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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. 9 800 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

New ship lift at Niederfinow, Germany.
A second ship lift is to be constructed in Niederfinow adjacent to the existing lift. After extensive preliminary studies, the Federal Waterways Administration decided on a vertical lift with balancing counterweights. A load-bearing structure consisting of reinforced concrete towers, columns and cable pulley girders, all with foundations in a common trough well, transfers the loads from the water-filled trough (9 000 t) into the bedrock via cable pulley girders. The trough, which is suspended on cables and balanced with counterweights, has a usable length of 115 m, a usable width of 12.5 m and allows a water depth of 4.0 m. Vertical movements of the trough take place by means of rack and pinion drives. A safety system consisting of internally threaded columns and rotary locking bars ensures that the trough stops safely in an emergency.
In May 2008 the contract to construct the new ship lift was awarded to the consortium Neues Schiffshebewerk Niederfinow, consisting of Bilfinger Construction GmbH, DSD Brückenbau GmbH, Johann Bunte Bauunternehmung GmbH

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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.

Ship lift Niederfinow - Analysis, manufacture and assembly of the trough.
The steel structure of the trough for the new ship lift in Niederfinow was optimized regarding its weight by using a complex analysis of the serviceability states. At the same time several special load cases had to be taken into account in the analysis. The analysis was done on a finite element model of the trough with different bearing conditions. In order to avoid that the assembling of the counterweights will be the decisive load case a comprehensive ballasting system had to be developed.
During manufacture and assembly of the trough, the low allowable tolerances at the trough ends for the installation of the rotating segment gates were taken into consideration. Manufacturing provisions and a subsequent mobile machining of the relevant plates ensured these requirements.

Die Ausführung und Qualitätssicherung des Korrosionsschutzes der Stahlbauten des Schiffshebewerkes Niederfinow 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.

Corrosion protection at the new ship lift Niederfinow, Germany.
Conducting and quality management of the anticorrosive coating of the steel constructions belonging to the ship lift in Niederfinow is ensured by a strict implementation of an anticorrosive coating instruction that is valid for all parties involved. The instruction considers the variety of architectural requirements concerning color as well as the coating in several assembly plants and at the construction site. Approximately 70 % of the devices have been delivered pre-preserved. Subsequent conducted welding jobs at the construction site and their negative effects on the already coated surfaces demand an enormous additional quality management. Predominantly, established anticorrosive coating systems have been used. In the field of transportation, new paths haven been explored for coatings that needed individual approval, for powder coatings as well as for cathodic corrosion protection for the anodes.

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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 Miniaturniete, 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 ist das Ergebnis aus Akribie, Leidenschaft, Geduld, Einfallsreichtum sowie handwerklichem Können während einer Bauzeit von 20 Jahren. Das Modell stellt das Hebewerk bei Niederfinow dar, etwa 70 km nordöstlich von Berlin gelegen, das Schiffe wie in einem Fahrstuhl 36 m 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.

Niederfinow Boat Lift Model in the Deutsches Technikmuseum Berlin.
The 1 : 50 scale model of the Niederfinow boat lift has enriched the permanent exhibition at the Deutsches Technikmuseum (DTM) since 8 December 2014. Around 140 000 miniature rivets, over 36 000 mostly unsalaried hours of work and countless authentic details went into the construction of this functional model. This masterpiece of model-building consists almost entirely of brass, but also in part of steel, aluminium, plastic, wood, and lead; above all, it is the product of 20 years of tinkering, exactitude, passion, patience, ingenuity and craftsmanship. The model shows the boat lift located near Niederfinow, around 70 km north-east of Berlin. It raises ships 36 m from the lower Oder reach to the upper canal reach and also lowers them in the other direction. It is the oldest boat lift in Germany which is still in commission today. Various models were commissioned during and prior to the building phase of this construction, which began operation in 1934. These models as well are described in brief below.

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Ringflanschverbindungen an Monopile-Tragstrukturen stehen aktuell im Fokus kosteneffizienter Design-Konzepte für Offshore-Windenergieanlagen. Die geschraubte Verbindung zwischen Monopile und Transition Piece (Übergangsstück zum Turm der Windenergieanlage) erfordert jedoch, dass das Rammen 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 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.

Determination of pile-driving fatigue at flanges of monopile foundations.
Cost-efficient design concepts of monopile foundations for offshore wind turbines have recently focused on bolted ring flange connections. The bolted connection between the monopile and transition piece implies that the pile-driving operation by means of a hydraulic hammer is directly performed on the flange. The highly dynamic pile-driving loads may lead to substantial pre-damages at the flange structure and weld. For the determination of pile-driving fatigue, the initial hammer strike as well as an induced oscillation has to be considered. In this paper, the main parameters defining a pile-driving analysis are presented. Basic pile-driving effects are investigated by application of a one-dimensional wave equation analysis. The results are used to validate a detailed finite element (FE) model which simulates the initial hammer strike as well as the dynamic response of the pile-soil interaction. Based on the calculation results, recommendations for design optimizations and evaluation methods of pile-driving fatigue are provided.

Karl Marguerre1 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. Zu seinen Schülern zählen u. a. Ernst Giencke [1], Walter Schnell (von dem auch die Darstellung in der Neuen Deutschen Biographie [2] stammt), Horst Wölfel (der sich um den Kinetik-Band der Technischen Mechanik bemüht hat), Hans-Theo Woernle (Mitverfasser der Elastischen Platten) und Klaus Knothe. Großen Einfluss hatte Karl Marguerre etwa auch auf Robert Gasch (einem Schüler von Klaus Federn) oder Erwin Stein (vom Institut für Baumechanik und Numerische Mechanik der Leibniz Universität Hannover).

Karl Marguerre - The shoulders which we are standing on.
Only to few scientists in Germany Karl Marguerre today is really known, though during his time as professor at TH Darmstadt he endeavored for the young generation and many students visited his lectures. Among his pubils were Ernst Giencke, Walter Schnell, Horst Wölfel, Hans-Theo Wörnle and Klaus Knothe. He also strongly influenced Robert Gasch (a pupil of Klaus Federn) and Erwin Stein who later on was professor at the Leibniz University at Hannover.

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Preisverleihung Stahl-Innovationspreis 2015
Ground Engineering Award 2015 für Söderströmstunnel
GHI - Gebäudehülle innovativ
Aufruf zum 6. Zinkdruckguss-Wettbewerb
Broschüre zu Vorteilen der Stahlbauweise mit Umweltdaten neu aufgelegt

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Komplette Monatsausgabe

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