EP2847387A1 - Device for the scour protection of offshore constructions - Google Patents

Device for the scour protection of offshore constructions

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Publication number
EP2847387A1
EP2847387A1 EP13736745.4A EP13736745A EP2847387A1 EP 2847387 A1 EP2847387 A1 EP 2847387A1 EP 13736745 A EP13736745 A EP 13736745A EP 2847387 A1 EP2847387 A1 EP 2847387A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flexible
mats
elements
weight
weight elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13736745.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Anton Kanand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2847387A1 publication Critical patent/EP2847387A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B17/00—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor
    • E02B17/0017—Means for protecting offshore constructions

Definitions

  • the invention relates to a device for the Kolkschutz of offshore structures.
  • Cementation is understood to mean erosion phenomena of a water-covered ground due to wave and flow effects and the like in the field of offshore structures.
  • a disadvantage of known protective measures is that they are complicated but nevertheless with regard to their protective effect
  • a third, often used possibility is therefore to use no Kolkschutz at all, to accept a Verkulkung and thereby to hope that the forming Verkupkung a certain depth not
  • the foundation needs a depth of this depth
  • Flow damage can be damaged or destroyed.
  • the present invention has been made in the light of the above
  • the object of the invention is therefore to propose a device for the Kolkschutz of offshore structures, which provides a durable, cost effective and thereby effective protection, but which can be removed with a single Kranzug in dismantling of the system from the seabed.
  • the device has one or more interconnected, flexible mats as well as permanently attached to the outer edge region of the device by means of fasteners weight elements and support elements are provided for stiffening, which
  • the support elements may be made of steel or plastic.
  • the hinge is preferably a hinge, either mechanically or a film hinge, provided, which allows a movement of the support elements in the vertical direction, ie up or down. It is preferably arranged at the end or at the end region of the carrier element, by means of which the carrier element is fastened to the offshore structure.
  • the flexibility of the mats compensates for local uneven floors.
  • the overall shape of the device is ensured by the stiffening support elements.
  • the flexible mat or flexible mats become smaller than the weight elements pressed down.
  • the weight elements are on the outer edge of the
  • the mats may also include additional weights for weighting and fixation, which are arranged or attached in areas other than the margins of the flexible mats. This will be
  • the number of weights required depends on the height of the seabed in relation to the sea level, as the power of the waves decreases with greater depth.
  • the support elements are attached at one end by means of hinges on the offshore structure, while in the region of its other end, the weight elements are attached. This creates a
  • Carrier elements are attached by means of a joint on the offshore structure, can form a tendency from the joint to the outside.
  • the inclined mats can serve as a ramp for water and pressure waves and derive their power. Should the floor sag or undercut beneath the weight members, then the support member will pivot downwardly along with the mat, restoring the protective effect.
  • the device or the flexible mat or the interconnected flexible mats forms a disc with a circular or approximately circular contour, in the center of which an opening for the offshore structure is provided. It has been shown that this form provides optimum protection against Verkolkung.
  • the central opening can be adapted to the shape of the offshore structure and has, for example, in a monopile also a circular contour.
  • sealing means are provided so that no water can penetrate between the offshore structure and the device.
  • the radius of the device is about three times as long as the radius of the offshore structure, in particular a monopile, in the plane in which the device is arranged or attached to the offshore structure.
  • the flexible mats are stiffened over their entire area in the radial direction.
  • the weight elements have, based on their base area in the form of an elongated, symmetrical trapezoid, the longitudinal axis in each case points in the direction of the center of the device or the offshore structure.
  • Weight elements may have the shape of an isosceles, symmetrical trapezoid in longitudinal section and / or in cross section, wherein the corners are preferably rounded. This creates no vortex and unfavorable currents of the seawater.
  • An advantage of the upwardly and longitudinally tapered shape is that the flexible mats can lower down without the weight elements coming into contact.
  • the flexible mat or flexible mats can be geotextile / s or
  • plastic film / n also in combination with other materials. It may or may also consist of geotextiles or plastic films.
  • Geotextiles areal and permeable textiles. They serve as a building material in the area of deep water, water and traffic infrastructures.
  • the textile consists for example of polyamide, polyester and polyethylene.
  • the support elements can run straight. But you can also do one
  • Figure 1 a is a plan view of the device 1;
  • Figure 1 b is a partial view of the device 1 in vertical section
  • Figure 2 shows the device 1 with a central monopile 2 in the vertical
  • FIG. 4a shows a detailed view of the sunken device 1 in one
  • Figure 4a is a detail view as in Figure 4a in a front view. Functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Detailed description of the invention
  • FIG. 1 a shows a plan view of an embodiment of the device 1.
  • This has interconnected, flexible mats 3 of geotextiles.
  • the interconnected, flexible mats 3 have the shape of a disc with a circular contour.
  • a likewise round opening 5 is provided for an offshore structure to be protected, which may be, for example, a monopile 2 of a wind power plant.
  • the radius of the device 1 is at Monopiles about three times as long as the radius of the opening 5 and the radius of the monopile 2, and with respect to the horizontal plane in which the
  • Device 1 is attached to the monopile 2, namely approximately at the height of
  • weight elements 4 mounted on the mats 3, which press the mats 3 at the edges down into the seabed and thus seal.
  • the weight elements 4 are shown only on two opposite circle segments, but actually, weight elements 4 are along the entire outer edge area 6 of the pane
  • Weight elements 4 are aligned on the mat so that the (imaginary) longitudinal axis of each weight element 4 extends radially in the direction of the opening 5 and thus meet all the longitudinal axes in the center 14 and the opening 5 of the device 1.
  • the weight elements 4 are arranged with the smallest possible distance next to each other on the mats 3, so that at its lower portion a smaller
  • Interspace is formed. This avoids that the flexible mats 3 between the weight elements 4 can form wrinkles. Creasing would be harmful and would promote under-flushing and colc. However, a small distance in the range of one millimeter to one centimeter is necessary, since the outer circumference of the device 1 decreases as the flexible mats sink. The cheapest, minimum possible distance between the
  • Weight elements 4 results from the scope of the device 1 and the expected, possible lowering of the edge regions 6 of the device first
  • the elongated support members 7 are securely and permanently attached below the mats 3 to these. They extend radially from the outer edge region 6 of the device 1 to the inner edge region 9 of the opening 5. As a result, the flexible mats 3 are stiffened over their entire surface.
  • the distance 15 between each two support elements 7 is about one and a half to three meters.
  • the carrier elements 7 are also shown only in each case in two opposite circular sections. In fact, the weight and support elements 4, 7 are continuous for the whole
  • Figure 1 b shows the device 1 as in Figure 1 a in a partial view in vertical section.
  • the device 1 lies on the seabed 8. It is the range of a support member 7 selected, which is shown in cross section.
  • Carrier elements 7 have a shape that penetrates easily into the seabed 8, in the case shown a T-shape, and are attached to the underside of the elastic mats 3.
  • the support elements 7 are made of a suitable steel or a suitable plastic.
  • FIG. 2 shows the device 1 with a section of a monopile 2 in vertical section (the monopile 2 arranged in the central opening 5 is not part of the device 1 according to the invention).
  • the flexible mats 3 are the
  • the mats 3 and the monopile 2 sealing means 1 1 are provided so that no seawater can penetrate under the mats 3. This prevents under-flushing.
  • the mats 3 are secured to the monopile 2 safely and permanently by means of suitable fastening means 13.
  • the mats 3 In the vicinity of the monopile 2, ie in the region between the fastening means 13 and the one end of the carrier elements 7, the mats 3 by their flexibility form movable hinges 10, which act as film hinges. Through these hinges 1 1, the sections of the device 1 in the area between the
  • the weight elements 4 are fixed on the upper side of the flexible mats 3, which press the mats 3 with the support elements 7 down.
  • the carrier elements 7 and the mats 3 fastened thereon have a downwardly facing bevel 12. As a result, the device 1 is sealed against seawater and protected from Verkolkung.
  • FIG. 3 shows partial views of the device 1, indicated by a, b and c, in vertical section.
  • FIG. 3a corresponds to the sectional view in FIG. 2, wherein only the left side of the device 1 from FIG. 2 is shown.
  • FIG. 3 b shows the device 1 as in FIG. 3 a, but with a seabed 8 sunk by about two meters in thickness.
  • FIG. 3c shows the device 1 as in FIG. 3b, but after a later period.
  • Figure 3c is shown that the support elements 7 at
  • the bottom of the sea floor is about two meters away, with an optimal inclination of about 1: 5, the length of the mats 3 from the monopile 2 is about ten meters.
  • FIG. 3d shows another embodiment of the device 1 with carrier elements 7 bent downwards. This results in a
  • FIG. 4a shows a detailed view of the sunken device 1 in one
  • weight elements 4 are arranged in the outer edge region 6 of the flexible mats 3.
  • the weight elements 4 essentially have the basic shape of a cuboid, which slightly tapers both upwards and toward the center 14 of the device.
  • weight elements 4 were geometrically strictly parallelepiped-shaped, they could come into contact in their upper area and interfere with one another when the flexible mats 3 sink unevenly, that is to say that a portion of an edge region 6 sinks lower than the other one. In order to prevent contact of the weight elements 4 in such cases, the weight elements 4 in longitudinal section, in cross-section and with respect to the
  • the corners and edges of the weight elements 4 are also rounded, whereby no vortex and unfavorable currents of the sea water form.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a device (1) for the scour protection of offshore constructions (2). In order to achieve a durable, cost‑effective and at the same time effective protection which can be dismantled in a simple manner, it is proposed that the device (1) has a flexible mat (3) or a plurality of interconnected flexible mats (3) and also weight elements (4) fastened on the outer edge region of the device (1), and carrier elements (7) are provided for reinforcement, on one end of which carrier elements at least one articulation (10) is arranged in order to fasten the flexible mats (3) in an articulated manner on the offshore construction (2).

Description

Titel: Vorrichtung für den Kolkschutz von Offshore-Bauwerken Anmelder: Dipl.-Ing. Anton Kanand  Title: Device for scour protection of offshore structures Applicant: Dipl.-Ing. Anton Kanand
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Kolkschutz von Offshore- Bauwerken. The invention relates to a device for the Kolkschutz of offshore structures.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Unter Verkolkung werden Erosionserscheinungen eines wasserbedeckten Bodens durch Wellen - und Strömungseinwirkungen und dergleichen im Bereich der Offshore-Bauwerke verstanden. Ein Nachteil von bekannten Schutzmaßnahmen ist, dass sie aufwändig aber dennoch hinsichtlich ihrer Schutzwirkung Cementation is understood to mean erosion phenomena of a water-covered ground due to wave and flow effects and the like in the field of offshore structures. A disadvantage of known protective measures is that they are complicated but nevertheless with regard to their protective effect
unzureichend sind. Im Offshore-Bereich, z.B. bei Monopiles von Windkraftanlagen, ist es Stand der Technik, als Kolkschutz ca. 300 bis 1000 t Steine aufzuschichten. Diese Steine erzeugen jedoch schädliche Strömungen, die eine Sedimentation von Sand verhindern und auf diese Weise die Verkolkung sogar beschleunigen. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass fallende oder durch die Strömung absinkende, unterspülte Steine den Seekabelanschluss der Offshore-Windkraftanlage beschädigen. are insufficient. Offshore, e.g. in monopiles of wind turbines, it is state of the art, as Kolkschutz about 300 to 1000 t aufzuschichten stones. However, these stones produce harmful currents that prevent sedimentation of sand and thus accelerate the Verkolkung even. In addition, there is a risk that falling or sinking under the flow, undermined stones damage the submarine cable connection of the offshore wind turbine.
Es ist auch bekannt, mit Sand gefüllte, über 1000 kg schwere Geotextil-Container als Kolkschutz zu verwenden. Dabei kann jedoch nicht sichergestellt werden, dass diese ihre einmal eingenommene Lage am Meeresboden beibehalten. Sie bilden außerdem einen Winkel zum Meeresboden und können dadurch sogar eine Verkolkung begünstigen. Ebenfalls können diese Container und Steine durch Strömungsereignisse in den Meeresboden einsinken und müssen in diesem Fall immer neu eingebracht werden, was laufende Kosten verursacht. Auch hier ist eine Beschädigung des Seekabels denkbar. Außerdem können sowohl Steine als auch Container ab einer bestimmten Wassertiefe nicht mehr ortsgenau It is also known to use sand filled, over 1000 kg heavy geotextile containers as Kolkschutz. However, it can not be ensured that they maintain their once occupied position on the seabed. They also form an angle to the seabed and can even promote a Verkolkung. Also, these containers and stones can sink by flow events in the seabed and must be introduced in this case always new, causing ongoing costs. Again, damage to the submarine cable is conceivable. In addition, both stones and containers from a certain depth of water can not be precise
eingebracht werden. be introduced.
Eine dritte, häufig angewandte Möglichkeit besteht deshalb darin, überhaupt keinen Kolkschutz zu verwenden, eine Verkolkung in Kauf zu nehmen und dabei zu hoffen, dass die sich bildende Verkolkung eine gewisse Tiefe nicht A third, often used possibility is therefore to use no Kolkschutz at all, to accept a Verkulkung and thereby to hope that the forming Verkupkung a certain depth not
überschreitet. Um diese Tiefe muss das Fundament beispielsweise eines exceeds. For example, the foundation needs a depth of this depth
Monopiles dann aber tiefer in den Meeresboden gesetzt werden, was höhere Baukosten verursacht. Zudem können durch die Verkolkung verlegte Seekabel des Offshore-Bauwerkes freigespült und/oder dessen Anschlüsse durch Monopiles but then placed deeper into the seabed, which causes higher construction costs. In addition, laid by the Verkulkung submarine cable of the offshore structure flushed and / or its connections through
Strömungseinwirkung beschädigt oder zerstört werden. Flow damage can be damaged or destroyed.
Sowohl Steine als auch Container können nach Rückbau der Anlagen einen dauernden Gefahrenpunkt für die Fischerei bilden, da diese Vorrichtungen aufgrund der sehr hohen Kosten in der Regel nicht demontiert werden. Zusammenfassung der Erfindung Both stones and containers can form a permanent danger point for the fishery after dismantling of the plants, since these devices are not dismantled due to the very high costs in the rule. Summary of the invention
Die vorliegende Erfindung wurde vor dem Hintergrund des vorstehend The present invention has been made in the light of the above
beschriebenen Stands der Technik entwickelt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung für den Kolkschutz von Offshore-Bauwerken vorzuschlagen, die einen haltbaren, kostengünstigen und dabei einen wirksamen Schutz bietet, der aber mit einem einzigen Kranzug bei Rückbau der Anlage vom Meeresboden entfernt werden kann. described prior art developed. The object of the invention is therefore to propose a device for the Kolkschutz of offshore structures, which provides a durable, cost effective and thereby effective protection, but which can be removed with a single Kranzug in dismantling of the system from the seabed.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine oder mehrere miteinander verbundene, flexible Matten sowie am äußeren Randbereich der Vorrichtung mittels Befestigungsmitteln dauerhaft befestigte Gewichtselemente aufweist und Trägerelemente zur Versteifung vorgesehen sind, welche This object is achieved in that the device has one or more interconnected, flexible mats as well as permanently attached to the outer edge region of the device by means of fasteners weight elements and support elements are provided for stiffening, which
mindestens ein Scharnier aufweisen, um die Vorrichtung gelenkig am Offshore- Bauwerk zu befestigen. Die Trägerelemente können aus Stahl oder Kunststoff bestehen. Als Gelenk ist vorzugsweise ein Scharnier, entweder mechanisch oder ein Filmscharnier, vorgesehen, welches eine Bewegung der Trägerelemente in vertikaler Richtung, also nach oben oder unten, erlaubt. Es ist vorzugsweise an dem Ende oder an dem Endbereich des Trägerelementes angeordnet, durch das das Trägerelement am Offshore-Bauwerk befestigt ist. Durch die Flexibilität der Matten werden lokale Bodenunebenheiten ausgeglichen. Die Gesamtform der Vorrichtung wird aber durch die versteifenden Trägerelemente gewährleistet. Die flexible Matte oder die flexiblen Matten werden von den Gewichtselementen nach unten gedrückt. Die Gewichtselemente sind am äußeren Randbereich der have at least one hinge to attach the device articulated to the offshore structure. The support elements may be made of steel or plastic. The hinge is preferably a hinge, either mechanically or a film hinge, provided, which allows a movement of the support elements in the vertical direction, ie up or down. It is preferably arranged at the end or at the end region of the carrier element, by means of which the carrier element is fastened to the offshore structure. The flexibility of the mats compensates for local uneven floors. The overall shape of the device is ensured by the stiffening support elements. The flexible mat or flexible mats become smaller than the weight elements pressed down. The weight elements are on the outer edge of the
Vorrichtung auf der Oberseite der flexiblen Matten mit Befestigungsmitteln dauerhaft befestigt. Die Matten können außerdem zusätzliche Gewichtselemente zur Beschwerung und Fixierung aufweisen, die in anderen als den Randbereichen der flexiblen Matten angeordnet oder befestigt sind. Hierdurch werden Device permanently attached to the top of the flexible mats with fasteners. The mats may also include additional weights for weighting and fixation, which are arranged or attached in areas other than the margins of the flexible mats. This will be
unerwünschte Bewegungen der Matten vermieden, die durch Wellenkräfte verursacht werden. Die Anzahl der notwendigen Gewichte hängt von der Höhe des Meeresbodens in Bezug zum Meeresspiegel ab, da die Kraft der Wellen mit größerer Tiefe abnimmt. Die Trägerelemente sind an ihrem einen Ende mittels der Scharniere am Offshore-Bauwerk befestigt, während im Bereich ihres anderen Endes die Gewichtselemente befestigt sind. Hierdurch entsteht eine Avoiding unwanted movements of the mats caused by wave forces. The number of weights required depends on the height of the seabed in relation to the sea level, as the power of the waves decreases with greater depth. The support elements are attached at one end by means of hinges on the offshore structure, while in the region of its other end, the weight elements are attached. This creates a
Hebelwirkung, welche die Kraft der Gewichtselemente verstärkt. Da die Leverage, which strengthens the power of the weight elements. Because the
Trägerelemente mittels eines Gelenks am Offshore-Bauwerk befestigt sind, kann sich vom Gelenk nach außen hin eine Neigung ausbilden. Die geneigten Matten können so als Auflauffläche für Wasser- und Druckwellen dienen und deren Kraft ableiten. Sollte der Boden unterhalb der Gewichtselemente wegsacken oder unterspült werden, dann bewegt sich das Trägerelement zusammen mit der Matte gelenkig nach unten, wodurch die Schutzwirkung wiederhergestellt wird. Carrier elements are attached by means of a joint on the offshore structure, can form a tendency from the joint to the outside. The inclined mats can serve as a ramp for water and pressure waves and derive their power. Should the floor sag or undercut beneath the weight members, then the support member will pivot downwardly along with the mat, restoring the protective effect.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zusätzlichen Merkmalen werden nachfolgend beschrieben. Advantageous embodiments with additional features will be described below.
In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Vorrichtung bzw. die flexible Matte oder die miteinander verbundenen flexiblen Matten eine Scheibe mit kreisförmiger oder annähernd kreisförmiger Kontur, in deren Zentrum eine Öffnung für das Offshore-Bauwerk vorgesehen ist. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Form ein optimaler Schutz vor Verkolkung erzielt wird. Die zentrale Öffnung kann an die Form des Offshore-Bauwerks angepasst werden und weist zum Beispiel bei einem Monopile eine ebenfalls kreisförmige Kontur auf. Für den Randbereich der Öffnung, der dem Offshore-Bauwerk anliegt, sind Dichtmittel vorgesehen, damit zwischen dem Offshore-Bauwerk und der Vorrichtung kein Wasser eindringen kann. Wenn die Gewichtselemente im Wesentlichen aus Metall bestehen, wird eine große Masse mit hohem Gewicht bei kleinem Volumen erzielt. Durch die von den Gewichtselementen auf den äußeren Randbereich der Matten ausgeübte Kraft werden diese nach unten gedrückt und dichten das Offshore-Bauwerk insgesamt vom Randbereich her ab. Hierdurch wird ein wirksamer Schutz gegen Verkolkung erzielt. In a preferred embodiment, the device or the flexible mat or the interconnected flexible mats forms a disc with a circular or approximately circular contour, in the center of which an opening for the offshore structure is provided. It has been shown that this form provides optimum protection against Verkolkung. The central opening can be adapted to the shape of the offshore structure and has, for example, in a monopile also a circular contour. For the edge region of the opening, which abuts the offshore structure, sealing means are provided so that no water can penetrate between the offshore structure and the device. When the weight members are substantially made of metal, a large mass of high weight is achieved in a small volume. As a result of the force exerted by the weight elements on the outer edge region of the mats, they are pressed downwards and seal the offshore structure altogether from the edge region. As a result, an effective protection against Verkolkung is achieved.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Radius der Vorrichtung etwa dreimal so lang ist wie der Radius des Offshore-Bauwerks, insbesondere eines Monopiles, in der Ebene, in der die Vorrichtung angeordnet bzw. am Offshore-Bauwerk befestigt ist. It has proven to be advantageous if the radius of the device is about three times as long as the radius of the offshore structure, in particular a monopile, in the plane in which the device is arranged or attached to the offshore structure.
Wenn sich die länglichen Trägerelemente radial vom inneren Randbereich der Öffnung bis hin zum äußeren Randbereich der Vorrichtung erstrecken, werden die flexiblen Matten über ihre gesamte Fläche in radialer Richtung versteift. As the elongate support members extend radially from the inner edge region of the opening to the outer periphery of the device, the flexible mats are stiffened over their entire area in the radial direction.
Die Gewichtselemente weisen bezogen auf ihre Grundfläche die Form eines länglichen, symmetrischen Trapezes auf, dessen Längsachse jeweils in Richtung des Zentrums der Vorrichtung bzw. des Offshore-Bauwerks weist. Die The weight elements have, based on their base area in the form of an elongated, symmetrical trapezoid, the longitudinal axis in each case points in the direction of the center of the device or the offshore structure. The
Gewichtselemente können im Längsschnitt und/oder im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen, symmetrischen Trapezes aufweisen, wobei dessen Ecken vorzugsweise abgerundet sind. Hierdurch entstehen keine Wirbel und ungünstigen Strömungen des Meereswassers. Ein Vorteil der sich nach oben hin und in Richtung der Längsachse verjüngenden Form liegt darin, dass sich die flexiblen Matten nach unten absenken können, ohne dass die Gewichtselemente in Kontakt geraten. Weight elements may have the shape of an isosceles, symmetrical trapezoid in longitudinal section and / or in cross section, wherein the corners are preferably rounded. This creates no vortex and unfavorable currents of the seawater. An advantage of the upwardly and longitudinally tapered shape is that the flexible mats can lower down without the weight elements coming into contact.
Die flexible Matte oder die flexiblen Matten können Geotextilie/n oder The flexible mat or flexible mats can be geotextile / s or
Kunststofffolie/n aufweisen, auch im Verbund mit anderen Materialien. Sie kann oder sie können auch aus Geotextilien oder Kunststofffolien bestehen. Have plastic film / n, also in combination with other materials. It may or may also consist of geotextiles or plastic films.
Geotextilien sind flächenhafte und durchlässige Textilien. Sie dienen als Baustoff im Bereich des Tief-, Wasser- und Verkehrswegebaus. Das Textil besteht entweder beispielsweise aus Polyamid, Polyester und Polyethylen. Die Trägerelemente können gerade verlaufen. Sie können aber auch eine Geotextiles are areal and permeable textiles. They serve as a building material in the area of deep water, water and traffic infrastructures. The textile consists for example of polyamide, polyester and polyethylene. The support elements can run straight. But you can also do one
Krümmung nach unten hin aufweisen, damit die flexiblen Matten eine Curvature downwards so that the flexible mats a
hydrodynamisch günstige Auflauffläche für Wellen ausbilden. Form hydrodynamically favorable ramp surface for waves.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figures of the drawing show in detail:
Figur 1 a eine Draufsicht auf die Vorrichtung 1 ; Figure 1 a is a plan view of the device 1;
Figur 1 b eine Teilansicht der Vorrichtung 1 im vertikalen Schnitt; Figure 1 b is a partial view of the device 1 in vertical section;
Figur 2 die Vorrichtung 1 mit einem zentralen Monopile 2 im vertikalen Figure 2 shows the device 1 with a central monopile 2 in the vertical
Schnitt; Figur 3 mit a, b, c, d bezeichnete Teilansichten der Vorrichtung 1 im  Cut; Figure 3 with a, b, c, d partial views of the device 1 im
vertikalen Schnitt;  vertical section;
Figur 4a eine Detailansicht der abgesunkenen Vorrichtung 1 in einer Figure 4a shows a detailed view of the sunken device 1 in one
Draufsicht; und  Top view; and
Figur 4a eine Detailansicht wie in Figur 4a in einer Vorderansicht. Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen. Detaillierte Beschreibung der Erfindung Figure 4a is a detail view as in Figure 4a in a front view. Functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Detailed description of the invention
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Zeichnung als nicht einschränkendes Beispiel beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Merkmale den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind. Figur 1 a zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung 1 . Diese weist miteinander verbundene, flexible Matten 3 aus Geotextilien auf. Die miteinander verbundenen, flexiblen Matten 3 haben die Form einer Scheibe mit kreisförmiger Kontur. Im Bereich des Zentrums 14 ist eine ebenfalls runde Öffnung 5 für ein zu schützendes Offshore-Bauwerk vorgesehen, das beispielsweise ein Monopile 2 einer Windkraftanlage sein kann. Der Radius der Vorrichtung 1 ist bei Monopiles etwa dreimal so lang wie der Radius der Öffnung 5 bzw. der Radius des Monopiles 2, und zwar bezogen auf die horizontale Ebene, in der die A preferred embodiment of the invention will be described with reference to a drawing as a non-limiting example, with further advantageous features are shown in the figures of the drawing. FIG. 1 a shows a plan view of an embodiment of the device 1. This has interconnected, flexible mats 3 of geotextiles. The interconnected, flexible mats 3 have the shape of a disc with a circular contour. In the region of the center 14, a likewise round opening 5 is provided for an offshore structure to be protected, which may be, for example, a monopile 2 of a wind power plant. The radius of the device 1 is at Monopiles about three times as long as the radius of the opening 5 and the radius of the monopile 2, and with respect to the horizontal plane in which the
Vorrichtung 1 am Monopile 2 befestigt ist, nämlich etwa auf der Höhe des Device 1 is attached to the monopile 2, namely approximately at the height of
Meeresbodens 8 (siehe Figur 2). Am äußeren Randbereich 6 entlang des Umfangs der Vorrichtung 1 sind Seabed 8 (see Figure 2). At the outer edge region 6 along the circumference of the device 1 are
Gewichtselemente 4 aus Metall auf den Matten 3 befestigt, die die Matten 3 an den Rändern nach unten in den Meeresboden drücken und so abdichten. Die Gewichtselemente 4 sind aus Gründen der Anschaulichkeit nur auf zwei gegenüberliegenden Kreissegmenten dargestellt, tatsächlich sind jedoch entlang des gesamten äußeren Scheibenrandbereiches 6 Gewichtselemente 4  Metal weight elements 4 mounted on the mats 3, which press the mats 3 at the edges down into the seabed and thus seal. For the sake of clarity, the weight elements 4 are shown only on two opposite circle segments, but actually, weight elements 4 are along the entire outer edge area 6 of the pane
vorgesehen. Hierdurch wird ein effektiver Kolkschutz erzielt. Die intended. As a result, an effective scouring protection is achieved. The
Gewichtselemente 4 sind so auf der Matte ausgerichtet, dass sich die (gedachte) Längsachse jedes Gewichtselements 4 radial in Richtung der Öffnung 5 erstreckt und sich also alle Längsachsen im Zentrum 14 bzw. der Öffnung 5 der Vorrichtung 1 treffen. Weight elements 4 are aligned on the mat so that the (imaginary) longitudinal axis of each weight element 4 extends radially in the direction of the opening 5 and thus meet all the longitudinal axes in the center 14 and the opening 5 of the device 1.
Die Gewichtselemente 4 sind mit möglichst geringem Abstand nebeneinander auf den Matten 3 angeordnet, so dass an ihrem unteren Bereich ein geringer The weight elements 4 are arranged with the smallest possible distance next to each other on the mats 3, so that at its lower portion a smaller
Zwischenraum gebildet wird. Hierdurch wird vermieden, dass die flexiblen Matten 3 zwischen den Gewichtselementen 4 Falten bilden können. Eine Faltenbildung wäre schädlich und würde Unterspülungen und Kolk fördern. Ein geringer Abstand im Bereich von einem Millimeter bis einem Zentimeter ist allerdings notwendig, da sich beim Absinken der flexiblen Matten der äußere Umfang der Vorrichtung 1 verringert. Der günstigste, minimal mögliche Abstand zwischen den Interspace is formed. This avoids that the flexible mats 3 between the weight elements 4 can form wrinkles. Creasing would be harmful and would promote under-flushing and colc. However, a small distance in the range of one millimeter to one centimeter is necessary, since the outer circumference of the device 1 decreases as the flexible mats sink. The cheapest, minimum possible distance between the
Gewichtselementen 4 ergibt sich aus dem Umfang der Vorrichtung 1 und dem erwarteten, möglichen Absinken der Randbereiche 6 der Vorrichtung 1 . Weight elements 4 results from the scope of the device 1 and the expected, possible lowering of the edge regions 6 of the device first
Die länglichen Trägerelemente 7 sind unterhalb der Matten 3 an diesen sicher und dauerhaft befestigt. Sie erstrecken sich radial vom äußeren Randbereich 6 der Vorrichtung 1 bis hin zum inneren Randbereich 9 der Öffnung 5. Dadurch werden die flexiblen Matten 3 über ihre gesamte Fläche versteift. Der Abstand 15 zwischen jeweils zwei Trägerelementen 7 beträgt etwa eineinhalb bis drei Metern. In der Figur 1 a sind aus Gründen der Übersichtlichkeit auch die Trägerelemente 7 nur in jeweils zwei gegenüberliegenden Kreisabschnitten dargestellt. Tatsächlich sind die Gewichts- und Trägerelemente 4, 7 fortlaufend für die gesamte The elongated support members 7 are securely and permanently attached below the mats 3 to these. They extend radially from the outer edge region 6 of the device 1 to the inner edge region 9 of the opening 5. As a result, the flexible mats 3 are stiffened over their entire surface. The distance 15 between each two support elements 7 is about one and a half to three meters. In FIG. 1a, for reasons of clarity, the carrier elements 7 are also shown only in each case in two opposite circular sections. In fact, the weight and support elements 4, 7 are continuous for the whole
Vorrichtung 1 vorgesehen und gleichmäßig beabstandet. Figur 1 b zeigt die Vorrichtung 1 wie in Figur 1 a in einer Teilansicht im vertikalen Schnitt. Die Vorrichtung 1 liegt dem Meeresboden 8 auf. Es ist der Bereich eines Trägerelements 7 ausgewählt, welches im Querschnitt dargestellt ist. Die Device 1 provided and evenly spaced. Figure 1 b shows the device 1 as in Figure 1 a in a partial view in vertical section. The device 1 lies on the seabed 8. It is the range of a support member 7 selected, which is shown in cross section. The
Trägerelemente 7 haben eine Form, die leicht in den Meeresboden 8 eindringt, im gezeigten Fall eine T-Form, und sind an der Unterseite der elastischen Matten 3 befestigt. Die Trägerelemente 7 bestehen aus einem geeigneten Stahl oder einem geeigneten Kunststoff. Carrier elements 7 have a shape that penetrates easily into the seabed 8, in the case shown a T-shape, and are attached to the underside of the elastic mats 3. The support elements 7 are made of a suitable steel or a suitable plastic.
Figur 2 zeigt die Vorrichtung 1 mit einem Abschnitt eines Monopiles 2 im vertikalen Schnitt (der in der zentralen Öffnung 5 angeordnete Monopile 2 ist nicht Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ). Die flexiblen Matten 3 liegen dem FIG. 2 shows the device 1 with a section of a monopile 2 in vertical section (the monopile 2 arranged in the central opening 5 is not part of the device 1 according to the invention). The flexible mats 3 are the
Meeresboden 8 auf, wobei durch deren Flexibilität eventuelle Unebenheiten des Meeresbodens 8 ausgeglichen werden können. An der Unterseite der flexiblen Matten 3 sind die radial verlaufenden Trägerelemente 7 befestigt, welche die flexiblen Matten 3 versteifen. Seabed 8, which can compensate for any unevenness of the seabed 8 by their flexibility. At the bottom of the flexible mats 3, the radially extending support elements 7 are fixed, which stiffen the flexible mats 3.
Zwischen den Matten 3 und dem Monopile 2 sind Dichtmittel 1 1 vorgesehen, so dass kein Meerwasser unter die Matten 3 eindringen kann. Hierdurch werden Unterspülungen vermieden. Außerdem sind die Matten 3 am Monopile 2 sicher und dauerhaft mittels geeigneter Befestigungsmittel 13 befestigt. In der Nähe des Monopiles 2, also im Bereich zwischen den Befestigungsmitteln 13 und dem einen Ende der Trägerelemente 7, bilden die Matten 3 durch ihre Flexibilität bewegliche Scharniere 10 aus, die etwa wie Filmscharniere wirken. Durch diese Scharniere 1 1 können sich der Abschnitte der Vorrichtung 1 im Bereich zwischen den Between the mats 3 and the monopile 2 sealing means 1 1 are provided so that no seawater can penetrate under the mats 3. This prevents under-flushing. In addition, the mats 3 are secured to the monopile 2 safely and permanently by means of suitable fastening means 13. In the vicinity of the monopile 2, ie in the region between the fastening means 13 and the one end of the carrier elements 7, the mats 3 by their flexibility form movable hinges 10, which act as film hinges. Through these hinges 1 1, the sections of the device 1 in the area between the
Scharnieren 1 1 und den Gewichtselementen 4 nach unten oder auch oben bewegen. In der Regel wird eine Bewegung nach unten in Richtung zum Move hinges 1 1 and weight elements 4 downwards or upwards. In general, a downward movement towards the
Meeresboden 8 aufgrund der Gewichtselemente 4 erfolgen. Im äußeren Randbereich 6 sind auf der Oberseite der flexiblen Matten 3 die Gewichtselemente 4 befestigt, die die Matten 3 mit den Trägerelementen 7 nach unten drücken. Im Bereich der Gewichtselemente 4 weisen die Trägerelemente 7 und die darauf befestigten Matten 3 eine nach unten weisende Abschrägung 12 auf. Hierdurch wird die Vorrichtung 1 gegen Meerwasser abgedichtet und vor Verkolkung geschützt. Seabed 8 due to the weight elements 4 done. In the outer edge region 6, the weight elements 4 are fixed on the upper side of the flexible mats 3, which press the mats 3 with the support elements 7 down. In the area of the weight elements 4, the carrier elements 7 and the mats 3 fastened thereon have a downwardly facing bevel 12. As a result, the device 1 is sealed against seawater and protected from Verkolkung.
Figur 3 zeigt mit a, b und c bezeichnete Teilansichten der Vorrichtung 1 im vertikalen Schnitt. FIG. 3 shows partial views of the device 1, indicated by a, b and c, in vertical section.
Figur 3a entspricht der Schnittdarstellung in Figur 2, wobei nur die linke Seite der Vorrichtung 1 aus Figur 2 gezeigt ist. FIG. 3a corresponds to the sectional view in FIG. 2, wherein only the left side of the device 1 from FIG. 2 is shown.
Die Figur 3b zeigt die Vorrichtung 1 wie in Figur 3a, aber mit einem um etwa zwei Meter durch Verkolkung abgesunkenen Meeresboden 8. FIG. 3 b shows the device 1 as in FIG. 3 a, but with a seabed 8 sunk by about two meters in thickness.
Die Figur 3c zeigt die Vorrichtung 1 wie in Figur 3b, aber nach einem späteren Zeitraum. In Figur 3c ist dargestellt, dass sich die Trägerelemente 7 bei FIG. 3c shows the device 1 as in FIG. 3b, but after a later period. In Figure 3c is shown that the support elements 7 at
abgesunkenem Meeresboden 8 mittels der Scharniere 10 nach einer gewissen Zeit nach unten bewegt haben, weil von den Gewichtselementen 4 eine Kraft auf sie ausgeübt wird. Hierdurch erfolgt eine Abdichtung und der Monopile 2 ist wieder gegen Verkolkung geschützt. Durch die entstandene Neigung werden außerdem Druckwellen aufgenommen und nach oben geführt. Die Vorrichtung 1 insgesamt hat im gezeigten Zustand etwa die räumliche Form eines Konus. Sinkt der sunken seabed 8 by means of the hinges 10 after a certain time have moved down because of the weight elements 4, a force is exerted on them. This results in a seal and the monopile 2 is again protected against Verkolkung. Due to the resulting tendency also pressure waves are absorbed and led upwards. The device 1 as a whole has in the state shown approximately the spatial shape of a cone. Is that sinking?
Meeresboden um zwei Meter ab, beträgt bei einer optimalen Neigung von etwa 1 :5 die Länge der Matten 3 vom Monopile 2 aus etwa zehn Meter.  The bottom of the sea floor is about two meters away, with an optimal inclination of about 1: 5, the length of the mats 3 from the monopile 2 is about ten meters.
In Figur 3d ist eine andere Ausführungsform der Vorrichtung 1 mit nach unten gekrümmten Trägerelementen 7 dargestellt. Hierdurch ergibt sich eine FIG. 3d shows another embodiment of the device 1 with carrier elements 7 bent downwards. This results in a
gekrümmte, glockenartige Form der Matten 3 bzw. der Vorrichtung 1 , die hydrodynamisch günstig ist. curved, bell-shaped form of the mats 3 and the device 1, which is hydrodynamically favorable.
Figur 4a zeigt eine Detailansicht der abgesunkenen Vorrichtung 1 in einer FIG. 4a shows a detailed view of the sunken device 1 in one
Draufsicht und die Figur 4b in der Vorderansicht. Es sind fünf Gewichtselemente 4 dargestellt, die im äußeren Randbereich 6 der flexiblen Matten 3 angeordnet sind. Die Gewichtselemente 4 haben im Wesentlichen die Grundform eines sich sowohl nach oben hin als auch zum Zentrum 14 der Vorrichtung hin leicht verjüngenden Quaders. Top view and the figure 4b in front view. There are five weight elements 4 shown, which are arranged in the outer edge region 6 of the flexible mats 3. The weight elements 4 essentially have the basic shape of a cuboid, which slightly tapers both upwards and toward the center 14 of the device.
Durch ein Absinken der Vorrichtung 1 , wie es in der Figur 3c dargestellt ist, verringert sich dessen äußerer Umfang und der Abstand zwischen den By lowering the device 1, as shown in Figure 3c, reduces its outer circumference and the distance between the
Gewichtselementen 4. Wenn die Gewichtselemente 4 geometrisch streng quaderförmig geformt wären, könnten in ihrem oberen Bereich in Kontakt geraten und sich behindern, wenn sich die flexiblen Matten 3 ungleichmäßig absinken, also ein Abschnitt eines Randbereichs 6 tiefer als der andere absinkt. Um einen Kontakt der Gewichtselemente 4 in solchen Fällen zu verhindern, weisen die Gewichtselemente 4 im Längsschnitt, im Querschnitt und in Bezug auf die 4. If the weight elements 4 were geometrically strictly parallelepiped-shaped, they could come into contact in their upper area and interfere with one another when the flexible mats 3 sink unevenly, that is to say that a portion of an edge region 6 sinks lower than the other one. In order to prevent contact of the weight elements 4 in such cases, the weight elements 4 in longitudinal section, in cross-section and with respect to the
Grundfläche die Form eines gleichschenkligen Trapezes auf. Durch die sich nach oben hin verjüngende Form behalten die Gewichtselemente 4 in ihrem oberen Bereich auch dann einen Abstand zueinander bei, wenn sich die flexiblen Matten 3 abschnittsweise nach unten hin absenken. Base the shape of an isosceles trapezoid. Due to the upwardly tapering shape, the weight elements 4 maintain a distance from one another in their upper area even when the flexible mats 3 are lowered in sections downwards.
Die Ecken und Kanten der Gewichtselemente 4 sind außerdem abgerundet, wodurch sich keine Wirbel und ungünstige Strömungen des Meereswassers bilden. The corners and edges of the weight elements 4 are also rounded, whereby no vortex and unfavorable currents of the sea water form.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 . Vorrichtung 1 . contraption
2. Monopile  2. Monopile
3. Flexible Matten  3. Flexible mats
4. Gewichtselemente  4. Weight elements
5. Öffnung  5. opening
6. Äußerer Randbereich  6. Outer edge area
7. Trägerelemente  7. Carrier elements
8. Meeresboden  8. Seabed
9. Innerer Randbereich  9. Inner edge area
10. Gelenke  10. joints
1 1 . Dichtmittel  1 1. sealant
12. Abschrägung  12th bevel
13. Befestigungsmittel  13. Fasteners
14. Zentrum  14th center
15. Abstand  15. Distance

Claims

Patentansprüche claims
1 . Vorrichtung (1 ) für den Kolkschutz von Offshore-Bauwerken (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine flexible Matte (3) oder mehrere miteinander verbundene, flexible Matten (3) sowie am äußeren Randbereich der Vorrichtung (1 ) mittels Befestigungsmitteln (4) dauerhaft befestigte Gewichtselemente (4) aufweist und Trägerelemente (7) zur Versteifung vorgesehen sind, welche mindestens ein Scharnier (10) aufweisen, um Vorrichtung (1 ) gelenkig am Offshore-Bauwerk (2) zu befestigen. 1 . Device (1) for the scour protection of offshore structures (2), characterized in that the device (1) comprises a flexible mat (3) or a plurality of interconnected, flexible mats (3) and at the outer edge region of the device (1) Fastening means (4) permanently attached weight elements (4) and support elements (7) are provided for stiffening, which have at least one hinge (10) to articulate device (1) on the offshore structure (2).
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) bzw. die flexible Matte (3) oder die miteinander 2. Device (1) according to claim 1, characterized in that the device (1) or the flexible mat (3) or with each other
verbundenen flexiblen Matten (3) eine Scheibe mit kreisförmiger oder annähernd kreisförmiger Kontur bilden, in deren Zentrum (14) eine Öffnung (5) für das Offshore-Bauwerk (2) vorgesehen ist.  connected flexible mats (3) form a disc with a circular or approximately circular contour, in the center (14) has an opening (5) for the offshore structure (2) is provided.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch 3. Device (1) according to claim 1 or claim 2, characterized
gekennzeichnet, dass die Gewichtselemente (4) im Wesentlichen aus Metall bestehen und insbesondere auf der flexiblen Matte (3) oder den flexiblen Matten (3) aufliegend befestigt ist oder sind.  characterized in that the weight elements (4) consist essentially of metal and in particular on the flexible mat (3) or the flexible mats (3) is attached or resting.
4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Radius der Vorrichtung (1 ) etwa dreimal so lang ist wie der Radius des Offshore-Bauwerks, insbesondere eines Monopiles (2), in der Ebene, in der die Vorrichtung (1 ) angeordnet ist.  characterized in that the radius of the device (1) is about three times as long as the radius of the offshore structure, in particular a monopile (2), in the plane in which the device (1) is arranged.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass sich die Trägerelemente (7) radial vom Zentrum (14) bzw. inneren Randbereich (9) der Öffnung (5) bis zum äußeren Randbereich (6) der Vorrichtung (1 ) hin erstrecken.  in that the carrier elements (7) extend radially from the center (14) or inner edge region (9) of the opening (5) to the outer edge region (6) of the device (1).
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 6. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Gewichtselemente (4) bezogen auf ihre  in that the weight elements (4) are related to their weight
Grundfläche und/oder im Längsschnitt und/oder im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen Trapezes aufweisen, dessen Ecken insbesondere abgerundet sind, wobei die Längsachse der Gewichtselemente (4) vorzugsweise jeweils in Richtung des Zentrums (14) der Vorrichtung (1 ) weist. Base surface and / or in longitudinal section and / or in cross section have the shape of an isosceles trapezoid whose corners in particular are rounded, wherein the longitudinal axis of the weight elements (4) preferably in each case in the direction of the center (14) of the device (1).
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 7. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die flexible Matte (3) oder die flexiblen Matten (3) Geotextilie/n oder Kunststofffolie/n aufweisen, auch im Verbund mit anderen Materialien.  in that the flexible mat (3) or the flexible mats (3) have geotextile (s) or plastic film (s), also in combination with other materials.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (7) eine Krümmung aufweisen, damit die flexible Matte (3) oder die flexiblen Matten (3) eine  in that the carrier elements (7) have a curvature, so that the flexible mat (3) or the flexible mats (3) has a curvature
hydrodynamisch günstige Auflauffläche für Wellen ausbilden.  Form hydrodynamically favorable ramp surface for waves.
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