St-TP4-Last-StwBau-101-rev00.pdf

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Revision

St-TP4-Last Revision 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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Inhaltsverzeichnis

1. Allgemeines zum Binnenhaupt ............................................................ 1/1

1.1. Übersicht ..................................................................................... 1/3

1.2. Bemessungswasserstände am Binnenhaupt .............................. 1/4

1.3 Grundwasserstand ...................................................................... 1/5

1.4. Lebensdauer des Binnenhauptes ............................................... 1/6

2. Einwirkungen auf das Schiebetor

2.1. Übersicht und Torparameter ....................................................... 2/1

2.2. Eigenlast ..................................................................................... 2/3

2.3. Hydrostatische und hydrodynamische Einwirkungen

2.3.1. Hydrostatische Einwirkungen ......................................... 2/3

2.3.2. Hydrodynamische Einwirkungen in Staustellung ............ 2/4

2.3.3. Hydrodynamische Einwirkungen bei Bewegung ............. 2/4

2.4. Eisdruck ...................................................................................... 2/4

2.5. Hohlkörperauftrieb....................................................................... 2/5

2.6. Schlick im Schiebetor .................................................................. 2/5

2.7. Verkehrslasten

2.7.1. Fuß- und Radweg auf dem Schiebetor ........................... 2/6

2.7.2. Geländer ......................................................................... 2/6

2.8. Sonstige Einwirkungen

2.8.1. Leckschlagen von Luftkammern ..................................... 2/6

2.8.2. Windlasten ...................................................................... 2/7

St-TP4-Last Inhaltsverzeichnis 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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2.9. Ermüdungsbeanspruchung

2.9.1. Allgemeines .................................................................... 2/8

2.9.2. Ermüdungsbeanspruchung auf das Binnentor ............... 2/8

2.9.3. Ermüdungsbeanspruchung auf den Torantrieb .............. 2/16

2.10. Bemessungssituationen

2.10.1. Lastfallkombinationen in Staustellung ............................ 2/17

2.10.2. Lastfallkombinationen in Bewegung ............................... 2/24

2.10.3. Ermüdungskombination .................................................. 2/25

2.11. Revision ...................................................................................... 2/26

St-TP4-Last Inhaltsverzeichnis 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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1. Allgemeines zum Binnenhaupt

Die Seeschleuse im Hafen der Stadt Papenburg gewährleistet die See-,

Binnen- sowie Sportschifffahrt und ging in ihrer jetzigen Form 1975 in Betrieb.

Bei Außenwasserständen von +2,50 m NHN bis -1,50 m NHN erfolgen

durchschnittlich 2.000 Schiffsschleusungen pro Jahr.

Nach 40 Jahren Betriebsdauer soll die Seeschleuse stufenweise (3 Baustufen)

neu gebaut werden, um den Schleusenbetrieb und die Deichsicherheit zu

gewährleisten.

Nachdem Bau der Außenhaupt in der 1. Stufe, soll nun in der 2. Stufe das

Binnenhaupt und in der 3. Stufe die Schleusenkammer neu gebaut werden.

Die Seeschleuse verbindet das Fahrwasser der Ems bei Ems-km 0 bzw. des

Dortmund-Ems-Kanals bei DEK-km 225,82 mit dem Hafen der Stadt Papenburg

und kann von Seeschiffen mit einem Tiefgang bis 5,50 m zzgl. 0,50 m Keel

Clearence angelaufen werden, deren Hauptumschlagsgüter aus Baustoffen,

Holz, Stahl, Papier, Torf, Mineralöle und Getreide bestehen.

Die Sohle der Schleuse, des Sielkanals sowie des weiterführenden Hafens liegt

auf ca. –5,20 m NN. Die lichte Breite der Seeschleusendurchfahrt beträgt ca.

26,5 m. Vollcontainerschiffe mit 8 Reihen und einer Schiffsbreite von 23,0 m

können die Schleuse passieren. Zwischen den Torachsen ist die Seeschleuse

ca. 155 m lang.

St-TP4-Last

1. Allgemeines zum Binnenhaupt 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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Das vorliegende Lastenheft zur Genehmigungsstatik wird zur Bemessung des

neuen Binnenhauptes an der Seeschleuse in Papenburg zugrunde gelegt.

Das Binnenhaupt zwischen der Schleusenkammer und dem Hafen besteht im

Wesentlichen aus:

• dem Schiebetor, inkl. Segmentschütze, Ober- und Unterwagen,

• den Dammtafeln als Revisionsverschluss zu der seitlichen Torkammer,

• der östlichen Torkammer, bestehend aus Sohle sowie nördlicher und

südlicher Kammerwand inkl. Verankerung,

• dem unteren Drempel sowie dem westlichen Gegenanschlag,

• dem Antriebshaus an der Stirnseite der Torkammer mit der

Windenverlagerung für den Torantrieb,

• den hafenseitigen Schutzdalben,

• sowie den umliegenden Ufereinfassungen.

St-TP4-Last

1. Allgemeines zum Binnenhaupt 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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1.2. Bemessungswasserstände am Binnenhaupt

Das Binnenhaupt der neuen Seeschleuse in Papenburg ist nach Absprache mit

dem Bauherrn für folgende Bemessungswasserstände, dargestellt am

Querschnitt des Schiebetores, auszulegen:

St-TP4-Last

1. Allgemeines zum Binnenhaupt 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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Wasserstände in der Kammer (bei Ausfall des Außentors):

HHThw = + 4,80 m NHN (Ausfall Emssperrwerk)

HThw = + 3,75 m NHN (Ausfall Emssperrwerk)

(MThw = + 1,90 m NHN im Bereich der schleusbaren Wasserstände)

MTnw = - 1,80 m NHN

NTnw = - 2,79 m NHN

NNTnw = - 2,97 m NHN

Wasserstände in der Schleusenkammer (ohne Ausfall des Außentors):

HSW = + 2,50 m NHN (höchster schleusbarer Wasserstand)

NSW = - 1,50 m NHN (niedrigster schleusbarer Wasserstand)

Wasserstände im Binnenhafen:

HHaw = + 1,30 m NHN (höchster Hafenwasserstand)

Haw = + 0,90 m NHN (Hafenwasserstand)

NHaw = + 0,50 m NHN (niedrigster Hafenwasserstand)

1.3. Grundwasserstand

Der Grundwasserstand wird an 2 Pegelmessstellen zukünftig aufgezeichnet.

Gemäß Messtellen und Gutachten von Herrn Dr. rer. nat. Karl-Heinz Lüpkes am

Außenhaupt vom 12.07.2018 wurden folgende Grundwasserstände als

Bemessungswerte ermittelt:

HGW = + 1,00 m NHN (höchster Grundwasserstand)

NGW = - 1,50 m NHN (niedrigster Grundwasserstand)

Das Grundwasser (NGW bis HGW) folgt i.d.R. dem freien Wasserspiegel der

Ems (MTnw bis MThw) zeitlich verzögert. Diese Werte sind durch die

zukünftigen Pegelmessungen zu überprüfen bzw. zu bestätigen.

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1. Allgemeines zum Binnenhaupt 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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1.4. Lebensdauer des Binnenhauptes

Die Lebensdauer der einzelnen Gewerke des Binnenhauptes werden analog

dem Aussenhaupt wie folgt festgelegt:

Maschinenbau: 35 Jahre (siehe DIN 19704-1, Kap. 9.5.3.1)

Stahlwasserbau: 70 Jahre (siehe DIN 19704-1, Kap. 7.6.1)

Massivbau: 80 Jahre (gemäß Außenhaupt)

Spundwände

und Pfähle: 50 Jahre (siehe DIN EN 1993-5, Kap. 4.1, (6))

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1. Allgemeines zum Binnenhaupt 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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2. Einwirkungen auf das Schiebetor

2.1. Übersicht und Torparameter

OK Tor + 6,50 m NHN

UK Tor (Dichtungslinie) - 5,52 m NHN

Torlänge (Dichtung – Dichtung) 27.475 mm

Torbreite im Querschnitt 3.000 mm

Querschnitt im Bereich der Durchflussöffnungen (Segmentschütze)

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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2.2. Eigenlast

Die Eigenlasten des Schiebetores, der Segmentschütze und des Ober- und

Unterwagens werden anhand der Entwurfsplanung als Konstruktionsgewichte

angenommen.

Schiebetor inkl. Aufhängung Oberwagen G = 225 t

Segmentschütze G = 4 x 5,0 t = 20 t

Oberwagen G = 10 t

Unterwagen G = 20 t

∑G = 275 t

= 2.750 kN

Beschichtungen, anhaftendes Wasser bzw. Eis, Bewuchs sowie

Verschmutzung werden mit einem Zuschlag von 10% der Eigenlasten

berücksichtigt (DIN 19704-1, 5.1): G = 1,10 x 2.750 kN = 3.025 kN

2.3. Hydrostatische und hydrodynamische Einwirkungen

2.3.1. Hydrostatische Einwirkungen

Die hydrostatischen Einwirkungen in Schließstellung auf das Schiebetor werden

anhand der zuvor aufgeführten Wasserstände zur Bemessung des

Binnenhauptes ermittelt.

Die Wichte des schlickhaltigen Wassers wird dabei gemäß DIN 19704-1,

Abschnitt 5.2.1 für Seewasser mit γ = 10,4 kN/m³ angesetzt. w

Zusammen mit den weiteren Einwirkungen auf das Tor werden diese in

ständige, vorübergehende oder außergewöhnliche Bemessungssituationen

nach DIN 19704-1, Tab. 5 eingeteilt (siehe Kap. 2.10).

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2.3.2. Hydrodynamische Einwirkungen in Staustellung

In den hydrostatischen Bemessungssituationen werden auf dem höchsten

Wasserstand ein Schwall von + 0,60 m und auf dem niedrigsten Wasserstand

ein Sunk von - 0,50 m berücksichtigt.

2.3.3. Hydrodynamische Einwirkungen bei Bewegung

Das Bewegen des Schiebetores erfolgt bei Wassergleichstand innerhalb des

höchsten und niedrigsten schleusbaren Wasserstandes (HSW bzw. NSW). Für

die Bemessung der Antriebe wird eine normale (GK) oder eine

außergewöhnliche (AK) Wasserstandsdifferenz beim Bewegen berücksichtigt:

GK: Differenzwasserstand 0,25 m

AK: Differenzwasserstand 0,40 m

2.4. Eisdruck

Nach DIN 19704-1, 5.2.5 wird für Binnengebiete folgender Eisdruck auf die

hafen- oder kammerseitige Stauwand angesetzt.

p = 150 kN/m² mit h = 0,30 m E E

Der Ansatz erfolgt jeweils bei folgenden Wasserständen:

Kammerseitig: von +2,50 m NHN bis -1,50 m NHN

Hafenseitig: von +1,30 m NHN bis +0,50 m NHN

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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2.5. Hohlkörperauftrieb von geschlossenen Lufttanks (sofern unter Wasser)

Zwischen den Riegeln III und IV ist ein durchgehender Auftriebskörper (A) über

die gesamte Länge des Schiebetores angeordnet. Zusätzlich ist in den

Durchflussöffnungen am oberen horizontalen Schützanschlag ein

Auftriebskörper (B) angeordnet.

Die Wichte des Wassers wird mit 𝛾 = 10,4 kN/m³ für Seewasser gemäß w

DIN 19704-1, Abschnitt 5.2.1 angenommen.

Der Eigenauftrieb der Torkonstruktion und der Schütze ist zusätzlich für alle im

Wasser eingetauchten Konstruktionsteile zu berücksichtigen (DIN 19704-1,

5.2.1).

2.6. Schlick im Schiebetor

Die Schlickbelastung in der Ems ist sehr hoch. Deshalb sind diese Lasten

gesondert zu berücksichtigen. Auf geschlossene, durchströmte und geneigte

Flächen lagert sich kein Schlick ab.

Die Schlickbelastung ist wasserstandsabhängig auf alle waagerechten Flächen

unterhalb des Riegels VI (+ 2,50 mNHN) anzusetzen.

Schlick über Wasser:

Abgelagerter, trockener Schlick: 𝛾 = 15,0 kN/m³

Höhe Abgelagerter Schlick h = 0,3 m

Ersatzlast auf waagerechte Flächen p = 4,5 kN/m²

Schlick unter Wasser:

Abgelagerter, fester Schlick: 𝛾 = 5,0 kN/m³

Höhe Abgelagerter Schlick h = 0,3 m

Ersatzlast auf waagerechte Flächen p = 1,5 kN/m²

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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2.7. Verkehrslasten

2.7.1. Fuß- und Radweg auf dem Schiebetor

Der oberste Horizontalriegel VIII des Schiebetores dient als öffentlicher Fuß-

und Radweg zum Überqueren der Schleuse.

Der Lastansatz für Bedienstege von Stahlwasserbauten nach DIN 19704-1,

Abschnitt 5.2.6 trifft hier nicht mehr zu, da es sich vorliegend um einen

öffentlichen Verkehrsweg handelt.

Stattdessen wird eine Verkehrslast von p = 5,0 kN/m² in Anlehnung an Fuß-

und Radwegbrücken nach DIN EN 1991-2, Abschnitt 5.3.2 angesetzt.

2.7.2. Geländer

Das Geländer für den öffentlichen Fuß- und Radweg auf dem obersten

Horizontalriegel VIII des Schiebetores wird in Anlehnung an DIN EN 1991-2,

Abschnitt 4.8 mit einer horizontalen Linienlast von p = 1,0 kN/m ausgelegt.

2.8. Sonstige Einwirkungen

2.8.1. Leckschlagen von Luftkammern

Nach DIN 19704-1, 5.3.1 für Tor in Staustellung und in Bewegung. Es sind max.

zwei benachbarte leckgeschlagene Luftkammern an ungünstigster Stelle

anzunehmen.

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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2.8.2. Windlasten

Für die Bemessung des Schiebetores braucht eine Windeinwirkung nicht

berücksichtigt werden.

Nach DIN 19704-1, Abschnitt 5.2.12 wird jedoch zur Bemessung der

Antriebskomponenten beim Bewegen des Tores eine Windeinwirkung auf den

Bereich des Schiebetores über der Wasserlinie berücksichtigt.

Nach DIN 1991-1-4 ist der Standort Papenburg in die Windlastzone II,

Binnenland mit q = 0,39 kN/m² einzustufen. b,0

Der Kraftbeiwert für das Schiebetor in der Schleusenkammer ist mit c = 0,5 f anzunehmen.

w = 0,5 x 0,39 = 0,195 kN/m² f

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2.9. Ermüdungsbeanspruchung

2.9.1. Allgemeines

Nach Aussage des Auftraggebers werden im Jahr ca. 2.000 Schleusungen an

der Seeschleuse in Papenburg durchgeführt. Das entspricht ca. 6

Schleusungen am Tag.

Nach DIN 19704-1, Anhang A.2.1 sind jedoch mindestens 10 Schleusungen an

mindestens 300 Betriebstagen im Jahr für den Ermüdungsnachweis

anzunehmen. Im Folgenden wird dieser Vorgabe nachgegangen.

Die Stahlkonstruktion des Binnentores ist nach DIN 19704-1, Kap. 7.6.1 für eine

Lebensdauer von 70 Jahren auszulegen. Der Maschinenbau wird nach

DIN 19704-1, Kap 9.5.3.1 für 35 Jahre ausgelegt.

2.9.2. Ermüdungsbeanspruchung auf das Binnentor

Für den Stahlbau des Binnentores ist die Spannungsschwingbreite aus dem

Tidenverlauf zwischen MThw = + 1,90 mNHN und MTnw = -1,80 mNHN für den

Ermüdungsnachweis anzusetzen. Der Tidenverlauf wird dabei auf die tägliche

Schleusungsperiode (10 Schleusungen pro Tag) unterteilt und die einzelnen

Wasserstandsdifferenzen zum Kammerwasserstand auf Haw = + 0,90 mNHN

ermittelt.

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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1. Doppelamplitude der Tide über 24h

Der Tidenverlauf eines Tages wird gleichmäßig auf s = 16 Zeiteinheiten verteilt.

Die Zeiteinheit ergibt sich aus der Annahme, dass die 10 Schleusungen im

Abstand von jeweils ca. t = 1,5 h stattfinden. s

Höhe der Doppelamplitude = 1,90 m + 1,80 m = 3,70 m

(cid:2871),(cid:2875)(cid:2868) (cid:2923) Verschiebung vertikal = - 1,80 m = 0,05 m (cid:2870) Anzahl der Perioden = 2

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2. Tidewasserstände h in der Schleusungsperiode 1 Die Schleusungsperiode wird zwischen den Zeitabschnitten t = 4 und t = 14

(ungünstig) angesetzt. Der Tidewasserstand h zwischen MThw + 1,90 mNHN 1 bzw. MTnw – 1,80 mNHN wird für jeden Schleusungsvorgang ermittelt

(bezogen auf ± 0,00).

(cid:2871),(cid:2875)(cid:2868) (cid:3040) Höhe h = [ x sin (λ x t)] + 0,05m 1 (cid:2870) mit λ = 4 x π / 16

und t = 0…..16

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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3. Differenzwasserstände Δh

Die ermittelten Tidewasserstände h der einzelnen Schleusungen werden auf 1 den Hafenwasserstand Haw + 0,90 mNHN bezogen und die einzelnen

Differenzwasserstände Δh für jede Schleusung ermittelt.

Δh (t) = h (t) – h (t) (Differenzwasserstand zwischen Ems und Kammer) 12 2 1 Δh (t) = h (t) – h (t) (Differenzwasserstand zwischen Kammer und Hafen) 23 2 3

(cid:2871),(cid:2875)(cid:2868) (cid:3040) mit Δh (t) = [ x sin (λ x t)] + 0,05m - 0,90 m 12 (cid:2870)

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4. Auszählung der schadensäquivalenten Wasserstandsdifferenzen

(nach der Reservoir - Methode)

ΔΔh = 2,70 + 1,00 = 3,70 m 2x 1-2 ΔΔh = 2,1581 m 3x 3-5 ΔΔh = 0,85 m 3x 6-8 ΔΔh = 0,4581 m 2x 9-10 ∑ = 10

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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5. Ermittlung der zulässigen Spannungsschwingbreiten

Normalspannungen Δσ

Δσ = a x Δσ mit a = Δσ / Δσ i i 1 i i 1 Δσ = max. Spannungsschwingbreite 1 aus MThw und MTnw ∑ (n x Δσ3) = N x Δσ ³ i i E E n = n = 1 x 300 x 70 = 21.000 < 2 x 106: m = 3 i n x Δσ ³ x ∑a3 = N x Δσ 3 1 i E E

Δσ = Δσ x (cid:3119) (cid:3495)∑𝑎(cid:2871) 𝑥 𝑛/𝑁 E 1 (cid:3036) (cid:3006)

N = N = 2 x 10(cid:2874) E C

(cid:3057)(cid:3097)(cid:3004) Δσ = Δσ ≤ mit γ = 1,0 E E,2 Ff (cid:4666)(cid:2963)(cid:2897)(cid:2916) (cid:2934) (cid:2963)(cid:2890)(cid:2916)(cid:4667)

(cid:3119) (cid:2870),(cid:2874)(cid:2871)(cid:2873) (cid:3051) (cid:2870)(cid:2869).(cid:2868)(cid:2868)(cid:2868) Δσ = (cid:3495) x Δσ E,2 (cid:2870) (cid:3051) (cid:2869)(cid:2868)(cid:3122) 1

Δσ = 0,30 x Δσ E,2 1

(cid:3057)(cid:3097)(cid:3004) 0,30 x Δσ ≤ 1 (cid:4666)(cid:2963)(cid:2897)(cid:2916)(cid:4667)

(cid:3057)(cid:3097)(cid:3004) zul. Δσ = 1 (cid:4666)(cid:2868),(cid:2871)(cid:2868) (cid:2934) (cid:2963)(cid:2897)(cid:2916)(cid:4667)

zul. Δσ = 3,325 x Δσ / γ 1 C Mf

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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Schubspannungen Δτ ∑(n x Δτ5) = N x Δτ 5 i i E E n = n = 1 x 300 x 70 = 21.000 < 2 x 10(cid:2874): m = 5 i n x Δτ 5 x ∑a5 = N x Δτ 5 1 i E E

(cid:3121) (cid:3028)(cid:3121) (cid:3051) (cid:3041) Δτ = Δτ x (cid:3495)∑ (cid:3284) E 1 (cid:3015)(cid:3254)

∑𝑎(cid:3036) =

N = N = 2 x 10(cid:2874) E C

(cid:3057)(cid:3099)(cid:3004) Δτ = Δτ ≤ mit γ = 1,0 E E,2 Ff (cid:4666)(cid:2963)(cid:2897)(cid:2916) (cid:2934) (cid:2963)(cid:2890)(cid:2916)(cid:4667)

(cid:3121) (cid:2870),(cid:2870)(cid:2868)(cid:2872) (cid:3051) (cid:2870)(cid:2869).(cid:2868)(cid:2868)(cid:2868) Δτ = (cid:3495) x Δτ E,2 (cid:2870) (cid:3051) (cid:2869)(cid:2868)(cid:3122) 1

Δτ = 0,47 x Δτ E,2 1

(cid:3057)(cid:3099)(cid:3004) 0,47 x Δτ ≤ 1 (cid:4666)(cid:2963)(cid:2897)(cid:2916)(cid:4667)

(cid:3057)(cid:3099)(cid:3004) zul. Δτ = 1 (cid:4666)(cid:2868),(cid:2872)(cid:2875) (cid:2934) (cid:2963)(cid:2897)(cid:2916)(cid:4667)

zul. Δτ = 2,128 x Δτ / γ 1 c Mf

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6. Zusammenfassung der zul. Spannungsdifferenzen

mit γ = 1,35 Mf und γ = 1,00 Ff

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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2.9.3. Ermüdungsbeanspruchung auf den Torantrieb

Die vertikale Torauflast beim Bewegen des Binnentores (10 Schleusungen pro

Tag) wird über die Wasserstandsdifferenzen zwischen der Tide in der Kammer

und dem Hafenwasserstand während der Schleusungsperiode ermittelt (siehe

Kap. 2.9.2).

Dieser Ansatz ist mit den Wasserständen MThw und MTnw auf der sicheren

Seite, da kammerseitig kein tieferer Wasserstand als NSW auftreten kann.

Aus dem max. Tidenhub zwischen MThw und MTnw (ΔF ) lässt sich die 1 schadensäquivalente Torauflast ermitteln.

2.10. Bemessungssituationen

Die Einwirkungen aus Wasserdruck und Eis auf das Schiebetor werden nach

DIN 19704-1, Tab. 5 in folgende Bemessungssituationen eingestuft.

Anmerkung:

Im Rahmen der anzusetzenden Einwirkungen wird die sogenannte „doppelte

Deichsicherheit“ des Binnenhauptes berücksichtigt. Hierbei geht es darum,

dass z. B. im Falle eines Versagens des Außenhauptes das Binnenhaupt die

Schutzaufgabe des Außenhauptes übernimmt bzw. direkt als solches

eingesetzt wird.

Der Vergleich der maßgebenden Einwirkungen zwischen dem Außen- und

Binnenhaupt zeigt, dass bei dem Außenhaupt höhere Lasten vorliegen.

Demzufolge wird das Binnenhaupt ebenfalls mit den Einwirkungen aus dem

Außenhaupt (vgl. Lastenheft Außenhaupt: „St-TP4-Last_Genehmigungsstatik

Lastenheft_2019-02-11.pdf“) untersucht und nachgewiesen.

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/17

2.10.1. Bemessungssituationen in Staustellung

GK Fall 1.1 Kammerwasserstand: + 2,50 m NHN (HSW)

Hafenwasserstand: + 0,90 m NHN (Haw)

Einstufung in die ständige Bemessungssituation

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/18

GK Fall 1.2 Kammerwasserstand: - 1,50 m NHN (NSW)

Hafenwasserstand + 0,90 m NHN (Haw)

Einstufung in die ständige Bemessungssituation

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/19

GK Fall 2.1 GK Fall 1.1 + Eis in der Kammer bei + 2,50 m NHN (HSW)

Hafenwasserstand: + 0,90 m NHN (Haw)

Einstufung in die vorübergehende Bemessungssituation

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/20

GK Fall 2.2 GK Fall 1.2 + Eis im Hafen bei + 0,90 m NHN (Haw)

Kammerwasserstand: - 1,50 m NHN (NSW)

Einstufung in die vorübergehende Bemessungssituation

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/21

GK Fall 2.3 Kammerwasserstand: - 1,50 m NHN (NSW)

Hafenwasserstand: + 1,30 m NHN (HHaW)

Einstufung in die vorübergehende Bemessungssituation

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/22

GK Fall 2.4 Kammerwasserstand: + 2,50 m NHN (HSW)

Hafenwasserstand: + 0,50 m NHN (NHaW)

Einstufung in die vorübergehende Bemessungssituation

Nachdem eine Schleusung durch das Binnentor durchgeführt wurde, soll in der

Schleusenkammer durch das Öffnen der Segmentschütze wieder der

Hafenwasserstand hergestellt werden.

Der Fall GK 2.4 berücksichtigt das unbeabsichtigte „einfrieren“ des höchsten

schleusbaren Wasserstandes (HSW) in der Schleusenkammer nach der

Schleusung und des niedrigsten Hafenwasserstands.

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/23

AK Ausfall Aussentor bei Sturmflut

Kammerwasserstand: + 5,40 m NHN (HHThw + Schwall)

Hafenwasserstand: + 0,50 m NHN (NHaw)

Einstufung in die außergewöhnliche Bemessungssituation

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/24

2.10.2. Lastfallkombinationen in Bewegung

Das Binnentor wird nur bei Wassergleichstand zum Außenwasserstand bewegt.

Zur Auslegung der Antriebskomponenten wird eine Wasserstandsdifferenz

angesetzt.

GK Fall 1.1 Differenzwasserstand = 0,25 m

bei Wasserstand + 2,50 m NHN (Kammer)

AK Fall 1.1 Differenzwasserstand = 0,40 m

bei Wasserstand + 2,50 m NHN (Kammer)

GK Fall 1.2 Differenzwasserstand = 0,25 m

bei Wasserstand - 1,50 m NHN (Kammer)

AK Fall 1.2 Differenzwasserstand = 0,40 m

bei Wasserstand - 1,50 m NHN (Kammer)

GK Fall 1.3 Differenzwasserstand = 0,25 m

bei Wasserstand + 0,90 m NHN (Kammer)

AK Fall 1.3 Differenzwasserstand = 0,40 m

bei Wasserstand + 0,90 m NHN (Kammer)

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/25

2.10.3. Ermüdungskombination

EK Fall 1 Ermüdungsbeanspruchung aus dem Tidenverlauf

Kammerwasserstand: + 1,90 mNHN (MThw) u. - 1,80 mNHN (MTnw)

Hafenwasserstand: + 0,90 m NN (Haw)

Einstufung in die charakteristische Bemessungssituation

∆ h

Die Lastsituation bzgl. Ermüdung am Binnentor (∆h = 3,70 m) ist vergleichbar

mit der vom Außentor. Eine Änderung der Konstruktion im Hinblick auf die

Ermüdung ist somit nicht erforderlich.

St-TP4-Last 2. Einwirkungen auf das Schiebetor 24-001 Genehmigungsstatik - Abschnitt 101. Lastenheft - Stahlwasserbau

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27.03.2025 2/26

2.11. Revision

Zu Revisionszwecken wird das Schiebetor in die seitliche Torkammer gefahren.

Am Übergang zur seitlichen Torkammer werden Dammtafeln gesetzt und die

Torkammer gelenzt.

Nach dem Lenzen der Torkammer wirkt in dem Schiebetor der getrocknete

Schlick als Auflast, dem kein Auftrieb mehr gegenüber steht.

Für die Bemessung des Schiebetores und des Ober- und Unterwagens wird der

Revisionsfall in die vorübergehende Bemessungssituation eingestuft,

wohingegen für die Dammtafeln die Einstufung in die ständige

Bemessungssituation erfolgt.

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Papenburg, den 27.03.2025 i.A.

(Dipl.-Ing, L. Agal)

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