EP1270824B1 - Herstellung einer Unterwasserwand - Google Patents

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Publication number
EP1270824B1
EP1270824B1 EP02012826A EP02012826A EP1270824B1 EP 1270824 B1 EP1270824 B1 EP 1270824B1 EP 02012826 A EP02012826 A EP 02012826A EP 02012826 A EP02012826 A EP 02012826A EP 1270824 B1 EP1270824 B1 EP 1270824B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plank
guiding device
underwater
positioning system
global positioning
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02012826A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1270824A3 (de
EP1270824A2 (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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
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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Classifications

    • 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 producing an underwater wall from individual, along their longitudinal edges connected planks, with a movable, the screed leading screed device, and a screed guide device.
  • An apparatus for producing an underwater wall as the preamble of claim 1 or method of claim 7 is made DE 2 414 938 A1 known.
  • the invention is based on the object to facilitate the production of underwater walls.
  • the screed guide device for controlling has a global positioning system. 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 with which the position of a Gurklerfußes relative to the head of the screed guide device can be determined. While the satellite-assisted positioning member determines the position of the head of the screed guide apparatus, the inclinometer cock serves to compensate for twisting of the screed-handling apparatus which might be caused by the action of pressure or in flowing waters by the water pressure.
  • the precision of the device according to the invention is increased when the satellite-based positioning part has a first receiver for determining the center of the head of the screed device and a second receiver for determining the directional sector of the screed guide device.
  • At least one ultrasound sensor and / or at least one inductive proximity switch in the area of the leader of the screed guide device .
  • these sensors give an experienced device operator additional safety when using his construction machine.
  • the method according to the invention is characterized in that at least the position of the first plank is determined and stored by means of a global positioning system, whereby a diving operation is omitted in the underwater mounting.
  • a first screed is lowered at least partially into the ground at a location determined by the Global Positioning System, preferably by shaking or ramming the screed.
  • the leader of the device is moved and then a second screed is attached to the first screed and in turn lowered at least partially into the ground.
  • screeds are preferably used, on which corresponding screed locks are formed, which allow sliding into one another in the longitudinal direction of the screeds.
  • the alignment of the second and each further Bohle takes place by means of the global positioning system of the device, so that an exact positioning of the underwater wall is possible.
  • the device can be easily brought back to the site due to stored position data of the last installed screed using the Global Positioning system.
  • the Fig. 1 to 3 each show in an overall view a preferred embodiment of the device 10 according to the invention for the production of an underwater wall.
  • the device 10 has as a base a swimming platform 12, which is self-buoyant.
  • the floating platform 12 is equipped with movable supports 14, with which the floating platform 12 can be anchored in the ground 16.
  • the supports 14 make it possible to lift the floating platform 12 out of the water, so that a tidal or flood-related change in the water level 18 remains without influence for a task to be performed with the floating platform 12.
  • a crane device 20 and a ram 22 are arranged, which - as in Fig. 3 shown by dashed lines - are movable on the floating platform 12.
  • the ram 22 has a broker 24, which is designed in the manner of a lattice mast and serves to convey with the device 10 to be installed planks 26 to their intended position. These are at the leader a guide element 28 (see also Fig. 8, 9 ) and a movable head 30 (see also 10, 11 ) arranged.
  • the headpiece 30 may preferably consist of a ram.
  • the guide member 28 and the head piece 30 are guided on the broker 24 movable in the vertical direction, including the leader guides 32 identifies.
  • the guide element 28 and the head piece 30 are each operated with separate tension cables 34, 36.
  • the head piece 30 has gripper tongs 38 with which to be installed planks 26 are gripped.
  • the guide shoe 44 is in the Fig. 5 to 7 shown in detail and is additionally through Fig. 4 explained. It has two mutually parallel guide plates 48, which have at their lower end outwardly extending wedge-shaped guide surfaces 50, with which the guide shoe 44 when descending the leader 24 is positioned exactly over an already created section of an underwater wall 52. By means of a clamping device 54, the guide shoe 44 against the already established portion of the underwater wall 52 can be locked.
  • the broker has at his head 56 antennas 58 of a global positioning system, wherein the evaluation device 60 is arranged for these antennas 58 in the immediate vicinity of the antennas 58 and connected to a process computer.
  • the process computer (not shown) is preferably located in a control center 62 set up on the floating platform 12.
  • an inclinometer chain 64 of inclinometer sensors 66 is also arranged on the broker 24, by means of which the evaluation unit can determine the relative position of the broker foot 42 to the antennas 58 of the global positioning system.
  • the Inclinometersensoren 66 the signals are transmitted via a data line or via radio, preferably Lüauf commentary which determine the inclination of the leader 24 to the vertical in one or more axes, from which then the relative position of the Gurklerfußes 42 to the antennas 58 can be determined.
  • inclinometer sensors 66 which use gravity to determine inclination
  • the floating platform 12 is brought to its place of use by means of a tractor 68 using the global positioning system 56, 60 of the device 10 according to the invention.
  • the leader foot 42 is brought to the exact installation position by moving the ram 22 and tilting the leader 24.
  • a first screed is shaken or rammed into the ground 16. If this is done, the broker 24 is raised ( Fig. 6 , Arrow A), in the Level of underwater wall 52 to be straightened (arrow B) and then lowered (arrow C). After lowering the clamping device 54 is activated, so that the broker 24 is locked against the already built underwater wall 52.
  • ultrasonic sensors 70 and an underwater camera 72 are arranged on the leader 24.
  • the ultrasonic sensors 70 scan the profile of the already built underwater wall 52 to "mountain and valley" and thus allow finding the exact end position of the last already installed screed 26th
  • the ultrasonic sensors 70 and the underwater camera 72 are arranged below the Gurklerfußes 42 and laterally offset therefrom, wherein the underwater camera 72 in the direction of progress (arrow D in Fig. 4 ) is located in front of the Gurklerfuß 42.
  • the ultrasonic sensors 70 and the underwater camera 72 make it possible to position the leader front exactly, that is, to the nearest millimeter, at the end of an already erected section of an underwater wall 52. This also applies, if it should be necessary after leaving the construction site, with the broker 24 to find the end of an already established section of the underwater wall 52 again. This is all the more surprising when one considers that the broker 24 can be used in large water depths> 5m, often even> 15m, taking into account that, despite currents or poor visibility, the precision of the work is not impaired.
  • a measured value renewal time of T DAT 0.2 sec ensures dynamic positioning.
  • This computer has as Visualia ists worn a display and a documentation part, and he serves the tractor driver when swimming the swimming platform, which is designed as a jack-up, and the leader of the ram in the positioning of the Gurklerfußes.
  • the user interface is built with graphical elements, whereby the program running in the computer is controlled by touching these graphical elements on a touch screen.
  • the approach of the desired coordinate is divided into two stages. First, a tug in association with the floating platform brings the Gurkler scholar in a specified tolerance space parallel to the pile axis on the target coordinate. Subsequently, by fine positioning the Gurklerfuß is set by moving and tilting the ram to the desired coordinate.
  • the legs of the jack are set to ground, after which the working level of the deck is determined by lifting it. It is possible that the floating platform drifts when the substrate should have unevenness or different strengths.
  • the adjustment path of the leader should not be more than 50 cm normal to the level of the underwater wall to be built. The distance along the plane of the underwater wall to be built can be corrected by moving the ram.
  • the driver of the rammer can bring the leader to depth and head for the target coordinate during the dive.
  • the position of the piling device on the now no longer floating, but a lifting island performing floating platform is preferably at one end of the longitudinal side of the floating platform.
  • 15 to 16 planks can be rammed on the entire length of the floating platform at a length of the floating platform of about 40 meters in the direction of work without moving the floating platform.
  • the camera and the distance sensors are put into operation.
  • the camera image allows almost all-round visibility through the exposure control, the motorized actuator and the focal length adjustments.
  • the lock guide, the threading into the screed lock and the relative altitude of successive planks can be checked.
  • Gradually arranged proximity switches indicate the progress when placing on an already rammed plank.
  • the optionally operating ultrasonic sensors scan the profile of the already rammed wall on mountain and valley and can thus reflect the position along the ramming axis. After reaching the end of an already created section of the underwater wall of the ram driver sets the guide shoe on the last rammed plank. This is done with a jig, which sits with three conical coupling points on the head of the profile.
  • An attached to the Rammbär plank has a defined distance to this setting device, which after the coupling of the guide shoe a secure connection of the attached screed is guaranteed with the last rammed plank.
  • the newly rammed screed can then be lowered and threads safely into the screed lock.
  • the ram driver recognizes on his display any current deviation to the desired coordinate in all three axes and he receives more information about the inclination of the leader, about the offset of the leader by any bending under dead load or by the flow of 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 any lighting equipment and the sensors are turned off and the piling process begins.
  • the actual position of the last screed resulting from ramming is stored, which is then stored as a new target coordinate for the guide shoe. If the guide shoe has to be removed from the already rammed underwater wall, for example, if the swim platform should be used in the meantime on another application, a precise nominal coordinate is available.

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.
  • Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Unterwasserwand wie Oberbegriff des Anspruch 1 oder Verfahren nach Anspruch 7 ist aus DE 2 414 938 A1 bekannt.
  • Der Erfindung liegt 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.
  • Dazu 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 Bohlehführungsvorrichtung bestimmt, dient die Inklinometerkatte dazu, Verwindungen der Bohlenführungsvorrichtung zu kompensieren, welche durch Lasteinwirkung oder in strömenden Gewässern durch den Wasserdruck entstehen könnten.
  • Die Präzision der erfindungagemäßen Vorrichtung wird erhöht, wenn der satelitengestützte Positionierteil einen ersten Empfänger zur Bestimmung des Zentrums des Kopfes der Bohlenführungavorrichtung und einen zweiten Empfänger zur Bestimmung des Richtüngssektors 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 Bohlanführungsvorrichtung 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-Positioing-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 bestimmten 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 Unterwasse-twand 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 zu ihrem Einsatzort 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 Koordinanate des Mäklerfußpunktes mittels drei Vektoren online berechnet, wobei
    • die Punktkoordinate des Zentrums des Mäklerkopfes mittels eines ersten Empfängers eines Global-Positioning-Systems bestimmt wird,
    • der Richtungsvektor des Mäklerzentrums über einen zweiten Empfänger eines Global-Positioning-Systeme 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 Visualiaierungseinrichtung 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 aufgsbaut, wobei das in dem Rechner ablaufende Programm durch Berühren dieser graphischen Elemente auf einem Touchscreen 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 den Rammbär angehängte 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 (8)

  1. Vorrichtung zur Herstellung einer Unterwasserwand aus einzelnen, entlang ihrer Längskanten verbundenen Bohlen (26), mit einer verfahrbaren, die Bohle (26) führenden Bohlenführungavorribhtung (24, 28, 30, 44),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Boblenführtangsvorrichtung (24, 28, 30, 44) zur Steuerung ein Global-Positioning-System (58, 60, 64) aufweist, um eine Unterwassermontage ohne Tauchereinsatz zu ermöglichen, wobei
    das Global-Positiohing-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 Hohlenftlhrungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) bestimmbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, 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.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) auf einer Sehwimmplattform (12) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Mäklerfußes (42) der Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) eine Unterwasserkamera (72) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Mäklerfußes (42) mindestens ein Ultraschallsensor (70) und/oder mindestens ein induktiver Näherungsschalter angeordnet ist.
  6. Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) mit einem Global-Positioning-System (58, 60, 64) mit einem satellitengestützten Positionierteil (58, 60) und einer Inklinometerkette (64), mit welcher die Position einen Mäklerfußes relativ zum Kopf der Bohlenführungsvorrichtung (24, 28, 30, 44) bestimmbar ist.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Unterwasserwand bei dem aus einzelne, entlang ihrer Längskanten zu verbindende Bohlepaneinandergäsetzt werden,
    wobei zunächst eine erste Bohne 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 mit satellitengestütztem Positionierteil (58, 60) und Inklinometerkette (64), mit welcher die Position eines Mäklerfußes relativ zum Kopf der Bohlenführungsvorrichtung bestimmbar wird ermittelt und gespeichert wird, so daß eine Unterwassermontage ohne Tauchereinsatz ermöglicht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohlen aus Metall gefertigte Spundbohlanproille sind.
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