DE3340743A1

DE3340743A1 - Vorrichtung und verfahren gegen die ausspuelung

Info

Publication number: DE3340743A1
Application number: DE19833340743
Authority: DE
Inventors: Kenneth H. 77450 Katy Tex. Loer
Original assignee: Gulf Applied Tech
Current assignee: Gulf Applied Tech
Priority date: 1982-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1984-05-10
Also published as: NL8303864A; CA1232460A; GB2130276A; US4717286A; DK512383A; DK512383D0; SE8306192L; SE8306192D0; GB8329225D0; FI834104A0; FI834104A7; FR2535757A1; GB2130276B; NO834088L

Description

Vorrichtung und Verfahren gegen die Ausspülung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Strömungsini ttel-Transportphänomeney insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung gegen die Ausspülung und ein Verfahren, um den Transport von Material aus der Nähe tragender Bauteile in einer Strömungsmittelströmung zu verhindern. Das Phänomen der Ausspülung bzw. Unterspülung, d.h. das Abräumen oder Entfernen durch eine Strömungsmittelströmung, ist ein durchaus bekanntes Problem, das bei tragenden Bauteilen auftritt, die in bewegten Gewässern abgestützt sind. Die Mechanismen der Ausspülung liegen rund um jedes Bauteil im Weg eines bewegten Strömungsmittels vor und sind diesem zugeordnet. Die Ausspülung oder Ausschwemmung ist besonders dann wesentlich, wenn man versucht, den baulichen Zustand von Bauteilen aufrechtzuerhalten, die durch Schwerkraftwirkung abgestützt sind und in einen Schwemmboden unter einem bewegten Gewässer eingebettet ist.

Das Ausspülen von Ablagerungen aus dem Bereich rund um Bauteile, die in den Boden unter einem bewegten Gewässer eingebettet sind, ist ein schwieriges Problem. Die Aus-

—%—

spülung tritt dann auf, wenn die folgenden Kriterien vorliegen: ein bewegtes Strömungsmittel, ein verhältnismäßig ortsfestes Bauteil und ein bewegliches Material, das dem Bauteil zugeordnet ist. Die Ausschwemmung ist die fortschreitende Entfernung des Materials aus dem Bereich rund um das Bauteil oder unter dem Bauteil.

Insbesondere ist der Ausspülungsprozeß an irgendeinem Material wirksam, das einem Gegenstand im Weg eines bewegten Strömungsmittels zugeordnet ist. Die Ausspülung ist ein universelles Phänomen, das oft gesehen oder erfahren wird. Beispielsweise erfährt jede Person die Ausspülung, die an einem Strand steht und es dem Wasser gestattet, rund um die Füße und zwischen den Füßen hindurch vorbeizuströmen, um den Sand aus dem Gebiet rund um die Füße und unter den Füßen zu verlagern.

Im kommerziellen Bereich ist die Ausspülung ein kritisches Problem bei vielen, vor der Küste gelegenen Bereichen, wo große, schwere Baukörper wie Offshore-Bohr- und -Förderplattformen vom Boden her unter dem Meer abgestützt werden müssen. In gleicher Weise ist die Ausspülung ein kritischer Faktor bei der Konstruktion von Pfeilern, die Brücken abstützen, welche Flüsse oder andere, bewegte Gewässer überspannen. Die Ausspülung verringert in kritischer Weise die Abstützung, die sich einem durch Schwerkraft abgestützten Bauteil

bzw. Baukörper bietet.
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Es ist bekannt, den Ausspülungsprozeß dadurch zu verlangsamen, daß man Sandsäcke verwendet, um die Löcher wieder aufzufüllen, die von dem abgetragenen Material verursacht werden. Sogar die erneute Positionierung bzw. das Umsetzen des Bauteils hat sich als wirtschaftlich durchführbar erwiesen, um übermäßige Ausspülungsprobleme zu umgehen.

A-

In der jüngeren Zeit wurden zahlreiche und verschiedenartige Methoden verwendet, um die Ausspülung zu verhindern oder zu verlangsamen. Ein Siebgitter- bzw. Siebnetzmaterial wurde verwendet, um den Boden rund um ein Bauteil unter dem Gewässer abzudecken. Ein Siebgittermaterial hat sich als hilfreich in der unmittelbaren Nachbarschaft des Bauteils erwiesen, hat aber übermäßig Ausspülung bei einem größeren Bereich rund um das Siebnetzmaterial verursacht. Alternative Verfahren zum Verhindern der Ausspülung umfaßten a\ich das Einsetzen eines dichteren Materials um das Bauteil. Beispiele des verwendeten Materials sind Beton und Asphalt. Die Einsetz- oder Impfmethode hat sogar noch zu akuteren Ausspülungsproblemen geführt, in Abhängigkeit von der Tiefe und Breite des Implantats. Es ist ' j sogar übliche Praxis, bei vielen vor der Küste gelegenen Bereichen mit großen Bauwerken, die eine beträchtliche Ausspülung aufweisen, Berufstaucher zu verwenden. Die Taucher bewegen sich längs des Bodens unter dem Gewässer und verwenden Einrichtungen, die Bodenablagerungen von dem benachbarten Bereich in die von der Ausspülung verursachten Löcher rund um die Bauteile blasen bzw. spülen.

Alle gegenwärtig bekannten oder verwendeten Einrichtungen und Verfahren zum Verhindern, Verringern oder peheben der Ausspülungen beziehen sich nur auf die Auswirkungen des Ausspülungsvorganges. Die Vorrichtungen und Verfahren, von welchen einige oben erörtert wurden, sind lediglich Verfahrenstechniken, die entwickelt wurden, um mit einem allgemeinen und universellen Problem fertig zu werden. Keine der erörterten Einrichtungen oder Verfahren trachtet danach, sich

mit der Ursache der Ausspülung zu befassen. 35

BAD ORtGINAL

Zahlreiche und verschiedenartige Faktoren können das Ausspülungsphänomen fördern. Von bezeichnender Bedeutung ist die Konsistenz des Materials, in welches das Bauteil eingebettet ist. Ein Meeresboden, der aus nicht-kohäsivem Material besteht, ist für Ausspülungskräfte äußerst anfällig. Somit ist ein Boden unter einem Gewässer, der im wesentlichen aus schlammigem bzw. feinsandigem Material, Sand oder Kies besteht, gegenüber dem Ausspülungsprozeß höchst anfällig. Der Ausspülungsprozeß wird durch die Anwesenheit eines solchen nicht-kohäsiven Materials gefördert, da die Ausspülung das Lösen, Suspendieren und Bewegen der Bodenablagerungen erfordert.

Ein anderer kritischer Parameter, der dem Aüsspülungsprozeß zugeordnet ist, ist die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmittels. Es gibt eine kritische Strömungsgeschwindigkeit, die der Geometrie des Bauteils und dem Material oder der Ablagerung zugeordnet

^O ist, das oder die transportiert werden muß; diese Zuordnung ist jedoch nicht ausschließlich. Somit kann . eine kritische Strömungsgeschwindigkeit, die zum Einleiten der Ausspülung erforderlich ist, als eine Funktion der folgenden Patameter ausgedrückt werden: ° die geometrische Form des Bauteils, die Größe des Ablagerungsmaterials, das zu transportieren ist, die Dichte des Ablagerungsmaterials, das zu transportieren ist und die Form des Ablagerungsmaterials, das zu

transportieren ist.
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Die Ausspülung kann die. bauliche Stabilität eines jeden Objekts beeinträchtigen, um welches herum das Phänomen stattfindet. Beispielsweise wird ein Pfeiler, der in eine nicht-kohäsive Ablagerung unter einem

bewegten Gewässer eingebettet ist, rund um den Pfeiler eine beträchtliche Ausspülung erfahren. Wenn die Ablagerung aus dem Bereich rund um den Pfeiler

entfernt ist, dann wird die Querschnittsfläche des Pfeilers, die jener Kraft ausgesetzt ist, die von der Strömung des Wassers ausgeübt wird, vergrößert. Eine Zunahme in der betroffenen Querschnittsfläche liefert eine Zunahme in der Gesamtkraft, die die Stabilität des Pfeilers beeinträchtigt.

In ähnlicher Weise nimmt, wenn die Ablagerung aus dem Gebiet rund um den Pfeiler entfernt ist, auch die wirksame Kontaktfläche der Bodenablagerung mit dem Bauteil ab. Die wirksame Kontaktfläche der Bodenablagerung mit dem Bauteil ist unmittelbar proportional zu der Kraft, die erforderlich ist, um das Bauteil zu verrücken. Wenn die wirksame Kontaktfläche ab-

¹^ ^[ nimmt, dann wird auch die Kraft verringert, die auf das Bauteil ausgeübt werden muß _r und zwar durch das Wasser, das rund um dieses herum auftrifft. Deshalb wird die Stabilität des Bauteils verringert, weil die bauliche Abstützung, die durch die Bodenablagerung

*^u in Kontakt mit dem Bauteil vorgesehen wurde, verringert ist.

Wenn das Ausspülungsphänomen fortschreitet und die Bodenablagerung entfernt ist, dann gilt eine zusätzliehe Überlegung der Verlagerung des Schwenkpunktes, um welchen der Pfeiler schwenkt. Der Schwenkpunkt für einen durch Schwerkraft abgestützten Baukörper, der in einer nicht-kohäsiven Ablagerung eingebettet ist, würde in typischer" Weise an irgendeiner

Stelle in der Ablagerung unterhalb der Grenzfläche zwischen Ablagerung und Wasser liegen. Eine kleine Änderung in der Lage des Schwenkpunkts verursacht eine Änderung in den hebelartigen Abständen, die dem System

zugeordnet sind, und verursacht eine beträchtliche 35

Änderung in den Kräften, die der Befestigung und der Verschiebung des Pfeilers zugeordnet sind. Eine kleine Änderung in den Hebelarmabständen ändert in dramatischer Weise die relativen Größen der Kräfte. Somit

ist die der Strömung zugeordnete Kraft, die die Verschiebung auslöst, dramatisch erhöht, und die Kraft, die der Haltebefestigung durch die Bodenablagerungen zugeordnet ist, beim Pfeiler dramatisch verringert.

Deshalb sind Größe /und Geschwindigkeit der Ausspülung äußerst wesentlich für die Stabilität irgendeines Baukörpers, der in das Material unter einem bewegten Gewässer eingebettet ist.

Es besteht somit das Erfordernis für eine Vorrichtung zum Verhindern der Ausspülung, die einem Bauteil zugeordnet werden kann, das in das Material unter einem Gewässer eingebettet ist, gleichzeitig aber überlegene bauliche Haltbarkeit liefert, ohne weiteres in einen neuen Baukörper eingebaut oder an einem Baukörper angebaut werden kann oder an einem alten Baukörper angebracht werden kann, und beträchtlich billiger ist als alle bisher bekannten Vorrichtungen und Verfahren.

Es ist deshalb ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine einzigartige Vorrichtung und ein einzigartiges Verfahren gegen die Ausspülung vorzusehen, um damit Baukörper zu versehen, die in den Boden unter einem

bewegten Gewässer eingebettet sind. 25

Es ist ein spezielleres Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren gegen die Ausspülung vorzusehen, um die Transportmechanismen zu manipulieren und zu kontrollieren, die der Be-

wegung von Material rund um einen Baukörper in einer Strömungsmittelströmung zugeordnet sind.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren gegen die Aus-

spülung vorzusehen, um die Strömungen zu steuern, die die Ausspülung verursachen.

Ein noch anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, das Aufprallen der Abwärtsströmung auf dem Ablagerungsmaterial, das einen Baukörper trägt, zu verhindern, welches dem Aufprall des bewegten Wassers am Baukörper zugeordnet ist.

Ein noch anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren gegen die Ausspülung vorzusehen, welche die Größe der Trennung einer Strömungsmittelströmung verringert, die einem Baukörper zugeordnet ist, wobei der Sog stromabwärts vom Baukörper verhindert wird.

Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein .Verfahren gegen die Ausspülung vorzusehen, um die Abtrennung der Strömungsimittelströmung zu verzögern, was die Größe des Strömungswiderstandes am Baukörper verhindert.

Ein noch anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren gegen die Ausspülung vorzusehen, um den Aufprall einer Abwärtsströmung zu verhindern, die einer Strömungsmittelströmung und einem in dieser befindlichen Baukörper zugeordnet sind, und zwar auf die Bodenablagerung, wobei eine Energieübertragung von der Abwärtsströmung auf die Ablagerung verhindert wird.

Ein noch weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ³^ ist es, eine Schutzeinrichtung und ein Verfahren gegen die Ausspülung vorzusehen, um stromabwärts von einem Baukörper in einem bewegten Strömungsmittel zu verhindern, daß sich der Sog mit einer Bodenablagerung füllt und den Transportmechanismus für diese bildet.

Zusätzliche Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden teilweise in der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt, werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder können durch die praktische Anwendung der Erfindung erkannt werden. Die Merkmale und Vorzüge der Erfindung können mittels einzelner und kombinierter Schritte realisiert werden, auf die insbesondere in den beigefügten Ansprüchen hingewiesen ist.

in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind eine einzigartige Vorrichtung und ein einzigartiges Verfahren gegen die Ausspülung vorgesehen, um die Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers, der sich vertikal vom Boden unter einem bewegten Gewässer aus erstreckt, zu verhindern, zu verringern oder wieder zu beheben . Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Vorrichtung gegen die Ausspülung vorgesehen, mit einer oder mehreren Abweiseeinrichtungen, einer Einrichtung, um die Lagezuordnung der Abweiseeinrichtungen zwischen jeweils benachbarten Abweiseeinrichtungen und zwischen jeder Abweiseein— richtung und dem Boden unter dem Gewässer aufrechtzuerhalten, und einer Vielzahl hydraulischer Auslöseeinrichtungen (hydraulic trips) , die dem Baukörper ^u betrieblich zugeordnet sind.

Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung gegen die Ausspülung zwei Abweiseeinrichtungen aufweist: eine obere Abweiseeinrichtung und eine untere Abweiseein-

richtung. Beide Abweiseeinrichtungen sind vorzugsweise kreisförmige Platten bzw. Bleche, mit einer Mittelöffnung, durch welche sich der Baukörper erstreckt. Die untere Abweiseeinrichtung steht mit dem Boden unter dem Gewässer in Eingriff, und die obere Abweiseeinrichtung hält einen wechselseitigen Abstand zur unteren Abweiseeinrichtung ein. Die untere Abweiseeinrichtung hat bevorzugt Perforierungen.

-B-

Die Perforierungen in der unteren Abweiseeinrichtung fangen sich bewegende Bodenablagerungsstoffe ein, die sich über der Oberfläche der unteren Abweiseeinrichtung vorbeibewegen. Die eingefangenen Bodenablagerungen fallen durch die Perforierungen und füllen alle Hohlräume unter der unteren Abweiseeinrichtung, die durch bereits frühere Ausspülung verursacht vnirden.

Es ist bevorzugt, daß die Einrichtung zum Aufrechterhalten der Lagezuordnung der Abweiseeinrichtungen und des Bodens eine Hülse umfaßt, mit einer Innenoberfläche, die so ausgebildet ist, daß sie das Bauteil umgreift, einer Außenoberflache, einer oberen Öffnung und einer unteren Öffnung. Die innere Oberfläche der !5 Hülse steht beweglich und abnehmbar mit dem Baukörper in Eingriff. Eine Abweiseeinrichtung ist an jedem Ende ider Hülse durch irgendwelche herkömmlichen Befestigungsmittel befestigt.

Bevorzugt ist auch eine Anzahl hydraulischer Auslöseeinrichtungen dem Baukörper zugeordnet- Die hydraulischen Auslöseeinrichtungen umfassen eine Reihe von Rippen, die in Längsrichtung an der Hülse ausgerichtet

sind.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um die Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers, der sich von einem Boden unterhalb eines

bewegten Gewässers aus vertikal erstreckt, durch eine Reihe von Schritten zu verhindern, zu verringern oder wieder zu beheben . Zuerst wird an einer Stelle nahe dem Bauteil und oberhalb des Bodens eine Abwärtsströmung, die vom Aufprall des Wassers auf das Bauteil verursacht wird, abgelenkt, um die Strömungsstruktur der Abwärtsströmung aufzulösen. Zweitens wird an einer Stelle nahe dem Baukörper und nahe dem Boden die vom Aufprall des Wassers am Baukörper ver-

ursachte Abwärtsströmung abgelenkt, wobei man den Aufprall der Abwärtströmung auf den Boden ausschließt. Drittens werden bewegte Ablagerungsteile aufgenommen, um die Hohlräume auszufüllen, die durch die frührere Ausspülung in der Nähe des Baukörpers verursacht war. Und viertens wird das Wasser nahe dem Baukörper hydraulisch ausgelöst, um die Abtrennung der Wasserströmung zu verzögern, was die Größe der Strömungswiderstandskraft an dem Baukörper verringert und das Maß des Soges stromabwärts vom Baukörper verringert, wobei man die gegen die Ausspülung gerichteten Merkmale der Vorrichtung verbessert.

In Übereinstimmung mit einem noch anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Bausatz

vorgesehen, und zwar eine Anordnung von Bestandteilen, welche dazu eingerichtet sind, als eine Vorrichtung gegen die Ausspülung zusammengebaut zu v/erden, um in der Nähe eines Baukörpers, der sich vertikal vom Boden unter einem Gewässer aus erstreckt, die Ausspülung zu verhindern, zu verringern oder zu beheben. Die Teile der Baugruppe umfassen bevorzugt als mitwirkende Teile eine obere Ablenkeinrichtung, eine untere Ablenkeinrichtung, eine Hülse, ^° die beweglich und abnehmbar mit dem Baukörper in Eingriff steht, eine Einrichtung zum Befestigen der Abweiseeinrichtungen an der Hülse sowie mehrere hydraulische Auslöseeinrichtungen, die der Hülse zugeordnet sind.
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Bevorzugt sind die obere und untere Abweiseeinrichtung kreisförmige Flächen mit einer Öffnung an ihrer Mitte, wodurch sich der Baukörper erstreckt. Das untere Blech ist auf den Boden unterhalb des Gewässer aufgesetzt,

und die obere Platte ist mittels der Hülse bei einem Abstand gegenüber der unteren Platte gehalten. Die Abweiseeinrichtungen sind an der Hülse durch irgendeine herkömmliche Befestigungseinrichtung befestigt.

-3Ί-

Die Anzahl hydraulischer Auslöseeinrichtungen be- '■ stehen im wesentlichen aus einer Reihe von Leisten, die in Längsrichtung längs der Außenoberflache der Hülse verlaufen. Die hydraulischen Auslöseeinrichtungen veranlassen die Wasserströmung neben der Hülse, turbulent zu werden. Die Turbulenz verzögert die Abtrennung der Wasserströmung, was die Größe des Strömungswiderstandes am Baukörper verringert und die Größe des Soges stromabwärts vom Baukörper verringert, wobei die der Ausspülung entgegenwirkenden Eigenschaften der Vorrichtung verbessert werden.

Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung mit aufgenommen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, stellen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und dienen zusammen mit der obigen allgemeinen Beschreibung der Erfindung und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels zum Erläutern der Grundlagen der Erfindung.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Perspektivansicht eines herkömmlichen

Offshore-Bauwerks, wobei die Auswirkungen der

allgemeinen und der örtlichen Ausspülung dargestellt sind,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines vertikalen, tragenden Baukörpers, der sich von unter dem Boden eines Gewässers ausgehend erstreckt, wobei die Strömungseigenschaften in einer Ebene parallel zur Längsachse des Baukörpers dargestellt sind,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen sich vertikal er-

_■ streckenden, tragenden Baukörper, der sich vom

Boden eines Gewässers aus erstreckt, wobei die Strömungscharakteristiken in der Ebene senkrecht zur Längsachse des Baukörpers dargestellt sind,

BAD ORfGINAL

-Yl-

'Fig. 4 eine axonometrische Projektion einer Seitenansicht, wobei die Auswirkungen der Wirbel von Abwärtsströmungen und Wirbel von Aufwärtsströmungen in der Nähe des Baukörpers dargestellt sind,

Fig. 5 die Ansicht eines Querschnitts, der eine Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbexspiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen die Ausspülung zeigt,
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gegen die

Ausspülung längs der Schnittlinie 6-6 in Fig. 5, Fig. 7A eine Perspektxvansicht eines bevorzugten Ausführungsbexspiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen die Ausspülung, wobei die beweglichen Abschnitte der oberen Abweiseein

richtung dargestellt sind,

Fig. 7B eine teilweise geschnittene Detailansicht eines beweglichen Abschnitts der oberen Abweiseeinrichtung ,

Fig. 7C die Ansicht eines Schnitts, der längs der Schnittlinie 7C-7C in Fig. 7A vorgenommen wurde und eine Draufsicht auf die Hülse zeigt, Fig. 8A eine Perspektxvansicht eines bevorzugten Ausführungsbexspiels einer geformten, erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen die Ausspülung,

Fig. 8B die Ansicht eines Querschnitts, der längs der Schnittlinie 8B-8B in Fig. 8A vorgenommen wurde und das Zusammenfügen der Abschnitte der geformten Vorrichtung gegen die Ausspülung "^ zeigt, und

Fig. 8C eine Ansicht der geformten Vorrichtung gegen die Ausspülung, wie sie in Fig. 8A gezeigt ist.

Die obige allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung sind lediglich erläuternd für die allgemeine Erfindung, und zusätzliche Ausführungsformen, Vorzüge und Einzelheiten dieser Erfin-

-Κι dung werden dem Fachmann durch ui.e- nachfolgende-:, detaillierte Beschreibung ohne wei.ierer. nahogo.l ecjt .

Es wird nun im einzelnen Bezug auf iiin gegonwäi (.ig bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung genommen, wie es in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, ist.

In Fig, 1 ist eine Perspektivansicht eines herkömmlichen Offshore-Bauwerks 2 gezeigt. Dar, Offshore-Bauwerk 2 weist mehrere Stut25-Baukörper 4 aui , Der i;tutz—Baukörper 4 erstreckt sich vertikal in dem Boden 20 unter einem Gewässer 60. Das Offshore-Bauwerk 2 ist ein durch Schwerkraft abgestütztes Bauwerk, das mittels der Stützbaukörper 4 in den losen Grund des Bodens 20 eingebettet ist.

Allgemein weisen komplizierte Bauwork ο wie etwa das Offshore-Bauwerk 2 zwei Typen der Ausspülung auf. Die beiden Typen der Ausspülung sind die allgemeine Axisspülung und die örtliche Ausspülung. Die allgemeine und die örtliche Ausspülung .sind in 3-'."Ig. 1 durch die Bezugszeichen 22 bzw« 24 dargestellt. Die allgemeine Ausspülung 22 zeigt das Entfernen von Bodenabiagerungen 20 in der gesamten Nähe des Offshore-Bauwerks 2. Die örtliche Ausspülung 24 zeigt die I'intierriung von Bodenablagerungen 20 in der Nähe eines jeden Stützbaukörpers 4 <>

Fig. 1 stellt die allgemeinen Grundlagen der Ausspülung dar. Die Ausspülung kann besser dadurch verdeutlicht werden, daß man in Betracht aieht, was die herannahende Wasserströmung "sieht". ^Die herannahende Viasserströmung wirkt getroffenen Gegenständen so entgegen, daß rde einen speziellen Effekt bewirkt, der auf der Größe des Baukörpers und der Energie beruht, die der Strömung beigeordnet ist.

Allgemein wirkt eine Strömung, die auf einen Gegenstand

BAD ORfGINAL

wie etwa das Offshore-Bauwerk 2 trifft, in einem Makrobereich und einem Mikrobereich. Somit werden die Wirkungen der Strömung/ die auf das Offshore-Bauwerk 2 auftrifft, Effekte bewirken, die dem größeren Bauwerk 2 und den kleineren Stützbaukörpern 4 zugeordnet sind. Die Eigenschaften der Strömung, die mit Offshore-Bauwerk 2 zusammenwirkt, in ihrer Gesamtheit verursachen die allgemeine Ausspülung 22. Die Auswirkungen der Strömung die auf jeden einzelnen Stützbaukörper 4 einwirkt, veranlassen die örtliche Ausspülung 24. In jedem Fall verursacht, ob es sich nun um die allgemeine Ausspülung 22 oder die örtliche Ausspülung 24 handelt, die Wasserströmung in der Nähe des Of f shore-Bauwerks 2 allgemein, und in der Nähe des Stützbaukörpers 4 insbesondere eine beigeordnete Zunahme in den Strömungsgeschwindigkeiten rund um das Bauwerk bzw. des Baukörpers, infolge der verringerten Strömungsfläche, die durch die Anwesenheit der jeweili gen Baukörper verursacht wird.

In Fig. 2 sind die Strömungs-Grundeigenschaften dargestellt, die dem Ausspülungsprozeß zugeordnet sind. Ein Baukörper 4 ist in den losen Grund des Bodens 20 unter dem Gewässer 60 eingebettet. Eine Oberströmung 62 trifft auf die freiliegende Querschnittsfläche des Baukörpers 4. Die Oberströmung 62 weist ein Geschwin digkeitsprofil 63 auf. Das Geschwindigkeitsprofil 63 weist eine Geschwindigkeitsabnahme bei zunehmender Tiefe auf. Die physische Anwesenheit des Baukörpers 4 verringert das zur Verfügung stehende Strömungsvolumen, in welchem die Oberströmung 62 hindurchströmen muß. Das begrenzte Volumen,:durch das die Oberströmung 62 hindurchtreten muß, veranlaßt eine Änderung in den Strömungseigenschaften.

Die Abnahme im zur Verfügung stehenden Volumen veranlaßt die Oberströmung 62, in der Geschwindigkeit zuzunehmen, während sie rund um den Baukörper 4

-YS-

strömt. Die erhöhte Quergeschwindigkeit 64 ist ein Hauptmerkmal der Behinderung der Oberströmung 62.

Am meisten bezeichnend ist es, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, dann, wenn eine Oberströmung 62 auf dem Baukörper 4 auftrifft, eine Abwärtsströmung 66 längs der vorderen Oberfläche des Baukörpers 4 und nach unten erzeugt wird. Die Abwärtsströmung 66 wird in erster Linie durch das Geschwindigkeitsprofil 63 erzeugt.

Das Geschwindigkeitsprofil 63 drückt den umgekehrten Zusammenhang zwischen der Tiefe und der Geschwindigkeit aus, d.h., im allgemeinen nimmt die Geschwindigkeit mit zunehmender Tiefe ab. Der Zusammenhang der Geschwindigkeit und der Tiefe, ausgedrückt durch das . Geschwindigkeitsprofil 63, betrifft jenen Teil des Gewässers 60, bei welchem Reibungskräfte infolge der Bewegung der Oberströmung 62 relativ zum Boden 20 von Hauptbedeutung sind.

²^ Das Geschwindigkeitsprofil 63 kann durch eine gesetzmäßige Funktion von der Kraft (power-law-function) ausgedrückt werden und erzeugt einen Druckgradienten längs der stromaufwärts gelegenen Seiten 6 des Baukörpers 4. Der Druck an irgendeiner Stelle längs der stromaufwärts gelegenen Seite 6 ist unmittelbar proportional zu der Geschwindigkeit an jeder Stelle längs des Geschwindigkeitsprofils 63. Somit nimmt der Druck exponentiell zu, und die Geschwindigkeit nimmt exponentiell ab, und zwar längs der stromaufwärts-

gelegen Seite 6 bezüglich der Tiefe. Der Druckgradient und der Geschwindigkeitsgradient erzeugen einen abwärtsgerichteten Weg geringsten Widerstandes längs der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers Der Druckgradient und der Geschwindigkeitsgradient

entfachen und unterhalten die Abwärtsströmung 66.

Die Abwärtsströmung 66 ist der Hauptgrund des Ausspülung sloches 24.

-ΚΙ Nachdem die Strömung rund um den Baukörper 4 herumgeströmt ist, unter Verursachung einer erhöhten Seitengeschwindigkeit 64, wird eine Aufwärtsströmung 68 längs der stromabwärtsgelegenen Seite 8 des Baukörpers 4 und an dieser nach oben erzeugt. Die Energie, die der Aufwärtsströmung 68 zugeordnet ist, ist viel kleiner als die Energie, die der AbwärtsStrömung 66 zugeordnet ist. Wenn die Strömung rund um den Baukörper 4 und an diesem vorbeiströmt, dann findet auch eine Wirbelablösung 70 statt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Abwärtsströmung 66 der Hauptgrund des Ausspülungsloches 24. Im wesentlichen wird die gesamte Energie, die der Abwärtsströmung 66 zugeordnet ist, veranlaßt, auf den losen Grund des Bodens 20 einzuwirken. Der vollständige Energieverlust durch die Abwärtsströmung 66 verlagert und suspendiert beträchtliche Mengen des losen Grundes -_r der dem Boden 20 zugeordnet ist. Somit wird mindestens am Anfang das Ausspülungsloch 24 ausreichend größer und tiefer an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 als an der stromabwärtsgelegenen Seite 8 des Baukörpers 4.

Fig. 3 stellt Merkmale der Strömung dar, wenn sie um den Baukörper 4 herum und an ihm vorbeiströmt. Fig. 3 zeigt die Strömungs- und Druckeigenschaften in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des Baukörpers 4. Die Oberströmung 62 nähert sich dem Baukörper 4 und prallt auf ihn auf. Die Strömungslinien 73 stellen den Weg dar, dem die Strömung folgt, wenn sie heranströmt, rund um den Baukörper4 herumströmt und sich von diesem abtrennt.

Die Relativgeschwindigkeiten sind durch die Strömungslinien 73 in Fig. 3 dargestellt. Wenn sich die Oberströmung 62 dem Baukörper 4 nähert, dann ist die Querströmungsgeschwindigkeit konstant. Die konstante

-Π Ι Querströmungsgeschwindigkeit wird durch den gleichen Abstand der Strömungslinien 73 angezeigt, bevor sie vom Baukörper 4 beeinflußt werden. Wenn sich die Strömung dem Baukörper 4 nähert, dann nähern sich die inneren Strömungslinien 74 asymptotisch dem Baukörper 4. Auf gleiche Weise gelangen die inneren Strömungslinien 74 und die mittleren Strömungs3inien 76 immer näher zusammen, wie dies auch bei den mittleren Strömungslinien 76 und den äußeren Strömungslinien 78 der Fall ist. Die Verengung des Abstandes zwischen den Strömungslinien 73 bezeichnet eine Geschwindigkeitszunähme, wenn die Strömung rund um den Baukörper 4 herumströmt.

Eine drastische Verringerung in der Längsströmung findet an der stromabwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 statt. Die Verringerung in der Längsströmung ist in Fig. 3 durch den breiten Spalt 80 zwischen den inneren Strömungslinien 74 bezeichnet. Die Verringerung in der Längsströmung, die durch den Spalt 80 dargestellt ist, bedeutet keine Anzeige, daß die Strömung an der Grenzfläche Null ist. Theoretisch nimmt die Geschwindigkeit eines bewegten Mittels exponentiell von einem Maximalwert bis auf Null an der Grenzfläche zwischen Strömungsmittel und Baukörper ab. Die Strömungslinien 73 sind aber nicht auf eine Analyse in so kleinem Maßstab gerichtet. Die vorliegenden Strömungslinien 73 sind vielmehr vorgesehen, um die Folgen des Aufpralls der Oberströmung 62 auf dem Baukörper 4 darzustellen und besser zu erläutern. Die Abnahme in der Strömungsgeschwindigkeit an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 ist ein Ergebnis dieses Aufpralls. Somit könnte an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 die Strömung eine

^° Nullgeschwindigkeit und sogar eine negative Geschwindigkeit relativ zur Oberströmung 62 erfahren.

BAD ORfGINAL

Fig. 3 stellt die Durckunterschiede dar, die der Strömung rund um den Baukörper 4 zugeordnet sind. In der Oberströmung 62 ist der Druck mit ψ bezeichnet, d.h. P = φ. Wenngleich die Strömung sich dem Baukörper 4 nähert, dann nimmt der Druck zu. An einer Stelle nahe oder bei der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 erreicht der Druck einen Höchstwert {l?y(j) ). Wenn die Strömung rund um den Baukörper 4 und bei diesem fortfährt, dann nimmt der Druck bis auf eine Größe ab, die kleiner ist als der ursprüngliche, stromaufwärts vorliegende Druck {1³/^ψ). Der geringste Druck, der der Strömung zugeordnet ist, liegt an der stromabwärtsgelegenen Seite 8 des Baukörpers Wenn die Strömung stromabwärts hinter dem Baukörper 4 fortfährt, dann kehrt der Druck in den ursprünglichen, ungestörten, stromaufwärts vorliegenden Wert (P — Φ) zurück.

Fig. 4 stellt die Bildung eines Abwärtsströmungswirbeis 67 dar. Die Abwärtströmung 66 trifft auf den Boden 20 auf, so daß sie einen Abwärtsströmungswirbel 67 verursacht, der die Bildung des Ausspülungslochs 24 unterstützt. Es wird angenommen, daß der Abwärtsströmungswirbel 67 von der Oberströmung 62 gebildet wird, die auf den Baukörper 4 aufprallt, um die AbwärtsStrömung 66 zu verursachen. Die Abwärtsströmung 66 prallt auf den Boden 20 an der Basis des Baukörpers 4, so daß sie eine Rollwirkung verursacht, die dem Abwärtsströmungswirbel 6 7 zugeordnet ist. Die abgelösten Wirbel 70 (sh. Fig. 2) sind Abschnitte des Abwärtsströmungswirbels 67, die sich so abgelöst haben, daß sie den Baukörper 4 passieren.

Die Fig. 2,3 und 4 beschreiben die Strömungseigen-^ 35

schäften rund um den Baukörper 4. Wie bereits vorher erörtert (sh. Fig. 3), steht das Wasser an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 unter hohem Druck. Die Strömung trachtet nach einem stabilen

BAD ORfQINAL

pt)

-M-

Zustand, und zwar durch das Wasser, das rund um die Seiten des Baukörpers 4 strömt, um eine erhöhte Seitengeschwindigkeit 64 zu erzeugen. Allerdings ist die Druckabnahme, die der erhöhten Seitengeschwindigkeit 64 zugeordnet ist, nicht vollständig ausreichend, um den hohen Druck an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 abzusenken. Somit wird die Abwärtsströmung 66 veranlaßt, an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 abwärts voranzuschreiten. Die Abwärtsströmung

¹^ 66 strömt an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 mit einer Geschwindigkeit und einer Eneirgie abwärts, die als Funktionen der folgenden Größen ausgedrückt werden können: der Geschwindigkeit der Oberströmung 62, der Geometrie des Baukörpers 4, des Ge-

¹^ schwindigkeitsprofils 63 und des Druckunterschieds längs der stromaufwärtsgelegenen Seite des Baukörpers 4 zwischen dem unteren und dem oberen Abschnitt der Oberströmung 62.

Der AbwärtsStrömungswirbel 67 prallt auf lose Ablagerungen des Bodens 20, bewegt die getroffenen Bodenablagerungen und erzeugt das Ausspülungsloch 24 an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4.

Die losen Ablagerungen des Bodens 20, die genug Energie 25

von dem AbwärtsStrömungswirbel 67 erhalten, werden aus dem Eingriff mit dem Boden20 gelöst und durch die erhöhte Seitengeschwindigkeit 64 und die ablösenden Wirbel 70 rund um den Baukörper 4 transportiert. Der Transport der suspendierten Ablagerungen 30 wird durch den AufwärtsStrömungswirbel 69 unterstützt, der der Aufwärtsströmung 68 zugeordnet ist. Somit haben die ablösenden Wirbel 70 eine Hubwirkung, welche danach trachtet, den Transport der suspendierten Ablagerungen

30 zu unterstützen.
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Wie in Fig. 4 gezeigt, werden die suspendierten Ablagerungen 30 rund um den Baukörper 4 transportiert. Einige der suspendierten Ablagerungen 30 kollidieren mit ungestörten Ablagerungen 32. Die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Körnern, die durch den Aufprall der suspendierten Ablagerungen 30 gegen ungestörte Ablagerungen 3 2 verursacht wird, unterstützt die weitere Vergrößerung der Menge suspendierter Ablagerungen 30. Somit nimmt das Ausspülungsloch 24 in der Größe noch weiter zu.

Allgemein entwickelt sich das Ausspülungsloch 2 4 auf der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 des Baukörpers 4 tiefer. Das tiefere Segment des Ausspülungslochs 24 an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 wird durch die höheren Energiebedingungen verursacht, die an der stromaufwärtsgelegenen Seite 6 vorliegen. Die Eigenschaften, die der Oberströmung 62 zugeordnet sind, werden einigen Abstand stromabwärts vom Baukörper 4 wieder hergestellt. Der aufwärtsStrömungswirbel 69 und die ablösenden Wirbel 70 unterstützen die Ausbildung des Soges stromabwärts vom Baukörper 4. Wenn die Energie vom AufwärtsStrömungswirbel 69 und den ablösenden Wirbeln 70 verbraucht ist, dann werden die suspendierten Ablagerungen 30 vom Wasser 60 fallengelassen, um eine Ablagerungsbarriere 26 zu bilden (sh. Fig. 2). Allgemein ist die Ablagerungsbarriere 26 parallel zur Oberströmung 62 ausgebildet und ist innerhalb des stromabwärtsgelegenen Soges enthalten.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegen die Ausspülung ist in Fig. 5 gezeigt. Die Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung ist ^5 in Entwurf, Aufbau und Betrieb einfach. Die Vorrichtung 100 besteht im wesentlichen aus zwei horizontalen Abweiseeinrichtungen, und zwar einer oberen Abweiseeinrichtung 110 und einer unteren Abweiseeinrichtung 120,

die durch eine zylindrische Hülse 130 voneinander getrennt und getragen sind- Die Hülse paßt rund um den Baukörper 4. Der Sitz der Hülse 130 rund um den Baukörper 4 kann lose sein, um die Bewegung des Baukörpers 4 zu ermöglichen.

Die Hauptwirkung der oberen Abweiseeinrichtung 100 ist •es, den Aufprall der Abwärtsströmung 66 auf lose Ablagerungen des Bodens 20 zu verhindern. Die obere Abweiseeinrichtung 110 zwingt auch die Bildung eines Abwärtsströmungswirbels 67, hierauf aufzuprallen und von der oberen Oberfläche der oberen Abweiseeinrichtung 110 abgeleitet zu werden bzw. abzugleiten.

Die untere Abweiseeinrichtung 120 ist in Berührung mit den losen Ablagerungen des Bodens 20 angeordnet. Die untere Abweiseeinrichtung 120 hindert die erhöhte Seitengeschwindigkeit 64 daran, die Ablagerungen vom Boden 20 aufzuheben und wegzufordern. Zusätzlich trägt die untere Abweiseeinrichtung 120 auch dazu bei, den Abwärtsströmungswirbel 67 daran zu hindern, auf die losen Ablagerungen des Bodens 20 aufzuprallen.

Die Hülse 130 bildet eine Einrichtung zum Trennen der oberen Abweiseeinrichtung 110 von der unteren Abweiseeinrichtung 120. Die Hülse 130 liefert auch eine Anbringung smöglichkeit für eine Vielzahl von Stegen 140. Die Stege 140 bilden einen äußerst nützlichen Teil der Erfindung. Die Stege 140 sind an der Hülse 1 0 angebracht und fallen mit der Längsachse des Baukörpers 4 zusammen. Die Stege 140 sind unmittelbar an der Hülse 130 angebracht. Die Stege 140 wirken besonders als hydrauli sche Ablöseeinrichtungen. Die Wasserströmung wird zwangsweise in einen turbulenten Zustand gebracht, ^° wenn die Strömung vorbeiströmt, und wird von den Stegen 140 abgelöst. Die Stege 140 funktionieren sehr ähnlich wie die Vertiefungen an einem Golfball, die eine spätere Abtrennung der Strömung verursachen als

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sonst, wenn diese einer glatten Oberfläche zugeordnet wäre. Jede andere Einrichtung zum hydraulischen Ablösen der Strömung nahe der Hülse 130 wäre annehmbar, z.B. ein Leitblech, eine abrupte Verlänaprung der Oberfläche, ein Aufrauhen der Oberfläche und dergleichen.

Die Grate bzw. Stege 140 verringern den Strömungswiderstand, der auf die Vorrichtung 100 gegen den Strömungswiderstand sowie auch auf den Baukörper 4 einwirkt, um Größe und Intensität des Soges stromabwärts vom Baukörper 4 zu verringern. Deshalb sind nahe dem Boden 20 der Abwärtsströmungswirbel 67 und die ablösenden Wirbel 70 drastisch in ihrer Intensität verringert und können nicht mehr wesentlich zur Ausspülung beitragen. Die resultierende Strömung sind die rollenden Wirbel 72. Die Wirbel 72 werden eingeleitet, nachdem die Strömung auf die Hülse 130 der Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung auftrifft. Die Strömung wird durch die Stege 140 ausgelöst, um eine turbulente Strömung zu induzieren und einen insgesamt glatteren, weniger feststellbaren Durchgang der Strömung rund um den Baukörper 4 zu verursachen.

Wie in Fig. 5, 6, 7A, 8A und 8B gezeigt ist, weist die untere Abweiseeinrichtung 120 eine Reihe von Perforierungen 122 auf. Die Perforierungen 122 sind vorgesehen, um die suspendierten Ablagerungen 30 aufzufangen, wenn sie über der unteren Abweiseeinrichtung 120 und unter der oberen Abweiseeinrichtung 110 hindurchgelangen. Da die Strömung rund um den Baukörper 4 infolge der Stege 140 gegenüber der Abtrennung verzögert ist, ist die Aufnahme an suspendierten Ablagerungen 30 in den Perforierungen 120 beträchtlich.

Deshalb tragen die suspendierten Ablagerungen 30, die von den Perforierungen 122 in der unteren Abweiseeinrichtung 120 aufgefangen werden, zur Behebung irgendeines schon vorliegenden Ausspülungsloches 24

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bei, das vor der Benutzung der Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung bereits etwa vorliegen könnte. Ferner ist die Bildung der stromabv/ärtsgelegencn Elementenbarriere 26 (sh. Fig. 2) in der Größe durch die resultierende Strömungsstruktur beträchtlich verringert.

Allgemein ist es die Natur der Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung, die Strömungen, die die Ausspülung verursachen, "aufzubrechen". Zusätzlich werden alle ■*·" Ablagerungen, die unabhängig von der Aufwärtsströmung 62 suspendiert sind, entweder durch die rollenden Wirbel 72 oder durch die ablösenden Wirbel 70 weggespült. Somit ist die Vorrichtung selbstreinigend.

Fig. 6 ist eine Draufsicht, die längs der Schnittlinie 6-6 in Fig. 5 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung vorgenommen wurde, wobei die obere Abweiseeinrichtung in bewegliche Abschnitte 112 unterteilt ist. Der Bau-

körper 4 ist gemäß der Darstellung in der Mitte der Fig. 6 gezeigt, und um diesen herum kann die Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung fest oder lose angeordnet werden. Die untere Abweiseinrichtung 120, die einen größeren Radius aufweist als die obere Abweiseeinrichtung 110, ragt gemäß der Darstellung unter der oberen Abweiseeinrichtung 110 vor. Die Perforierungen 122 sind in jenem Teil der unteren Abweiseeinrichtung sichtbar, der sich über die obere Abweiseeinrichtung 110 hinauserstreckt. Die obere Abweiseeinrichtung weist gemäß der Darstellung sechs bewegliche Abschnitte 112 auf. Die beweglichen Abschnitte 112 werden von den Stegabstutzungen 146 getragen, die horizontale Verlängerungen der Stege 140 sind.

Fig. 7A ist eine Perspektivansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung, wobei ein beweglicher Abschnitt 112 der oberen Abweiseeinrichtung 110 gezeigt ist. Jeder bewegliche

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Abschnitt 112 der oberen Abweiseeinrichtung 110 ist beweglich an der Hülse 130 durch irgendeine herkömmliche Anbringungseinrichtung 150 befestigt.

Die Fig. 7A zeigt eine Ansicht der Anbringung der unteren Abweiseeinrichtung 120 an der Hülse 130. Die untere Abweiseeinrichtung 120 ist an. der Hülse 130 mittels der Verwendung der Stege 140 angebracht. Es liefert die Fig. 7A auch eine bessere perspektivische Darstellung der Perforierungen 122 in der unteren Abweiseeinrichtung 120.

In Fig. 7B ist eine teilweise geschnittene Detailansicht eines beweglichen Abschnitts 112 der oberen Abweiseeinrichtung 110 gezeigt. Der bewegliche Äbschnitt 112 ist an der Hülse 130 durch eine Befestigungseinrichtung 150 angebracht. Die Befestigungseinrichtung 150 besteht im wesentlichen aus zwei Paaren von Buchsen 154 und 156 sowie einem Stift 152, Die

^O Buchsen 156 sind als Teil gebaut oder sind fest am beweglichen Abschnitt 112 angebracht. Die Buchsen 154 sind an der Hülse 130 befestigt. Die Buchsen passen in das Innere der Buchsen 156. Die Buchsenanordnung besteht aus den Buchsen 154 und 156, welche den Stift 152 aufnehmen, um beweglich den Abschnitt 112 an der Hülse 130 anzubringen. Der bewegliche Abschnitt 112 wird durch die Stegabstützung horizontal gehalten. Die Stegabstützung 146 ist die horizontale Verlängerung eines Steges 140. Der Steg 140 ist fest an der Hülse 130 mittels einer Schraube 142 befestigt, die durch ein Loch 144 im Steg 140 durchtritt.

Fig. 7C ist die Ansicht eines Schnitts, der längs

der Schnittlinie 7C-7C in Fig. 7A vorgenommen wurde und eine Draufsicht auf die Hülse 130 und die Ausbildung zur Anbringung der Hülse 130 am Baukörper 4 zeigt. Die Hülse 130 ist mit angebrachten Stegen

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und Stegabstützungen 146 gezeigt. Die Hülse 130 kann mühelos auseinandergenommen werden, um die Möglichkeit zur Anbringung der Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung an einem bereits vorher errichteten Baukörper 4 zu bieten. Die Hülse 130 und die untere Abweiseeinrichtung 120 sind fest durch die Stege 140 und die Stegabstützungen 146 aneinander befestigt , wie in Fig. 7A dargestellt. Die Stege 140 und die Stegabstützungen 146 verbinden die Hülse 130 mit der unteren Abweiseeinrichtung 120/ um eine Ausrichtung zwischen der Unterteilung 124 (sh. Fig. 7A) in der unteren Abweiseeinrichtung 120 und der Unterteilung 134 in der Hülse 130 sowie der Unterteilung 126 (sh. Fig. 7A) in der unteren Abweiseeinrichtung 120 und der Unterteilung 136 in der Hülse 130 -herzustellen. Die Unterteilungen 124, 126, 134 und 136 stellen sicher, daß die Vorrichtung körperlich in zwei Abschnitte 101 bzw. 102 aufgetrennt werden kann. Die Vorrichtungsabschnitte 101 und 102 sind durch die Verwendung von Aussparungen 132 in der Hülse 130 und von Schrauben 138 fest aneinander befestigt.

Die Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung kann in Form zweier Vorrichtungsabschnitte 101 und 102 in das Wasser gelassen werden. Berufstaucher können dann von Hand die beiden Vorrichtungsabschnitte 101 und 102 zusammenfügen, unter Verwendung der Schrauben 138, um eine fertiggestellte Vorrichtung 100 gegen die Ausspülung zusammenzusetzen.'

Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn ein Bauwerk neu errichtet wird, es außerordentlich einfach ist, in die Herstellung des Bauwerks bzw. Bauteils die Schutzeinrichtung 100 gegen die Ausspülung der vorliegenden Erfindung mit aufzunehmen. Die Verwendung der vorliegenden Erfindung mit neueingesetzten Bauwerken bzw. Baukörpern würde der Wirksamkeit der Vorrichtung gegen die Ausspülung stark vergrößern.

HO

Pig.8A ist eine Perspektivansicht einer glasfasergeformten Vorrichtung 200 gegen die Ausspülung. Die glasfasergeformte Vorrichtung 200 vieist eine erste geformte Hälfte 201 und eine zvveite geformte Hälfte 202 auf. Die erste geformte Hälfte 201 weist eine obere Äbweiseeinrichtung 211 und eine untere Äbweiseeinrichtung 221 auf, die durch eine Hülse 231 miteinander verbunden sind. Die geformte zweite Hälfte 202 weist eine obere Abweiseeinrichtung 212 und eine untere Abweiseeinrichtung 222 auf, die durch eine Hülse 232 verbunden sind. Die Hülsen 231 und 232 weisen Stege 240 auf, die in Längsrichtung an ihrer Außenseite angeformt sind.

Fig. 8B ist die Ansicht eines Schnitts längs Linie 8B-8B in Fig. 8A. Fig. 8B stellt die Verbindung der ersten geformten Hälfte 201 und der zweiten geformten Hälfte 202 dar. Segroentierte Stege 241 und 242 sind durch Faserglasschrauben 238 und Faserglasmuttem zusammengefügt. Ähnlich sind segmentierte Stege 243 und 244 durch Faserglasschrauben 238 und Faserglasmuttem 239 zusammengefügt.

Fig. 8C ist eine Ansicht der glasfasergeformten Vorrichtung 200. Fig. 8C stellt die Verwendung von Löchern 236 in den segmentartigen Stegen242 und 244 dar, die Glasfaserbolzen bzw. -schrauben 238 aufnehmen. Die Verwendung einer Vorrichtung ganz aus Glasfasentaterial erübrigt Korrosionsprobleme und liefert gleichzeitig ein äußerst

dauerhaftes und wirksames Material.
25

Die vorliegende Erfindung ist außerordentlich einfach, und zwar als anderes Ausführungsbeispiel, dazu eingerichtet, aus dem Zusammenbau von Einzelteilen benutzt zu werden, d.h. aus dem Zusammenbau von einem Bausatz von Teilen. Der Zusammenbau von Einzelkomponenten kann zur Bildung der Vorrichtung gegen die Ausspülung der vorliegenden Erfindung verbunden werden. Die Kombination von Einzelteilen kann an der Wasseroberflächeoder unter Wasser durchgeführt werden, oder kann an Land stattfinden und zum Gebrauch zum Aufstellungsort gefahren werden. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung gegen die Ausspülung an der Wasseroberfläche zusammengebaut wird, dann können die Bestandteile dem Baukörper zugeordnet werden, so daß es der Vorrichtung gestattet ist, rund um den Baukörper abwärts

zu rutschen, bis zum Eingriff mit dem Boden unter dem Gewässer. In ähnlicher Weise kann eine Vorrichtung, die an Land zusammengebaut und zum Aufstellungsort zur Verwendung gefahren wurde, dem Baukörper zugeordnet werden, um es der Vorrichtung zu gestatten, rund um den Baukörper abwärts zu rutschen. Der Zusammenbau der Vorrichtung gegen die Ausspülung unter Wasser erübrigt die Probleme hohen Wellengangs. Taucher können verwendet werden, um die verschiedenartigen Bestandteile zusammenzubauen, wenn sie von einem an der Oberfläche befindlichen Fahrzeug hinuntergelassen werden.

Eine Zusammenwirkung von Bestandteilen, die zum Zusammenbau als Vorrichtung gegen die Ausspülung geeignet sind, kann als zusammenwirkende Teile hiervon die folgenden umfassen: eine oder mehrere Abweiseeinrichtungen, die in der Nähe des Baukörpers abgesetzt sind, ein oder mehrere Teile zum Beibe-

halten der gegenseitigen Lagezuordnung der Abweiseinrichtungen zwischen jeder Abweiseinrichtung und dem Boden unter dem Gewässer sowie eine Einrichtung zum Einleiten einer turbulenten Strömung in der

Nähe des Baukörpers,
25

Die Abweiseinrichtungen könnten allgemein kreisförmige Platten bzw. Bleche umfassen. Allerdings wäre jede Art einer Abweiseeinrichtung annehmbar.

Beispielsweise könnte eine Abweiseeinrichtung eine 30

Vorrichtung zum Freilassen von Luftblasen umfassen, um die Abwärtsströmung nahe einem Baukörper zu behindern. In ähnlicher Weise könnte eine Vorrichtung verwendet werden, um Wasserströme senkrecht zur Längsachse des Baukörpers zu erzeugen. Jede Vorrichtung oder jedes Verfahren zum Ablenken der Abwärtsströmung nahe dem Baukörper kann verwendet werden, um die vorliegende Erfindung in die Praxis umzusetzen.

Die Lagezuordnung der Abweiseeinrichtungen kann durch eine Hülse beibehalten werden. Es kann allerdings irgendein Bauteil oder irgendeine Vorrichtung verwendet werden, um die Abweiseeinrichtungen in geeigneter Weise voneinander zu trennen. Die am besten praktikable Vorrichtung würde auf der Art der verwendeten Abweiseeinrichtungen beruhen. Die Hülse kann ein körperliches Bauteil sein oder kann lediglich die Verschiebung einer Abweiseeinrichtung gegenüber der anderen Abweiseeinrichtung umfassen.

Eine Einrichtung zum Erregen einer turbulenten Strömung in der Nähe des Baukörpers ist allgemein als eine hydraulische Auslöseeinrichtung beschrieben. Eine

■*-° hydraulische Auslöseeinrichtung umfaßt jegliche Vorrichtung, welche eine turbulente Strömung in der Nähe des Baukörpers auslöst. Eine solche Vorrichtung können mit Längsabstand angeordnete Stege, eine aufgerauhte Oberfläche längs des Baukörpers oder eine Vielzahl

^^u einander mit Zufallsverteilung zugeordneter Vorsprünge an der Oberfläche des Baukörpers sein. Die . Einrichtung zum Einleiten der turbulenten Strömung kann unmittelbar dem Baukörper zugeordnet sein, oder kann einem Bestandteil zugeordnet sein, welches mit

dem Baukörper in Eingriff steht.

Die vorliegende Erfindung ist als zusätzliche Verkörperung außergewöhnlich zweckmäßig, wenn sie als Verfahren zum Verhindern der Ausspülung angewandt

wird. Das Verfahren umfaßt das Ablenken einer Abwärtsströmung, die vom Aufprall des Wassers auf einen Baukörper verursacht wurde, das Auffangen beweglicher Bodenablagerungen zum Auffüllen von Hohlkörpern am

Boden, die durch eine frühere Ausspülung aus der Nähe 35

des Baukörpers verursacht wurden, und das Erregen der turbulenten Strömung des Wassers, das nahe dem Baukörper vcrbeiströmt, um die Ablösung der Wasserströmung zu verzögern, was die Größe des Strömungswider-

Standes am Baukörper verringert und die Größe und das Gewicht stromabwärts vom Baukörper verringert.

Bevorzugt findet die Ablenkung der Abwärtsströmung an zwei Stellen statt. Als erstes wird die Ablenkung der Abwärtsströmung nahe dem Baukörper und oberhalb des Bodens unter dem Gewässer bewirkt. Die erste Ablenkung kann durch jede Vorrichtung oder durch irgendwelche Mittel bewirkt werden, um die Abwärtsströmung des Wassers nahe dem Baukörper zu verhindern. Zweitens wird die Abwärtsströmung an einer Stelle nahe dem Baukörper und nahe dem Boden bewirkt. Der Abstand zwischen der ersten Ablenkung und der zweiten Ablenkung ist bestimmt durch die Menge der Abwärtsströmung, die durch den Aufprall des Wassers am Bauwerk verursacht wird.

Die beweglichen Bodenablagerungen werden aufgefangen, indem man Hohlräume im Boden einer Platte ausnutzt,

^O welche den Baukörper umgibt und mit dem Boden unter dem Gewässer ein Eingriff steht. Die Platte kann die zweite Abweiseinrichtung sein oder kcinn der zweiten Abweiseinrichtung zugeordnet sein. Die Platte zum Auffangen der beweglichen Bodenablagerungen hat mehrere Perforierungen, um die beweglichen Ablagerungen aufzunehmen, wenn sie infolge der Schwerkraftanziehung durch die Perforierungen fallen. Die Platte ermöglicht die Behebung bzw. den Ausgleich einer älteren

Ausspülung in der Nähe des Baukörpers. 30

Das Einleiten einer turbulenten Strömung nahe dem Baukörper kann durch jede Vorrichtung bewirkt werden, die als hydraulische Auslöseeinrichtung wirksam ist. Eine hydraulische Auslöseeinrichtung kann jeder Vorsprung oder jede Vertiefung in der Oberfläche oder der Oberfläche zugeordnet sein, welche die laminaren Strömungseigenschaften des Strömungsmittels stört. Deshalb ist jede Vorrichtung, die die laminaren Strö-

UM

-30-

mungseigenschaften des Strömungsmittels stört, ohne weiteres beim Verfahren der vorliegenden Erfindung nutzbar.

Zusätzliche Vorzüge und Abwandlungen werden dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Die Erfindung ist in ihrem breiteren Aspekt deshalb nicht auf die speziellen Einzelheiten, das repräsentative Verfahren und die Vorrichtung beschränkt, die beschrieben sind. Deiuentsprechend kann man von Einzelheiten abweichen, ohne vom Grundgedanken oder umfang des offenbarten, allgemeinen, erfindungsgemäßen Konzeptes abzuweichen.

Leerseite

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10665 Richmond Avenue, Suite 170
Houston, Texas 77042 USA _____

8000 MÜNCHEN P 1 8 3 4 O · MAXIMILIANSTRASSE 53

Vorrichtung und Verfahren gegen die Ausspülung

Ansprüche

1. Vorrichtung gegen die Ausspülung, mit einer oder mehreren Ablenkeinrichtungen, die mit dem Boden unter einem bewegten Gewässer in Eingriff stehen, um die Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers, der sich vom Boden aus aufwärts erstreckt, zu verhindern, verringern oder zu beheben,
dadurch gekennzeichnet , daß

a) eine oder mehrere Abweiseeinrichtungen (110, 120) in der Nähe des Baukörpers (4) vorliegen,

b) ein oder mehrere Teile (130) verwendet sind, um die Lagezuordnung der Abweiseinrichtungen zwischen jeder Abweiseinrichtung und dem Boden unter dem bewegten Gewässer (60) beizubehalten, und

c) eine Vorrichtung (140) verwendet ist, um eine turbulente Strömung in der Nähe des Baukörpers einzuleiten.

MONA. W ■

'2. Vorrichtung nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß zwei oder mehr Abweiseeinrichtungen (110, 120) vorliegen, und daß eine (120) der Abweiseeinrichtungen nahe dem Boden (20) unter dem bewegten Gewässer (60) liegt und senkrecht zur Längsachse des Baukörpers (4) etwa die 2-fache Abmessung der entsprechenden Abmessungen der anderen Abweiseeinrichtungen aufweist.

IQ 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen allgemein kreisförmige Platten (110, 120) umfassen, mit einer mittigen Öffnung, durch welche sich der Baukörper (4) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen allgemein kreisförmige Platten (110, 120) aufweisen, mit einer mittigen Öffnung, durch welche sich der Baukörper (4.) erstreckt, und die eine (120) der kreisförmigen Platten am Boden (20) unter dem bewegten Gewässer (60) angeordnet ist und einen etwa doppelt so großen Durchmesser wie die anderen kreisförmigen Platten aufweist,

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einleiten einer turbulenten Strömung mehrere hydraulische Auslöseeinrichtungen umfaßt, wobei jede hydraulische Auslöseeinrichtung einen vertikalen Steg (140)· umfaßt, der betrieblich dem Baukörper (4) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen (110, 120) eine Vielzahl von Perforierungen (122) aufweisen.

7. Vorrichtung gegen die Ausspülung mit einer oder mehreren Abweiseeinrichtungen, die mit dem Boden unter einem bewegten Gewässer in Eingriff stehen, um die Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers, der sich

vom Boden aus aufwärts erstreckt, zu verhindern, zu verringern oder zu beheben,
dadurch gekennzeichnet , daß

a) eine untere Abweiseeinrichtung (120) mit dem Boden (20) unter dem Gewässer (60) in Eingriff steht und eine öffnung aufweist, durch welche sich der Baukörper (4) erstreckt,

b) eine obere Abweiseeinrichtung (110) sich in Lagezuordnung zur unteren Abweiseeinrichtung befindet

IQ und eine öffnung aufweist, durch welche sich der Baukörper erstreckt,

c) eine Hülse (130) beweglich und abnehmbar mit dem Baukörper in Eingriff steht, wobei die Hülse fest mit der unteren Abweiseeinrichtung und der oberen Abweiseeinrichtung in Eingriff steht, um die Relativlagen der Äbweiseeinrichtungen voneinander zu trennen und festzulegen, und

d) eine Vorrichtung (140) verwendet ist, um eine turbulente Strömung in der Nähe des Baukörpers einzuleiten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einleiten einer turbu- · lenten Strömung eine hydraulische Auslöseeinrichtung

(140) umfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einleiten einer turbulenten Strömung mehrere vertikale Stege (140) umfaßt, die betrieblich dem Baukörper (4) zugeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen allgemein kreisförmige Platten (110, 120) sind, an deren Mitte eine Öffnung vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abweiseeinrichtung (110) senkrecht zur Längsachse des Baukörpers (4) Abmessungen aufweist, die etwa die Hälfte jener Abmessungen der unteren Abweiseeinrichtung (120) betragen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Abweiseeinrichtung (120) mehrere Perforierungen (.122) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abweiseeinrichtung (211) mehrere Perforierungen (122) aufweist.

14. Vorrichtung gegen die Ausspülung mit einer oder mehreren Abweiseeinrichtungen, die mit dem Boden unter einem Gewässer in Eingriff stehen, um die Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers, der sich vom Boden aus aufwärts erstreckt, zu verhindern, zu verringern oder zu beheben,

dadurch gekennzeichnet, daß a) eine untere Abweiseeinrichtung (120) mit allgemein kreisförmiger Form verwendet ist, die eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und eine Öffnung an ihrer Mitte aufweist, durch welche sich der Baukörper (4) erstreckt, die untere Abweiseeinrichtung mit dem Boden (20) unter dem bewegten Gewässer (60) in Eingriff steht, um die Abwärtsströmung (66) abzulenken, die vom Aufprall des Wassers am Baukörper verursacht wird, und zum Verhindern des Aufpralls der Abwärts strömung auf den Boden, um hierbei die Ausspülung zu verhindern oder zu verringern, und die untere Abweiseinrichtung eine Vielzahl von Perforierungen (122) aufweist, um bewegliche Bodenablagerungen aus dem Bereich oberhalb der oberen Oberfläche der unteren Abweiseeinrichtung aufzufangen, um Hohlräume unter der unteren Abweiseeinrichtung auszufüllen, die von der

-δ-Ι früheren Ausspülung in der Nähe des Baukörpers verursacht wurden,und hierbei die Ausspülung in der Nähe des Baukörpers zu beheben,

b) eine obere Abweiseeinrichtung (110) mit allgemein kreisförmiger Gestalt verwendet ist, mit einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche und einer mittigen Öffnung, durch welche sich der Baukörper erstreckt, wobei die obere Abweiseeinrichtung etwa den halben Durchmesser der unteren Abweiseeinrichtung aufweist, die obere Abweiseeinrichtung bezüglich dem Boden unter dem Gewässer einen Lageabstand aufweist, um die Abwärts strömung abzulenken, die von dem Aufprall des Wassers am Baukörper verursacht wurde, und um den Aufprall der Abwärtsströmung auf den Boden zu .verhindern und hierbei die Ausspülung zu verhindern und die obere Abweiseeinrichtung mehrere Perforierungen aufweist, um Hubkräfte an der Vorrichtung zu entfernen,

c) eine Hülse (130) mit einer Innenoberfläche, einer Außenoberfläche, einer oberen Öffnung und einer unteren Öffnung verwendet ist, wobei die Innenoberfläche der Hülse beweglich und abnehmbar mit dem Baukörper in Eingriff steht, die Öffnung in der unteren Abweiseeinrichtung konzentrisch zur unteren Öffnung der Hülse ist und neben dieser liegt, und die Öffnung in der oberen Abweiseeinrichtung konzentrisch zur oberen Öffnung der Hülse ist und neben,dieser liegt,

d) ein oder mehrere Teile zum Befestigen der Abweiseeinrichtungen an der Hülse verwendet sind, und

e) eine Vorrichtung (140) verwendet ist, um eine turbulente Strömung in der Nähe des Baukörpers einzuleiten, wobei die Vorrichtung zum Einleiten der turbulenten Strömung mehrere hydraulische Auslöseeinrich'tungen umfaßt, von denen jede einen vertikalen Steg aufweist, der betrieblich der Außenoberfläche der Hülse zugeordnet ist, um die Abtrennung der Wasserströmung zu verzögern, was die

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' Größe der Widerstandskraft verringert, die am Baukörper wirksam wird, und die Größe des stromabwärtsgelegenen Soges des Baukörpers verringert, wobei die Ausspülungseinrichtungen der Vorrichtung verbessert werden.

15. Vorrichtung gegen die Ausspülung, mit einer oder mehreren Abweiseinrichtungen, die mit dem Boden eines bewegten Gewässers in Verbindung stehen, um in der Nähe eines Baukörpers, der sich vom Boden aus nach oben erstreckt, eine Ausspülung zu verhindern, verringern oder zu beheben,
dadurch gekennzeichnet , daß

a) eine Einrichtung verwendet ist, um eine Abwärtsströmung nahe dem Baukörper an einer Stelle oberhalb des Bodens unter dem bewegten Gewässer abzulenken , um den Aufprall der Abwärtsströmung auf dem Boden zu verhindern,

b) eine Einrichtung verwendet wird, um die Abwartsströmung nahe dem Baukörper am Boden unter dem bewegten Gewässer abzulenken, um den Aufprall der Abwärts strömung auf den Boden zu verhindern,

c) eine Einrichtung verwendet wird, um sich bewegende Bodenablagerungen aufzufangen, um Hohlräume im Boden aufzufüllen, die durch eine frühere Ausspülung verursacht sind,

d) eine Einrichtung verwendet wird, um eine turbulente Strömung in der Nähe des Baukörpers einzuleiten,

um die Abtrennung der Wasserströmung zu verzögern, ^O was die Größe des Strömungswiderstandes am Baukörper verringert und die Größe des Soges stromabwärts vom Baukörper verringert, wobei man die der Ausspülung entgegenwirkenden Eigenschaften der Schutzeinrichtung verbessert, und

e) eine Einrichtung verwendet wird, um die Hubkräfte an der Vorrichtung zu vernichten, um die vertikale Bewegung der Vorrichtung zu verhindern.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ablenken der Abwärtsströmung nahe dem Baukörper an einer Stelle oberhalb des Bodens eine allgemein kreisförmige Pia t ten- bzw. Blech-Abweiseinrichtung umfaßt, mit einer Öffnung in der Mitte, durch welche sich der Baukörper erstreckt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ablenken der Abwärts-Strömung nahe dem Baukörper am Boden eine allgemein kreisförmige Platten- bzw. Blech-Abweiseeinrichtung aufweist, die in ihrer Mitte eine Öffnung aufweist, durch welche sich der Baukörper erstreckt, sowie einen Durchmesser, der etwa das Doppelte des wirksamen Durchmessers der danebenliegenden Abweiseeinrichtung beträgt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Auffangen sich be-

^^u wegender Bodenablagerungen ferner mehrere Perforierungen in der Einrichtung zum Ablenken am Boden umfaßt, welche eine Ablenkeinrichtung nahe dem Baukörper und nahe dem Boden umfaßt, mit einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche und der Vielzahl durchgehender Perforierungen, welche zum Auffangen sich bewegender Bodenablagerungen aus einem Bereich oberhalb der oberen Oberfläche vorgesehen sind, um die Hohlräume unter der unteren Oberfläche aufzufüllen, die durch eine frührere

Ausspülung in der Nähe des Baukörpers verursacht wurden. 30

19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anregen einer turbulenten Strömung eine hydraulische Auslöseeinrichtung

umfaßt, welche mehrere vertikale Stege umschließt, 35

die betrieblich dem Baukörper zugeordnet sind.

—δι 20. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vernichten der Hubkräfte mehrere Perforierungen in der Einrichtung zum Ablenken an einer Stelle oberhalb des Bodens umfaßt. 5

21. Zusammenstellung von Bestandteilen, die zum Zusammenbau als Vorrichtung gegen die Ausspülung eingerichtet sind, mit einer oder mehreren Abweiseeinrichtungen, die mit dem Boden unterhalb eines bewegten Gewässers in Eingriff stehen, um die Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers, der sich vom Boden aus nach oben erstreckt, zu verhindern, zu verbessern oder zu beseitigen,
dadurch gekennzeich.net , daß:

a) eine oder mehrere Abweiseeinrichtungen in der Nähe des Baukörpers angeordnet sind,

b) ein oder mehrere Teile verwendet werden, um die Lagezuordnung der Abweiseeinrichtungen zwischen jeder Abweiseeinrichtung und dem Boden unterhalb dem bewegten Gewässer beizubehalten, und

c) eine Vorrichtung verwendet ist, um die turbulente Strömung in der Nähe des Baukörpers anzuzeigen.

22. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung, nach Anspruch :21, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Abweiseeinrichtungen vorliegen, und daß eine der Abweiseeinrichtungen nahe dem Boden unter dem bewegten Gewässer liegt und Abmessungen senkrecht 2ur Längsachse des Baukörpers aufweist, die etwa das 2-fache der entsprechenden Abmessungen irgendeiner anderen Abweiseeinrichtung betragen.

23. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Einrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen allgemein kreisförmige Platten bzw. Bleche umfassen, mit einer Öffnung an ihrer Mitte, durch welche sich der

-9-Baukörper erstreckt.

24. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen allgemein kreisförmige Platten bzw. Bleche umfassen, die eine Öffnung an der Mitte aufweisen, durch welche sich der Baukörper erstreckt, wobei eine der kreisförmigen Platten nahe dem Boden unter dem bewegten Gewässer angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der etwa das 2-fache des Durchmessers der anderen kreisförmigen Platten beträgt.

25. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vor- *5 richtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 21 , dadurch ¹ gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Einleiten einer turbulenten Strömung eine hydraulische Auslöseeinrichtung umfaßt, die mehrere vertikale Stege aufweist,

die betrieblich dem Baukörper zugeordnet sind. 20

26. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen mehrere

Perforierungen aufweisen.
25

27. Zusammenstellung von Bestandteilen, die zum Zusammenbau als Vorrichtung gegen die Ausspülung eingerichtet sind, mit einer oder mehreren Abweiseeinrichtungen , die mit dem Boden unterhalb eines bewegten

Gewässers in Eingriff stehen, um in der Nähe eines sich aufwärts vom Boden aus erstreckenden Baukörpers die Ausspülung zu verhindern, verringern oder zu beheben ,

dadurch gekennzeichnet , daß a) eine obere Abweiseeinrichtung verwendet wird, mit einer oberen Oberfläche, einer unteren Oberfläche und einer öffnung, durch welche sich der Baukörper erstreckt, wobei die obere Abweiseeinrichtung eine

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-ιοί " mit Abstand versehene Lagezuordnung zum Boden unter dem bewegten Gewässer aufrechterhält, um die Abwärtsströmung abzulenken, die durch den Aufprall des Wassers gegen den Baukörper verursacht wird, und um den Aufprall der Abwärtsströmung auf den Boden zu verhindern, wobei die Ausspülung verhindert wird oder verringert wird,

b) eine untere Abweiseeinrichtung eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und eine Öffnung aufweist, durch welche sich der Baukörper erstreckt, und mit dem Boden unterhalb des bewegten Gewässers in Eingriff steht, um den Aufprall der Abwärtsströmung auf dem Boden zu verhindern, wobei eine Ausspülung verhindert oder verringert wird, die untere Abweiseeinrichtung mehrere Perforierungen für die Aufnahme von beweglichen Bodenablagerungen aus dem Bereich oberhalb der oberen Oberfläche der unteren Abweiseeinrichtung aufweist, um jeden Hohlraum unter der unteren Abweiseeinrichtung aufzufüllen, der durch frührere Ausspülung in der Nähe des Baukörpers verursacht wurde, wobei der Baukörper rund um den Baukörper herum behoben wird,

c) eine Hülse verwendet wird, mit einer Innenoberfläche, einer Außenoberfache, einer oberen und einer unteren Öffnung, wobei die Innenoberfläche der Hülse beweglich und abnehmbar mit dem Baukörper in Eingriff steht, die Öffnung in der unteren Abweiseeinrichtung der unteren Öffnung der Hülse konzentrisch und benachbart zugeordnet ist, und die Öffnung in der

SQ oberen Abweiseeinrichtung eine Zuordnung aufweist, die konzentrisch und benachbart der oberen Öffnung der Hülse ist,

d) ein oder mehrere Teile verwendet sind, um die Abweiseeinrichtungen an der Hülse zu befestigen, und

e) eine Vorrichtung verwendet ist, um eine turbulente Strömung in der Nähe des Baukörpers anzuregen, um die Ablösung der Wasserströmung zu verzögern, was die Größe des Strömungswiderstandes am Baukörper

verringert und die Größe des Soges stromabwärts vom Baukörper verringert, wobei die der Ausspülung entgegenwirkenden Eigenschaften der Vorrichtung verbessert werden.

28. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiseeinrichtungen allgemein kreisförmige Platten umfassen, die eine. mittige Öffnung aufweisen.

j 29. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abweiseeinrichtung senkrecht zur Längsachse des Baukörpers Abmessungen aufweist, die etwa die Hälfte der Abmessungen der unteren Abweiseeinrichtung betragen.

30. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Abweiseeinrichtung mehrere Perforierungen aufweist, um dich bewegende Bodenablagerungen aufzufangen, um Hohlräume im Boden aufzufüllen, die durch frühere Ausspülung verursacht wurden.

31. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abweiseeinrichtung mehrere Perforierungen aufweist, um die Hubkräfte an der Vorrichtung zu vernichten.

32. Zusammenstellung von Bestandteilen für eine Vorrichtung gegen die Ausspülung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Auslösen einer turbulenten Strömung eine hydraulische Auslöseeinrichtung umfaßt, welche mehrere vertikale Stege umfaßt, die betrieblich dem Baukörper zugeordnet sind.

33. Verfahren zum Verhindern, Verringern oder Beseitigen einer Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers, der sich vom Boden unter einem bewegten Gewässer aufwärts erstreckt, durch Beschränken der Bewegung eines Teils des Bodens,

gekennzeichnet durch die folgenden Schritte.:

a) Aufsetzen einer unteren Abweiseeinrichtung nahe dem Boden unter das bewegte Gewässer rund um den Umfang des Baukörpers, um eine Abwärtsströmung abzulenken, die vom Aufprall des Wassers am Baukörper verursacht ist, und um den Aufprall der Abwärts',strömung auf dem Boden zu verhindern,

b) Herstellen eines Eingriffs der Hülse mit der Boden-¹^ Abweiseeinrichtung, wobei die Hülse in Längsrichtung den B.. körper umgibt,

c) Herstellen des Eingriffs der oberen Abweiseeinrichtung mit der Hülse in Abstandszuordnung zur unteren Abweiseeinrichtung und oberhalb dieser, um die Ab-

^^w wärtsströmung umzulenken, die vom Aufprall des Wassers am Bauteil verursacht wird, und zum Verhindern des Aufpralls der Abwärts Strömung auf dem Boden, und

d) Einleiten einer turbulenten Strömung in der Nähe

des Baukörpers, um die Abtrennung der Wasserströmung zu verzögern, was die Größe des Strömungswiderstandes des Baukörpers und die Größe des Soges stromabwärts vom Baukörper verringert, wobei man die der Ausspülung entgegengesetzten Merkmale

der Schutzeinrichtung noch weiter verbessert.

34. Verfahren zum Verhindern, Verringern und Beseitigen der Ausspülung in der Nähe eines Baukörpers,

der sich vom Boden unter einem bewegten Gewässer nach 35

oben erstreckt, durch Beschränken der Bewegung eines Teils des Bodens, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

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a) Ablenken einer Abwärtsströmung, die vom Aufprall· des Wassers auf dem Baukörper verursacht wurde, an einer Stelle nahe dem Aufbau und oberhalb des Bodens, wodurch der Aufprall der Abwärtsströmung am Boden verhindert wird, und hierbei die Ausspülung verhindert oder verringert wird,

b) Ablenken der Abwärtsströmung _r die vom Aufprall des Wassers am Baukörper verursacht wurde, an einer Stelle am Baukörper und am Boden, wodurch der Aufprall der Abwärtsströmung am Boden verursacht wird und hierdurch die Ausspülung verhindert oder verringert wird,

c) Auffangen sich bewegender Bodenablagerungen zum Auffüllen von Hohlräumen im Boden, die durch frühere

¹S Ausspülung in der Nähe des Bauwerks verursacht wurden, j wobei man die Ausspülung in der Nähe des Bauwerks behebt, und

d) Einleiten der turbulenten Strömung des Wassers,

das nahe dem Baukörper vorbeiströmt -, um die Abtrennung der Wasserströmung zu verzögern, was die Größe des Strömungswiderstandes am Baukörper verringert und die Größe des Soges stromabwärts vom Baukörper verringert, wobei die Merkmale der

Vorrichtung gegen die Ausspülung gefördert werden. 25

35. Verfahren nach Anspruch.34, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte a) und b) das Ablenken der Abwärtsströmung gegen eine Platten-Abweiseeinrichtung mit allgemein kreisförmiger "Form und mit einer mitti-

gen Öffnung umfassen, durch welche sich der Baukörper erstreckt.

36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte a) und b) das Ablenken der AbwärtsStrömung nahe dem Baukörper gegen eine erste und eine zweite Platten-Abweiseeinrichtung mit allgemein kreisförmiger Form umfaßt, und mit einer mittigen Öffnung, durch welche sich der Baukörper erstreckt,

wobei die zweite Platten-Abweiseeinrichtung mit dem Boden in Eingriff steht und einen Durchmesser aufweist, der etwa das 2-fache des Durchmessers der

ersten Abweiseeinrichtung beträgt. 5

37. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zum Auffangen sich bewegender Bodenablagerungen die Verwendung einer Abweiseeinrichtung nahe dem Baukörper und dem Boden umfaßt, die.eine

¹^ obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und eine Vielzahl von durchgehenden Perforierungen aufweist, wobei die Perforierungen zum Auffangen sich bewegender Bodenablagerungen aus einem Bereich oberhalb der oberen Oberfläche verwendet werden, um Hohlräume unterhalb der unteren Oberfläche aufzufüllen, die durch eine frühere Ausspülung in der Nähe des Baukörpers verursacht wurden.

38. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Einleitens einer turbulenten

Strömung das hydraulische Auslösen bzw. Unterbrechen der Strömung umfaßt, wobei eine hydraulische Auslöse-. einrichtung einen vertikalen Steg umfaßt, der betrieblich dem Aufbau zugeordnet ist.