Physikalische Modellversuche für das Sperrwerk in der Ems: Fid-Bau Portal

Physikalische Modellversuche für das Sperrwerk in der Ems

Dunker, S. / Hinsch, J. / Lichy, C. / Linke, T. / Schwarze, H. / Stoschek, O. / Streich, G. / Zimmermann, C.

Das Franzius-Institut der Universität Hannover hat hydraulisch Untersuchungen zum Emsästuar durchgeführt. Die Ergebnisse sollen Grundlage für den sicheren Betrieb des Ems-Sperrwerkes, für die Beurteilung der Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs und die Überströmung der Vorland- und Uferbereiche sowie für die Bemessung des erforderlichen Sohlenschutzes am Sperrwerk sein. Die Modelluntersuchungen wurden und werden u.a. durchgeführt für: (1) verschiedene Bauzustände des Sperrwerkes, (2) verschiedene Betriebsarten und Betriebszustände des Sperrwerkes, (3) Sperrwerk zur Sturmflutkehrung, (4) Sperrwerk zur Entlastung besonders hoch auflaufender Sturmfluten, (5) Sperrwerk als Stauwehr (Überführung von Werftschiffen mit besonders großem Tiefgang von Papenburg emsabwärts), (6) verschiedene Zustände, in denen eine oder mehrere Sperrwerkstore nicht betrieben werden können (n-1)-, (n-2)-Fälle)und (7) Belastungen von Sperrtorelementen durch Seegang und strömungsbedingte Schwingungen. Folgende Modelluntersuchungen werden in ihrer Durchführung und als qualitative Hinweise auf besondere Zustände beschrieben: (1) Voruntersuchungen mit einem aerodynamischen Modell, (2) Strömungsgeschwindigkeiten zur Sicherung der Sohle im Bereich des Sperrwerkes, (3) Instationäre Strömungszustände in der Ems und im Sperrwerk beim Betrieb des Sperrwerkes, (4) Belastungen des Drehsegmenttores in der Hauptschifffahrtsöffnung im abgesenkten Zustand durch Wellen und (5) Gefährdung der Verschlüsse durch strömungsinduzierte Schwingungen. Die Untersuchungen zu (3) werden in einem hydraulischen Tidemodell mit fester Sohle im Maßstab 1:60 durchgeführt. In dem Modell wird ein Bereich der Ems von rd. 1500 m unterhalb und rd. 1000 m oberhalb des geplanten Emssperrwerkes nachgebildet. Das Sperrwerk mit den Pfeilern, Drempeln und Toren wurde aus Beton bzw. Alu- oder Kunststoffteilen voll funktionsfähig naturähnlich nachgebaut. Zu (5) zeigen sich unabhängig vom Typ des Verschlußorganes grundsätzlich Druckschwankungen im Frequenzbereich zwischen 0 Hz und 10 Hz mit einer maximalen Amplitudengröße von 0,011 mWS. Die Eigenfrequenzen der Verschlußorgane sind nicht bekannt, jedoch ist davon auszugehen, daß die Amplituden der Druckschwankungen durch Dämpfungseffekte am Bauwerk weiter reduziert werden, sodaß eine Anfachung der Hub- sowie der Segmenttore bzw. von Teilen dieser durch Schwingungen nicht zu erwarten ist.