DE102008021921A1

DE102008021921A1 - Verfahren und schwimmende Arbeitsbühne zum Aufbringen einer flächigen Schutzschicht auf eine Wasserbegrenzungsfläche sowie Transportvorrichtung und Verlegevorrichtung dafür

Info

Publication number: DE102008021921A1
Application number: DE102008021921A
Authority: DE
Inventors: Marinus Zwiersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2008-11-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer flächigen Schutzschicht auf eine Wasserbegrenzungsfläche (11, 20), insbesondere auf eine Sohle und/oder Böschung einer Wasserstraße, wobei ein Abschnitt der flächigen Schutzschicht auf einer Bereitstellungsfläche (4) einer schwimmenden Arbeitsbühne (2) bereitgestellt und über eine an der Arbeitsbühne (2) vorgesehene Verlegevorrichtung (5) auf der Wasserbegrenzungsfläche (11, 20) in einer Verlegebahn aufgebracht wird, wobei der Abschnitt der Schutzschicht mittels einer auf der Arbeitsbühne (2) vorgesehenen Transportvorrichtung von der Bereitstellungsfläche (4) in Richtung auf das wasserbegrenzungsflächenseitige Ende (9) der Verlegevorrichtung (5) transportiert wird, wo er auf die Wasserbegrenzungsfläche (11, 20) der Wasserstraße gleitet. Die Erfindung betrifft ferner eine schwimmende Arbeitsbühne sowie eine Transportvorrichtung und eine Verlegevorrichtung dafür. Die Vorrichtung und das Verfahren eignen sich auch zum Abtragen von Material.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine schwimmende Arbeitsbühne zum Aufbringen einer flächigen Schutzschicht auf eine Wasserbegrenzungsfläche sowie eine Transportvorrichtung und eine Verlegevorrichtung dafür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 13, 26 bzw. 28.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wasserstraßen und Meeresufer sind an ihren seitlichen und unteren Wasserbegrenzungsflächen starken Wasserkräften ausgesetzt.
So können Wasserströmungen und Sturmfluten ganze Uferpartien abtragen, das Material verschleppen und an unerwünschten Stellen wieder ablagern. Sowohl die Abtragung als auch die Ablagerung können dabei eine Gefahrenquelle insbesondere für den Schiffsverkehr darstellen. Daher bedürfen Flüsse, Kanäle, Meeresuferabschnitte usw. eines Abtragschutzes an ihren Wasserbegrenzungsflächen beispielsweise in Form von Steinschüttungen.
Zudem bedürfen Gewässer und Wasserstraßen, deren Wasserspiegel höher liegt als das angrenzende Gelände und/oder deren Sohle und Böschung aus einer wasserdurchlässigen Bodenart besteht, eines Schutzes, beispielsweise in Form einer Dichtung, gegen teuren Wasserverlust und Durchnässung oder Überflutung des angrenzenden Geländes.
Hierzu ist aus der DE 36 22 133 C1 ein Verfahren zum Abdichten der Sohle bzw. Böschung einer Wasserstraße mittels Platten aus Ton bekannt. Allerdings ist das Verfahren sehr arbeits- und zeitaufwändig. So muss ein Hydraulikbagger eine Tonplatte aufnehmen, sie an der geeigneten Stelle der Sohle bzw. Böschung positionieren, relativ zu bereits verlegten Tonplatten ausrichten und ablegen, um danach die nächste Tonplatte aufzunehmen und erneut zu positionieren, auszurichten abzulegen usw.
Ein hinsichtlich der Geschwindigkeit und Dichtungsqualität verbessertes Verfahren zum Abdichten der Sohle und/oder Böschung einer Wasserstraße ist aus der DE 100 23 906 A1 bekannt, bei der feuchter Ton oder dergleichen zu Verlegebahnen konfektioniert wird und diese Verlegebahnen nacheinander auf der Sohle bzw. Böschung abgelegt werden. Insbesondere wird eine schwimmende Arbeitsbühne verwendet, auf der eine Verlegebahn abschnittsweise hergestellt wird, indem feuchter Ton oder dergleichen auf ein Trägermaterial aufgebracht und das Trägermaterial mit dem Ton auf die Sohle bzw. Böschung gezogen wird. Hierzu greift ein Zugseil am Trägermaterial an, während die Arbeitsbühne entlang der Verlegestrecke verfahren wird. Im Vergleich zur Abdichtung mit Tonplatten ergibt sich eine Ersparnis hinsichtlich Aufwand und Zeit.
Mit der Herstellung, Bereitstellung und Handhabung eines Trägermaterials sind jedoch Kosten und Arbeitsaufwand verbunden. Das bekannte Verfahren eignet sich zudem nicht zum Aufbringen loser Schüttungen, wie sie für den Abtragschutz erforderlich sind, da das Trägermaterial keine seitliche Begrenzung aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine schwimmende Arbeitsbühne zum Aufbringen einer flächigen Schutzschicht auf eine Wasserbegrenzungsfläche sowie eine Transportvorrichtung und eine Verlegevorrichtung dafür nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, 13, 26 bzw. 28 zu schaffen, die ein Material sparendes, effizientes und kostengünstiges Aufbringen einer qualitativ hochwertigen flächigen Schutzschicht aus beliebigem Material ermöglichen.
Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 1, 13, 26 bzw. 28 gelöst.
Erfindungsgemäß wird demnach ein Abschnitt einer flächigen Schutzschicht für eine Wasserbegrenzungsfläche, insbesondere eine Sohle und/oder Böschung einer Wasserstraße, auf einer schwimmenden Arbeitsbühne bereitgestellt und mittels einer auf der Arbeitsbühne vorgesehenen Transportvorrichtung bis ans Ende einer Verlegevorrichtung transportiert, wo die Schutzschicht Stück für Stück auf die Wasserbegrenzungsfläche gleitet.
Die Schutzschicht wird im Gegensatz zum bekannten Verfahren also nicht in Position gezogen, sondern von einer Transportvorrichtung auf der Arbeitsbühne in Position auf der Wasserbegrenzungsfläche gebracht. Ein Zugseil und dessen Verankerung und Nachführung am Ufer bei einem Verlegebahnwechsel sind nicht mehr erforderlich. Vielmehr wird die Schutzschicht als Steinschüttung, Ton oder dergleichen von der Arbeitsbühne autonom in Position gebracht, und zwar zweckmäßigerweise ohne Trägermaterial.
Um Schutzschichten mit leicht zerstörbarer Formgebung, z. B. lose Steinschüttungen oder weichen Ton oder dergleichen, zur Wasserbegrenzungsfläche transportieren zu können, ohne die Formgebung, z. B. eine gleichbleibende Dicke, zu verändern, ist es vorteilhaft, wenn sich die Transportvorrichtung entlang der gesamten Bereitstellungsfläche und/oder entlang der gesamten Verlegevorrichtung erstreckt und damit die Schutzschicht beim Transport nicht nur punktuell, sondern in ihrer vollständigen Länge und Breite in Richtung auf die Wasserbegrenzungsfläche stützt.
Hierzu ist es besonders zweckmäßig, wenn die Transportvorrichtung mit einem Förderband, das die Bereitstellungsfläche bildet, und/oder die Verlegevorrichtung mit einem Förderband ausgebildet werden. Förderbänder sind robuste Standardbauteile und ermöglichen eine kostengünstige und langlebige Konstruktion. Es können auch mehrere Förderbänder aneinandergereiht werden, wobei zwischen den Förderbändern Übergabeplatten oder dergleichen vorgesehen sein können. Gegebenenfalls können anstelle der Förderbänder auch Rollen, von denen zweckmäßigerweise wenigstens ein Teil antreibbar sein sollte, verwendet werden.
Erfindungsgemäß wird zunächst ein Abschnitt der Schutzschicht auf der Bereitstellungsfläche ausgebildet, z. B. ein Stück einer Verlegebahn aus Ton geformt und/oder eine Steinschüttung in erforderlicher Dicke zwischen seitliche Begrenzungsflächen, die entlang der Bereitstellungsfläche und/oder der Verlegevorrichtung vorgesehen sein können, aufgebracht. Anschließend wird dieser Abschnitt auf die Verlegevorrichtung transportiert, an deren Ende er auf die Wasserbegrenzungsfläche, also z. B. die Böschung eines Flussufers, gleitet. Vorzugsweise wird während dessen die Arbeitsbühne mit der Transportgeschwindigkeit entlang der Verlegebahn verfahren, um ein kontinuierliches Aufbringen der Schutzschicht auf die Wasserbegrenzungsfläche zu ermöglichen. Gleichzeitig kann auf der Bereitstellungsfläche nahtlos die zu verlegende Schutzschicht verlängert werden. Dies kann durch kontinuierliches Aufschütten der Schüttung bzw. Anformen des Tons oder dergleichen erfolgen, oder es kann gewartet werden, bis ein längerer Abschnitt auf der Bereitstellungsfläche frei geworden ist, und dann kann ein entsprechend großer Abschnitt der Schutzschicht auf einmal ausgebildet werden, wobei gegebenenfalls die Fahrt der Arbeitsbühne unterbrochen werden kann.
Die bekannten schwimmenden Arbeitsbühnen sind nicht an die Neigung einer Böschung anpassbar. Daher konnten sie bisher nur in einer Richtung quer zum Verlauf der Wasserstraße verwendet werden. Durch die Länge der Arbeitsbühne wird jedoch die Breite der Wasserstraße stark eingeengt, so dass der Schiffsverkehr während der Arbeiten stark behindert wird. Zudem kann bei einer Verlegung quer zur Wasserstraße die Rutsche oder Verlegevorrichtung nicht angehoben werden, so dass andere aufwändige Lösungen für den Böschungsbereich erforderlich waren.
Erfindungsgemäß ist jedoch in einer vorteilhaften Ausführungsform mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung vorgesehen, die Verlegevorrichtung beweglich an der Arbeitsbühne zu befestigen.
Hierzu kann beispielsweise ein Gestänge oder dergleichen an einem Ausleger z. B. eines Baggers vorgesehen sein, an dem die Verlegevorrichtung gehalten ist. Hierdurch wird es möglich, die Verlegevorrichtung gegenüber der Arbeitsbühne zu verschwenken, zu neigen, anzuheben und/oder abzusenken, so dass auch im Böschungsbereich stets ein Kontakt des wasserflächenbegrenzungsseitigen Endes mit der Wasserbegrenzungsfläche sichergestellt werden kann. An ihrem anderen Ende kann die Verlegevorrichtung fest oder lose, insbesondere mit eingeschränkter Bewegungsfreiheit, mit der Bereitstellungsfläche gekoppelt sein, wobei Übergabeplatten aus Metall oder Gummi oder dergleichen einen Transport der Schutzschicht von der Bereitstellungsschicht auf die Verlegevorrichtung ermöglichen.
Die Verlegevorrichtung muss jedoch nicht an einem Hebegerät, z. B. dem vorgenannten Bagger, aufgehängt werden. Sie kann vielmehr auch scharnierend in jeder erwünschten Breite in Längsrichtung vorne, hinten oder seitlich an der schwimmenden Arbeitsbühne angebracht werden. Zudem kann die Verlegevorrichtung insbesondere für eine Verlegung oder Schüttung einer Verlegebahn in Böschungsberei chen auch in Querrichtung vorne, hinten, oder seitlich an der schwimmenden Einheit angebracht werden. Hierbei werden jeweils die Kosten für ein Hebegerät eingespart. Gegebenenfalls ist eine Seilwinde oder dergleichen vorgesehen, um die Verlegevorrichtung aus einer abgesenkten Position in eine Transportposition der Arbeitsbühne zu bewegen.
Zweckmäßigerweise ist auch die Bereitstellungsfläche verschwenkbar mit der Arbeitsbühne gekoppelt, um sich an eine Schrägstellung der Verlegevorrichtung anzupassen und einen möglichst reibungslosen Übergang der Schutzschicht auf die Verlegevorrichtung zu ermöglichen.
Zum Verfahren der Arbeitsbühne auf der Wasseroberfläche sind vorzugsweise Seile vorgesehen, die sich zwischen jeweils gegenüberliegenden Uferböschungen erstrecken können, und an denen sich die Arbeitsbühne über einen Antrieb, z. B. mit Seilwinden und/oder Unterwasserseilführungen, entlang bewegen kann. Dies gestattet eine einfache und kostengünstige Konstruktion, wobei die genaue Position, Verfahrgeschwindkeit und/oder Verfahrrichtung der Arbeitsbühne insbesondere GPS-gestützt auf einfache Weise durch eine Antriebssteuerung gesteuert werden kann. Zweckmäßigerweise werden dabei vier Seile verwendet. Statt einer derartigen Unterwasserseilführung können gegebenenfalls auch andere Antriebsmittel verwendet werden, z. B. Schreitpfähle, Schiffsschrauben usw.
Weitere Merkmale der Erfindung betreffen die genaue Positionierung der einzelnen Verlegebahnen, um eine möglichst nahtlose gleichmäßig dicke flächige Schutzschicht ohne Nachbearbeitung einfach herzustellen.
So bedarf eine aus einzelnen Verlegebahnen zusammengesetzte Abdichtung an den Verlegebahnstößen einer besonderen Handhabung, um eine ausreichende Dichtigkeit sicherzustellen (gleiches gilt für eine Steinschüttung, um eine gleichmäßige Dicke auch an den Stoßkanten zu erzielen). Hierzu ist es aus der DE 100 23 906 A1 bekannt, benachbarte Verlegebahnkanten durch überlappendes Verlegen abzudichten. Allerdings treten dadurch eventuell unerwünschte Verdickungen im Bereich der Überlappung auf. Zudem wird das Material nicht optimal genutzt. Insgesamt ergeben sich Mehrkosten durch Materialverlust von 10% bis 20% und weitere Kosten entstehen durch Mehraufwand bei der Formgebung des Dichtmaterials. Alternativ zum Überlappen benachbarter Verlegebahnkanten ist es bekannt, mehrere Verlegebahnen übereinander anzuordnen, wobei die Verlegebahnstöße der übereinander liegenden Schichten zueinander versetzt sind. Zwar treten hierbei keine unerwünschten Verdickungen auf. Jedoch vervielfacht das Anordnen der Verlegebahnen in mehreren Schichten den Arbeits-, Trägermaterial- und Zeitaufwand beim Herstellen der Abdichtung. Schließlich besteht die Möglichkeit, die aneinandergrenzenden Verlegebahnkanten zwischen benachbarten Verlegebahnen durch ein Hilfsgerät oder einen Taucher nachträglich abzudichten. Auch dies ist jedoch mit erheblichem Aufwand verbunden.
In einem bevorzugten Aspekt mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung ist es daher vorgesehen, eine zu verlegende Verlegebahn unter Gleitkontakt zwischen einem Kontaktabschnitt, z. B. einem Gleitblech, am wasserbegrenzungsflächenseitigen Ende der Verlegevorrichtung und der Längskante einer bereits verlegten Verlegebahn in Position zu bringen. Der Gleitkontakt stellt sicher, dass benachbarte Verlegebahnstöße nahezu perfekt aneinander anliegen. Es ergibt sich ein hohes Maß an Dichtigkeit bzw. bei Steinschüttungen an Gleichmäßigkeit der Dicke der Schutzschicht. Auf eine Überlappung der Verlegebahnen kann verzichtet werden. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass der Kontakt zwischen den benachbarten Längskanten der Verlegebahnen durch das Entlanggleiten beim Ziehen dichtend ausgebildet wird. Lücken oder Spalte, die zu einer Undichtigkeit führen könnten, werden so ausgeschlossen.
Durch den Gleitkontakt ergibt sich eine in der Praxis gleich hohe Dichtigkeit und Oberflächengleichmäßigkeit, wie sie bisher nur durch überlappendes Verlegen benachbarter Verlegebahnlängskanten, mehrschichtige Anordnung zueinander versetzter Verlegebahnen oder nachträgliches Abdichten bzw. Glätten möglich gewesen ist. Dies führt zu einer erheblichen Materialeinsparung. Zudem kann die Wasserbegrenzungsfläche schneller und effizienter abgedichtet werden. insgesamt wird so eine kostengünstigere und qualitativ hochwertige flächige Schutzschicht ermöglicht.
Der Gleitkontaktdruck bleibt zweckmäßigerweise gleich, und zwar auf einem entsprechend den jeweiligen Bedingungen, insbesondere der Materialbeschaffenheit, einstellbaren Sollwert. Die Größe des Gleitkontaktdrucks kann gegebenenfalls über einen Drucksensor, der am Kontaktabschnitt vorgesehen sein kann, gemessen werden. Zudem kann eine Regelung dergestalt vorgesehen sein, dass in Reaktion auf eine Verringerung des Gleitkontaktdrucks, die einen Schwellenwert unterschreitet, eine Antriebssteuerung die Arbeitsbühne näher an die bereits verlegte Verlegebahn heranführt, um den Gleitkontakt nicht zu verlieren, und in Reaktion auf eine Erhöhung des Gleitkontaktdrucks die Arbeitsbühne weiter von der bereits verlegten Verlegebahn wegführt, um eine Beschädigung der bereits verlegten Verlegebahn oder eine Überlappung damit zu verhindern. Somit kann auf eine Änderung der Arbeitsbedingungen wie Tiefe und Böschungsneigung und dergleichen, die den seitlich wirkenden Druck beeinflussen können, dynamisch reagiert werden, um den Ist-Gleitkontaktdruck auch unter sich ändernden Arbeitsbedingungen stets auf den Soll-Gleitkontaktdruck einzuregeln.
Als Schutzschichtmaterial wird bevorzugt feuchter Ton, der sich zu einer dichten Verlegebahn formen lässt und mit dem eine flächige Abdichtung der Wasserbegrenzungsfläche möglich ist, sowie eine Filterschicht aus Sand/Kies/Vlies oder Dergleichen und eine Steinschüttung verwendet, die einen Abtragschutz bildet. In allen Fällen ist vorzugsweise kein Trägermaterial vorgesehen.
Zum Verhindern des seitlichen Abfallens des Schutzschichtmaterials können dabei benachbart zur Bereitstellungsfläche und/oder benachbart zur Verlegvorrichtung sich gegebenenfalls noch bis über die Verlegevorrichtung hinaus erstreckende seitliche Begrenzungsbleche oder dergleichen vorgesehen sein.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung mit eigenständiger erfinderischer Bedeutung betrifft die Fortbewegung des Pontons. Hierfür gibt es mehrere Möglichkeiten.
So kann eine Arbeitsbühne während der Einbau- und Aushubarbeiten mit vertikalen Pfählen (Stelzen oder Spuds) positioniert und am Boden festgehalten werden, wobei zum Verholen der Arbeitsbühne die Pfähle gelöst werden müssen. Das Verholen kann mit Unterwasserseilen oder Ketten, entweder mit oder ohne Verwendung an der Arbeitsbühne befestigten Unterwasserführungen, erfolgen. Ein derartiges Verholen gestaltet sich jedoch sehr aufwendig und stört die Arbeiten erheblich. Die Erfindung schafft nunmehr die Möglichkeit, die Arbeitsbühne mittels eines Bodenkontaktelements, vorzugsweise in Form einer ein- und ausfahrbaren Hydraulikzylinderanordnung, auch auf unebenen Wasserbegrenzungsflächen zu verankern und in bevorzugten Ausführungen über gegebenenfalls vorgesehene Fahrrampen auf der Wasseroberfläche zu verfahren und/oder durch kontrolliertes Bewegen der Bodenkontaktelemente auf der Wasserbegrenzungsfläche zu schreiten, d. h. zu gehen oder sich gehähnlich mit wenigstens zwei, vorzugsweise vier, Bodenkontaktelementen an der Wasserbegrenzungsfläche fortzubewegen. Diese Ausgestaltung mit eigener erfinderischer Bedeutung ist nicht nur beim Einbau von Dichtungen, sondern für alle Arbeiten einer Arbeitsbühne geeignet, wobei mit dem Begriff Arbeitsbühne in diesem Text auch Schiffe, Pontons und dergleichen umfasst sind.
Der vorstehend beschriebene Prozess kann auch umgekehrt werden, d. h. anstatt Material auf die Wasserbegrenzungsfläche aufzutragen, kann Material von der Wasserbegrenzungsfläche abgetragen oder ausgehoben werden. Die Vorrichtung wirkt in dieser Ausführungsform der Erfindung, die von eigenständiger erfinderischer Bedeutung ist, nicht als Einbaugerät sondern als Baggergerät. Hierzu muss das Förderband oder dergleichen der Vorrichtung lediglich in der zum Einbau entgegengesetzten Richtung betrieben werden. Zweckmäßigerweise bewegt die Arbeitsbühne wie bei einem Ladegerät, ähnlich wie im Trockenerdbau ein Radlader oder eine Laderaupe. Weitere Änderungen sind nicht erforderlich, können aber zweckmäßig sein. Z. B. kann im Bereich des Bodenkontakts eine insbesondere gezahnte Schneide vorgsehen sein, die sich möglichst über die gesamte Breite des Förderbandes erstrecken sollte, aber auch schmaler sein kann. Das durch die Fortbewegung der Arbeitsbühne durch die Schneide abgeschälte Material gelangt auf das Förderband und wird von diesem nach oben transportiert. Auf der Arbeitsbühne angekommen kann das Material an ein weiteres Förderband übergeben werden, welches zweckmäßigerweise nicht parallel sondern unter einem Winkel, insbesondere quer, dazu angeordnet ist und das Material zu einer Sammelstelle oder einer Transporteinheit weiter befördert.
Weitere Ausgestaltungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen.
FIGURENBESCHREIBUNG
1a), b) und c) illustrieren eine schwimmende Arbeitsbühne in Stirnansicht, in Draufsicht bzw. in Seitenansicht.
2a), b) und c) illustrieren eine Verlegevorrichtung in montiertem Zustand in Draufsicht, im Längsschnitt bzw. im Querschnitt.
3a) und b) illustrieren eine schwimmende Arbeitsbühne in Draufsicht bzw. in Stirnansicht an einer Böschung.
4a), b) und c) illustrieren eine schwimmende Arbeitsbühne mit Bodenkontaktelementen in Draufsicht, im Querschnitt bzw. im Längsschnitt.
5a) und b) illustrieren eine schwimmende Arbeitsbühne zum Abtragen von Material vom Boden einer Wasserstraße im Quer- bzw. Längsschnitt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINZELNER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die in 1 dargestellte, auf der Wasseroberfläche 1 schwimmende Arbeitsbühne 2 umfasst eine Hauptfläche 3, auf der beispielsweise ein Vorrat an Schutzschichtrohmaterial wie etwa Ton oder eine Steinschüttung oder fertig konfektionierte Schutzschichtabschnitte oder -rollen oder dergleichen mitgeführt werden können, eine seitlich an der Hauptfläche 3 montierte Bereitstellungsfläche 4, auf der ein zu verlegender Abschnitt der Schutzschicht bereitgestellt werden kann, sowie eine Verlegevorrichtung 5, die hier in Verlängerung der Bereitstellungsfläche 4 über ein Gestänge 6 in Form eines Viersprungs an einem Ausleger 7 eines Baggers 8 befestigt ist, über eine hydraulische Kinematik in alle Richtungen ausgerichtet und gehalten werden kann und an ihrem wasserbegrenzungsflächenseitigen Ende 9 gegebenenfalls über eine Übergabeplatte 10, die auch zwischen der Bereitstellungsfläche 4 und der Verlegevorrichtung 5 vorgesehen sein kann, auf der Wasserbegrenzungsfläche 11, hier der Sohle einer Wasserstraße, aufliegt.
Die Bereitstellungsfläche 4 ist hier zweckmäßigerweise die Oberfläche einer Transportvorrichtung in Form eines umlaufenden Förderbandes, das von seitlichen Begrenzungsflächen flankiert sein kann, um einen Materialverlust beim Transport zu verhindern. Das Förderband ist in Richtung auf die Verlegevorrichtung 5 durch einen Motor antreibbar. Das Förderband kann dabei jede gewünschte Breite aufweisen, z. B. 5 m für 5 m breite Verlegebahnen.
Die sich an die Bereitstellungsfläche gegebenenfalls über eine Übergabeplatte 10 anschließende Verlegevorrichtung 5 umfasst hier einen Rahmen 12, der mit dem Gestänge 6 fest verbunden ist und ein um Laufrollen 13 umlaufendes Förderband 14 trägt, das von einer Antriebsrolle 15 angetrieben wird, vgl. 2. Seitliche Begrenzungsbleche 16 verhindern, dass Schutzschichtmaterial 17, vgl. 2c), beim Transport seitlich vom Förderband 14 herabfällt.
Die Begrenzungsbleche 16 erstrecken sich zweckmäßigerweise bis zum Ende 9 der Verlegevorrichtung 5. Eine Stahlstrebe 18 kann die Übergabeplatte 10 für den Übergang zwischen der Verlegevorrichtung 5 und der Wasserbegrenzungsfläche 11 stützen und die Höhendifferenz zwischen Sohle und Oberkante des Förderbands überbrücken, vgl. 2b).
Die Arbeitsbühne 2 ist mittels insbesondere vier Seilwinden über vier Unterwasserführungen, die sich an den vier Ecken der Arbeitsbühne 2 befinden, mit vier am Ufer befindlichen Verankerungen verbunden und kann auf der Wasseroberfläche 1 an eine gewünschte Position verfahren und dort gehalten werden. Die jeweilige Position der Arbeitsbühne 2 kann satellitengestützt, z. B. über ein GPS-System, genau erfasst werden.
Der Betrieb läuft wie folgt ab.
Mit einem Ladegerät wird das Schutzschichtmaterial 17, etwa Schüttsteine oder Ton oder dergleichen, in der erforderlichen Dicke auf die Bereitstellungsfläche 4, hier also auf die Oberfläche des entsprechenden Förderbandes, aufgebracht.
Anschließend wird die Arbeitsbühne 2 mit den Seilwinden verholt und mit Hilfe des GPS-Systems genau entlang einer Verlegebahnstrecke, insbesondere in Längsrichtung der Wasserstraße, gesteuert. Gleichzeitig und mit gleicher Geschwindigkeit entleert sich das Förderband der Bereitstellungsfläche 4 über das Übergabeblech 10 auf das Förderband 14 der Verlegevorrichtung 5, wonach es genau dosiert über das Übergabeblech 10 auf die Wasserbegrenzungsfläche 11, hier die Sohle der Wasserstraße, gleitet.
Sobald das Förderband der Bereitstellungsfläche 4 leer ist, werden alle Bewegungen gestoppt und der Vorgang wird wiederholt, bis der gewünschte Streifen vollendet ist. So wird Streifen für Streifen mit hoher Präzision mit dem Schutzmaterial gefüllt, um eine flächige Schutzschicht auf der Wasserbegrenzungsfläche 11 auszubilden. Gegebenenfalls werden die Bewegungen nicht gestoppt, sondern wird die Bereitstellunsgfläche 4 kontinuierlich aufgefüllt.
Gegebenenfalls ist an der Seitenläche 16, die für diesen Zweck verlängert sein kann und hier einen Kontaktabschnitt für einen Kontakt mit einer Längskante einer bereits verlegten Verlegebahn bildet, ein Drucksensor 19 vorgesehen sein, vgl. 2c). Hierdurch kann zusätzlich zum GPS-Signal eine Rückkopplung über die Position des Austritts der Schutzschichtverlegebahn relativ zu bereits verlegten Schutzschichtbahnen gewonnen werden. Dies ermöglicht eine genauere Steuerung der Bewegung der Arbeitsbühne 2. Zudem kann die Schutzschichtverlegebahn, die ge rade verlegt wird, präzise der Längskante der bereits verlegten Schutzschichtbahnen folgen, um eine möglichst ebene und z. B. im Fall des Tons dichte Schutzschicht ohne Spalte auszubilden.
Im Bereich geneigter Wasserbegrenzungsflächen 20, z. B. bei Böschungen, wird die Verlegevorrichtung 5 über die Kinematik derart ausgerichtet, dass sich die Kante des Endes 9 an der Wasserbegrenzungsfläche 20 möglichst nah entlang bewegen kann, vgl. 3. Gleichzeitig wird die Bereitstellungsfläche 4 samt Förderband relativ zur Arbeitsbühne um einen entsprechenden Winkel geneigt. Begonnen wird mit der Verlegung zweckmäßigerweise am Böschungsfuß. Anschließend wird sich Bahn für Bahn in Richtung auf die Sohle der Wasserstraße vorgearbeitet.
Wie in 3 dargestellt, kann die Verlegevorrichtung 5 auch vor der Arbeitsbühne 3 vorgesehen sein. Andere mögliche Positionen sind seitlich der oder hinter der Arbeitsbühne 3. Die Verlegevorrichtung 5 kann auch quer zur Arbeitsbühne 3 angeordnet sein.
Zudem kann die Bereitstellungsfläche 4 separat zur Arbeitsbühne 3 ausgestaltet und gegenüber dieser verfahrbar sowie an ihr lösbar befestigbar sein.
Die in 4 dargestellte Arbeitsbühne 2 weist hier vier Gehäuse 21 auf, die wie dargestellt in die Arbeitsbühne 2 eingesetzt sein können, um gegenüber der Unterseite nicht vorzustehen, oder auf die Unterseite der Arbeitsbühne 2 aufgesetzt sein können.
Die Gehäuse 21 nehmen jeweils ein Bodenkontaktelement 22 auf, das hier beispielhaft als Hydraulikzylinderanordnung ausgestattet ist. Jedes Bodenkontaktelement 22 umfasst hier einen Ausleger 23, der am Gehäuse 21 scharnierend und kraftschlüssig befestigt ist. Am Ausleger 23 ist ein Stiel 24 beweglich befestigt und am Stiele 24 wiederum eine bewegliche Fahrraupe 25. Die Ausleger 23 und Stiele 24 werden mittels Hydraulik-Zylinder 26, 27 vor und rückwärts bewegt. Bei zunehmender der Wassertiefe werden die Hydraulik-Zylinder 26 der Ausleger 23 einge zogen und die Hydraulik-Zylinder 27 der Stiele 24 ausgefahren. Wird die Wassertiefe geringer ist die umgekehrte Bewegung erforderlich. Andere Anordnungen der Zylinder sind möglich. Zudem können die Ausleger 23 und Stiele 24 ebenfalls als Hydraulik-Zylinder ausgeführt und damit in der Länge verstellbar sein. Unebenheiten in der Wasserbegrenzungsfläche werden leicht ausgeglichen, da alle Zylinder unabhängig von einander ein- und/oder ausgefahren werden können. Die gelenkige Verbindung der Raupen an die Stiele kann abhängig von dem Geräteeinsatz beispielsweise über Kugelgelenke durchgeführt werden.
Wenn auf die Fahrraupen 25 verzichtet wird, kann die Arbeitsbühne durch Schreiten ebenfalls positioniert und fortbewegt werden, wobei mit Schreiten eine koordinierte Bewegung der Bodenkontaktelemente 22 derart bezeichnet ist, dass die Arbeitsbühne 2 auf der Wasserbegrenzungsfläche 11 quasi „geht".
Die Gehäuse 21 werden vorzugsweise so bemessen, das die kompletten Bodenkontaktelemente 22 eingezogen werden können und somit bei dem Transport über größere Entfernung nicht unnötig stören.
Beim Einbau von Schüttgütern (Sand, Kies oder Steine usw.) ist oft mit stark wechselnden Mächtigkeiten zu rechnen. Eine einheitlich starke Einbauschicht ist nicht mehr zweckmäßig. Um die Sollhöhe an der Wasserbegrenzungsfläche 11 zu erzielen werden die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsbühne 2 und die Sollhöhe der Einbauschicht auf einander abgestimmt mittels Führungsschienen und/oder Sensoren. So bald die Sollhöhe erreicht ist fährt die Arbeitsbühne 2 mit Hilfe der Bodenkontaktelemente 22 weiter. Sämtliche Funktionen werden über EDV und/oder GPS angesteuert. Bei einer kontinuierlichen Beschickung der Bereitstellungsfläche und der Verlegevorrichtung wird die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsbühne 2 geregelt durch die Signale der Abnehmer (Sensoren/Schienen). Die Steuerung der Hydraulikzylinder wird über Signale der Sensoren geregelt, die reagieren, wenn der Freibord der Arbeitsbühne 2 sich ändert. So erlaubt die Erfindung auch auf unebenen Wasserbegrenzungsflächen 11 den effizienten und qualitativ hochwertigen Auftrag einer Einbauschicht gleich bleibender Dicke, z. B. einer Verlegebahn, sowie Aufschüttung der unebenen Wasserbegrenzungsfläche 11 mit gleich bleibender Dicke der Aufschüttungsschicht oder mit variierender Dicke der Aufschüttungsschicht, um die unebene Wasserbegrenzungsfläche teilweise oder vollständig zu ebenen.
Alle vorstehenden Ausführungsformen lassen sich auch umgekehrt betreiben, d. h. anstatt Material auf die Wasserbegrenzungsfläche aufzutragen, kann Material von der Wasserbegrenzungsfläche abgetragen oder ausgehoben werden. Dies ist beispielhaft in 5a) und 5b) für eine Ausführungsform mit Bodenkontaktelementen 22 illustriert. Die Vorrichtung wirkt in dieser Ausführungsform der Erfindung nicht als Einbaugerät sondern als Baggergerät.
Hierzu ist die Verlegevorrichung 5 mit einem Förderband 28 ausgeführt, das zum Verlegen von Material in Richtung des Pfeils 29 und zum Abtragen von Material in Richung des Pfeils 30 betreibbar ist, so dass die Verlegevorrichtung 5 auch als Abtragvorrichtung betreibbar ist. Die dargestellte Vorrichtung kann auch nur zum Verlegen ausgeführt sein, wobei dann ein Mechanismus zum Betrieb des Förderbands 28 in Richtung des Pfeils 30 entfallen kann. Genauso kann die dargestellte Vorrichtung nur zum Abtragen ausgebildet sein.
Durch die Fortbewegung der Arbeitsbühne 2 auf beliebige Weise, insbesondere wie vorstehend in Bezug auf andere Ausführungsformen erläutert, in Richtung des Pfeils 31 gelangt Material 32 über eine gegebenenfalls vorhandene Schneide 33, die aus Stahl gebildet sein kann und sich zweckmäßigerweise über die gesamte Breite des Förderbandes 28 erstreckt und Zähne wie bei einer Baggerschaufel aufweisen kann, auf das Förderband 28. Hierbei kann durch die Schrägstellung der Verlegevorrichtung 5 die Aufnahme gesteuert werden, d. h. es kann Material flach abgetragen oder ausgehoben werden oder dergleichen.
Das durch die Fortbewegung der Arbeitsbühne 2 durch die gegebenenfalls scharnierend am Förderbandende befestigte Schneide 33 abgeschälte Material 32 gelangt auf das Förderband 28 und wird von diesem nach oben transportiert. Auf der Arbeitsbühne 2 angekommen kann das Material 32 an ein weiteres Förderband 34 übergeben werden, welches hier quer zum Förderband 28 angeordnet ist. Das Förderband 34 transportiert das abgetragene Material in Richtung des Pfeils 35, vgl. 5a), zu einer Sammelstelle oder einer Transporteinheit oder einem Behälter 36 oder dergleichen.
Der Pfeil 37 illustriert die Richtung, in der das Material 32 vom Förderband 28 auf das Förderband 34 verbracht wird.

1: Wasseroberfläche
2: Arbeitsbühne
3: Hauptfläche
4: Bereitstellungsfläche
5: Verlegevorrichtung
6: Gestänge
7: Ausleger
8: Bagger
9: Ende
10: Überbrückungsplatte
11: Wasserbegrenzungsfläche
12: Rahmen
13: Laufrolle
14: Förderband
15: Antriebsrolle
16: Begrenzungsblech
17: Schutzmaterial
18: Stahlstrebe
19: Drucksensor
20: Wasserbegrenzungsfläche
21: Gehäuse
22: Bodenkontaktelement
23: Ausleger
24: Stiel
25: Fahrraupe
26, 27: Hydraulik-Zylinder
28: Förderband
29, 30, 31: Pfeil
32: Material
33: Schneide
34: Förderband
35: Pfeil
36: Behälter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3622133 C1 [0005]
- DE 10023906 A1 [0006, 0022]

Claims

Verfahren zum Aufbringen einer flächigen Schutzschicht auf eine Wasserbegrenzungsfläche (11, 20), insbesondere auf eine Sohle und/oder Böschung einer Wasserstraße, wobei ein Abschnitt der flächigen Schutzschicht auf einer Bereitstellungsfläche (4) einer schwimmenden Arbeitsbühne (2) bereitgestellt und über eine an der Arbeitsbühne (2) vorgesehene Verlegevorrichtung (5) auf der Wasserbegrenzungsfläche (11, 20) in einer Verlegebahn aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt der Schutzschicht mittels einer auf der Arbeitsbühne (2) vorgesehenen Transportvorrichtung von der Bereitstellungsfläche (4) in Richtung auf das wasserbegrenzungsflächenseitige Ende (9) der Verlegevorrichtung (5) transportiert wird, wo er auf die Wasserbegrenzungsfläche (11, 20) der Wasserstraße gleitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich entlang der Bereitstellungsfläche (4) und/oder entlang der Verlegevorrichtung (5) erstreckende Transportvorrichtung verwendet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transportvorrichtung mit einem Förderband, das die Bereitstellungsfläche (4) bildet, und/oder eine Verlegevorrichtung (5) mit einem Förderband (14) verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbühne (2) mit einer Geschwindigkeit entlang der Verlegebahn verfahren wird, die der Transportgeschwindigkeit entspricht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlegevorrichtung (5) derart gegenüber der Arbeitsbühne (2) verschwenkt, geneigt, angehoben und/oder abgesenkt wird, dass sie mit ihrer wasserbegrenzungsflächenseitigen Kante (9) auf der Wasserbegrenzungsfläche (11, 20) aufliegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitstellungsfläche (4) seitlich an der Arbeitsbühne (2) verschwenkbar befestigt ist und gegenüber der Arbeitsbühne (2) entsprechend der Ausrichtung der Verlegevorrichtung (5) verschwenkt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbühne (2) sich an Seilen, die sich zwischen gegenüberliegenden Uferböschungen erstrecken, entlang zieht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Kontaktabschnitt (16) am wasserbegrenzungsflächigen Ende (9) der Verlegevorrichtung (5) und der Längskante eines bereits verlegten Teils der Schutzschicht ein Gleitkontakt aufrecht erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsbühne (5) derart verfahren wird, dass der Kontaktabschnitt (16) mit im wesentlichen gleichbleibendem Gleitkontaktdruck an der Längskante entlang gezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Kontaktabschnitt (16) angeordneter Drucksensor (19) zum Messen des Gleitkontaktdrucks verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzschicht eine Schüttung oder zu einer Verlegebahn konfektionierbarer feuchter Ton oder dergleichen verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht trägermateriallos bereitgestellt wird.
Schwimmende Arbeitsbühne (2) zum Aufbringen einer flächigen Schutzschicht auf eine Wasserbegrenzungsfläche (11, 20), insbesondere auf eine Sohle und/oder Böschung einer Wasserstraße, mit einer Bereitstellungsfläche (4) zum Bereitstellen eines Abschnitts der flächigen Schutzschicht und einer Verlegevorrichtung (5) zum Aufbringen des Abschnitts in einer Verle gebahn auf die Wasserbegrenzungsfläche (11, 20), dadurch gekennzeichnet, dass eine Transportvorrichtung zum Transportieren des Abschnitts der Schutzschicht in Richtung auf das wasserbegrenzungsflächenseitige Ende (9) der Verlegevorrichtung (5) vorgesehen ist.
Arbeitsbühne nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung sich entlang der Bereitstellungsfläche (4) und/oder entlang der Verlegevorrichtung (5) erstreckt.
Arbeitsbühne nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung ein Förderband, das die Bereitstellungsfläche (4) oder einen Teil davon bildet, und/oder die Verlegevorrichtung (5) ein Förderband (14) aufweist.
Arbeitsbühne nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebssteuerung vorgesehen ist, die zum Verfahren der Arbeitsbühne (2) mit einer Geschwindigkeit entlang der Verlegebahn ausgestaltet ist, die der Transportgeschwindigkeit entspricht.
Arbeitsbühne nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verlegevorrichtung (5) derart gegenüber der Arbeitsbühne (2) verschwenk-, neig-, anheb- und/oder absenkbar ist, dass sie mit ihrer wasserbegrenzungsflächenseitigen Kante (9) auf der Wasserbegrenzungsfläche (11, 20) aufliegt.
Arbeitsbühne nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitstellungsfläche (4) seitlich an der Arbeitsbühne (2) verschwenkbar befestigt ist.
Arbeitsbühne nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass am wasserbegrenzungsflächigen Ende (9) der Verlegevorrichtung (5) ein Kontaktabschnitt (16) für einen Gleitkontakt mit der Längskante eines bereits verlegten Teils der Schutzschicht vorgesehen ist.
Arbeitsbühne nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass am Kontaktabschnitt (16) ein Drucksensor (19) zum Messen des Gleitkontaktdrucks angeordnet ist.
Arbeitsbühne, insbesondere nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bodenkontaktelement (22) vorgesehen ist, das bei an der Wasseroberfläche schwimmender Arbeitsbühne (2) an die jeweilige Wassertiefe anpassbar ist, um die Wasserbegrenzungsfläche (11) zu kontaktieren und die Arbeitsbühne (2) relativ zur Wasserbegrenzungsfläche (11) zu fixieren.
Arbeitsbühne, nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenkontaktelement (22) einen mit der Arbeitsbühne (2) gekoppelten, insbesondere ein- und ausfahrbaren Ausleger (23), der mittels eines Hydraulik-Zylinders (26) gegenüber der Arbeitsbühne (2) schwenkbar ist, und einen mit dem freien Ende des Auslegers (23) gekoppelten, insbesondere ein- und ausfahrbaren Stiel (24), der mittels eines weiteren Hydraulik-Zylinders (27) gegenüber dem Ausleger (23) schwenkbar ist, umfasst.
Arbeitsbühne, nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenkontaktelement (22) eine Fahrraupe (25) umfasst, die auf die Wasserbegrenzungsfläche (11) aufsetzbar und auf der Wasserbegrenzungsfläche (11) verfahrbar ist, um die Arbeitsbühne (2) gegenüber der Wasserbegrenzungsfläche (11) zu verfahren.
Arbeitsbühne, nach Anspruch 21 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei oder vier Bodenkontaktelemente (22) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander betätigbar sind.
Arbeitsbühne, nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass Bodenkontaktelemente (22) über eine Steuerung derart steuerbar sind, dass die Arbeitsbühne (2) auf der Wasserbegrenzungsfläche (11) schreitet.
Transportvorrichtung für eine Arbeitsbühne nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Bereitstellungsfläche (4) für einen Abschnitt der Schutzschicht sowie Mittel zum Transportieren des Abschnitts umfasst.
Transportvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schwenkbefestigung für eine Verschwenkung ermöglichende Befestigung an der Arbeitsbühne (2) aufweist.
Verlegevorrichtung (5) für eine Arbeitsbühne (2) nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Transportieren eines Abschnitts der Schutzschicht umfasst.
Verlegevorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie Befestigungsmittel aufweist, die ein Verschwenken, Neigen, Absenken und/oder Anheben relativ zur Arbeitsbühne ermöglichen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Transportieren eine antreibbare Rolle (15) und/oder ein Transportband (14) umfassen.
Verfahren und Vorrichungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie anstelle des Aufbringens einer flächigen Schutzschicht zum Abtragen von Material (32) ausgestaltet sind.
Verfahren und Vorrichungen nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch zwei quer zueinander angeordnete Förderbänder, von denen eines schräg gestellt und mit der Wasserbegrenzungsfläche (11) in Kontakt gebracht wird bzw. werden kann.