Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen
D.A. Goes Klein baggerwerktuig voor het verwijderen van vervuilde specie van waterbodems. Doctoraalopdracht, Rapport 91.3.GV.2864, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Aan de hand van een beschouwing van de marktsituatie, het pakket van eisen voortkomende uit de analyse-opdracht en een pakket wensen van Van den Herik, een aannemer die actief is op de milieubaggermarkt, is een concept opgesteld van een nieuw te ontwerpen milieubaggerwerktuig dat voornamelijk ingezet kan worden bij milieubaggerwerken. Dit concept luidt als volgt:
Het werktuig bestaat uit een hoofdponton waaraan zijpontons kunnen worden bevestigd. Zowel met alleen het hoofdponton als met hoofdponton en zijpontons tezamen moet gebaggerd kunnen worden. Het hoofdponton is uitgerust met een verplaatsingssysteem waarmee het zich van het
transportmiddel naar het water kan verplaatsen en vice versa, tevens is het hoofdponton zelfvarend.
Op het hoofdponton is een goed manoeuvreerbare arm gemonteerd, deze kan zowel onafhankelijk van het ponton of als één geïntegreerd geheel met het ponton bewegen. Aan deze arm is een snelkoppelsysteem bevestigd om verschillende ontgravende werktuigen snel af- en aan te koppelen.
Deze ontgravende werktuigen zijn: - milieuschijfsnijkop - vizierbak - pompbak - grijper - snijkop
De pompbak is een speciaal verzoek van van den Herik. Voor niet-milieubaggerwerken kan de snijkop worden gemonteerd. Tevens moet het werktuig met behulp van een hark grof vuil kunnen verwijderen.
Het werktuig is uitgevoerd met een verankeringssyteem dat zo min mogelijk hinder veroorzaakt voor de scheepvaart. Het uiteindelijke voorontwerp van het milieubaggerwerktuig is weergegeven in figuur S.l.
Het baggerwerktuig kent twee uitvoeringsvormen, het werktuig uitgevoerd als snijkopzuiger of schijfsnijkopzuiger en het werktuig uitgevoerd als graafmachine waaraan verschillende typen dieplepels kunnen worden gemonteerd.
De basis van het werktuig wordt gevormd door het hoofdponton, zie figuur S.l. Hieraan zijn aan de achterkant twee kantelspudpalen gemonteerd. Vooraan zijn een hydraulische arm en twee telescoperende zijsteunen gemonteerd. De ladder van de (schijf)snijkopzuiger bestaat uit de zijsteunen die via een koppelstuk verbonden zijn aan elkaar, de hydraulische arm en het ontgravende werktuig. Tussen hoofdponton en koppelstuk loopt de pijpleiding. Voor de gewenste stabiliteit worden aan het hoofdponton twee zijpontons gemonteerd.
Het ombouwen van het werktuig naar de uitvoering als graafmachine is relatief eenvouding. Het koppelstuk met ontgravend werktuig en de pijpleiding inclusief zuigzak moeten worden losgekoppeld. Vervolgens wordt aan de arm een vierstangen-mechanismen met het koppelsysteem van Verachtert gemonteerd en worden de zijsteunen naar buiten geklapt, zodanig dat zij loodrecht staan op de lengteas van het ponton. Met de zijsteunen kan op de bodem worden afgesteund.
Aan het pakket van eisen en wensen is grotendeels voldaan met uitzondering van het verwijderen van grofvuil met de hark (afhankelijk van de stuwkracht), het reinigen van het talud met een taludreiniger en de uitvoering van een hydraulische arm met een extra scharnier. Het feit dat het voorontwerp voldoet aan bijna alle eisen en wensen wil echter niet zeggen dat het werktuig moet worden gebouwd zoals het in dit rapport omschreven is. Ten eerste is er een technisch aspect dat verder uitgezocht moet worden. Het betreft de toepassing van telescoopgieken voor de zijsteunen. Als op een kleine diepte op de bodem wordt afgesteund kunnen alle giekeinden in aanraking komen met de specie, ondanks het gebruik van stempels met een oppervlak van l m2. Het effect hiervan op het wrijvingsmechanisme in de arm is onduidelijk. Nader onderzoek naar dit aspect is noodzakelijk voordat de telescoopgiek kan worden toegepast als zijsteun.
Ten tweede zijn er enkele financiële aspecten.
De kracht van het werktuig is enerzijds dat het in verhouding tot zijn afmetingen een veel hogere produktie kan halen dan de huidige overeenkomstige werktuigen en anderzijds de veelzijdigheid van het werktuig waardoor bespaard kan worden op mobilisatiekosten.
Tegenover deze voordelen staat een hoge prijs van het werktuig. Het is met name de verhouding tussen de afmeting van het werktuig en de gewenste produktie die het werktuig duur maakt. Bij een klein werktuig met hoge capaciteit worden de constructies veel zwaarder belast dan bij een groter werktuig met dezelfde capaciteit. Hierdoor moeten hoogwaardige materialen worden gebruikt. Zowel de materialen zelf als de constructie hiervan zijn duur. Middels dit voorontwerp is duidelijk dat het met een dergelijk pakket van wensen het niet mogelijk is om zonder enige research een werktuig te ontwikkelen.
Het gevaar van een zogenaamde "alleskunner" is dat deze voor gewone werken, zonder speciale randvoorwaarden, te duur is ten opzichte van de eenvoudige werktuigen die een dergelijk werk ook aankunnen.
Voordat dit voorontwerp verder wordt uitgewerkt moet eerst goed worden uitgezocht wat een dergelijke "alleskunner" mag kosten. Hierbij moet bekeken worden wat de besparingen zijn op de mobilisatie en projectkosten van dit werktuig ten opzichte van het werken met een aantal verschillende typen werktuigen. Tevens moet een inschatting worden gemaakt van de m3 prijs die de overheid gaat betalen voor de verwijdering van verontreinigde specie. Rapporten studenten Baggertechniek en Bulktransport
