DE2744277A1 - Verfahren zur neutralisation von stoerenden schwingungseffekten an in fluessigkeiten eingetauchten bauwerken sowie vorrichtung zu dessen durchfuehrung - Google Patents
Verfahren zur neutralisation von stoerenden schwingungseffekten an in fluessigkeiten eingetauchten bauwerken sowie vorrichtung zu dessen durchfuehrungInfo
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Description
3353 Bad Gandershelm, 30. Sept 1977
Postfach 129 HohenhöfenS
Telefon: (C536?) 2842
Telegramm Adresse: Siedpatent Eedgandersheim
Unsere Akten-Nr.
CO]-IPAGNlE GEIiERALE POUR LES DEVELOPPEl-iENTS OPERATIOliiteLS
DES RICHESSES SOUS-I-URIIiES "CG. DORIS"
Patentgesuch vom ^n Sep. 1977
COI-IPAGNIE GENERALE POUR LES DEVELOPPEi-iENTS
OPLRATIONNELS DES RICHESSES SOUS-MARINES "CGc DORIS"
83-851 Boulevard Vincent Auriol
83-851 Boulevard Vincent Auriol
75013 Paris
Frankreich
Frankreich
Verfahren zur Neutralisation von störenden Schwingungseffekten an in Flüssigkeiten eingetauchten
Bauwerken sowie Vorrichtung zu dessen Durchführung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Neutralisation von störenden Schwingungserscheinungen oder Schwingungseffekten
an Bauwerken und insbesondere an Pfeilern oder Säulen, die in bewegte Flüssigkeiten eingetaucht sind# sowie
auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens» Insbesondere
betrifft die Erfindung die Neutralisation solcher Schwingungseffekte, die durch Kräfte verursacht werden, die
durch alternierende Y/irbel während ihrer Ablösung vom Bauwerke
erzeugt werden.
8Q98U/0880
Bankkonto: Norddeutsche Landesbtnk. Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.118 970 ■ Postscheckkonto: Hannover 6;715 Rö/St
Bestimmte Meeresbauwerke bestehen wenigstens zum Teil
£us Pfeilern oder Säulen mit zylindrischem oder konischem
Schaft und sind permanenten oder alternierenden Meeresströmungen
unterworfen. Die rein permanenten Strömungen finden sich im allgemeinen in der Tiefe, während alternierende
Strömungen ziemlich gut dargestellt sind durch den Uelleneffekt.
Diese Strömungen bilden stromabwärts von der Oberfläche, auf die sie auf treffen, »Zirbel, die bei ihrem Ablösen
vom Hindernis eine plötzliche Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit um das Hindernis erzeugen. Daraus resultiert
eine Kraft, die senkrecht zur mittleren Bewegungsrichtung der Strömung gerichtet ist und sich auf das Hindernis auswirkt.
Für einen Bereich der Reynoldsechen Zahlen (von etwa 30
bis 200) wird eine von der einen Seite zur anderen Seite des Hindernisses alternierende Aussendung von Wirbeln bewirkt.
Dieses von Bernard und Kanaan studierte Phänomen führt zur Erzeugung von verhältnisEäßig großen und alternierenden Belastungen
senkrecht zur Hauptgeschwindigkeit der Strömung. Diese Belastungen können Erzeuger von Schwingungen solcher Art
sein, die als Relaxationsschwingungen bezeichnet v/erden, bei denen eine endliche Energiemenge bei jedem Zyklus in das
schwingende System eingeführt wird, das aus dem Bauwerk oder den Bauv.erken, also den Ffeilern oder Säulen, sowie der
Brücke oder dem Deck gebildet ist, das von diesem Bauwerk oder diesen Bauwerken getragen wird. Diese erzwungenen
Schwingungen sind die schwerwiegenden Ursachen von Beanspruchungen und Ermüdungen der Bauv.erke, und im Fall von
Bauv/erken zur Erdöl- oder Erdgasausbeutung machen sich diese Schwingungen auf dem Niveau des Decks als Schocks oder Erschütterungen
bemerkbar, die lästige und störende Umweltbedingungen für die Menschen und das Material mit sich bringen.
Es ist aus der FR-PS 2 168 631 der Anmelderin eine
Schutzanordnung gegen lleereswogen bekannt, jedoch das dieser
Anordnung zugrundeliegende Ziel war es, die lederherstellung der Eneig.e der Voge durch einen Abbau oder eine Verringerung
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der Energie der Flüssigkeit während ihres Anstiegs und danach während ihres Rückfalls bei Berührung mit dem Hindernis abzubremsen.
Um dies zu erreichen, wurden auf der der V/o ge ausgesetzten Oberfläche des Hindernisses vorspringende und diskontinuierliche
Bauteile angebracht, die die in vertikaler Bewegung befindliche Wassertasse über deren Grenzschicht hinaus
, durchdringen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das dazu bestimmt ist,
die Schv/ingungsbewegungrn zu beseitigen, die sich bei einem Bauwerk ergeben, das Pfeiler oder Säulen aufweist, die in
eine in Bewegung befindliche flüssigkeit eingetaucht sind. Da die Schwingungen von Kräften herrühren, die während der Ablösung
von u'irbeln und insbesondere während der Erzeugung von alternierenden Viirbeln entstehen, besteht das Verfahren darin
zu verhindern, daß die Wirbel vorbestimmte Achsen nicht beibehalten
und über die Zeit gesehen nicht in regelmäßiger Form
auftreten, damit die freigesetzten Lnergien keine Kräfte erzeugen können, die eine Resultierende mit einer definierten
Richtung im Raum haben.
Das Verfahren zur Neutralisation von störenden Schwingungseffekten an Bauwerken und insbesondere an Pfeilern und Säulen, :
die in in Bewegung befindliche Flüssigkeiten eingetaucht sind, besteht erfinaungsgenäß derin, auf der Oberfläche dieser Bauwerke,
Pfeiler oder Säulen Rippen oder Leisten nach Art von bandförmigen Vorsprüngen zu bilden und insbesondere diese
Rippen oder Leisten ungleichmäßig auf dem Umfang der Bauwerke , zu verteilen.
Vie auch die weiteren Alisprüche zeigen, sind verschiedene Aus-
; führungsformen der Erfindung, nämlich verschiedene Anordnungs-
: formen der Rippen oder Leisten möglich, nämlich prinzipiell
'·■ folgende:
Es werden die Rippen oder Leisten oder auch bandförmigen Streifen entsprechend den Kantellinien der jeweiligen Säule
oder des jeweiligen Pfeilers angeordnet und werden entweder in Form eines kontinuierlichen vorspringenden gesirasartigen Längs-
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Streifens oder in Form aufeinanderfolgender Ringe angeordnet, wobei die Rippen oder Streifen des einen Ringes gegenüber denjenigen
des anderen Ringes versetzt v/erden.
Zum anderen werden die Rippen oder Streifen in Schraubenlinienform
angeordnet und werden wiederum entweder in Form eines kontinuierlichen vorspringenden gesimsertigen Streifens
oder in Form aufeinanderfolgender Ringe gebildet, wobei dann wiederum die Rippen oder Streifen des einen Ringes gegenüber
den Rippen oder Streifen des änderen Ringes versetzt v.'erden.
weitere rierkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsforuien
der Erfindung in Gestalt der nach der Erfindung hergestellten Pfeiler oder Säulen mit einem Ausführungsbeispiel
einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Vorrichtung dargestellt sind. Das Verfahren nach der
Erfindung wird an den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 in schaubildlicher Ansicht eine Ausführungsform wenigstens eines Abschnitts eines Pfeilers oder einer Säule
und damit des Verfahrens nach der Erfindung, bei der die kontinuierlichen Rippen oder Leisten den Hantellinien des Pfeilers
oder der Säule folgend angeordnet sind,
Fig. 1a eine horizontale Schnittansicht der Fig. 1,
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, in der die kontinuierlichen Rippen oder Leisten schraubenlinienförmig angeordnet
sind,
Fig. 2a eine vertikale Schnittansicht durch Fig. 2,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform ähnlich Fig. 1, bei
j der die Rippen oder Leisten unterbrochen und ringförmig ange-
J ordnet sind mit einem Ausführungsbeispiel einer Schalung zur
j Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,
! Fig. 3a eine horizontale Schnittansicht durch Fig. 3,
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Fig. 4 eine weitere Ausführungsform ähnlich Fig. 2, bei der jedoch die Schraubenlinien der Rippen oder Leisten unter- ;
brochen sind, die Rippen oder Leisten jedoch in Ringform angeordnet sind,
Fig. 4a eine horizontale Schnittansicht durch Fig. 4.
Das Verfahren nach der Erfindung, mit dem die Bildung von alternierenden Virbein um das eingetauchte Bauwerk verhindert
werden soll, besteht darin, auf der Oberfläche dieses Bauwerks Reliefs mit einer Höhe zu bilden, die für das angestrebte Ziel
ausreichend ist. Diese Reliefs haben die Gestalt von Rippen oder Leisten, die parallel zur Achse des Sauwerks gerichtet
oder geneigt zu dieser Achse verlaufen.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung entsprechend diesem Verfahren. Die kontinuierlich verlaufenden Rippen oder Leisten 4 sind auf ,
der Oberfläche eines Ffeilers oder einer Säule aus oeton gebildet und erstrecken sich ganz oder über einen Teil der Höhe
dieses Bauwerks dessen Hantellinien folgend, also parallel zur
Eauwerksachse. Fig. 1 zeigt eine gleichmäßige Verteilung der :
Rippen oder Leisten über den Umfang, insbesondere ist jedoch eine beliebige ungleichmäßige Verteilung über den Umfang
zweckmäßig. Fig. la zeigt eine Schnittansicht der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Die Höhe der Rippen oder Leisten
gegenüber der Oberfläche des Pfeilers oder der Säulen kann entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden und
ist nicht sehr wesentlich, z.B. können Höhen des gebildeten Reliefs in der Größpnordnung von 0,50 m bis 1 m für Pfeiler |
oder Säulen mit einem Durchmesser von 6 m bis 15 in ausreichend ,
sein. In einem solchen Fall ist die Höhe des gebildeten Reliefs,
wenigstens angenähert gleich der Wandstärke des Pfeilers oder ;
der Säule. Um eine maximale "wirkung der Rippen oder Leisten zu erhalten, können diese einen Querschnitt aufweisen, der |
einen vorspringenden Teil mit verhältnismäßig spitzem Profil j auf v/eist. I
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Fig. 3 zeigt eine der tig. 1 verv.-andte Ausführungsforra.
Es sind jedoch die Rippen oder Leisten dort diskontinuierlich und bilden ringförmige Anordnungen. Die Rippen oder Leisten
4 eines Ringes sind gegenüber denjenigen des jeweils folgenden Ringes versetzt. Infolgedessen, daß bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 die Rippen oder Leisten 4 ungleichmäßig auf dem Ur.fang verteilt werden können, kann man erreichen, daß
eine Rippe oder Leiste eines Ringes mit einer Rippe oder Leiste des nächstfolgenden Ringes fluchtet. Ls können die Ringe voneinander
verschiedene Höhen aufv/eisen. Fig. 3a zeigt in Schnittansicht ein Beispiel des Pfeilers oder der Säule nach
Fig. 3.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Rippen oder Leisten 4 schraubenlinienförmig verlaufend gebildet sind.
Um auf einer angemessenen Höhe eine ausreichende Zahl von Rippen oder Leisten zu erhalten, sind diese aus einer bestimmten
Anzahl von parallel zueinander verlaufenden Schraubenlinien angeordnet. Fig. 2a zeigt einen horizontalen Schnitt
durch eine solche Ausführungsform, bei der die gebildeten Schraubenlinien nicht gleichen Abstand voneinander haben.
Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist der nach Fig. 2 verwandt. Die die Fiinge bildenden Rippen oder Leisten 4 können ;
gegeneinander um einen beliebigen Vinkel versetzt sein und
außerdem in Anordnung und Neigung von einem Ring zum anderen ; veränderlich sein. Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht durch .
einen Teil des Pfeilers oder der Säule, der bzw. die diese Rippen oder Leisten trägt. ■
Schließlich können nach einem v/eiteren nicht darge- ;
stellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das man sich \
jedoch leicht vorstellen kann, die Rippen oder Leisten zweier I aufeinanderfolgender Ringe unterschiedliche Richtungen aufv.reisen
und außerdem kontinuierlich oder auch diskontinuierlich angeordnet und ausgebildet sein, wobei z.B. eine parallel zur j
Bauwerksachse verlaufende Rippe oder Leiste in eine zu dieser j Achse geneigt verlaufende Rippe oder Leiste übergehen kann wie '
auch umgekehrt. ,
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der
Erfindung weist nach einem Ausführungsbeispiel, das besonders
für die Erstellung von Meeresbauwerken aus bewehrtem oder
Spannbeton geeignet ist, eine gleitende Schalung auf, die auf ihrer Außenwand von innen her gesehen offene Rinnen trägt,
deren Richtung der gewünschten Neigung der Hippen oder Leisten auf der Oberfläche des Pfeilers oder der Säule entspricht,
und ferner Verschlußmittel für diese Rinnen oder auch Auskehlungen.
Der Pfeiler oder die Säule oder die Pfeiler oder Söulen,
dje den Support eines Decks oder einer Brücke bilden, auf
denen die technischen Installationen untergebracht sind, haben Durchmesser von etwa 6 bis 15 m. Diese Pfeiler oder
Säulen sind r.:£nchmal mit konischen Bauelementen versehen, um
eine stromlinienförmige Anordnung zu schaffen. Solche Säulen
und Elemente werden im allgemeinen mit Hilfe von "gleitenden Schalungen" hergesteDlt. Eine solche Schalung, die im allgemeinen
aus Iiolz besteht und eine höhe von mehreren Metern
aufweist, bewegt sich nach oben mit Hilfe einer jeweils gegebenen Anzahl von Kolben-Zylinder-Einheiten, und zwar in
dem. Haß, wie der Beton abbindet und eine ausreichende Festigkeit
erhält. Die gleitende Schalung führt mit sich eine Arbeitsbühne, die im allgemeinen im Innern des Bauwerks gelegen
ist. Fig. 3 zeigt schematisch bei 1 eine solche gleitende
Schalung. Die Außenwand 2 dieser Schalung trägt Rinnen 3.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel \'erlaufen diese Rinnen
3 parallel zur Achse der Säule bzw. des Ffeilers, und man erhält
durch vertikales Vorschieben der Schalung Rippen oder Leisten 4. Y/enn die Schalung keiner Rotation um ihre Achse
unterworfen wird, erhält man eine Anordnung der Rippen oder Leisten ähnlich der nach Fig. 1. Die Außenwand 2 der Schalung
trägt eine Anzahl von Rinnen 3, die größer ist als diejenige, die unbedingt für das gewünschte Ergebnis erforderlich ist,
und es werden daher bestimmte dieser Rinnen 3 mit Hilfe von
Verschlußmitteln verschlossen, die z.B. aus beweglichen Vandelementen
bestehen. Ein Teil dieser Vandelemente wird während
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der Herstellung der mit den Rippen oder Leisten versehenen Säulen trotz des Vorschubs der Schalung en ihrem Platz gehalten,
während ein anderer Teil dieser !.'andelemente vor die
geöffneten Rinnen 3 geschoben wird, damit diese Rinnen während des Vorschubs der Schalung fortschreitend geschlossen v/erden.
Venn man einen diskontinuierlichen Guß durchführen will, d.h. einen Pfeiler oder eine Säule mit einer üblichen Schalung
herstellen will, die von Höhe zu Höhe abschnittweise verschoben wird, reicht es aus, die Schalung um einen bestimmten
ΐ/inkel um ihre Achse zu drehen, um versetzte Rippen oder
Leisten zu erhalten, i'ian kann daher mit einer Schalung, die eine vorbestimmte Zahl von Rinnen aufv/eist, die während, der
Herstellung einer Säule sämtlich benutzt werden, eine beliebige Verteilung der Rippen oder Leisten auf dem Bauwerk
erzielen.
Bei den Ausiührungsbeispielen nach Fig. 2 und 4 ist die Schalung prinzipiell so ausgebildet, wie dies vorstehend beschrieben
ist, jedoch mit geneigt verlaufenden Rinnen, und man arbeitet dann nit kontinuierlicher Drehung der gleitenden
Schalung. Um diese Drehung auszufuhren, v/ird den Kolben-Zylinder-Einheiten
und den Eisen, die die Schalung tragen, die geeignete Neigung gegeben.
Für eine Schalung geringer Höhe erhalten die Rinnen zweckmäßig die Form von geradlinig geneigten Abschnitten.
Die schon leicht schraubenförmig im gehärteten Beton geformten Rippen oder Leisten dienen öc-.nn als Führung für die
Schalung bei ihrer Drehung. Die gleichen i-iittel, die bei dem
vorstehend beschriebenen Beispiel den Verschluß der nicht benutzten Rinnen ermöglichen, können auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. h verwendet werden.
Die diskontinuierliche G.ießmethode unter Verwendung
einer üblichen Schalung, die von Höhe zu Höhe verschoben wird, ermöglichte das gleiche Resultat durch WinkelverSchiebung
einer Schalung gegenüber der anderen.
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Gemäß einem anderen Aus!ührungsbeiüpiel ist es möglich,
auf der Oberfläche von Pfeilern oder Säulen mit Schalungen,
die von Höhe zu höhe verschoben werden, Ringe zu bilden, die
Richtungswechsel der Rippen oder Leisten von einem Ring zum
anderen aufweisen, wobei diese Rippen oder Leisten kontinuierlich verlaufen oder auch unterbrochen sein können.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Rippen oder Leisten ein trapezförmiges Profil &uf,
wobei die große Basis des Trapez zur Oberfläche des Pfeilers oder der Säule hin gelegen ist, während die kleinere gegenüberliegende
Seite sich an die schrägen Seiten anschließt, die in verhältnismäßig spitzen Winkeln verlaufen. Auch andere
Profile sind geeignet, z.B. solche mit dreieckigem, rechteckigem oder anderem Querschnitt.
Die vorstehend beschriebenen Beispiele werden angewandt bei Pfeilern oder Säulen aus Beton, es ist jedoch das Verfahren
nach der Erfindung nicht auf solche Ausiübrungsformen
beschränkt, und es können ähnliche Anordnungen mit z.B. metallischen
Bauwerken, Strukturen und Bauelementen realisiert
werden, auf denen dann Rippen oder Leisten in entsprechender Form und mit entsprechenden Profilen gebildet v/erden.
P:rl.-ing. Morst Röce
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Claims (10)
- DIPL.-ING. HORST Γ.03Ξ DIPL.-ING. PETPATENTANWÄLTE3353 Bad Gandershelm, j>0. Sept. 1977 Postfach 129 HohenhöfenS Telefon: (053 8?) 2842Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim Unsere Akten-Nr. 27^9/9COI-jPAGNIL·· GENERALE POUR LES DEVELGFPEMENTS OPERATIONNELS DES RICHESSES SOUS-HAKiKES "CG. DORIS» Fatentgesuch vom 30. September 1977PatentansprücheM .) Verfahren zur Neutralisation von störenden Schvingungseffekten an Bauwerken, insbesondere Pfeilern oder Säulen, die in sich bewegenden Flüssigkeiten eingetaucht sind, bei dem auf der Oberfläche der Bauwerke Rippen oder Leisten hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder Leisten in ihrer Ausbildung und/oder Anordnung ungleichmäßig auf dem Umfang der Bauwerke verteilt gebildet werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder Leisten aufeinanderfolgende Ringanordnungen bilden, wobei die Rippen oder Leisten der einen Rinjp.nordnung gegenüber denen der jeweils anderen Ringanordnung versetzt werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder Leisten schraubenlinienförmig nach Art eines Gesimses angeordnet werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen oder Leisten schraubenlinienförmig in Gestelt aufeinanderfolgender Ringanordnungen angeordnet werden, wobei die Rippen oder Leisten der einen Ringanordnung gegenüber denen der jeweils anderen Ringanordnung versetzt werden.0O98U/O88OBankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gandershelm, Kto.-Nr. 22.116.970 ■ Postscheckkonto Hannover 6671527U277
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippen oder Leisten in Ringanordnungen gebildet werden und die Rippen oder Leisten jeweils der gleichen Ringenordnung zueinander parallel verlaufen, die Rippen oder Leisten zweier aufeinanderfolgender Ringanordnungen jedoch unterschiedliche Neigungen gegenüber der Eauwerksachse aufweisen.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Bauwerke aus einem Profilniaterial bestehende Rippen oder Leisten aufgebracht werden.
- 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere zur Herstellung von Bauwerken aus bewehrtem oder Spannbeton, unter Verwendung einer Schalung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung (1) auf ihrer Außenwand (2), von der Schalungsinnenseite her gesehen sich öffnende, Rinnen (3) aufweist, deren Richtung der Neigung der auf die B&uwerksoberflache aufzubringenden Rippen oder Leisten (A) entspricht, und ferner aus beweglichen tfandelementen bestehende Verschlußmittel, die vor die Rinnen bewegbar sind.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalung als gleitende Schalung ausgebildet ist.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinnen ein trapezförmiges Profil aufweisen.
- 10. In strömende Flüssigkeit eintauchbares Bauwerk, insbesondere Pfeiler oder Säulen, gekennzeichnet durch seine Herstellung aufgrund des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 bzw. mit Hilfe einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9.Patentanwälte Dfpl.-Ing. Horst Rose Djpl.-Ing. Peter Kos3l809814/0880
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