EP1270824A2 - Herstellung einer Unterwasserwand - Google Patents

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EP1270824A2
EP1270824A2 EP02012826A EP02012826A EP1270824A2 EP 1270824 A2 EP1270824 A2 EP 1270824A2 EP 02012826 A EP02012826 A EP 02012826A EP 02012826 A EP02012826 A EP 02012826A EP 1270824 A2 EP1270824 A2 EP 1270824A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screed
underwater
positioning system
global positioning
guide device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02012826A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1270824A3 (de
EP1270824B1 (de
Inventor
Jörg Ricklefs
Hans Kahle
Joachim Waedt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F+Z Bau GmbH
Original Assignee
F+Z Bau GmbH
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Publication date
Application filed by F+Z Bau GmbH filed Critical F+Z Bau GmbH
Publication of EP1270824A2 publication Critical patent/EP1270824A2/de
Publication of EP1270824A3 publication Critical patent/EP1270824A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1270824B1 publication Critical patent/EP1270824B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00—Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for making an underwater wall from single, along their longitudinal edges connected planks, with a movable, the screed leading screed guide device, and a screed guide device.
  • the invention is based on the object, the production of Underwater walls to facilitate.
  • the screed guide device to control a global positioning system having.
  • This global positioning system allows, at a submerged installation to dispense with a diving operation.
  • the global positioning system has a satellite-based Positioning part and an inclinometer chain on, with which the position of a Gurklerfußes relative to the head of the screed guide device can be determined. While the satellite-based positioning part the position the head of the screed guide device determines serves the inclinometer chain to twist the screed guide device to compensate, which by load or in flowing waters by the water pressure can arise.
  • the precision of the device according to the invention is increased, when the satellite-based positioning member has a first Receiver for determining the center of the head of the Screed guide device and a second receiver for Determination of the directional sector of the screed guide device having.
  • the Telklerfuß it is possible the Switzerland-based positioning member with an accuracy of plus / minus 2.5 cm to the desired coordinates.
  • the screed guide device to arrange on a swimming platform. Although one seems swimming platform at first glance an inappropriate means to be, over days and weeks in continuous progress It has, however, built an underwater wall shown that when using a screed guide device with Global Positioning System such a precise Positioning of the screed foot is possible that even one Temporarily removing the device from the construction site is possible.
  • the screed guide device at least one Ultrasonic sensor and / or at least one inductive proximity switch to arrange. These sensors give beyond that an experienced equipment operator additionally safety when using his construction machine.
  • the advantages of the invention result in every screed guide device with a Global Positioning System. Therefore, for such a screed guide device also independent of the device of the claim 1 protection sought.
  • the method according to the invention is characterized that at least the position of the first plank by means of a Global Positioning System is detected and stored, whereby a diving operation is omitted in the underwater mounting.
  • a first screed is attached to one using the Global Positioning System certain place at least partially in lowered the ground, preferably shaking the screed or is rammed. Then the leader becomes the device moved and then it becomes a second Bohle attached to the first board and turn at least partially lowered into the ground. Preferably find while planks use, on which corresponding planks locks are formed, which a sliding into each other Allow longitudinal direction of the planks. The orientation of the second and each other Bohle takes place by means of Global positioning system of the device, so that an exact Positioning of the underwater wall is possible.
  • the device for manufacturing to remove the underwater wall from the construction site for example, to let ship traffic pass is it readily possible to build on the underwater wall continue without using divers.
  • the device can easily due to stored position data of the last installed screed using the Global Positioning System be brought back to the construction site.
  • FIGS. 1 to 3 each show an overall view preferred embodiment of the device according to the invention 10 for the production of an underwater wall.
  • the device 10 has as a base a swimming platform 12, which is independently buoyant.
  • the swimming platform 12 is equipped with movable supports 14, with which the swimming platform 12 can be anchored in the ground 16.
  • the supports 14 allow the floating platform 12 from the To raise water, so that a tidal or flood-related Change of the water level 18 without influence for a remains to be performed with the floating platform 12 task.
  • a crane device 20th and a ram 22 On the floating platform 12 are a crane device 20th and a ram 22, which - as shown in FIG. 3 by dashed lines Lines shown - on the floating platform 12 are movable.
  • the ram 22 has a broker 24, which according to Art a lattice mast is formed and serves with the Device 10 to be installed planks 26 to their intended To promote position. These are at the leader Guide element 28 (see also Fig. 8, 9) and a movable Headpiece 30 (see also Fig. 10, 11) arranged.
  • the Headpiece 30 may preferably consist of a ram.
  • the guide member 28 and the head piece 30 are on the Gurkler 24 guided vertically movable, including the Gurkler guide rails 32 identifies.
  • the guide element 28 and the head piece 30 are each provided with separate pull ropes 34, 36 operated.
  • the head piece 30 has gripping tongs 38, with which to be installed planks 26 are used.
  • the guide shoe 44 is shown in detail in FIGS. 5 to 7 and is additionally explained by FIG. He points two mutually parallel guide plates 48th on, at its lower end outward wedge-shaped Guide surfaces 50 have, with which the guide shoe 44 when descending the Switzerlandklers 24 exactly above a already created section of an underwater wall 52 positionable is. By means of a clamping device 54 can the guide shoe 44 against the already established section the underwater wall 52 are locked.
  • a Global positioning system on, with the evaluation device 60 for these antennas 58 in the immediate vicinity arranged the antennas 58 and connected to a process computer is.
  • the process computer (not shown) is located preferably in a furnished on the floating platform 12 Control center 62.
  • inclinometer sensors 66 whose signals via a Data line or transmitted via radio are preferred Lüaufsacrificing, which in one or more Axes determine the inclination of the leader 24 to the vertical, then the relative position of the Gurklerfußes 42 to determine the antennas 58.
  • inclinometer sensors 66 which for tilt determination the Using gravity, inclinometer sensors are also which with the help of strain gauges a Determine deformation of the leader 24 and above an evaluation and localization allow.
  • the broker 24 with the associated adjusting devices, the guide member 28, the head piece 30 and the guide shoe 44 form together with the Global Positioning System a preferred embodiment of an inventive Bohlen guide device.
  • the leader 24 ultrasonic sensors 70 and an underwater camera 72 arranged.
  • the Ultrasonic sensors 70 touch the profile of the already built Underwater wall 52 on “mountain and valley” off and allow thus finding the exact end position of Last already installed screed 26.
  • the ultrasonic sensors 70 and the underwater camera 72 are below the Gurklerfußes 42 and to this side arranged offset, wherein the underwater camera 72 in Progress direction (arrow D in Fig. 4) in front of the Gurklerfuß 42 is located.
  • the ultrasonic sensors 70 and the underwater camera 72 allow it, the Telklerfront exactly, that is to a millimeter at the end of an already built Portion of an underwater wall 52 to position. This also applies if it is after leaving the construction site should be required, with the broker 24 the end of a already built section of the underwater wall 52 again to find. This is all the more surprising when you consider that with the broker 24 in large water depths > 5m, often even> 15m can be worked, where to take into account that, despite currents or poor visibility does not affect the precision of the work becomes.
  • a measured value renewal time of T DAT 0.2 sec ensures dynamic positioning.
  • planks sink into the ground are, as a database on a computer of the invention Device deposited.
  • This calculator points as visualization device a display and a documentation part and he serves the tug driver at the Swim in the floating platform, which is designed as a jack-up platform is, as well as the leader of the ram in positioning of the Gurklerfußes.
  • the user interface is graphical Built elements, the running in the computer Program by touching these graphic elements controlled on a touchscream.
  • the approach of the desired coordinate is divided into two steps. First, a tug brings in association with the floating platform the Gurkler scholar in a fixed Tolerance space parallel to the pile axis on the target coordinate. Subsequently, by fine positioning of the Gurklerfuß by moving and tilting the ram to the desired coordinate set.
  • the legs of the Lifting platform After reaching the target position, the legs of the Lifting platform set to ground, after which the working level of the deck is determined by lifting it. It is it is possible that the floating platform drifts when the Underground bumps or different strengths should have.
  • the adjustment of the leader should be normal to the plane the underwater wall to be built no more than 50 cm be. The distance along the plane of the building Underwater wall can be corrected by moving the ram become.
  • the driver of the ram can bring the broker down and during the immersion heading for the destination coordinate.
  • the position of the pile driver on the now no longer floating, but a lifting platform performing swim platform is here preferably at one end of the longitudinal side of the floating platform. This allows the entire length of the swimming platform at a length of the swimming platform of about 40 meters in working direction 15 to 16 planks without Implementing the swimming platform to be rammed.
  • the Camera and the distance sensors put into operation.
  • the Camera image leaves it through the exposure regulation, the motorized actuator and by the focal length adjustments almost an all-round view.
  • On a monitor can thereby the lock guide, the threading into the screed lock and the relative altitude consecutive Screeds are checked.
  • Staggered proximity switches show the progress when placing on an already rammed plank.
  • the optionally operating ultrasonic sensors touch this Profile of the already rammed wall on mountain and valley can thus reflect the position along the ramming axis.
  • the ram driver sets the guide shoe on the last rammed plank on. This happens with a jig that is conical with three molded coupling points on the head of the profile touches.
  • An attached to the ram plank has a defined Distance to this setting device, which after coupling of the guide shoe a secure connection of the attached Bohle is ensured with the last rammed plank.
  • the newly rammed plank can then be lowered be sure and thread in the plank lock.
  • this Process recognizes the rammer on his display each current deviation from the nominal coordinate in all three axes and he receives more information about the inclination of the Switzerlandlers, about the displacement of the leader by a possible Bending under dead load or by the flow possibly flowing water.
  • the preselected target coordinate of the screed to be rammed is reached, this is indicated on the rammer driver's display.
  • the camera To protect the equipment used, the camera, any lighting equipment and the sensors switched off and the piling begins. After graduation the ramming becomes the result of ramming actual position of the last screed saved which then saved as a new target coordinate for the guide shoe becomes. Should the guide shoe of the already rammed underwater wall must be removed, for example if the swim platform in the meantime should be used in another application, stands one precise target coordinate available.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren zur Herstellung einer Unterwasserwand (52) aus einzelnen, entlang ihrer Längskanten verbundenen Bohlen (26), mit einer verfahrbaren, die Bohle führenden Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30,44), sowie eine Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44). Um die Herstellung von Unterwasserwänden (52) zu erleichtern, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) zur Steuerung ein Global-Positioning-System (58, 60, 64) aufweist, um eine Unterwassermontage ohne Tauchereinsatz zu ermöglichen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Unterwasserwand aus einzelnen, entlang ihrer Längskanten verbundenen Bohlen, mit einer verfahrbaren, die Bohle führenden Bohlenführungsvorrichtung, sowie eine Bohlenführungsvorrichtung.
In der Spezialtiefbautechnik sehen sich Tiefbauunternehmen häufig der Notwendigkeit gegenüber, unter Wasser, zum Teil in Tiefen größer als 5 Meter, Wände zu errichten. Ein aus der Praxis bekanntes Verfahren erfordert den Einsatz von Tauchern, welche miteinander zu verbindende Bohlen unter Wasser derart zueinander positionieren, daß die Versenkung der Bohlen im Untergrund eine Unterwasserwand ergibt.
Aus der Bohrtechnik (DE 198 37 546 A1) ist bekannt, die Ausrichtung und den Verlauf eines Bohrgestänges mit Hilfe von Inklinometersensoren, einer sogenannten Inklinometerkette zu bestimmen. Ferner sind aus DE 43 00 074 C2 eine Vorrichtung zur Signal- und Datenübertragung für Steuerungen und für Überwachungen von Unterwasser-Ramm-Trenn- oder dergleichen Arbeitsgeräten und aus DE 70 08 630 U1 eine fahrbare Rammvorrichtung bekannt.
Der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Herstellung von Unterwasserwänden zu erleichtern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 7 bzw. 8.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Bohlenführungsvorrichtung zur Steuerung ein Global-Positioning-System aufweist. Dieses Global-Positioning-System erlaubt es, bei einer Unterwassermontage auf einen Tauchereinsatz zu verzichten.
Vorzugsweise weist das Global-Positioning-System einen satelitengestützten Positionierteil und eine Inklinometerkette auf, mit welcher die Position eines Mäklerfußes relativ zum Kopf der Bohlenführungsvorrichtung bestimmbar ist. Während der satelitengestützte Positionierteil die Position des Kopfes der Bohlenführungsvorrichtung bestimmt, dient die Inklinometerkette dazu, Verwindungen der Bohlenführungsvorrichtung zu kompensieren, welche durch Lasteinwirkung oder in strömenden Gewässern durch den Wasserdruck entstehen können.
Die Präzision der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erhöht, wenn der satelitengestützte Positionierteil einen ersten Empfänger zur Bestimmung des Zentrums des Kopfes der Bohlenführungsvorrichtung und einen zweiten Empfänger zur Bestimmung des Richtungssektors der Bohlenführungsvorrichtung aufweist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, den Mäklerfuß mit einer Genauigkeit von plus/minus 2,5 cm auf die Sollkoordinaten zu positionieren.
Besonders vorteilhaft ist es, die Bohlenführungsvorrichtung auf einer Schwimmplattform anzuordnen. Zwar scheint eine Schwimmplattform auf den ersten Blick ein ungeeignetes Mittel zu sein, über Tage und Wochen im kontinuierlichen Fortschritt eine Unterwasserwand zu errichten, es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Verwendung einer Bohlenführungsvorrichtung mit Global-Positioning-System eine derart präzise Positionierung des Bohlenfußes möglich ist, daß sogar ein vorübergehendes Entfernen der Vorrichtung von der Baustelle möglich ist.
Um höchste Sicherheitsanforderungen bei der Erstellung einer Unterwasserwand erfüllen und um Bau- und Montageprotokolle erstellen zu können, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, im Bereich des Mäklerfußes der Bohlenführungsvorrichtung eine Unterwasserkamera anzuordnen. Eine solche Unterwasserkamera erlaubt es, parallel zu der Positionierung des Bohlenfußes mit der Bohlenführungsvorrichtung eine optische Kontrolle und ggf. Korrekturen durchführen zu können. Ferner können sich mit der Herstellung der Unterwasserwand befaßte Personen durch die Unterwasserkamera sofort davon überzeugen, daß die Montage einwandfrei verläuft.
Um eine weitere Arbeitserleichterung zu erreichen und ggf. bei einer vorübergehenden Verminderung der Präzision des Global-Positioning-Systems den Einsatz der Vorrichtung gewährleisten zu können, ist es vorteilhaft, im Bereich des Mäklers der Bohlenführungsvorrichtung mindestens einen Ultraschalsensor und/oder mindestens einen induktiven Nährungsschalter anzuordnen. Diese Sensoren geben darüber hinaus einen erfahrenen Geräteführer zusätzlich Sicherheit beim Einsatz seiner Baumaschine.
Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich die erfindungsgemäßen Vorteile bei jeder Bohlenführungsvorrichtung mit einem Global-Positioning-System. Daher wird für eine solche Bohlenführungsvorrichtung auch unabhängig von der Vorrichtung des Anspruchs 1 Schutz begehrt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens die Position der ersten Bohle mittels eines Global-Positioning-Systems ermittelt und gespeichert wird, wodurch ein Tauchereinsatz bei der Unterwassermontage entfällt.
Das Verfahren läuft wie folgt ab:
Zunächst wird eine erste Bohle an einer mit dem Global-Positioning-System bestimmten Stelle mindestens teilweise in den Untergrund gesenkt, wobei vorzugsweise die Bohle eingerüttelt oder eingerammt wird. Anschließend wird der Mäkler der Vorrichtung verfahren und es wird dann eine zweite Bohle an die erste Bohle angesetzt und wiederum mindestens teilweise in den Untergrund gesenkt. Vorzugsweise finden dabei Bohlen Verwendung, an denen korrespondierende Bohlenschlößer ausgebildet sind, welche ein Ineinandergleiten in Längsrichtung der Bohlen erlauben. Die Ausrichtung der zweiten und jeder weiteren Bohle erfolgt dabei mittels des Global-Positioning-Systems der Vorrichtung, so daß eine exakte Positionierung der Unterwasserwand möglich ist.
Sollte es erforderlich sein, die Vorrichtung zur Herstellung der Unterwasserwand von der Baustelle zu entfernen, beispielsweise um Schiffsverkehr passieren zu lassen, ist es ohne weiteres möglich, den Bau an der Unterwasserwand fortzusetzen, ohne Taucher einzusetzen. Die Vorrichtung kann problemlos aufgrund gespeicherter Positionsdaten der letzten verbauten Bohle unter Einsatz des Global-Positioning-Systems wieder an die Baustelle herangeführt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1
eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht auf die Längsseite,
Fig. 2
die erfindungsgemäße Vorrichtung in Fig. 1 in einer Ansicht auf die Querseite,
Fig. 3
die erfindungsgemäße Vorrichtung in den Figuren 1 und 2 in einer Ansicht von oben,
Fig. 4
eine Prinzipskizze eines Mäklers in einer Ansicht von oben,
Fig. 5
den Mäkler in Figur 4 mit einem daran angeordneten Führungsschuh in einer ersten Seitenansicht,
Fig. 6
den Mäkler in den Figuren 4 und 5 in einer Ansicht von oben,
Fig. 7
den Mäkler in den Figuren 4 bis 6 in einer zu der Ansicht in Fig. 6 um 90 Grad gedrehten Ansicht von der Seite,
Fig. 8
ein an dem Mäkler angeordnetes Führungselement in einer Seitenansicht,
Fig. 9
das in Fig. 8 gezeigte Führungselement in einer Ansicht von oben,
Fig. 10
ein verfahrbares Kopfstück des Mäklers in einer Ansicht von der Seite,
Fig. 11
das in Fig. 10 gezeigte Kopfstück in einer Ansicht von oben, und
Fig. 12
zwei miteinander verbundene Spuntwandbohlenprofile.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils in einer Gesamtansicht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Herstellung einer Unterwasserwand. Die Vorrichtung 10 weist als Basis eine Schwimmplattform 12 auf, welche selbständig schwimmfähig ist. Die Schwimmplattform 12 ist mit verfahrbaren Stützen 14 bestückt, mit welchen die Schwimmplattform 12 im Untergrund 16 verankert werden kann. Die Stützen 14 erlauben es, die Schwimmplattform 12 aus dem Wasser zu heben, so daß eine gezeiten- oder hochwasserbedingte Änderung des Wasserspiegels 18 ohne Einfluß für eine mit der Schwimmplattform 12 durchzuführende Aufgabe bleibt.
Auf der Schwimmplattform 12 sind eine Kranvorrichtung 20 und eine Ramme 22 angeordnet, die - wie in Fig. 3 durch gestrichelte Linien dargestellt - auf der Schwimmplattform 12 verfahrbar sind.
Die Ramme 22 weist einen Mäkler 24 auf, welcher nach Art eines Gittermastes ausgebildet ist und dazu dient, mit der Vorrichtung 10 zu verbauende Bohlen 26 an die ihnen zugedachte Position zu fördern. Dazu sind an dem Mäkler ein Führungselement 28 (siehe auch Fig. 8, 9) und ein verfahrbares Kopfstück 30 (siehe auch Fig. 10, 11) angeordnet. Das Kopfstück 30 kann vorzugsweise aus einem Rammbär bestehen.
Das Führungselement 28 und das Kopfstück 30 sind an dem Mäkler 24 in Höhenrichtung verfahrbar geführt, wozu der Mäkler Führungsschienen 32 ausweist. Das Führungselement 28 und das Kopfstück 30 werden jeweils mit separaten Zugseilen 34, 36 betätigt. Das Kopfstück 30 weist Greifzangen 38 auf, mit welchen zu verbauende Bohlen 26 gegriffen werden.
Der Mäkler 24, der in Höhenrichtung verfahrbar an einem Raupenfahrzeug 40 der Ramme 22 befestigt ist, weist an seinem unteren Ende, dem sogenannten Mäklerfuß 42, einen Führungsschuh 44 auf, welcher dazu dient, den Mäkler 24 während einer Baumaßnahme derart exakt zu positionieren, daß zu verbauende Bohlen 26 mit ihren Bohlenschlössern 46 (siehe Fig. 12) exakt ineinander greifen.
Der Führungsschuh 44 ist in den Fig. 5 bis 7 im Detail gezeigt und wird zusätzlich durch Fig. 4 erläutert. Er weist zwei zueinander parallel verlaufende Führungsplatten 48 auf, die an ihrem unteren Ende nach außen verlaufende keilförmige Führungsflächen 50 besitzen, mit welchen der Führungsschuh 44 beim Herabfahren des Mäklers 24 exakt über einem schon erstellten Abschnitt einer Unterwasserwand 52 positionierbar ist. Mittels einer Klemmvorrichtung 54 kann der Führungsschuh 44 gegenüber dem schon errichteten Abschnitt der Unterwasserwand 52 arretiert werden.
Um die exakte Anbauposition einer Bohle 26 bestimmen zu können, weist der Mäkler an seinem Kopf 56 Antennen 58 eines Global-Positioning-Systems auf, wobei die Auswertungseinrichtung 60 für diese Antennen 58 in unmittelbarer Nähe der Antennen 58 angeordnet und mit einem Prozeßrechner verbunden ist. Der Prozeßrechner (nicht gezeigt) befindet sich vorzugsweise in einer auf der Schwimmplattform 12 eingerichteten Leitzentrale 62.
Zur Bestimmung der exakten Einbauposition der Bohlen 26 ist an dem Mäkler 24 ferner eine Inklinometerkette 64 aus Inklinometersensoren 66 angeordnet, mittels welcher die Auswerteeinheit die relative Position des Mäklerfußes 42 zu den Antennen 58 des Global-Positioning-Systems bestimmen kann. Die Inklinometersensoren 66, deren Signale über eine Datenleitung oder über Funk übermittelt werden, sind vorzugsweise Lageaufnehmer, welche in einer oder mehreren Achsen die Neigung des Mäklers 24 zur Vertikalen bestimmen, woraus sich dann die relative Position des Mäklerfußes 42 zu den Antennen 58 bestimmen läßt. Alternativ zu Inklinometersensoren 66, welche zur Neigungsbestimmung die Schwerkraft verwenden, sind auch Inklinometersensoren verwendbar, welche mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen eine Verformung des Mäklers 24 ermitteln und darüber eine Auswertung und Ortsbestimmung ermöglichen.
Der Mäkler 24 mit den zugehörigen Verstelleinrichtungen, das Führungselement 28, das Kopfstück 30 und der Führungsschuh 44 bilden zusammen mit dem Global-Positioning-System eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bohlenführungsvorrichtung.
Soll eine Unterwasserwand 52 errichtet werden, wird zunächst die Schwimmplattform 12 mit Hilfe eines Schleppers 68 unter Verwendung des Global-Positioning-Systems 56, 60 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gebracht. Nach dem Verankern der Schwimmplattform 12 und dem Herausheben derselben aus dem Wasser wird der Mäklerfuß 42 durch Verfahren der Ramme 22 und Neigen des Mäklers 24 an die exakte Einbauposition gebracht. Anschließend wird eine erste Bohle in den Untergrund 16 gerüttelt oder gerammt. Ist dies geschehen, wird der Mäkler 24 angehoben (Fig. 6, Pfeil A), in der Ebene der zu richtenden Unterwasserwand 52 verfahren (Pfeil B) und anschließend abgesenkt (Pfeil C). Nach dem Absenken wird die Klemmvorrichtung 54 aktiviert, so daß der Mäkler 24 gegenüber der schon errichteten Unterwasserwand 52 arretiert ist.
Um das Ineinandergreifen der Bohlenschlösser 46 zu gewährleisten, welches eine milimetergenaue Positionierung des Mäklers 24 erfordert, sind an dem Mäkler 24 Ultraschallsensoren 70 sowie eine Unterwasserkamera 72 angeordnet. Die Ultraschallsensoren 70 tasten das Profil der bereits errichteten Unterwasserwand 52 auf "Berg- und Tal" ab und erlauben somit das Auffinden der exakten Endposition der letzten bereits verbauten Bohle 26.
Die Ultraschallsensoren 70 und die Unterwasserkamera 72 sind unterhalb des Mäklerfußes 42 und zu diesem seitlich versetzt angeordnet, wobei sich die Unterwasserkamera 72 in Fortschrittsrichtung (Pfeil D in Fig. 4) vor dem Mäklerfuß 42 befindet. Die Ultraschallsensoren 70 und die Unterwasserkamera 72 erlauben es, die Mäklerfront exakt, das heißt auf einen Millimeter genau am Ende eines bereits errichteten Abschnitts einer Unterwasserwand 52 zu positionieren. Dies gilt auch, wenn es nach einem Verlassen der Baustelle erforderlich sein sollte, mit dem Mäkler 24 das Ende eines bereits errichteten Abschnittes der Unterwasserwand 52 erneut auffinden zu müssen. Dies ist um so erstaunlicher, wenn man bedenkt, daß mit dem Mäkler 24 in großen Wassertiefen > 5m, häufig sogar > 15m gearbeitet werden kann, wobei zu berücksichtigen ist, daß trotz Strömungen oder schlechter Sicht die Präzision der Arbeit nicht beeinträchtigt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Vermessung des Aktualwertes der Koordinate des Mäklerfußpunktes mittels drei Sektoren online berechnet, wobei
  • die Punktkoordinate des Zentrums des Mäklerkopfes mittels eines ersten Empfängers eines Global-Positioning-Systems bestimmt wird,
  • der Richtungsektor des Mäklerzentrums über einen zweiten Empfänger eines Global-Positioning-Systems bestimmt wird und
  • die Punktkoordinate des Mäklerfußes über die Inklinometerkette entlang des Mäklers bestimmt wird.
Dabei gewährleistet eine Meßwerterneuerungszeit von TDAT=0,2 sec eine dynamische Positionierung.
Um eine präzise Bauausführung gewährleisten zu können, sind die Sollkoordinaten, an denen Bohlen in den Untergrund einzusenken sind, als Datenbank auf einem Rechner der erfindungsgemäßen Vorrichtung hinterlegt. Dieser Rechner weist als Visualisierungseinrichtung ein Display sowie ein Dokumentationsteil auf, und er dient dem Schlepperfahrer beim Einschwimmen der Schwimmplattform, die als Hubinsel ausgebildet ist, sowie dem Führer der Ramme bei der Positionierung des Mäklerfußes. Die Bedieneroberfläche ist mit graphischen Elementen aufgebaut, wobei das in dem Rechner ablaufende Programm durch Berühren dieser graphischen Elemente auf einem Touchscream gesteuert wird.
Das Anfahren der Sollkoordinate unterteilt sich dabei in zwei Stufen. Zunächst bringt ein Schlepper im Verband mit der Schwimmplattform das Mäklerzentrum in einen festgelegten Toleranzraum parallel zur Rammachse auf die Zielkoordinate. Anschließend wird durch Feinpositionierung der Mäklerfuß durch Versetzen und Neigen der Ramme auf die Sollkoordinate gesetzt.
Nach dem Erreichen der Zielposition werden die Beine der Hubinsel auf Grund gesetzt, wonach dann das Arbeitsniveau des Decks durch Anheben derselben bestimmt wird. Dabei ist es möglich, daß die Schwimmplattform verdriftet, wenn der Untergrund Unebenheiten oder unterschiedliche Festigkeiten aufweisen sollte. Nach der Positionierung der Schwimmplattform sollte der Verstellweg des Mäklers normal zur Ebene der zu errichtenden Unterwasserwand nicht mehr als 50 cm betragen. Der Abstand entlang der Ebene der zu errichtenden Unterwasserwand kann durch Verfahren der Ramme korrigiert werden.
Nachdem das Deck auf Arbeitshöhe gebracht worden und horizontal ausgerichtet worden ist, kann der Fahrer der Ramme den Mäkler auf Tiefe bringen und während des Eintauchens auf die Zielkoordinate zusteuern. Die Position des Rammgerätes auf der nunmehr nicht mehr schwimmenden, sondern eine Hubinsel darstellenden Schwimmplattform ist dabei vorzugsweise an einem Ende der Längsseite der Schwimmplattform. Dadurch können auf der gesamten Länge der Schwimmplattform bei einer Länge der Schwimmplattform von etwa 40 m Metern in Arbeitsrichtung 15 bis 16 Bohlen ohne Umsetzen der Schwimmplattform gerammt werden.
Befindet sich der Mäklerfuß nahe der Endtiefe, werden die Kamera und die Abstandssensoren in Betrieb gesetzt. Das Kamerabild läßt dabei durch die Belichtungsregulierung, den motorischen Stellantrieb und durch die brennweiten Verstellungen nahezu eine Rundumsicht zu. Auf einem Monitor können dadurch die Schloßführung, das Einfädeln in das Bohlenschloß und die relative Höhenlage aufeinander folgender Bohlen überprüft werden.
Gestaffelt angeordnete Nährungsschalter zeigen den Fortschritt beim Aufsetzen auf eine bereits gerammte Bohle an. Die optional arbeitenden Ultraschallsensoren tasten das Profil der bereits gerammten Wand auf Berg und Tal ab und können somit die Lage entlang der Rammachse wiedergeben. Nach Erreichen des Endes eines bereits erstellten Abschnittes der Unterwasserwand setzt der Rammenfahrer den Führungsschuh auf die zuletzt gerammte Bohle auf. Dies geschieht mit einer Setzvorrichtung, die sich mit drei konisch geformten Koppelstellen auf den Kopf des Profils aufsetzt.
Eine an dem Rammbär angehängten Bohle hat einen definierten Abstand zu dieser Setzvorrichtung, womit nach der Kopplung des Führungsschuhs eine sichere Verbindung der angehängten Bohle mit der zuletzt gerammten Bohle gewährleistet wird. Die neu zu rammende Bohle kann daraufhin heruntergelassen werden und fädelt sicher in das Bohlenschloß ein. Bei diesem Vorgang erkennt der Rammfahrer auf seinem Display jede aktuelle Abweichung zur Sollkoordinate in allen drei Achsen und er erhält weitere Informationen über die Neigung des Mäklers, über den Versatz des Mäklers durch eine etwaige Verbiegung unter Eigenlast oder durch die Anströmung etwaig fließenden Wassers.
Ist die vorgewählte Zielkoordinate der zu rammenden Bohle erreicht, wird dies auf dem Display des Rammenfahrers angezeigt. Zur Schonung der eingesetzten Geräte werden die Kamera, etwaige Beleuchtungseinrichtungen sowie die Sensoren ausgeschaltet und der Rammvorgang beginnt. Nach dem Abschluß der Rammung wird die sich durch das Rammen ergebende tatsächliche Position der letzten Bohle gespeichert, welche daraufhin als neu Sollkoordinate für den Führungsschuh gespeichert wird. Sollte der Führungsschuh von der bereits gerammten Unterwasserwand entfernt werden müssen, beispielsweise wenn die Schwimmplattform zwischenzeitlich an einem anderen Einsatz verwendet werden sollte, steht eine präzise Sollkoordinate zur Verfügung.

Claims (9)

  1. Vorrichtung zur Herstellung einer Unterwasserwand aus einzelnen, entlang ihrer Längskanten verbundenen Bohlen (26), mit einer verfahrbaren, die Bohle (26) führenden Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44),
    dadurch gekennzeichnet, daß die Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) zur Steuerung ein Global-Positioning-System (58, 60, 64) aufweist, um eine Unterwassermontage ohne Tauchereinsatz zu ermöglichen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Global-Positioning-System (58, 60, 64) einen satellitengestüzten Positionierteil (58, 60) und eine Inklinometerkette (64) aufweist, mit welcher die Position eines Mäklerfußes (42) relativ zum Kopf der Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) bestimmbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der satellitengestüzte Positionierteil (58, 60) einen ersten Empfänger zur Bestimmung des Zentrums des Kopfes der Bohlenführungsvorrichtung (24 ,28, 30, 44) und einen zweiten Empfänger zur Bestimmung des Richtungsvektors der Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) auf einer Schwimmplattform (12) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Mäklerfußes (42) der Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) eine Unterwasserkamera (72) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Mäklerfußes (42) mindestens ein Ultraschallsensor (70) und/oder mindestens ein induktiver Näherungsschalter angeordnet ist.
  7. Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) mit einem Global-Positioning-System (58, 60, 64).
  8. Verfahren zur Herstellung einer Unterwasserwand bei dem aus einzelne, entlang ihrer Längskanten zu verbindende Bohlen aneinandergesetzt werden,
    wobei zunächst eine erste Bohle an einer vorbestimmten Stelle mindestens teilweise in den Untergrund gesenkt wird,
    wonach dann eine zweite Bohle an die erste Bohle angesetzt und mindestens teilweise in den Untergrund gesenkt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Position der ersten Bohle mittels eines Global-Positioning-Systems ermittelt und gespeichert wird, so daß eine Unterwassermontage ohne Tauchereinsatz ermöglicht wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohlen aus Metall gefertigte Spundbohlenprofile sind.
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