EP2596178A1

EP2596178A1 - Planiergerät zur bearbeitung einer fläche am meeresboden und verfahren zur bearbeitung der fläche

Info

Publication number: EP2596178A1
Application number: EP11746448.7A
Authority: EP
Inventors: Klaus Weber; Bernd Breyer
Original assignee: STRABAG Offshore Wind GmbH
Current assignee: STRABAG OFFSHORE WIND GMBH
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-07-16
Publication date: 2013-05-29
Also published as: DE102010031781A1; WO2012022403A1

Abstract

Ein Planiergerät (8) zur Bearbeitung einer Fläche am Meeresboden (2) im Offshorebereich umfasst eine Trageinrichtung mit Füßen zum Abstützen auf dem Meeresboden (2) und eine an der Trageinrichtung angeordnete Schwenkeinrichtung. Die Schwenkeinrichtung ist um eine vertikale Achse (A) drehbar. Um auf einfache Weise eine präzise Planumsfläche herzustellen, ist das Planiergerät (8) derart gestaltet, dass die Schwenkeinrichtung als Schwenkausleger (14) ausgebildet ist und an dem Schwenkausleger (14) mindestens ein Bodenförderer (20) installiert ist, dessen Förderrichtung linear ist und der Material des Meeresbodens abträgt, wobei das Material horizontal in radialer Richtung entlang des Schwenkauslegers (14) gefördert wird.

Description

Planiergerät zur Bearbeitung einer Fläche am Meeresboden und

Verfahren zur Bearbeitung der Fläche

Die Erfindung bezieht sich auf ein Planiergerät zur Bearbeitung einer Fläche am

Meeresboden im Offshorebereich, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung sowie auf ein Verfahren zur Bearbeitung der Fläche mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 10.

Im Zusammenhang mit Offshore-Windenergieanlagen sind Gründungen bekannt, bei denen Tripods an in den Meeresboden eingerammten Pfählen verankert werden. Diese Technologie ist aber umstritten, da durch den Lärm des Einrammens der Pfähle in den Meeresboden die Meeresfauna in erheblichem Maße belastet bzw. geschädigt wird. Die aus Stahl bestehenden Tripods müssen am Bestimmungsort mit den Pfählen verbunden werden, wofür gute Bedingungen hinsichtlich des Seegangs erforderlich sind. In der EP 1 691 073 A2 wurde daher bereits vorgeschlagen, flächenmäßige Gründungen aus Beton vorzusehen, wobei ein aus Betonbalken gefertigtes kreuzförmiges Fundament auf dem Meeresboden abgesetzt wird. Mit einem solchen Fundament wird nicht nur die Umwelt geschont, es kann damit auch eine Kostenreduzierung erreicht werden.

Derartige Fundamente oder auch gesamte Windkraftanlagen werden im Küstengebiet bzw. Offshorebereich mit einer Seetiefe von 20 m bis 60 m installiert.

Da der Meeresboden Unebenheiten aufweist und auch die Bodenbeschaffenheit unterschiedlich ist, müssen Maßnahmen getroffen werden, um am Meeresboden eine ausreichend tragfähige und planierte Fläche zu schaffen, die zur Abstellung des

Fundaments geeignet ist. Aus diesem Grund wurde bereits eine Vorrichtung zum Planieren und Einbringen sowie Verteilen von Schüttmaterial auf einer planierten Fläche auf dem Meeresboden vorgeschlagen. Diese Vorrichtung besteht aus einer ringförmigen Führung mit daran angebrachten Füßen, mittels welchen die Führung auf dem Meeresboden abgesetzt wird. Außerdem ist ein vertikales Rohr vorhanden, das über den Wasserspiegel hinausragt sowie Flügel, die an dem Rohr drehbar gelagert und mit einem Ende an der Führung geführt sind. Durch das Rohr wird Material eingefüllt, das mittels der Flügel auf dem Meeresboden verteilt wird. Allerdings ist die

Bodenbeschaffenheit am Meeresboden zu unterschiedlich, so dass sich die bekannte Vorrichtung und das Einbringen von Schotter häufig nicht wirtschaftlich einsetzen lässt.

Das Material des Meeresbodens ist im Wesentlichen Sand, der im oberen Bereich locker bis mitteldicht und in größerer Tiefe dicht bis sehr dicht gelagert ist. Im oberen Bereich besitzt der Sandboden aber auch wechselnd große Schluffanteile, die durchaus bis zu 30 % betragen können (stark schluffiger Sand). Stellenweise ist der Boden auch mit Schluff-, Ton- und Torfschichten durchsetzt. Auf dem tragfähigen Material befindet sich im Regelfall eine weiche Deckschicht aus verschiedenen Sedimenten wie Schlick oder dgl., deren Tragfähigkeit für die Installation der Windkraftanlage mittels der Flachgründung nicht ausreichend ist. Um dem zu begegnen wurde auch schon vorgeschlagen, am Meeresboden eine Baugrube herzustellen, deren Boden bzw. Sohle aus tragfähigem Material des Meeresbodens besteht. Damit die Windkraftanlage den Anforderungen an die Genauigkeit der Ausrichtung genügt, ist eine entsprechende ebene Planumsfläche am Boden der Baugrube erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein für die Bearbeitung einer Fläche des Meeresbodens im Offshorebereich geeignetes Planiergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem auf einfache Weise sehr präzise eine horizontale Planumsfläche hergestellt werden kann. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Bearbeitung der Fläche nach der im Oberbegriff des Anspruchs 10 genannten Gattung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Planiergerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Mit der Erfindung wird erreicht, dass eine horizontale, ebene Planumsfläche von ca. 45 m im Durchmesser auf einfache Weise hergestellt werden kann, ohne dass die Einbringung von hartem Material wie Schotter erforderlich ist. Erreicht wird eine Planumsgenauigkeit mit Abweichungen zur Sollhöhe von ca. ± 5 cm. Bei

Höhendifferenzen des Planums unter den Fundamentpratzen eines kreuzförmigen Betonfundaments von 10 cm ergibt sich im Falle eines Fundamentdurchmessers von ungefähr 35 m eine Schiefstellung der Windkraftanlage aus der Planumstoleranz von 0,18° bzw. 0,31 %, welche die Anforderungen bezüglich der zulässigen Schiefstellung erfüllt. Die Planumsfläche wird vorzugsweise in einer zuvor ausgehobenen Baugrube gebildet.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwenkausleger um 180° versetzt angeordnete Bodenförderer umfasst, wobei vorzugsweise die Bodenförderer jeweils mit einem in Drehrichtung des Schwenkauslegers nachlaufend angeordneten Planierschild versehen sind. Durch die lineare

Förderrichtung transportieren die beiden Bodenförderer das Material auf dem kürzesten Weg, so dass eine hohe Abtragsleistung erreicht wird. Zum anschließenden

Feinplanieren dienen die in Drehrichtung des Schwenkauslegers nachlaufend angeordneten Planierschilde.

Eine erste Ausbildungsvariante ist so gestaltet, dass die Bodenförderer eine Förderrichtung radial zum äußeren Ende des Schwenkauslegers aufweisen. Durch diese Arbeitsweise ist der Abtransport des Materials sehr vereinfacht. Diese Arbeitsweise eignet sich insbesondere für den Abtransport des aufgelockerten Sediments, das entfernt werden muss, bevor tragfahiges Bodenmaterial abgetragen bzw. die Baugrube planiert wird. Diese Austragsrichtung wird auch durch die Rotation des Schwenkauslegers unterstützt. Um die Baugrube herum bzw. an deren Böschung ist hinreichend Platz gegeben, um abgetragenes Material abzulagern. Die Baugrube wird bei dieser Variante entsprechend dem erwarteten Abtrag, der abgelagert werden muss, etwas größer angelegt. Es können zusätzliche Fördereinrichtungen vorgesehen sein, die das Material über die Böschung der Baugrube hinaustragen, so dass kein Material wieder die

Böschung hinunterrutschen kann.

Gemäß einer zweiten Ausbildungsvariante des Planiergeräts ist vorgesehen, dass zumindest nahe der vertikalen Achse eine Pumpleitung angeordnet ist und dieser ein Förderaggregat zugeordnet ist, wobei die Bodenförderer eine Förderrichtung radial zur Mitte des Schwenkauslegers aufweisen und das von den Bodenförderern geförderte Material durch die Pumpleitung abgeführt wird. Durch diese Ausgestaltung mit einer Förderrichtung radial zur Mitte des Schwenkauslegers kann Material, das sich für eine spätere Verwendung eignet, beispielsweise als Kolkschutz, durch die Pumpleitung zu einem Tiefbauschiff abgeführt und dort zwischengelagert werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung, umfasst die Trageinrichtung eine

gitterförmige Zentralstruktur und mit dieser verbundene Gitterausleger, wobei

Zentralstruktur und die Gitterausleger eine Tragstruktur bilden. Eine solche Gestaltung ist unter Berücksichtigung des Gewichts und der erforderlichen Stabilität von Vorteil. Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, dass die Zentralstruktur im

Wesentlichen dreieckig gestaltet ist und eine zentrale, vertikale Öffnung aufweist.

Durch die zentrale, vertikale Öffnung erstreckt sich vorzugsweise die Pumpleitung, und außerdem ist es zweckmäßig in dieser Öffnung das Förderaggregat anzuordnen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass unter der Zentralstruktur ein Drehkranz angeordnet ist, an dem der Schwenkausleger drehbeweglich gelagert ist. Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst die Tragstruktur drei Gitterausleger, an deren äußeren Enden Außenstützen vorgesehen sind, unter denen die Füße in Form von Fußplatten angebracht sind. In diesen Außenstützen sind Vorrichtungen zur Höhenverstellung vorgesehen, so dass eine exakt waagerechte Justierung der Tragstruktur möglich ist. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei

Gitterausleger schwenkbar an der Zentralstruktur angebracht sind. Dadurch können die Gitterausleger in eine für den Transport des Planiergeräts bzw. Platzierung auf einem Tiefbauschiff geeignete Lage gebracht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein von einem Tiefbauschiff in eine Baugrube am Meeresboden

abgesenktes Planiergerät,

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Anordnung gemäß Fig. 1 , wobei vom

Transportschiff lediglich die Außenkontur gezeigt ist,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Planiergerät in der Baugrube,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch eine Tragstruktur und darunter angeordnetem Schwenkausleger des Planiergeräts,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Tragstruktur in der abgesenkten Position und den

Schwenkausleger des Planiergeräts,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Schnitts gemäß Fig. 4 mit

Kettenförderern am Schwenkausleger,

Fig. 7 eine Ausführungsvariante zu Fig. 6, wobei am Schwenkausleger

Schneckenförderer vorgesehen sind, Fig. 8 eine Darstellung gemäß Fig. 5, wobei zwei Gitterausleger der

Tragstruktur in eine Transportposition des Planiergeräts gebracht sind.

In Fig. 1 ist ein Tiefbauschiff 1 im Offshorebereich über einem Meeresboden 2 dargestellt, wobei bezogen auf eine Wasseroberfläche 5 die Tiefe des Meeresbodens 2 beispielsweise 20 m bis 60 m beträgt. Am Meeresboden 2 befindet sich eine Baugrube 3 mit einer Böschung 4. Die Baugrube 3 ist vorzugsweise durch Greiferbaggerung erzeugt und kann beispielsweise eine Tiefe von drei Meter bis fünf Meter bezogen auf das Niveau des Meeresbodens 2 aufweisen. Alternativ zum Greiferaushub kommt auch eine Absaugung des Materials des Meeresbodens in Betracht. Das Tiefbauschiff 1 ist mit einem Kran 6 und mit einer am Heck des Tiefbauschiffs 1 angeordneten

Trageinrichtung 7 ausgestattet, die wahlweise dazu dienen, ein Planiergerät 8 vom Tiefbauschiff 1 in die Baugrube 3 abzusenken bzw. nach dem Planiervorgang wieder anzuheben und auf dem Tiefbauschiff 1 abzustellen. Von dem Planiergerät 8 führt eine Pumpleitung 9 nach oben über die Wasseroberfläche 5 hinaus bis zum Tiefbauschiff 1, in dem das durch die Pumpleitung 9 geförderte Feststoffmaterial aufgenommen wird.

Bevor das Planiergerät 8, wie in Fig. 1 gezeigt, in die Baugrube abgesenkt wird, ist das Planiergerät 8 am Achterschiff des Tiefbauschiffs 1 stationiert und wird mittels der schwenkbar am Tiefbauschiff 1 gelagerten Trageinrichtung 7, die von

Hydraulikzylindern 12 betätigt wird, angehoben und über die Wasserfläche 5 geschwenkt. Alternativ kann dies auch mittels des Krans 6 erfolgen. Danach wird das Planiergerät 8, wenn es sich über der Baugrube 3 befindet, in diese abgesenkt. Die Positionierung innerhalb der Baugrube 3 erfolgt über ein am Planiergerät 8 installiertes Lagemesssystem, das die Korrektur einer Verdriftung beim Absenkvorgang mittels Lagekorrektur des Tiefbauschiffs 1 durch ein dynamisches Positionierungssystem und/oder Krarmachführung ermöglicht. Zur Lagevermessung des Planiergeräts 8 dient beispielsweise ein hydroakustisches Referenzsystem zwischen dem Tiefbauschiff 1 und dem Planiergerät 8. Am Tiefbauschiff 1 ist eine vorzugsweise ausfahrbare Sende- und Empfangseinheit vorgesehen. Am Planiergerät 8 können fest installierte Transponder angebracht sein. Beispielsweise auf einer Trafostation ist eine GPS-Referenzstation installiert, die ein Korrektursignal liefert, unter Berücksichtigung der Positionsreferenz. Die Sende- und Empfangseinheit ermöglicht es, Signale vom Tiefbauschiff 1 zur GPS- Referenzstation auf der Trafostation zu senden, sowie gesendete Signale z. B. bezüglich der Position des Planiergeräts 8 zum Tiefbauschiff 1 zu empfangen.

Aus der Darstellung in Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Trageinrichtung 7 im Wesentlichen aus zwei am Heck des Tiefbauschiffs 1 angeordneten Längsträgern 10 und einem an deren dem Heck entlegenen Enden befestigen Querträger 11 besteht. An den

Längsträgern 10 sind Hydraulikzylinder 12 angelenkt, die auf dem Deck des

Tiefbauschiffs 1 montiert sind. Die Position der Trageinrichtung 7 in Fig. 2 entspricht derjenigen in Fig. 1, die geeignet ist, um das Planiergerät 8 in die Baugrube 3 am Meeresboden 2 abzusetzen. Im Ausführungsbeispiel ist die Baugrube 3 kreisrund und wird ringförmig von der Böschung 4 umgeben.

Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf das Planiergerät 8 in der Baugrube 3, an deren Boden bzw. Sohle das erforderliche Planum herzustellen ist. Das Planiergerät 8 umfasst eine Tragstruktur 13 und einen um eine vertikale Achse drehbaren Schwenkausleger 14. Die Tragstruktur 13 besteht aus einer gitterförmigen Zentralstruktur 15, die eine vertikale zentrale Öffnung 16 aufweist und deren äußere Form in der Draufsicht im Wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck bildet. An der Zentralstruktur 15 sind im gleichmäßigen Winkelabstand drei Gitterausleger 17 angeordnet, an deren freien Enden Außenstützen 18 mit Fußplatten 19 vorgesehen sind. Die Fußplatten 19 verhindern das Einsinken des Planiergeräts 8 in den Baugrund. Der Schwenkausleger 14 umfasst zwei um 180° versetzt angeordnete Bodenförderer 20 mit einem in Drehrichtung 21 nachlaufenden Planierschild 22. Die Bodenförderer 20 sind so gestaltet, dass diese eine lineare Förderrichtung zum äußeren Ende oder zur Mitte des Schwenkauslegers 14 haben. Eine mögliche Ausfuhrungsvariante sieht vor, dass die Förderkapazität der Bodenförderer 20 zum Zentrum hin zunimmt, um das zusätzliche Material vom Kreisumfang aufnehmen und weitertransportieren zu können. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht ein schnelleres Rotieren des Schwenkauslegers 14. Unter der Zentralstruktur 15 ist an dieser ein Drehkranz 23 befestigt, wobei an dem Drehkranz der Schwenkausleger 14 und dessen Antriebseinheiten für die Bewegung entlang des Drehkranzes gelagert sind. Die von dem Schwenkausleger 14 zu bearbeitende

Planumsfiäche der Baugrube 3 hat beispielsweise einen Durchmesser von ca. 45 Meter. Daher müssen die Gitterausleger 17 eine solche Länge aufweisen, durch die die

Außenstützen 18 mit den Fußplatten 19 außerhalb der Planumsfiäche sind und sich am Fuß der Böschung 4 befinden.

In Fig. 4 ist schematisch ein Schnitt durch die Tragstruktur 13 gezeigt, und zwar entlang einer Linie IV/l in Fig. 3 durch zwei Gitterausleger 17 und entlang einer Linie IV/2 in Fig. 3 durch den Schwenkausleger 14. Es ist ersichtlich, dass in der Zentralstruktur 15 die zentrale Öffnung 16 gebildet ist, durch die sich das untere Ende der Pumpleitung 9 erstreckt. Die Pumpleitung 9 verläuft im Ausführungsbeispiel koaxial zu einer vertikalen Achse A, welche die Drehachse für den Schwenkausleger 14 bildet. Im Bereich der Öffnung 16 befindet sich ein Förderaggregat 24, vorzugsweise eine

Feststoffpumpe. An den äußeren Enden der Gitterausleger 17 sind die Außenstützen 18 angeordnet, an deren unteren Enden die Fußplatten 19 vorgesehen sind. An der Unterseite weisen die Fußplatten 19 Einstichkonen 25 auf, die in den Baugrund eindringen und somit ein Verdrehen der Tragstruktur 13 im Betrieb des Schwenkauslegers 14 verhindern. Unter der Zentralstruktur 15 ist der Drehkranz 23 montiert, an dem zwei Antriebseinheiten 26 für den Schwenkausleger 14 angebracht sind. Um das

Drehmoment möglichst gleichmäßig auf den Schwenkausleger 14 zu bringen sind die Antriebseinheiten vorzugsweise diametral angeordnet. Der Schwenkausleger 14 besteht aus den beiden Bodenförderern 20, die Material am Boden der Baugrube abtragen und zum unteren Ende der Pumpleitung 9 fördern. Aus Fig. 4 wird auch deutlich, dass die Förderrichtung der Bodenförderer 20 linear zum äußeren Ende oder zur Mitte des Schwenkauslegers 14 ist.

Die Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf das Planiergerät 8 mit der Tragstruktur 13 und dem Schwenkausleger 14. Es ist daraus ersichtlich, dass vorzugsweise an jeder Fußplatte 19 zwei Einstichkonen 25 vorgesehen sind. Der Schwenkausleger 14 wird durch die in Fig. 4 gezeigten Antriebseinheiten 26 zur Bearbeitung des Bodens der Baugrube 3 in Richtung des Pfeils 21 gedreht, so dass die Planierschilde 22 nachlaufend zu den Bodenförderern 20 angeordnet sind. Im Übrigen stimmen für gleiche Teile die

Bezugszeichen mit denjenigen der Fig. 4 überein.

Die Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Schnitts gemäß Fig. 4, wobei die Bodenförderer als Kettenförderer 27 ausgeführt sind. Diese Kettenförderer 27 tragen eine obere Schicht des Materials am Boden der Baugrube ab und fördern diese in Förderrichtung der Pfeile 28 zum unteren Ende der Pumpleitung 9. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Förderrichtung umzukehren und das Material zum äußeren Ende des Schwenkauslegers 14 zu fördern. In den Außenstützen 18 sind Vorrichtungen zur Höhenverstellung vorgesehen, vorzugsweise hydraulische Zylinder, so dass das Planiergerät in eine waagerechte Lage justiert werden kann. Im Übrigen stimmten für gleiche Teile die Bezugszeichen mit denjenigen der Fig. 4 überein.

In Fig. 7 ist eine Ausfuhrungsvariante zu Fig. 6 gezeigt, bei der die Bodenförderer als Schneckenförderer 29 ausgebildet sind. Den Schneckenförderern 29 sind Antriebseinrichtungen 30 zugeordnet, die die Schnecke in Rotation um ihre Längsachse versetzen und somit die Schneckenförderer 29 eine obere Schicht des Materials am Boden der Baugrube abtragen und in Förderrichtung gemäß Pfeilen 28* zum äußeren Ende des Schwenkauslegers 14 fördern. Auch bei dieser Ausfuhrungsvariante ist eine Umkehr der Förderrichtung möglich. Im Übrigen stimmen die Bezugszeichen für gleiche Teile mit denjenigen der Fig. 6 überein. Die Fig. 8 zeigt das Planiergerät 8 in einer Transportposition, die das Planiergerät einnimmt, um auf dem in Fig. 1 gezeigten Tiefbauschiff 1 abgesetzt und mittels der Trageinrichtung 7 auf das Schiffsdeck oder von diesem herunter bewegt zu werden. In dieser Transportposition sind zwei Gitterausleger 17 derart verschwenkt, dass sie bezüglich ihrer Längsmittelachsen zumindest annähernd parallel zueinander verlaufen. Der Schwenkausleger 14 wird etwa in Längsrichtung des nicht verschwenkten

Gitterauslegers 17* ausgerichtet. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, sind die Gitterausleger 17 an der Zentralstruktur 15 mittels eines Schwenklagers 31 befestigt, um das die

Schwenkbewegung der Gitterausleger erfolgt. Die Gitterausleger 17 weisen weitere Befestigungspunkte 32 auf, die zur Verbindung mit der Zentralstruktur 17 an

Aufnahmen 33 vorgesehen sind. Zur Schwenkbewegung dienen Schwenkzylinder 34, die einerseits an dem Gitterausleger 17 angelenkt und andererseits an der Zentralstruktur 15 befestigt sind. Die Bezugszeichen stimmen für gleiche Teile mit denjenigen der übrigen Figuren überein.

Um den Boden einer ausgehobenen Baugrube zu planieren, wird das Planiergerät 8 beispielsweise mittels der Trageinrichtung 7 vom Deck des Tiefbauschiffs 1 abgehoben und über das Heck des Tiefbauschiffs geschwenkt, bis das Planiergerät 8 vollständig über der Wasseroberfläche 5 schwebt. Dann werden die Gitterausleger 17 von den Schwenkzylindern 34 in eine Position bewegt, in der sich die Befestigungspunkte 32 in den Aufnahmen 33 befinden. Diese Position kann mit Verriegelungsmitteln gesichert werden. Das Planiergerät 8 wird abgesenkt, wobei die Positionierung bezogen auf die Baugrube 3 über ein am Planiergerät 8 installiertes Lagemesssystem erfolgt, das die Korrektur einer Verdriftung beim Absenkvorgang ermöglicht. Beim Aufsetzen der Fußplatten 19 dringen die Einstichkonen 25 in den Boden am unteren Rand der

Böschung 4 ein, wodurch die Tragstruktur 13 gegen ein Verdrehen im Betrieb des Planiergeräts 8 gesichert ist. Alternativ zu den Einstichkonen können auch

Schürzenplatten vorgesehen sein. Nach dem Absenken des Planiergeräts 8 auf dem Boden wird dieses elektronisch in eine waagerechte Lage gebracht, wobei eine

Justierung durch die Vorrichtungen zur Höhenverstellung in den Außenstützen 18 erfolgt. Diese Vorrichtungen sind vorzugsweise hydraulische Zylinder.

Nun wird eine Messumdrehung des Schwenkauslegers 14 zur Erfassung der Ist- Situation durchgeführt, wobei mit Abstandssensoren (Multikanalecholot) die Distanz zur Baugrubensohle gemessen wird. Anschließend wird der Schwenkausleger 14 wieder in die Ausgangslage gedreht, also vor oder zurück. Dann wird das Planiergerät 8 durch Höhenverstellung der Außenstützen 18 abgesenkt, damit die Bodenförderer 20 in das Material der Baugrubensohle einstechen können. Die Bodenförderer 20 werden in Tätigkeit versetzt, und es erfolgt eine Drehung des Schwenkauslegers 14 in Richtung des Pfeils 21. Die Bodenförderer 20 fördern das abgetragene Material entweder zu den äußeren Enden des Schwenkauslegers 14 oder in den Zentralbereich des Planiergeräts 8, wobei das Material dort als ein Gemisch mit Seewasser von der Pumpleitung 9 aufgenommen und mittels des Förderaggregats 24 durch die Pumpleitung 9 nach oben gefördert wird. Die Feststoffe werden vom Seewasser getrennt und dann dem Tiefbauschiff 1 zugeführt. Die den Bodenförderern 20 nachlaufend angeordneten Planierschilde 22 bewirken ein besonders feines Planieren der von den Bodenförderern 20 bearbeiteten Baugrubensohle. Die Drehbewegung d. h. ein Arbeitsumlauf des

Schwenkauslegers sollte mindestens 360° betragen, vorteilhaft sind Drehbewegungen von ca. 380°. Selbstverständlich sind Drehbewegungen, die noch größer sind, möglich. Bei diesem Arbeitsumlauf von beispielsweise etwa 380° wird eine Schicht von ca. 300 mm abgetragen.

Danach erfolgt eine Vorwärts- oder Rückdrehung des Schwenkauslegers 14 mit gleichzeitiger Kontrollmessung der Beschaffenheit des Planums. Nach Auswertung der Daten wird erneut das Planiergerät 8 abgesenkt, wodurch wiederum die Bodenförderer 20 in das Material einstechen. Es erfolgt ein weiterer Planiervorgang mit Abtrag durch die Bodenförderer 20 bei gleichzeitiger Drehung des Schwenkauslegers 14 und Feinplanieren durch die Planierschilde 22. Anschließend wird der Schwenkausleger 14 zurück oder weiter gedreht und dabei die Beschaffenheit des Planums gemessen. Dieser Vorgang kann bis zum Erreichen der Sollabtragstiefe und der geforderten Qualität des Planums wiederholt werden. Nach Fertigstellung des geforderten Planums wird das Planiergerät 8 nach oben gezogen, in die Transportposition gebracht und auf dem Deck des Tiefbauschiffs 1 abgesetzt.

Das Planiergerät 8 arbeitet vollautomatisch, wegemesstechnisch und sensorisch. Im Zuge der Planierarbeiten besteht innerhalb der Sichtgrenzen zusätzlich die Möglichkeit, die Gerätefunktionen und den Arbeitsfortschritt ergänzend durch eine Unterwasser- Kamera oder ein hochauflösendes Sonar zu beobachten. Die Steuerung und

Überwachung der Anlage erfolgt über die auf dem Tiefbauschiff 1 befindliche

Steuereinheit und die dazugehörigen Monitore.

Das Planiergerät verfügt über ein Notfallsystem, das das Abschlagen der Versorgungsleitungen (Stromkabel, Steuerkabel), der Pumpleitung und des Seils zum Anheben des Planiergeräts im abgesetzten Zustand ermöglicht. Die Leitungsenden werden in einer Schwimmboje verwahrt und können zu einem späteren Zeitpunkt wieder aufgenommen werden.

Das Planiergerät 8 kann beispielsweise für folgende Kenndaten ausgelegt sein:

Bodenabtragstiefe je Umdrehung - bis 300 mm,

Drehgeschwindigkeit bei Bodenabtrag - ca. 3 m/min,

Drehgeschwindigkeit bei Messfahrt - ca. 6 m/min,

Förderleistung der Bodenförderer - ca. 18 mVmin,

Förderleistung der Pumpenanlage - ca. 35 mVmin,

Planumsgenauigkeit - ca. ± 5 cm. Wie bereits zu Fig. 3 bis 8 beschrieben, umfasst die Tragstruktur 13 die gitterförmige Zentralstruktur 15 und die Gitterausleger 17, 17*, wobei unter der Zentralstruktur 15 der Drehkranz 23 angebracht ist. Darüber hinaus ist es von Vorteil, dass für den am

Drehkranz 23 gelagerten Schwenkausleger 14 zwei Antriebseinheiten 26 vorgesehen sind. Diese Antriebseinheiten 26 sind vorzugsweise diametral angeordnet, um das Drehmoment möglichst gleichmäßig auf den Schwenkausleger 14 zu bringen. Die am Schwenkausleger 14 vorgesehenen Bodenförderer 20 sind insbesondere als

Schneckenförderer 29 oder Kettenförderer 27 ausgebildet.

Um die Standsicherheit der Tragstruktur 13 zu erhöhen und insbesondere ein Verdrehen beim Arbeitsumlauf des Schwenkauslegers 14 zu vermeiden, sind die Fußplatten 19 an ihrer Unterseite mit vorzugsweise je zwei Einstichkonen 25 oder in den Boden eindringende Metallschürzen versehen.

Das Förderaggregat 24 ist vorteilhaft in der zentralen Öffnung 16 der Zentralstruktur 15 aufgenommen, denn auf diese Weise kann das Förderaggregat mit einfachen

Befestigungsmitteln mechanisch fest in der Zentralstruktur 15 gehalten werden. Als Förderaggregat 24 ist vorzugsweise mindestens eine Feststoffpumpe vorgesehen.

Aufgrund der großen Abmessungen der Tragstruktur 13, die wegen der Länge des Schwenkauslegers 14 von ca. 45 m mindestens etwa 50 m im Durchmesser beträgt, ist es vorteilhaft eine Möglichkeit zu schaffen, um die Tragstruktur 13 in eine

Transportposition zu bringen. Dafür sind zweckmäßigerweise die schwenkbar an der Zentralstruktur 15 angebrachten Gitterausleger 17 mittels Schwenklagern an der Zentralstruktur 15 befestigt, und zur Schwenkbewegung ist jeweils ein Schwenkzylinder 34 vorgesehen.

Bezüglich des Verfahrens zur Bearbeitung der Fläche am Meeresboden bzw. in der Baugrube ist es vorteilhaft, vor der Betätigung der Schwenkeinrichtung eine Justierung der Tragstruktur 13 in eine exakt waagerechte Lage vorzunehmen. Um die betreffende Fläche möglichst gleichmäßig zu bearbeiten, sollten die Bodenförderer in Betrieb gesetzt werden, um Material zur Mitte des Schwenkauslegers 14 zu fördern, und gleichzeitig der Schwenkausleger 14 um die vertikale Achse A gedreht werden. Ein weiterer Vorteil ist gegeben, wenn nach dem Arbeitsumlauf, d. h. Erreichen der maximalen Drehbewegung bzw. des Drehwinkels, eine Rück- oder Weiterdrehung des Schwenkauslegers 14 mit gleichzeitiger Kontrollmessung der bearbeiteten Fläche erfolgt. Als zweckmäßig wird angesehen, dass pro Arbeitsumlauf ein Abtrag des Materials von ca. 300 mm erfolgt.

Claims

Ansprüche

1. Planiergerät (8) zur Bearbeitung einer Fläche am Meeresboden (2) im Offshore- bereich mit einer Trageinrichtung mit Füßen zum Abstützen auf dem

Meeresboden (2) und einer an der Trageinrichtung angeordneten

Schwenkeinrichtung, die um eine vertikale Achse (A) drehbar ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinrichtung als Schwenkausleger (14) ausgebildet ist und an dem Schwenkausleger (14) mindestens ein Bodenförderer (20) installiert ist, dessen Förderrichtung linear ist und der Material des Meeresbodens (2) abträgt, wobei das Material horizontal in radialer Richtung entlang des Schwenkauslegers (14) gefördert wird.

2. Planiergerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkausleger (14) zwei um 180° versetzt angeordnete Bodenförderer (20) umfasst, wobei vorzugsweise die Bodenförderer (20) jeweils mit einem in Drehrichtung (21) des Schwenkauslegers (14) nachlaufend angeordneten Planierschild (22) versehen sind.

3. Planiergerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenförderer (20) eine Förderrichtung (28*) radial zum äußeren Ende des Schwenkauslegers (14) aufweisen.

4. Planiergerät nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass zumindest nahe der vertikalen Achse (A) eine Pumpleitung (9) angeordnet ist und dieser ein Förderaggregat (24) zugeordnet ist, wobei die Bodenförderer (20) eine Förderrichtung (28) radial zur Mitte des Schwenkauslegers (14) aufweisen und das von den Bodenförderern (20) geförderte Material durch die Pumpleitung (9) abgeführt wird.

5. Planiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung eine aus einer gitterförmigen Zentralstruktur (15) und aus mit dieser verbundenen Gitterauslegern (17, 17*) gebildete Tragstruktur (13) ist.

6. Planiergerät nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralstruktur (15) im Wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks bildet und eine zentrale vertikale Öffnung (16) aufweist.

7. Planiergerät nach Anspruch 5 oder6,

dadurch gekennzeichnet, dass unter der Zentralstruktur (15) ein Drehkranz (23) angeordnet ist, an dem der Schwenkausleger (14) horizontal drehbeweglich gelagert ist.

8. Planiergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (13) drei Gitterausleger (17, 17*) umfasst, an deren äußeren Enden Außenstützen (18) vorgesehen sind, unter denen die Füße in Form von Fußplatten (19) angebracht sind.

9. Planiergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, vorzugsweise jedoch zwei Gitterausleger (17) schwenkbar an der Zentralstruktur (15) angebracht sind.

10. Verfahren zur Bearbeitung einer Fläche am Meeresboden (2) im Offshorebereich mittels eines Planiergeräts (8), wobei eine Trageinrichtung des Planiergeräts (8) sich mit Füßen auf dem Meeresboden (2) abstützt und eine an der

Trageinrichtung gelagerte Schwenkeinrichtung um eine vertikale Achse (A) gedreht wird,

dadurch gekennzeichnet, dass während der Drehung der als Schwenkausleger (14) gestalteten Schwenkeinrichtung Material des Meeresbodens (2) mittels mindestens einem am Schwenkausleger (14) ausgebildeten Bodenförderer (20) in einer linearen Förderrichtung des Schwenkauslegers (14) Material des Meeresbodens abgetragen und in horizontaler Richtung gefördert wird, wobei das Material entweder in einer Förderrichtung (28*) radial nach außen gefördert und dort abgelagert wird oder zur Mitte des Schwenkauslegers (14) in einer Förderrichtung (28) gefördert und mittels eines Förderaggregats (24) von einer zumindest nahe der vertikalen Achse (A) angeordneten Pumpleitung (9) aufgenommen und durch diese abgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung des Schwenkauslegers (14) ein Arbeitsumlauf mit einer Drehbewegung von mindestens 360°, vorzugsweise 380° bis 450° ist.