DE2829493A1

DE2829493A1 - Laying system for underwater concrete - using ultrasonic sensors to control delivery pipe position

Info

Publication number: DE2829493A1
Application number: DE19782829493
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Drozella
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1978-07-05
Filing date: 1978-07-05
Publication date: 1980-01-17

Abstract

System is for laying of underwater concrete from a floating platform (2) moving along a straight line and carrying a concrete delivery pipe which can be moved up and down. The measuring device for the position of the opening of the pipe consists of ultrasonic equipment with several sensors. These measure the depth of the opening from the surface, its depth of immersion in wet concrete, and the thickness of the concrete layer. Concreting failures are reduced and smoothness of the concrete surface improved.

Description

Anordnung zum Einbringen von Unterwasserbeton Arrangement for placing underwater concrete

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Anordnung zum Einbringen von Unterwasserbeton, - mit längs einer Betoniergeraden geführter Arbeitsbühne (z.B. Arbeitsfloß oder auf Randauf lagern verfahrbarer Arbeitsbrücke), mit der Arbeitsbühne zumindest funktionell verbundenem, heb- und senkbarem Betonierrohr und Meßvorrichtung für die Lage der Mündung des Betonierrohres bei den Betonierarbeiten.The invention relates generically to an arrangement for introduction of underwater concrete, - with a working platform guided along a concreting line (e.g. Work raft or movable work bridge on the edge), with the work platform at least functionally connected, raisable and lowerable concreting pipe and measuring device for the position of the mouth of the concreting pipe during concreting work.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Maßnahmen der beschriebenen Gattung wird nur die Eintauchtiefe der Mündung des Betonierrohres in das Wasser gemessen. Es erfolgt keine Messung der Eintauchtiefe der Mündung des Betonierrohres in den eingebrachten, noch nicht erhärteten Beton, und auch keine Messung des Spiegelniveaus des eingebrachten Betons. Folglich können Fehlbetonierungen auftreten. Auch ist nicht sichergestellt, daß eine hinreichend glatte Betonoberfläche entsteht.In the case of the measures of the type described that are known (from practice) only the immersion depth of the mouth of the concreting pipe in the water is measured. There is no measurement of the immersion depth of the mouth of the concreting pipe in the poured, not yet hardened concrete, and no measurement of the mirror level of the poured concrete. As a result, incorrect concreting can occur. Also is it is not ensured that a sufficiently smooth concrete surface is produced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anordnung so weiter auszubilden, daß ohne Schwierigkeiten auch eine genaue Messung der Eintauchtiefe der Mündung des Betonierrohres in den eingebrachten, noch nicht erhärteten Beton und darüber hinaus auch eine Messung des Spiegelniveaus des eingebrachten Betons durchgeführt werden können.The invention is based on the object of a generic arrangement to train so further that an exact measurement of the immersion depth without difficulty the mouth of the concreting pipe in the poured, not yet hardened concrete and also a measurement of the mirror level of the poured concrete can be carried out.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Meßvorrichtung für die Mündung des Betonierrohres als Ultraschallmeßvorrichtung mit mehreren Meßwertgebern ausgeführt ist. Das läßt sich im einzelnen auf verschiedene Weise verwirklichen. Eine dem Baustellenbetrieb angepaßte, funktionssichere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallmeßvorrichtung ausgerüstet ist mit einem Mündungsmeßwertgeber an der Mündung des Betonierrohres, einem ßintauchtiefenmeßwçertgeber für die Eintauchtiefe der Mündung des Betonierrohres in den bereits eingebrachten, noch nicht erhärteten Beton oberhalb der Mündung des Betonierrohres, einem Betonniveaumeßwertgeber an einem mit der Arbeitsbühne verbundenen, bis in den Bereich des herzustellenden Betonspiegelniveaus geführten Betonniveaumeßrohr, wobei die drei Meßwertgeber an einen Komparator angeschlossen sind, und daß das Betonniveaumeßrohr gegenüber der Arbeitsbühne auf- und niederverstellbar sowie mit einem Meßhorizont für eine Laserlichtebene versehen ist, deren Laserstrahlgeber auf einem vorgegebenen Niveau fest aufgestellt ist und den Arbeitsbereich überstreicht. Mach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß sowohl das Betonniveaumeßrohr als auch das Betonierrohr an der Arbeitsbühne befestigt und geführt sind. Der Komparator kann eine Einrichtung zur automatischen Verstellung des Betonierrohres steuern.To solve this problem, the invention teaches that the measuring device for the mouth of the concreting pipe as an ultrasonic measuring device with several transducers is executed. This can be done in different ways. A functionally reliable embodiment adapted to the construction site operation is thereby characterized in that the ultrasonic measuring device is equipped with a muzzle sensor at the mouth of the concreting pipe, an immersion depth transmitter for the immersion depth of the mouth of the concreting pipe in the already inserted, not yet hardened concrete above the mouth of the concreting pipe, a concrete level transducer at one connected to the work platform, up to the area of the to be produced Concrete level guided concrete level measuring tube, with the three transducers on a comparator are connected, and that the concrete level measuring tube opposite the Working platform adjustable up and down and with a measuring horizon for a laser light level is provided, the laser beam generator set up on a predetermined level and sweeps over the work area. Mach a preferred embodiment of the invention the arrangement is made so that both the concrete level measuring tube and the concreting tube are attached to the work platform and guided. The comparator can be a device for automatic adjustment of the concreting pipe.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallmeßvorrichtung ausgerüstet ist mit einem Müfldungsmeßwertgeber an der Mündung des Betonierrohres, einem Eintauchtiefenr,leßwertgeber für die Eintauchtiefe der Mündung des Betonierrohres in den bereits eingebrachten, noch nicht erhärteten Beton oberhalb der zündung des Betonierrohres und daß das Betonierrohr zugleich als Betonniveaumeßrohr eingesetzt und dazu mit einer Eintauchtiefenmeßvorrichtung ausgerüstet ist. Hier kann die Eintauchtiefenmeßvorrichtung für das Betonierrohr ebenfalls eine Laserlichtebene aufweisen, deren laserstrahlgeber auf vorgegebenem Niveau fest aufgestellt ist und den Arbeitsbereich überstreicht und der ein Meßhorizont am Betonierrohr zugeordnet ist.Another embodiment of the invention is characterized in that that the ultrasonic measuring device is equipped with a fatigue measuring transducer at the mouth of the concreting pipe, an immersion depth sensor for the immersion depth of the mouth of the concreting pipe in the already inserted, not yet hardened concrete above the ignition of the concreting pipe and that the Concrete pipe used at the same time as a concrete level measuring pipe and for this purpose with an immersion depth measuring device is equipped. The immersion depth measuring device for the concreting pipe can be used here also have a laser light plane, the laser beam generator on a predetermined Level is firmly established and sweeps over the work area and a measurement horizon is assigned to the pouring pipe.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind die Meßwertgeber stets Ultraschallköpfe von Ultraschallmeßgeräten, wie sie z.B. oder ähnlich bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung eingesetzt sind. Die Ultraschallköpfe werden dabei z.B. abwechselnd auf Senden und Empfangen geschaltet, d.h. abwechselnd mit dem Sender bzw. dem Empfänger des Ultraschallmeßgerätes verbunden. Sie emittieren Ultraschallimpulse, die sich im Wasser bzw. im Beton ausbreiten, an Grenzflächen eine Reflektion und im Wasser bzw. im Beton eine mehr oder weniger intensive und im Wasser einerseits bzw. im Beton andererseits auch unterschiedliche Absorption ihrer Ultraschallenergie erfahren. Das entspricht der üblichen Ultraschallmeßtechnik und bedarf insoweit im einzelnen nicht der Beschreibung. Das erlaubt im übrigen ohne weiteres die Durchführung der im Rahmen der Erfindungsaufgabe erforderlichen rdessung, so daß die Funktionsstellungen a) Betonniveauspiegel hat die Betonniveausonde nicht erreicht oder erreicht, b) Betonniveauspiegel hat den Mündungsmeßwertgeber erreicht oder nicht erreicht, c) zetonniveauspiegel hat den Eintauchtiefenmeßwertgeber nicht erreicht oder erreicht feststellbar sind. Nach diesen Werten kann dann das Betonierrohr verfahren werden. Im Rahmen der Funktionsstellung a) ist die Anordnung im ganzen Arbeitsbereich bereit, wenn der Betsnniveauspiegel den Betonnieveaumeßgeber noch nicht erreicht hat.In the arrangement according to the invention, the transducers are always ultrasound heads of ultrasonic measuring devices, such as those used in non-destructive material testing, for example are used. For example, the ultrasound heads are alternately set to send and Receiving switched, i.e. alternating with the transmitter or the receiver of the ultrasonic measuring device tied together. They emit ultrasonic impulses that propagate in the water or in the concrete, a reflection at interfaces and a more or less in water or in concrete intense and different in water on the one hand and in concrete on the other hand Experience absorption of their ultrasonic energy. This corresponds to the usual ultrasonic measuring technology and in this respect does not need to be described in detail. Incidentally, that allows without further ado, the implementation of the tasks required within the scope of the invention rdessung so that the functional positions a) Has concrete level the concrete level probe does not or does not reach, b) the concrete level has the Muzzle transducer reached or not reached, c) zeton level has the Immersion depth transducer has not been reached or has been reached. To The concreting pipe can then be moved with these values. As part of the functional position a) The arrangement is ready in the entire work area when the level mirror has not yet reached the concrete level sensor.

Erreicht der Betonniveauspiegel den Betonniveaumeßwertgeber, so hat die Oberfläche des Betons den vorgegebenen Wert erreicht uni die Betonierarbeiten müssen an dieser Stelle unterbrochen werden, um entsprechend der Betoniergeraden an anderer Stelle fortgeführt zu werden. Im Rahmen der Funktionsstellung b) arbeitet das Betonierrohr ordnungsgemäß, wenn der Beton niveauspiegel den Nündungsmeßwertgeber überschritten hat. Hat er ihn nur geradef erreicht oder befindet er sich darunter, so muß das Betonierrohr weiter abgesenkt werden. Im Rahmen der Funktionsstellung c) arbeitet das Betonierrnhr ordnungsgemäß, wenn der Betonniveauspiegel den B'intauohticfenmeßwertgeber noch nicht erreicht hat. Das Betonierrohr muß jedoch gehoben werden, wenn der Betonniveauspiegel den Eintauchtiefenmeßwertgeber erreicht. Zusätzlich kann der Komparator so eingerichtet sein, daß er das Dämpfungsmaß eines jeden Meßwertgebers feststellt.If the concrete level reaches the concrete level transmitter, then has the surface of the concrete reaches the specified value and the concreting work must be interrupted at this point in order to correspond to the concreting line to be continued elsewhere. In the context of functional position b) works the concreting pipe properly when the concrete level is the sensor has exceeded. Has it only just reached it or is it below it, so the concreting pipe must be lowered further. As part of the functional position c) the concreting pipe is working properly if the concrete level level has the sensor has not yet reached. However, the concreting pipe must be lifted when the concrete level reaches the immersion depth sensor. In addition, the comparator can be set up in this way be that it determines the attenuation level of each transducer.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung im Einsatz, Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 aus Richtung des einfallenden Laserstrahls, Fig. 3 den Komparator aus dem Gegenstand der Fig. 1 und Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.In the following the invention is based on only one embodiment Illustrative drawing explained in more detail. It show in a schematic representation 1 shows the side view of an arrangement according to the invention in use, FIG. 2 in compared to FIG. 1, enlarged scale, a view of the object of FIG. 1 from the direction of the incident laser beam, FIG. 3 the comparator from the object 1 and 4 show another embodiment of an arrangement according to the invention.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Anordnung dient zum einbringen von Unterwasserbeton 1. - Zur Anordnung gehören zunächst eine längs einer Betoniergeraden geführte Arbeitsbühne 2, ein mit der Arbeitsbühne 2 zumindest funktionell verblndenes, heb- und senkbares Betonierrohr 3 und eine Meßvorrichtung 4 für die Mündung 5 des Betonierrohres 3.The arrangement shown in Figures 1 to 3 is used to introduce of underwater concrete 1. - The arrangement initially includes one along a concreting line guided work platform 2, one that blends at least functionally with the work platform 2, raisable and lowerable concrete pipe 3 and a measuring device 4 for the mouth 5 of the Concreting pipe 3.

in Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Arbeitsbühne 2 uic ein Arbeitsfloß, welches längs eines längs der Betoniergeraden gespannten Stahlseiles 6 oder dergleichen verschiebbar ist. Man könnte aber auch mit einer an Randauflagern verfahrbaren Arbeitsbrücke arbeiten.in the exemplary embodiment it is the work platform 2 uic a work raft, which is stretched along a steel cable along the concreting line 6 or the like is displaceable. But you could also use one at the edge movable working bridge work.

Die fjeßvorrichtung 4 für die Mündung 5 des Betonierrohres 3 ist in besonderer Weise eingerichtet, nämlich als Ultraschallme ßvor richtung mit mehreren Meßwertgebern. Man erkennt in Fig. 1 einen Mündungsmeßwertgeber 7 an der Mündung 5 des Betonierrohres 3, einen Eintauchtiefenmeßwertgeber 8 für die Eintauchtiefe T der Mündung 5 des Betonierrohres 3 in den bereits eingebrachten, aber noch nicht erhärteten Beton 1 oberhalb der Mündung 5 des Betonierrohres 3 und einen Betonniveaumeßwertgeber 9 an einem mit der Arbeitsbühne 2 verbundenen, bis in den Bereich des herzustellenden Betonniveaus 10 geführten Betonniveaumeßrohr 11.The fjeßvorrichtung 4 for the mouth 5 of the concreting pipe 3 is in set up in a special way, namely as ultrasound measuring device with several Transducers. One recognizes in Fig. 1 a Mündungsmeßwertgeber 7 at the muzzle 5 of the concreting pipe 3, an immersion depth sensor 8 for the immersion depth T of the mouth 5 of the concreting pipe 3 in the already introduced, but not yet hardened concrete 1 above the mouth 5 of the concreting pipe 3 and a concrete level transducer 9 at one connected to the working platform 2, up to the area of the to be produced Concrete level 10 guided concrete level measuring tube 11.

Die drei Meßwertgeber 7, 8, 9 gehören zu einem Ultraschallmeßgerät 12 und sind an einen Komparator 1, angeschlossen.The three transducers 7, 8, 9 belong to an ultrasonic measuring device 12 and are connected to a comparator 1.

Gemaß Fig. 3 besteht das Ultraschallmeßgerät 12 aus zwei Ultraschalleinheiten 14 und 15 und dem mittig zwischen diesen beiden Ultraschalleinheiten 14, 15 angeordneten Komparator 13 mit Anzeigegeräten 16.According to FIG. 3, the ultrasonic measuring device 12 consists of two ultrasonic units 14 and 15 and the one arranged centrally between these two ultrasonic units 14, 15 Comparator 13 with display devices 16.

Das Betonniveaumeßrohr 11 ist gegenüber der Arbeitsbühne 2 auf- und niederverstellbar. Es ist im übrigen mit einem Meßhorizont 17 für eine Laserlichtebene 18 versehen, der insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist. Der zugeordnete Laserstrahlgeber 19 ist auf vorgegebenem Niveau fest aufgestellt und überstreicht den Arbeitsbereich, ein Reflektor auf der gleichsam anderen Seite kann zugeordnet sein. Im allgemeinen wird man sowohl das Betonniveaumeßrohr 11 als auch das Betonierrohr 3 an der gleichen Arbeitsbühne 2, in der beschriebenen Weise verstellbar, anbringen. Der Komparator 13 kann eine Einrichtunp; 20 zur automatischen Verstellung des Betonierrohres 3 steuern.The concrete level measuring tube 11 is opposite the working platform 2 and up adjustable down. It is moreover with a measuring horizon 17 for a laser light plane 18, which can be seen in particular in FIG. The assigned laser beam generator 19 is permanently set up at the specified level and sweeps over the work area, a reflector on the other side, as it were, can be assigned. In general you will have both the concrete level measuring tube 11 and the concreting tube 3 on the same Attach working platform 2, adjustable in the manner described. The comparator 13 can be a Einrichtunp; 20 for the automatic adjustment of the concreting pipe 3 steer.

Im Ergebnis lassen sich die folgenden Funktionsstellungen festhalten: a) Betonniveauspiegel hat den Betonniveaumeßwertgeber 9 nicht erreicht oder erreicht, b) Betonniveauspiegel hat den Nündungsmeßwertgeber 7 erreicht oder nicht erreicht, c) Betonniveauspiegel hat den Eintauchtiefenmeßwertgeber 8 nicht erreicht oder erreicht.As a result, the following functional positions can be recorded: a) Concrete level has not reached or reached the concrete level transmitter 9, b) Concrete level has reached or not reached the orientation sensor 7, c) Concrete level has not reached or reached the immersion depth sensor 8.

Diese Funktionsstellungen erlauben es, wie bereits angegeben, ohne weiteres, beim Einbringen des Unterwasserbetons 1 sowohl die Eintauchtiefe T der Mündung 5 des Betonierrohres 3 in den schon eingebrachten, noch nicht erhärteten Beton 1 als auch das Betonspiegelniveau genau zu messen. Sollten dennoch in der Betonoberfläche Unebenheiten bleiben, so sind sie so gering, daß sie mit Hilfe von Glättbohlen, Rüttelbohlen oder dergleichen, die über die hergestellte Betonoberfläche gezogen werden ohne weiteres vollständig geglättet werden können.As already stated, these functional positions allow without further, when introducing the underwater concrete 1, both the immersion depth T of Mouth 5 of the concreting pipe 3 in the already introduced, not yet hardened Measure concrete 1 as well as the concrete level exactly. Should still be in the Concrete surface bumps remain, so they are so small that they can with the help of Smoothing screeds, vibrating screeds or the like, which over the produced concrete surface can be drawn easily and completely smoothed.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung fehlt ein besonderes Betonniveaumeßrohr. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Ultraschallmeßvorrichtung ausgerüstet ist mit einem Mündungsmeßwertgeber 7 an der Mündung 5 des Betonierrohres 3, einem Eintauchtiefenmeßwertgeber 8 für die Eintauchtiefe T der Mündung 5 des Betonierrohres 3 in den bereits eingebrachten, noch nicht erhärteten Beton 1 oberhalb-der Mündung 5 des Betonierrohres 3 und daß das Betonierrohr 3 zugleich als Betonniveaumeßrohr eingesetzt und dazu mit einer Eintauchtiefenmeßvorrichtung ausgerüstet ist. Dabei weist im Ausführungsbeispiel die Eintauchtiefenmeßvorrichtung für das Betonierrohr 3 ebenfalls eine Laserlichtebene 18 auf, deren Laserstrahlgeber 19 auf vorgegebenem Niveau aufgestellt ist und den Arbeitsbereich überstreicht, - wobei dieser Laserlichtebene 18 ein tteßhorizont 17 am Betonierrohr 3 zugeordnet ist. Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen bedarf die Funktionsweise der Anordnung nach Fig. 4 nicht der besonderen Behandlung.In the arrangement shown in Fig. 4, a special concrete level measuring tube is missing. The arrangement is such that the ultrasonic measuring device is equipped with a mouth sensor 7 at the mouth 5 of the concreting pipe 3, an immersion depth sensor 8 for the immersion depth T of the mouth 5 of the concreting pipe 3 in the already introduced, not yet hardened concrete 1 above the mouth 5 of the concreting pipe 3 and that the concreting pipe 3 used at the same time as a concrete level measuring tube and with a Immersion depth measuring device is equipped. It has in the exemplary embodiment the immersion depth measuring device for the concreting pipe 3 also has a laser light plane 18, the laser beam generator 19 is set up at a predetermined level and the Work area sweeps over, - with this laser light plane 18 a tteßhorizont 17 is assigned to the concreting pipe 3. Under consideration of The operation of the arrangement according to FIG. 4 does not require the above statements special treatment.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1.) Arrangement for placing underwater concrete, - with a working platform guided along a concreting line with the working platform at least functionally connected, raisable and lowerable concreting pipe and measuring device for the The opening of the concreting pipe, that is, that the Measuring device (4) for the mouth (5) of the concreting pipe ()) as an ultrasonic llme ßvorr richtung is designed with several transducers (7> 8, 9).

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the ultrasonic measuring device is equipped with a mouth sensor (7) at the mouth (5) of the concreting pipe (3), an immersion depth sensor (8) for the depth (T) of the mouth (5) of the concreting pipe (5) in the already introduced, not yet hardened concrete (1) Above the mouth (5) of the concreting pipe a concrete level transducer (9) on one of the working platform (2) connected to the area to be produced Concrete level level guided concrete level measuring tube (11), where the three transducers (7, 8, 9) are connected to a comparator (1>), and that the concrete level measuring tube (11) can be adjusted up and down with respect to the working platform (2) and is provided with a measuring horizon (17) for a laser light plane (18) whose The laser beam generator (19) is permanently set up at a predetermined level and the work area strokes.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that both the Concrete level measuring tube (11) and the concreting tube (3) attached to the working platform (2) are.

4. Arrangement according to one of claims 2 or §, characterized in that that the comparator (13) has a device (20) for the automatic adjustment of the Concreting pipe (,) controls.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the ultrasonic measuring device is equipped with a mouth sensor (7) at the mouth (5) of the concreting pipe (3), an immersion depth sensor (8) for the immersion depth (T) of the mouth (5) of the concreting pipe (5) in the already introduced, not yet hardened concrete (1) above the mouth (5) of the concreting pipe (3) and that this Concreting pipe ()) is also used as a concrete level measuring pipe and for this purpose with an immersion depth measuring device is equipped.

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the immersion depth measuring device for the concreting pipe (3) has a laser light plane (18) whose laser beam generator (19) is firmly set up at the specified level and sweeps over the work area, and which is assigned a measuring horizon (17) on the concreting pipe ()).