Die Erfindung betrifft schwimmende Gründungen eines Brückenpfeilers.

Brückenpfeiler sind senkrechte Stützen, die die Lasten der Brückenüberbauten aufnehmen. Diese können über die gesamte Breite des Überbaus reichen, aber auch schmaler ausgeführt sein.

Schwimmbrücken besitzen Schwimmkörper, die auf dem Wasser aufliegen. Insbesondere werden dazu Pontons verwendet, die von Ankern gehalten sind.

Unterwassertragsysteme sind beispielsweise schwimmfähige Offshore-Anlagen zur Umwandlung regenerativer Energien mit Windkraftanlagen.

Schwimmende Auftriebskörper in Verbindung mit Ankern für Windkraftanlagen in der offenen See sind beispielsweise durch die Druckschrift GB 2 378 679 A bekannt. Das dazu realisierte Schwimmfundament besteht aus mehreren Auftriebskörpern, die über radiale Stahlstreben mit dem Turm der Windkraftanlage verbunden sind. Die Stahlstreben sind in Draufsicht kreuzförmig angeordnet und untereinander nicht verbunden. Treten an den radialen Stahlstreben des Bauwerks Biegekräfte auf, führen diese zu hohen Biegemomenten.

Durch die Druckschrift WO 2007/096680 A1 ist ein viereckiges Schwimmfundament bekannt, wobei die an den Ecken angeordneten Schwimmkörper untereinander durch Zugstäbe und Druckstäbe zu einem räumlichen Tragwerk verbunden sind. Ein zentraler großer Schwimmkörper trägt einen Turm, der über Schrägseile zu den außen liegenden Schwimmkörpern hin abgespannt ist. Diese Lösung erfordert einen nicht unerheblichen hohen Bauaufwand.

Durch die Druckschrift DE 10 2008 003 647 A1 ist ein schwimmendes Gründungstragwerk für Offshore-Bauwerke mit mehreren Auftriebskörpern bekannt, die außen an einem Stabtragwerk angeordnet sind. Das Stabtragwerk ist über Seile mit Ballastkörpern verbunden. Die Auftriebskörper sind an den äußeren Enden eines beispielsweise sternförmigen Tragwerks angeordnet, um dort Auftriebskräfte in das Tragwerk einzuleiten. Ein derartiges Gründungstragwerk mit einem Stabtragwerk und mehreren Auftriebskörpern ist als Tragwerk einer Brücke aufwändig zu realisieren. Die Druckschrift EP 1 966 037 B1 betrifft eine feste Plattform auf Schwimmkörpern, die sich Unterwasser befinden und somit als Auftriebskörper wirken. Die Auftriebskörper sind über Seile mit Gewichten zur Fixierung im Wasser verbunden. Ein Tragwerk ist nicht vorhanden. Die auftretenden Kräfte werden von Auftriebskörpern aufgenommen und weitergeleitet, so dass zum Tragen der Plattform eine Vielzahl von Schwimmkörpern notwendig ist.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Brückenpfeiler sicher und einfach schwimmend zu platzieren.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die schwimmenden Gründungen eines Brückenpfeilers zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass Brückenpfeiler sicher und einfach schwimmend platzierbar sind.

Dazu sind der die Wasseroberfläche durchschneidende Brückenpfeiler mit einer Unterwassertrageinrichtung und diese weiterhin über wenigstens ein Abspannmittel mit mindestens einem Anker verbunden. Die Unterwassertrageinrichtung weist wenigstens einen Auftriebskörper auf. Darüber hinaus ist die Unterwassertrageinrichtung als Auftriebskörper ausgebildet.

Brückenpfeiler übertragen grundsätzlich nur Vertikalkräfte aus dem Brückenüberbau, die durch die Auftriebskräfte des Auftriebskörpers kompensiert werden.

Eine Unterwassertrageinrichtung sichert vorteilhafterweise eine feste Position des Brückenpfeilers gegenüber auf der Wasseroberfläche schwimmenden Brückenpfeilern. Auftretende Wellen führen nicht zu Schwankungen in der Neigung und/oder der Höhe. Die Abspannmittel können dazu so angeordnet sein, dass eine Verschiebung und/oder ein Verdrehen der Unterwassertrageinrichtung weitestgehend verhindert ist. Dazu können die Abspannmittel zwischen Unterwassertrageinrichtung und Anker vertikal und schräg kreuzweise angeordnet sein. Damit ist auch die horizontale Unverschieblichkeit des Brückenpfeilers statisch eingehalten. Neben Wellen führen auch im Wasser auftretende Strömungen zu keiner Positionsveränderung des Brückenpfeilers.

Zwischen Unterwassertrageinrichtung und Anker befinden sich die Abspannmittel. Das können gegliederte oder ungegliederte Zugmittel sein. Damit ist ein ansonsten notwendiger durchgehender Brückenpfeiler nicht notwendig. Der Aufbau vereinfacht sich. Gleichzeitig führt das zu einer wesentlichen Materialeinsparung.

Der Auftriebskörper der Unterwassertrageinrichtung kann vorteilhafterweise auch so ausgeführt sein, dass dieser schwimmfähig ist. Damit kann dieser einfach zum Ort der Brücke transportiert werden. Mit einer Flutung mit Wasser kann das Absenken der Unterwassertrageinrichtung erreicht werden. Nach der Verbindung mit dem Anker und Entfernen des Wassers aus dem Auftriebskörper schwimmt die Unterwassertrageinrichtung unter der Wasserlinie. Der Auftriebskörper kann auch so ausgebildet sein, dass dieser mit dem Brückenpfeiler schwimmfähig ist, so dass eine komplexe Baueinheit einfach zum Ort der Brücke transportierbar ist.

Mit zunehmender Wassertiefe wird eine derartige Realisierung umso günstiger. Zudem sollte auch die Bauzeit deutlich verkürzt werden können, da beispielsweise zeitaufwändige Bewehrungs- und Betonierarbeiten unter Wasser entfallen können. Die Unterwassertrageinrichtung kann bauseitig in einer Feldfabrik serienartig vorab hergestellt werden, damit dann in vergleichsweise kurzer Zeit die Positionierung erfolgen.

Die Unterwassertrageinrichtung kann Streben als Träger und zur Weiterleitung der durch den Brückenpfeiler ausgeübten Kräfte aufweisen. Streben können dazu auch über Knotenstücke miteinander verbunden sein. Die Verbindungen zwischen den Streben und/oder den Knotenstücken können dazu vorteilhafterweise Flanschverbindungen sein. Damit können auch aus unterschiedlichen Materialien bestehende Streben und/oder Knotenstücke einfach miteinander verbunden sein. Die Streben oder die Streben und die Knotenstücke können Vollkörper oder Hohlkörper sein, so dass bei einer Realisierung als Hohlkörper diese ebenfalls als Auftriebskörper der Unterwassertrageinrichtung dienen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 12 angegeben.

Im Auftriebskörper befindet sich nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 wenigstens ein Tragrahmen aus miteinander verbundenen Streben, wobei Streben des Tragrahmens dabei in der Grundfläche rechteckförmig, kreuzförmig und/oder sternförmig angeordnet sind.

Der Tragrahmen ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 trapezförmig mit Streben als wenigstens eine Grundseite und nicht parallelen Schenkeln ausgebildet. Die kürzere Grundseite kann durch wenigstens eine Strebe und/oder den Brückenpfeiler ausgebildet sein. Streben des Tragrahmens sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 die Kanten eines Pyramidenstumpfes oder es bilden Streben des Tragrahmens und die Seiten des Querschnitts des Brückenpfeilers die Kanten eines Pyramidenstumpfes aus. Dazu können Streben und/oder Seiten des Querschnitts des Brückenpfeilers die kleinere Grundfläche des Pyramidenstumpfes begrenzen.

Die Enden von Streben des Tragrahmens sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 über Knotenstücke miteinander verbunden.

Die Abspannmittel sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 mit Streben des Tragrahmens oder mit Streben und/oder Knotenstücken verbunden.

Der Auftriebskörper ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 ein eine Deckenplatte und eine Bodenplatte aufweisender Hohlzylinder oder hohles Prisma, der oder das wasserundurchlässig ist und/oder wenigstens eine wasserundurchlässige Schicht aufweist.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 sind Streben des Tragrahmens Bestandteile der Deckenplatte und/oder der Bodenplatte des Auftriebskörpers.

Der Auftriebskörper besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 aus einer Schale oder Schalenteilen, wobei eine Reihenfolge von miteinander verbundenen Schalenteilen einen Hohlraum oder übereinander angeordnete und miteinander verbundene Reihenfo^en von miteinander verbundenen Schalenteilen einen Hohlraum begrenzen.

Der Anker ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 ein Schwergewichtsanker, eine Schwergewichtsgründung oder eine Senkkastengründung.

Der Tragrahmen ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 1 1 über vertikal und/oder schräg verlaufende Abspannmittel mit dem Anker verbunden.

Der Tragrahmen und der Hohlzylinder oder das hohle Prisma bestehen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 aus einem Stahl, einem Beton, einem Verbundwerkstoff mit Beton, einem Verbundwerkstoff mit wenigstens einem Kunststoff oder einer Kombination davon. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schwimmende Gründung eines Brückenpfeilers und

Fig. 2 ein Auftriebskörper in einer Draufsicht.

Eine schwimmende Gründung eines Brückenpfeilers 4 besteht im Wesentlichen aus einer Unterwassertrageinrichtung 1 , Abspannmitteln 2 und einem Anker 3.

Die Fig. 1 zeigt eine schwimmende Gründung eines Brückenpfeilers 4 in einer prinzipiellen Darstellung.

Die Unterwassertrageinrichtung 1 weist wenigstens einen Auftriebskörper 5 auf oder ist als Auftriebskörper 5 ausgebildet. Im Auftriebskörper 5 befinden sich Tragrahmen 6 aus miteinander verbundenen Streben 7. Die Tragrahmen 6 sind kreuzförmig angeordnet sind. Die Tragrahmen 6 sind trapezförmig ausgebildet, wobei erste Streben 7a die größeren Grundseiten und zweite Streben 7b die nicht parallelen Schenkel sind. Dritte Streben 7c sind einzeln oder in Verbindung mit dem Brückenpfeiler 4 die kleineren Grundseiten der Tragrahmen 6.

Die Enden der Streben 7 können direkt oder über Knotenstücke miteinander verbunden sein. Die Knotenstücke können als Hohlkörper ausgebildet sein. Die Strebe 7 kann ein Vollkörper oder ein Hohlkörper sein. Somit kann ein Tragrahmen 6 mit Streben 7 und Knotenstücken jeweils als Hohlkörper selbst ein Hohlkörper sein und damit als ein Auftriebskörper wirken. Als Verbindungen können Schweißverbindungen oder Flanschverbindungen verwendet werden. Natürlich kann weiterhin der Tragrahmen ein Vollkörper sein, der so auch einstückig ausgebildet sein kann.

Die Tragrahmen 6 sind in dem Auftriebskörper 5 angeordnet oder sind Bestandteile des Auftriebskörpers 5.

Die Abspannmittel 2 sind mit Streben 7 des Tragrahmens 6 oder mit Streben 7 und/oder Knotenstücken verbunden. Weiterhin sind diese mit dem Anker 3 verbunden, der ein Schwergewichtsanker, eine Schwergewichtsgründung oder eine Senkkastengründung ist. Derartige Anker sind an sich bekannt. Die Abspannmittel verlaufen vertikal und schräg zwischen Unterwassertrageinrichtung 1 und Anker 3. Als Auftriebskörper 5 besitzt als Zelle die innenliegenden Tragrahmen 6, um die Vertikalkraft aus dem Pfeiler einzuleiten und mit den Abspannmitteln 2 zu koppeln. Letztere können dazu Seile sein.

Der Auftriebskörper 5 besitzt eine Deckenplatte 8, eine Bodenplatte 9 und eine Wand als Hohlzylinder oder hohles Prisma 10.

Die Fig. 2 zeigt einen Auftriebskörper 5 in einer prinzipiellen Draufsicht.

Die Wand des hohlen Prismas 10 besteht aus einer Schale oder Schalenteilen, wobei eine Reihenfolge von miteinander verbundenen Schalenteilen einen Hohlraum oder übereinander angeordnete und miteinander verbundene Reihenfolgen von miteinander verbundenen Schalenteilen einen Hohlraum begrenzen.

In einer Ausführungsform sind Streben 7 des Tragrahmens 6 die Kanten eines Pyramidenstumpfes. In einer weiteren Ausführungsform kann das auch eine Kombination des Tragrahmens 6 als Pyramidenstumpf und trapezförmig ausgebildeten Tragrahmen 6 sein.

Der Anker 3 kann ein Schwergewichtsanker, eine Schwergewichtsgründung oder eine Senkkastengründung sein. Der Tragrahmen 6 ist über vertikal und/oder schräg verlaufende Abspannmittel 2 mit dem Anker 3 verbunden.

Der Tragrahmen 6, die Deckenplatte 8, die Bodenplatte 9 und das hohle Prisma 10 bestehen aus einem Stahl, einem Beton, einem Verbundwerkstoff mit Beton, änem Verbundwerkstoff mit wenigstens einem Kunststoff oder einer Kombination davon.

Bezugszeichen

1 Unterwassertrageinrichtung

2 Abspannmittel

3 Anker

4 Brückenpfeiler

5 Auftriebskörper

6 Tragrahmen

7 Strebe

8 Deckenplatte

9 Bodenplatte

10 hohles Prisma