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Category 4: Special Projects
Docktor - Emden, Deutschland
Die Emder Werft und Dockbetriebe GmbH -
hervorgegangen aus den Emder Nordseewerken
- führen seit über hundert Jahren den bestehenden
Schiffsreparaturbetrieb der Werft in bewährter Weise
aus. Mit erfolgreichen Abwicklungen anspruchsvoller
Aufträge im Marine-, Zivil- und Offshore- Bereich
beweisen sie seit Jahrzehnten ihre Leistungsfähigkeit
und Vielseitigkeit.
Der Standort in Emden gewährleistet hierbei einen
uneingeschränkten Zugang zu den am stärksten
frequentierten Schifffahrtsrouten der Nordsee. In zwei
Schwimmdocks und einem Trockendock ist Platz für
Schiffe von bis zu 55.000 tdw.
Der in die Jahre gekommene alte genietete
Verschlusskörper des Trockendocks (Baujahr 1953),
das sog. Docktor, war so stark sanierungsbedürftig,
dass man sich 2011 für einen Neubau entschied.
Das neue Docktor sollte hierbei die Belange einer
konservierungsgerechten Konstruktion sowie einer
benutzerfreundlichen Bedienung und Wartung erfüllen.
Die Hauptabmessungen des Tores betragen
H x B x T = 9,50 m x 32,25 m x 3,20 m, bei einem
Stahlgesamtgewicht von ca. 240 t.
Hinzu kommen ca. 246 t. Ballastwasser, welches sich
dauerhaft im unteren Drittel des Tores befindet.
Um das Docktor aus der Schwimmlage in die
Stauposition abzusenken, werden weitere ca. 100 t.
Ballastwasser mittels zwei leistungsfähiger SPS
gesteuerten Kreiselpumpen in die sog. Tauchzellen
gefüllt.
Zum Trockenlegen des Docks wird das Docktor mit
leeren Tauchtanks mit Schleppern oder Seilwinden
in die dafür vorgesehenen Nischen am Dock
eingeschwommen.
Durch Öffnen von Absperrklappen mit elektrischem
Schwenkantrieb füllen sich die Tauchtanks mit
Hafenwasser und das Tor beginnt sich abzusenken.
Dabei werden die Pumpen “rückwärts durchströmt”.
Nach etwa zehn Minuten setzt das Tor auf der
Docksohle auf und dichtet somit an der Unterkante
ab. Erst wenn die Tauchzellen vollständig gefüllt
sind werden die Absperrklappen geschlossen. Die
Befüllzustände werden hierbei permanent mittels einer
SPS geregelt und überwacht.
Im Anschluss beginnt das Lenzen des Docks. Durch
die steigende Pegeldifferenz zwischen der Dock- und
Hafenwasserseite, wird das Tor in die seitlichen
Dichtnischen gepresst (es entstehen dabei ca. 1.170 t
Wasserdruck). Der dockseitig fehlende Auftrieb erhöht
die Sohlpressung zusätzlich.
Soll das trockengelegte Dock wieder freigegeben
werden, wird zunächst das Dock über Umlaufkanäle
geflutet, bis die Pegeldifferenz zwischen Hafenseite und
Dockseite ausgeglichen ist.
Die Absperrklappen werden geöffnet und die
installierten Pumpen lenzen nun die Tauchzellen,
bis sich das Tor durch den erhöhten Auftrieb von der
Docksohle löst und eine ausreichende Schwimmhöhe
(entspricht etwa einer Eintauchtiefe von 6 m) zum
Ausschwimmen des Tores erreicht wurde.
Der benötigte Förderstrom beträgt etwa 200 m³/h bei
einer Förderhöhe von mindestens 6 m. Das entspricht
einer hydraulischen Leistung von ca. 3,3 kW.
Die Berechnung der Tragkonstruktion erfolgte nach der
Finiten-Elemente-Methode.
Das statische Modell wurde hierbei direkt aus dem
CAD- Modell generiert. Mit der Import- Funktion von
Scia Engineer war dieses in kürzester Zeit möglich.
Die Genauigkeit bei der Systemeingabe war somit sehr
hoch.
Aufgrund der rippenlosen Bauweise des Docktores
war eine Untersuchung von möglichen Beulformen
außerordentlich wichtig. Auch dieses konnte mit
dem entsprechenden Statikmodul von Scia Engineer
problemlos und zeitsparend durchgeführt werden.
Software: Scia Engineer
