren Längsseilen 5 und inneren Ringseilen 6 gebildet ist. Weiterhin sind, wie Fig. 3 zu erkennen gibt, an den beiden Seiten zusätzlich Seile 7 angeordnet, welche eine seitliche zusätzliche zickzackförmige Bewehrung bilden. Diese sind beim Ausführungsbeispiel an den äußeren Längs- und Ringseilen 3, 4 befestigt und paarweise in ihrem mittleren Bereich durch Klammern 8 aneinander befestigt. Die Bewehrungsseile werden durch besondere Stützelemente abgestützt und die Längsseile 3 bzw. 5 werden vorgespannt. Nach der Verschalung wird der Beton eingebracht.The pipeline pipe is in a manner known per se with a plastic coating not shown in the drawing Mistake. The concrete jacket 2 is provided with an outer and an inner prestressed reinforcement made of plastic ropes. The outer reinforcement consists of outer longitudinal ropes 3 and outer Ring ropes 4, while the inner reinforcement is formed from inner longitudinal ropes 5 and inner ring ropes 6 is. Furthermore, as shown in FIG. 3, the both sides additionally arranged ropes 7, which form a lateral additional zigzag reinforcement. In the exemplary embodiment, these are attached to the outer longitudinal and ring ropes 3, 4 and in pairs their central area fastened to one another by brackets 8. The reinforcement ropes are made by special Supporting elements supported and the longitudinal cables 3 and 5 are pretensioned. After the shuttering, the Placed concrete.

Weiterhin ist der Betonmantel 2 in seinem oberen Bereich und unteren Bereich mit den Fugen 9 versehen, welche je nach den Abmessungen des Rohres und der Dicke der vorgesehenen Betonummantelung einen Abstand zwischen 1,5 und 3 m haben. Dieser werden mit Hilfe von Füllsegmenten 10 gebildet, die aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise Polystyrol bestehen können. Diese Füllsegmente 10 sind mit Bohrungen 11 zum Hindurchführen der Längsseile 3, 5 versehen. Wie insbesondere F i g. 2 zu erkennen gibt, erstrecken sich die Fugen vom Scheitel bzw. der Basis des Betonmantels nach beiden Seiten hin mit einem Winkel von etwa 60°. Jedes Fugensegment erfaßt also einen Bogenbereich mit einem Winkel von etwa 120°. Die aus den Seilen 7 gebildete zickzackförmige Bewehrung erstreckt sich ebenfalls über einen Sektor von etwa 120^c, wobei jeweils etwa 60° auf die obere und untere Hälfte verteilt sind. Die Fugen 9 erstrecken sich im übrigen segmeniartig durch den Betonmantel 2 bis zum Pipelinerohr 1 hindurch.Furthermore, the concrete casing 2 is provided in its upper area and lower area with the joints 9, which, depending on the dimensions of the pipe and the thickness of the intended concrete casing, have a distance of between 1.5 and 3 m. These are formed with the help of filling segments 10, which can consist of a suitable plastic, for example polystyrene. These filling segments 10 are provided with bores 11 for the longitudinal cables 3, 5 to pass through. As in particular F i g. 2 shows that the joints extend from the apex or the base of the concrete shell to both sides at an angle of about 60 °. Each joint segment therefore covers an arc area with an angle of approximately 120 °. The zigzag reinforcement formed from the ropes 7 also extends over a sector of about 120 ^c , with about 60 ° being distributed over the upper and lower halves. The joints 9 also extend in the manner of a segment through the concrete jacket 2 up to the pipeline pipe 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Concrete coating for pipelines with a front reinforcement made of plastic ropes and / or plastic mats after the concrete has hardened Patent 22 14 155, characterized in that that in the upper and lower areas of the concrete jacket after laying the pipeline with axial Distance from one another essentially radial segment-shaped, reaching as far as the pipeline pipe (1) Joints (9) are provided and that after laying the lateral parts of the concrete jacket in addition with a zigzag in side view (Fig. 3) Reinforcement made of plastic ropes are provided.

2. Concrete casing according to claim 1, characterized in that in the joints (9) filling segments (10) are arranged from an elastic plastic.

3. Concrete casing according to one of claims 1 and 2, characterized in that according to Lay the joints (9) from the apex or the base of the concrete shell (2) to the side up to an angle extend from about 60 °.

4. Concrete casing according to one of claims 1 to 3, characterized in that each lateral zigzag reinforcement covers an angle of about 120 ° over the pipeline cross-section.

5. Concrete casing according to one of claims 1 to 4, characterized in that the zigzag reinforcement is formed from ropes (7) with their ends on the longitudinal or Ring ropes 3, 4 or 5, 6 attached to the prestressed reinforcement and in pairs in their middle area are fastened to one another by brackets (8).

6. Concrete casing according to one of claims 1 to 5, characterized in that at one two-layer prestressed reinforcement, a zigzag reinforcement on each side on the outer side Line and ring ropes (3, 4) and / or the inner line and ring ropes (5,6) is attached.