Preisträger 2015

Kurzfassung

Es wird eine praxistaugliche Methode zur Auslegung der Sicherung von Schiebetoren gegen Stoß durch unbeabsichtigtes Anfahren eines zu schleusenden Schiffes entwickelt.

Die Untersuchung gliedert sich in drei Abschnitte. Eingangs wird das Tragverhalten der Stahl- Kastenkonstruktion eines ungeschützten Schiebetors mittels eines idealisierten Berechnungsmodells für alle auftretenden Beanspruchungen untersucht. Im zweiten Schritt wird die Modellierung des mosaikartigen Stoßschutzes entwickelt. Der Stoßschutz besteht aus gleichartigen Stahl- Plattenkonstruktionen, die durch Ketten verbunden und auf handelsüblichen Fendern gelagert sind und so bereits bei Schiffsanlegestellen Verwendung finden. Hier werden sie mosaikartig angeordnet und in Torlängsrichtung gelenkig miteinander verbunden. Die Ketten verhindern bei Anprall ein Ausweichen der Platten in die Schleusenkammer.

Das Feder-Dämpfer-System der Fender ist als Feder-Element auf Basis der produktzugehörigen Kennlinien modelliert, womit die größtmögliche Stoßbelastung über die maximale Einfederung bestimmt wird. Die Kinematik dieser Konstruktion wird für unterschiedliche Anprallorte und Plattenanordnungen auf ihre günstigste Ausbildung hin untersucht. Im dritten Abschnitt erfolgt die Kombination von Schiebetor und Stoßschutz mit der Untersuchung ihrer gemeinsamen Wirkung.

Die Ergebnisse zeigen, dass der Stoßschutz keinen wesentlichen Einfluss auf das Tragverhalten des Schiebetors unter regulärer Betriebsbelastung hat, und dass die Betriebsbelastungen sowie die Nachgiebigkeit des Schiebetors die Wirksamkeit des Stoßschutzes nicht beeinträchtigen. Für eine Auslegung des Stoßschutzes ist es somit ausreichend, diesen getrennt vom zu schützenden Bauwerk zu betrachten. Dies ermöglicht ein einfaches und zielgerichtetes Vorgehen bei der Planung der Gesamtkonstruktion, in der der Stoßschutz aufgrund der variablen Masse und Geschwindigkeit des anfahrenden Schiffes stets auf seine maximal aufzunehmende Energie auszulegen ist.