THEMENVORSCHAU 07/2015 Stahlbau Anzeigenschluss Druckunterlagenschluss Erscheinungstermin 16.06.2015 19.06.2015 10.07.2015 Ü b e r s i c h t : Produkte & Objekte Firmenberichte zu aktuellen Bauprojekten und Produkten Schiffshebewerk Niederfinow Beteiligte Firmen präsentieren ihre technische Kompetenz Stahlwasserbau Hubtechnik, Hydrauliksysteme, Spundwände, Rollschütz,Gleitschütz, Korrosionsschutz, Verschlüsse, Tore, Klappen, Schleusen, Dichtungen u.a. Anzeigenleitung: Norbert Schippel, Tel. 030/470 31-252, Fax 030/470 31-230, [email protected] Metallleichtbau Dach- und Wandelemente für den Industriebau, Membrantechnologie, Folien, Sandwichelemente, Stahltrapezprofile, Trapezbleche, Profilwände und -decken, Brandschutzelemente, Paneele, Befestigungstechnik, Dichtungssysteme, Korrosionsschutz, Brandschutz, Software u. a. Deadline für PR-Beiträge: 16.06.2015 Fachaufsätze – Schwerpunkt Der Stahlbau des neuen Schiffshebewerkes Niederfinow Editorial: Das neue Schiffshebewerk Niederfinow – ein Beitrag zur Baukultur in Deutschland Der Neubau des Schiffshebewerkes Niederfinow – ein Überblick und technische Aspekte Schiffshebewerk Niederfinow – Bemessung, Herstellung und Montage des Troges Korrosionsschutz beim Neuen Schiffshebewerk Niederfinow Die Sicherung des Troges im neuen Schiffhebewerk Niederfinow Das Modell des Schiffshebewerks Niederfinow im Deutschen Technikmuseum in Berlin und seine Vorgänger --- Berechnung der Rammschädigung an Flanschen von Monopile-Gründungen Karl Marguerre – Die Schultern, auf denen wir stehen Süderweiterung der NürnbergMesse − Bau der Halle 3A Brand- und Korrosionsschutz Zeitoptimierte Montage und Instandsetzung – Korrosionsfester, kraftschlüssiger Spaltausgleich im Stahlbau Entmagnetisierung ferromagnetischer Werkstoffe -2- THEMENVORSCHAU Stahlbau 07/2015 -2- Fachaufsätze – Schwerpunkt Der Stahlbau des neuen Schiffshebewerkes Niederfinow Dipl.-Ing. Rolf Dietrich, Leiter des Wasserstraßen-Neubauamtes Berlin Editorial: Das neue Schiffshebewerk Niederfinow – ein Beitrag zur Baukultur in Deutschland Peter Huth, Hans-Gerd Lindlar: Der Neubau des Schiffshebewerkes Niederfinow – ein Überblick und technische Aspekte Anzeigenleitung: Norbert Schippel, Tel. 030/470 31-252, Fax 030/470 31-230, [email protected] In Niederfinow wird neben dem bestehenden ein zweites Schiffshebewerk errichtet. Nach umfangreichen Voruntersuchungen entschied sich die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung für ein Senkrechthebewerk mit Gegengewichtsausgleich. Ein Tragwerk, bestehend aus Stahlbetontürmen, stützen und Seilrollenträgern, die in einer gemeinsamen Trogwanne gegründet werden, leitet die Lasten des wassergefüllten Troges (ca. 9000 t) über Seilrollenträger in den Untergrund ab. Der an Seilen durch Gegengewichte im Gleichgewicht gehaltene Trog erhält eine nutzbare Länge von 115 m, eine nutzbare Breite von 12,5 m und lässt eine Wassertiefe von 4,0 m zu. Die Vertikalbewegungen des Troges erfolgen mittels Zahnstangenantrieb. Ein Sicherungssystem aus Mutterbackensäulen und Drehriegeln gewährleistet ein sicheres Absetzen des Troges bei Reparatur und in Havariefällen. Im Mai 2008 wurde die Arge Neues Schiffshebewerk Niederfinow bestehend aus den heutigen Firmen Bilfinger Construction GmbH, DSD Brückenbau GmbH, Johann Bunte Bauunternehmung GmbH & Co. KG und Siemag Tecberg mit dem Neubau des Schiffshebewerkes beauftragt. Heiner Gebhardt, Jens Schülke, Eric Augustin: Schiffshebewerk Niederfinow – Bemessung, Herstellung und Montage des Troges Die Stahlkonstruktion des Troges für das neue Schiffshebewerk in Niederfinow wurde in einer komplexen Bemessung für die Betriebszustände gewichtsmäßig optimiert. Gleichzeitig mussten verschiedene außergewöhnliche Belastungszustände bei der Dimensionierung berücksichtigt werden. Die hierfür erforderlichen Berechnungen wurden an einem Finite-Elemente-Modell des Troges mit unterschiedlichen Lagerungsbedingungen durchgeführt. Damit die Montage der Gegengewichte nicht für die Bemessung des Troges maßgebend wird, musste ein detailliertes Ballastierungskonzept ausgearbeitet werden. Bei der Fertigung und Montage des Troges waren unter anderem die geringen zulässigen Toleranzen an den Trogenden im Bereich der Drehsegmenttore zu berücksichtigen. Durch fertigungstechnische Maßnahmen und eine anschließende mechanische Bearbeitung wurden diese Vorgaben umgesetzt. Sven-Olaf Schütt, Manfred Baumann: Korrosionsschutz beim neuen Schiffshebewerk Niederfinow Die Ausführung und Qualitätssicherung des Korrosionsschutzes der Stahlbauten des Schiffshebewerkes (SHW) erfolgt durch die strikte Umsetzung einer für alle Beteiligten geltenden Korrosionsschutzanweisung. Hier werden u.a. die vielfältigen architektonischen farblichen Anforderungen sowie die Beschichtung in mehreren Fertigungswerken und auf der Baustelle berücksichtigt. Etwa 70 % der Bauteile wurden vorkonserviert angeliefert. Nachträgliche Schweißarbeiten auf der Baustelle und deren negative Auswirkungen auf bereits beschichteten Flächen erforderten umfangreiche Qualitätsmaßnahmen. Es wurden überwiegend bewährte Korrosionsschutzsysteme eingesetzt. Für Beschichtungen im Einzelfall, Pulverbeschichtungen und auch beim Kathodischen Korrosionsschutz (KKS) für die Anoden wurden im Bereich des Verkehrswesens neue Wege beschritten. Volker Dachsel: Die Sicherung des Troges im neuen Schiffshebewerk Niederfinow Binnenwasserstraßen müssen Geländesprünge und damit verbundene Höhenunterschiede der Wasserspiegel überwinden. Dies geschieht mittels Schiffsschleusen oder Schiffshebewerken (SHW). In Niederfinow ist ein Höhenunterschied von bis zu 37 m zu überwinden. Für die Schleusungsvorgänge steht nur eine relativ geringe Wassermenge aus dem Flusssystem der Havel zur Verfügung. Dies führt zwangsläufig zur Entscheidung, die zu erwartenden Transportaufgaben mittels Schiffshebewerken (SHW) zu lösen. Die bereits seit 1934 in Niederfinow angewandte und bewährte Bauform ist ein Senkrechthebewerke mit Nassförderung. Dabei wird das Schiff in einem mit Wasser gefüllten Trog vertikal gehoben oder abgesenkt. Der Wasserstand im Trog ist nahezu konstant. Der Trog befindet sich im Gleichgewicht mit dem Gewicht von an Seilen hängenden Gegengewichten. Durch das Gleichgewicht ist die Trogbewegung mittels relativ geringer Antriebsleistung möglich. In der Regel kommen 4 Trogantriebe zum Einsatz. Die gesamte Antriebskraft beträgt unter normalen Betriebsbedingungen ca. 1% der Gewichtskraft der bewegten Massen von ca. 20 000 t. Geht das Gleichgewicht am Trog verloren (Trogleerlauf, gesunkenes Schiff, Trog bordvoll), so besteht die Gefahr der Überlastung der Antriebe. Unkontrollierte Trogbewegungen können die Folge sein. Um dies zu verhindern, wird der Trog mit einer Trogsicherung (für jeden Antrieb) ausgestattet. Bei Überschreitung der maximalen Ritzelkraft erfolgt zunächst das Abschalten und Anhalten der Antriebe. Die danach weiter anwachsenden erheblichen Kräfte aus dem Ungleichgewicht des Troges (bis zu 65 000 kN) werden in das Tragwerk des Schiffshebewerkes abgeleitet. -3- THEMENVORSCHAU Stahlbau 07/2015 -3- Claudia Schuster: Das Modell des Schiffshebewerks Niederfinow im Deutschen Technikmuseum in Berlin und seine Vorgänger Das Modell des Schiffshebewerks Niederfinow im Maßstab 1:50 bereichert seit dem 8. Dezember 2014 die Dauerausstellung des Deutschen Technikmuseums (DTM). In diesem Funktionsmodell stecken rund 140.000 Miniaturnieten, über 36.000 größtenteils ehrenamtliche Arbeitsstunden und unzählige originalgetreue Details. Das Modellbau-Kunstwerk besteht fast ausschließlich aus Messing, zum Teil auch Stahl, Aluminium, Kunststoff, Holz, Blei und vor allem aus 20 Jahre Pröbeln, Akribie, Leidenschaft, Geduld, Einfallsreichtum und handwerklichem Können. Das Modell stellt das Hebewerk bei Niederfinow dar, etwa 70 Kilometer nordöstlich von Berlin, das Schiffe wie in einem Fahrstuhl 36 Meter von der unteren Oderhaltung auf die obere Kanalhaltung hebt und in der anderen Richtung senkt. Es ist heute das älteste noch im Dienst befindliche Hebewerk Deutschlands. Während und vor der Bauzeit dieses 1934 eröffneten Bauwerks entstanden verschiedene Modelle, die nachfolgend ebenfalls kurz beschrieben werden. Tim Oliver Janele, Susanne Landskröner, Marcus Klose: Anzeigenleitung: Norbert Schippel, Tel. 030/470 31-252, Fax 030/470 31-230, [email protected] Berechnung der Rammschädigung an Flanschen von Monopile-Gründungen Ringflanschverbindungen an Monopile-Tragstrukturen stehen aktuell im Fokus kosteneffizienter Design-Konzepte für OffshoreWindenergieanlagen. Die geschraubte Verbindung zwischen Monopile und Transition Piece (Übergangsstück zum Turm der Windenergieanlage) erfordert jedoch, dass die Rammung mit einem hydraulischen Hammer direkt auf dem Monopile-seitigen Flansch erfolgt. Der Flansch wird extremen Belastungen während des hochdynamischen Rammvorgangs ausgesetzt, wodurch hohe Vorschädigungen am Flansch sowie an der anschließenden Schweißnaht zum Monopile entstehen können. Bei der Berechnung der Rammschädigungen ist, zusätzlich zum eigentlichen Hammerschlag, eine durch den Lasteintrag angeregte Schwingung am Flansch zu berücksichtigen. In diesem Artikel werden die wesentlichen Parameter einer Rammanalyse vorgestellt. Wechselwirkungen zwischen Hammer, Monopile und Boden werden mit einer eindimensionalen Wellengleichungsmethode untersucht. Das hierbei ermittelte Lastspektrum wird zur Validierung eines detaillierten Finite-Elemente(FE)-Modells genutzt, welches den ursprünglichen Schlag zwischen Hammer und Flansch sowie die dynamische Antwort der Pfahl-Boden-Interaktion im Zeitbereich simuliert. Basierend auf den Berechnungsergebnissen werden Empfehlungen für Designoptimierungen sowie Verfahren zur Bewertung der Rammschädigung vorgestellt. Klaus Knothe Karl Marguerre – Die Schultern, auf denen wir stehen Karl Marguerre ist heute nur noch wenigen Wissenschaftlern wirklich bekannt, obwohl er sich während seiner Hochschullehrertätigkeit in Darmstadt mit großem Engagement um den wissenschaftlichen Nachwuchs bemühte und von vielen Studenten gehört wurde. Die Forschungsarbeiten von Karl Marguerre erstrecken sich über einen weiten Bereich der Elastomechanik und der klassischen Schwingungslehre. Zusammen mit anderen namhaften hat Marguerre mit seinen Arbeiten den Flugzeugbau und darüber hinaus den modernen Leichtbau entscheidend beeinflusst. International fanden seine neuen Erkenntnisse über die „mittragende Breite“ und die Grundgleichungen für die Platte großer Durchbiegung besonderes Interesse. Letztere werden in der Fachliteratur häufig als „Marguerresche Gleichungen“ zitiert. Besondere Verdienste erwarb er sich beim beginnenden Einsatz von EDV-Anlagen um die „Methode der Übertragungsmatrizen“. Berichte Gunther Brux: Süderweiterung der NürnbergMesse − Bau der Halle 3A Brand- und Korrosionsschutz Carsten Kunde, DIAMANT: Zeitoptimierte Montage und Instandsetzung – Korrosionsfester, kraftschlüssiger Spaltausgleich im Stahlbau Andreas Burt, Martin Hartke, EWM: Entmagnetisierung ferromagnetischer Werkstoffe Änderungen vorbehalten. -4- Anzeigenleitung: Norbert Schippel, Tel. 030/470 31-252, Fax 030/470 31-230, [email protected] THEMENVORSCHAU Stahlbau Bestellcoupon 07/2015 -4-
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