Häfen und Kaianlagen 2012 by Ernst & Sohn

Beton- und Stahlbetonbau Spezial März 2012 ISSN 0005-9900 A 1740

Häfen und Kaianlagen

- Leistungsfähige Häfen und optimale Infrastruktur - Weltseehandel und seine größten Häfen - Die Hafentechnische Gesellschaft HTG - Entwicklungen des Hamburger Hafens - Hafenkonzepte für die Offshore-Windindustrie - Fugenlose Kaimauern - Wellenbrecher mit integrierter Hafenanlage - Containerterminal Cai Mep/Vietnam - Umschlagufer Rheinhafen Bendorf

ENERGY AND INFRASTRUCTURE SOLUTIONS

JEDE MENGE ERFAHRUNG FÜR NEUE PROJEKTE IM UND AM WASSER

Innovation schafft neue Perspektiven für den globalen Handel. Weltweit ist HOCHTIEF als Experte für anspruchsvolle Infrastrukturprojekte bekannt. Unsere Lösungen im und am Wasser verbinden und ermöglichen Wohlstand und Wirtschaftswachstum. So gestalten wir Zukunft. Mit ganzheitlichen Lösungen für eine bessere Welt von morgen. Dafür engagieren sich bei HOCHTIEF Solutions Civil Engineering and Marine Works mehr als 300 hochqualiﬁzierte Mitarbeiter. Kontaktieren Sie uns: Tel.: 040 21986-0 marine-works@hochtief.de www.hochtief-solutions.de/cem

Inhalt

See- und Binnenhäfen sind die stark wachsenden Knotenpunkte des Land-Schiff-Verkehrs und aufgrund der starken Einbindung der deutschen Volkswirtschaft in die internationalen arbeitsteiligen Produktionsprozesse von zentraler gesamtwirtschaftlicher Bedeutung. Ohne Häfen und Schiffe ist Welthandel nicht möglich. Das Titelbild zeigt den westlichen Hafen Hamburgs mit Blick auf die Erweiterung des Petroleumhafens und die Containerterminals von Eurogate und HHLA (siehe dazu Bericht auf S. 18–32). Dieses Sonderheft berichtet über nationale und internationale Hafenanlagen sowie über dazugehörende Terminals und Umschlagskajen. Es werden die neuesten Baumethoden anhand von Projekten im nationalen und internationalen Bereich vorgestellt. Alle gezeigten Projekte verdeutlichen eindrucksvoll die Komplexität und Interdisziplinarität des Hafenbaus. (Foto: HPA Hamburg)

Häfen und Kaianlagen Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012

Editorial 1

Fachthemen 2

Reinhard Klingen Leistungsfähige Häfen und optimale Infrastruktur – Fundament der deutschen Volkswirtschaft

Birgitt Brinkmann Weltseehandel und seine größten Häfen – Ein Marktüberblick

Meike Stielau, Jan Schüller und Guido Kaschel Die Hafentechnische Gesellschaft e.V. (HTG)

Jan Schüller und Karlheinz Pröpping Entwicklungen des Hamburger Hafens heute und morgen anhand von ausgewählten Beispielen

Ulrich Jäppelt, Frank Schnabel und Norbert Carstensen Hafenkonzepte für die Offshore-Windindustrie Anforderungen an Offshore-Häfen

Karl Morgen Fugenlose Kaimauern am Beispiel Bremerhaven und am neuen deutschen Tiefwasserhafen in Wilhelmshaven

Uwe Pfeiffer Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

Hartmut Tworuschka Planung und Bau eines Wellenbrechers mit integrierter Hafenanlage für den LNG-Terminal in Swinemünde

Tobias Günzl Neubau Containerterminal in Cai Mep/Vietnam Planung und Herstellung einer Containerkaje als Pfahlrostgründung mit Pfahllängen von ca. 60 Metern

Michael Dormann und Johannes Herbort Erneuerung der Umschlagufer im Rheinhafen Bendorf

März 2012 ISSN 0005-9900 (print) ISSN 1437-1006 (online) Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG www.ernst-und-sohn.de

peer reviewed journal: Beton- und Stahlbetonbau ist ab dem Jahrgang 2007 beim Web of Knowledge (ISI) von Thomson Reuters akkreditiert.

Karl Morgen Hafenanlagen – Drehscheiben des Welthandels

Impact-Faktor 2010: 0,265

Online verfügbar unter Wiley OnlineLibrary

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www.wileyonlinelibrary.com, die Plattform für das Beton- und Stahlbetonbau OnlineAbonnement

Bautechnik 81 (2004), Heft 1

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Bohrpfahl: Ein bewährtes System Die Verfahren zum Einbringen von Spundwänden und Verankerungen in bebauten, von Mensch und Tier bewohnten Gebieten, haben sich stark verändert. Die Auflagen für Geräusch- und Erschütterungsemissionen durch Rammungen sind zunehmend strenger geworden. Parallel hierzu haben sich die Bemessungskonzepte und die dazugehörigen Annahmen für den Bau von Uferanlagen geändert. Die Gebrauchslasten je Verankerungselement werden hier teilweise auf über 2000 kN erhöht. Aufgrund dieser Veränderungen lassen sich einige Systeme bei entsprechenden Bauvorhaben nur schwer durchsetzen. Die Lösung: ein Bohrpfahl nach DIN 4128.

Bild 2. Baustelle Weserschleuse in Bremen mit ca. 130 Bohrpfählen (ca. 170 t) (Foto: Wayss&Freytag Ingenieurbau AG)

Während Rammverpresspfähle (RV-/MV-Pfähle) den Anforderungen an Lärm- und Erschütterungsemissionen nicht genügen, liegt das Problem bei hochfesten Pfahlsystemen in deren geringem Verhältnis zwischen Streckgrenze und Bruchfestigkeit. Ein weiteres Problem besteht in dem aufwändigen doppelten Korrosionsschutz, der zudem im rauen Baustellenbetrieb leicht beschädigt werden kann. Diese Entwicklung hat Anker-Schroeder früh zum Anlass genommen, neue Lösungen zu entwickeln. Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Herstellung und technischen Entwicklung von schweren Verankerungen für Spund- und Betonwände wurde in Zusammenarbeit mit Spezialtiefbaufirmen ein Bohrpfahl nach DIN 4128 (DIN EN 14199) entwickelt und umgesetzt. Eine bauaufsichtliche Zulassung für dieses System ist beim Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) beantragt. Dieses System basiert auf Pfahlbohrungen, welche im sogenannten Überlagerungsbohrverfahren hergestellt werden, d. h. es wird doppelt verrohrt gebohrt. Im Anschluss an die Bohrung wird das innere Bohrgestänge zurückgebaut, damit das Stahlzugglied zentrisch eingebracht werden kann. Die Bohrungen können mehr als 50 m Länge und bis zu 300 mm Durchmesser erreichen. Im Anschluss wird die äußere Verrohrung gezogen. Parallel hierzu wird das Bohrloch mit einem Mörtel nach EN 197-1 verpresst. Der entscheidende Vorteil liegt in der sehr geringen Umweltbelastung durch Lärm und Erschütterungen. Um den Verbund zwischen Zementstein und Stahlzugglied zu gewährleisten, wird ein Rippenprofil im Krafteinleitungsbereich auf den Schaft gerollt. Das Verhältnis der hier entstehenden Geometrie entspricht den in der DIN 488-2 genannten Minimalanforderungen für Betonstahl (fR = Rippenhöhe/Rippenabstand). Einfache Vollschaftanker (Gewindegröße = Schaft-∅) haben durch Querschnittsschwächung und Kerbwirkung ihre schwächste Stelle im Gewinde. Zuganker mit aufgestauchten Gewindeenden können optimal ausgelastet werden. Die überzeugenden Vorteile gegenüber Vollschaftankern liegen im geringeren Gewicht und damit im günstigeren Preis und im Besonderen in einer guten Gleichmaßdehnung im Falle einer Überbelastung. Auch die neuen Bemessungsregeln nach EC III Teil 5 empfehlen den Einsatz von gestauchten Rundstahlankern. Der Kerb-Faktor (ktDeutschland = 0,55) sorgt im Gewindebereich für eine Berücksichtigung der Kerbwirkung und Sicherheit gegen nie ganz auszuschließende Biegebelastung. Auftretende Biegemomente werden durch die sehr hohe Elastizität besser abgebaut. Bei der Herstellung der gestauchten Anker achtet Anker

Bild 1. Bohrpfahl mit aufgestauchtem Gewindeende.

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Bild 3. Einbausituation der Bohrpfähle an der linken Kammerwand mit Rundstahl ∅ 75 mm–∅ 80 mm (Foto: ARGE Bremer Weserschleuse)

Schroeder besonders auf einen gleichmäßigen Übergang zum dünneren Schaft, so dass ein harmonischer Faserverlauf im Schmiedebereich erzielt wird. Bei dem ASDO-Bohrpfahl können Schaft und Gewinde-∅ individuell aufeinander abgestimmt werden. Alle Materialien können mit einem APZ 3.1 nach EN 10204 belegt werden. Grundlage für geschweißte Bohrpfähle ist die Herstellerqualifikation nach DIN 18800-7 Klasse E. Aufgrund einer optimalen Verkehrsanbindung können Bohrpfähle bis zu einer Länge von 50 m vollstoßgeschweißt hergestellt und geliefert werden. Größere Längen sind in Sonderfällen in geschweißter Form auch baustellenseitig herstellbar, wenn die Bedingungen vor Ort dieses zulassen. Des Weiteren ist es bei höheren Stahlgüten mit Streckgrenzen > 500 N/mm² möglich, die Pfahlmodule mit Muffen zu stoßen. Die Einsatzmöglichkeiten der Bohrverpresspfähle sind in allen Bereichen von Baugruben, Kaimauern und Schleusen denkbar. Über das Gewinde im Kopfbereich des Pfahls können individuelle Anschlussmöglichkeiten an die Beton- oder Spundwand realisiert werden. Um Toleranzen bzw. spätere Verformungen am Bauwerk aufnehmen zu können, bietet der ASDO-Bohrpfahl eine gelenki-

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Welthafen in guten Händen! Bild 4. Anschluss eines Bohrpfahls an eine Spundwand in gelenkiger Ausführung (Grafik 1, 4: ANKER-SCHROEDER)

ge Anschlussmöglichkeit. Die Gelenkwirkung wird über die Verbindung Kugelmutter/Kalottenplatte gewährleistet. Hier kommt ein „natürlicher“ Korrosionszuschlag für den Bohrpfahl zum Tragen. Die Grundlage hierfür bietet die DIN EN 1993-5 und die EAU 2004. Berücksichtigt werden hier Materialien mit Streckgrenzen < 500 N/mm². Diese schweißgeeigneten Bau- und Feinkornbaustähle besitzen ein ausgezeichnetes Fließverhalten. Nach Erreichen der Streckgrenze besteht immer noch eine hohe Traglastreserve zur Bruchfestigkeit, somit werden Systemüberlasten im Vorfeld schon deutlich angezeigt. Rundstähle mit Streckgrenzen von < 500 N/mm² und großen Durchmessern gehen weit über die 3000 kN Tragfähigkeit hinaus. Im Vergleich hierzu sind bauaufsichtlich eingeführte Pfahlsysteme mit hochlegierten Stählen oder Betonstählen auf ca. 2150 kN begrenzt. Weiterhin bewirken die relativ großen Querschnitte des Rundstahls, dass die Rissbreiten im Zementkörper bei Zugbeanspruchungen unter 0,1 mm bleiben und der Beton seine selbstheilende Wirkung auf solch feine Risse entfalten kann. Das bereits vor Jahrzenten von Anker-Schroeder entwickelte Bohrpfahlsystem bewährt sich bestens bei erhöhten Anforderungen an Bauwerke aus dem Verbau- und Wasserbaubereich. Gelenkige Anschlüsse, einteilige Pfahllängen bis 50 m, sowie Nenngrößen bis M 160 und unterschiedliche Stahlgüten lassen für den ASDO-Bohrpfahl alle Anwendungsmöglichkeiten offen. Aufgrund hoher Traglastreserven und des Verzichts auf aufwändige Korrosionsschutzmaßnahmen empfiehlt sich dieses sichere System für zukünftige Bauvorhaben.

Häfen sind Motoren der Weltwirtschaft. Ihre Infrastruktur muss ständig in Schuss gehalten werden. Das ist unser Job. bremenports kümmert sich rund um die Uhr um Schleusen, Wasserflächen, Brücken, Bahnanlagen, Gebäude und Ufereinfassungen. Wir garantieren die erforderlichen Wassertiefen, sorgen mit Sturmflutsperrwerken und Deichen für Sicherheit, vermarkten den Standort in aller Welt und beraten Partner über die Grenzen Bremens und Bremerhavens hinaus. Zudem setzen wir Standards in Fragen des maritimen Umweltschutzes und bereiten die bremischen Häfen mit dem OffshoreTerminal Bremerhaven (OTB) auf die Windkraft-Zukunft vor.

bremenports – Die Hafenmanager

Literatur [1] EAU 2004: Empfehlungen des Arbeitsausschusses für Ufereinfassungen. [2] Anker Handbuch, Dortmund, ANKER-SCHROEDER.DE ASDO GmbH, überarb. Auflage 2010. [3] DIN EN 1993-5: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 5: Pfähle und Spundwände. [4] DIN EN 14199: Anwendung von besonderen geotechnischen Arbeiten – Pfähle mit kleinem Durchmesser (Mikropfähle). [5] Mitteilungen des Instituts für Grundbau und Bodenmechanik, Technische Universität Braunschweig. [6] DIN 1054: Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau.

Weitere Informationen: ANKER-SCHROEDER, Ing. Johannes Einkawitz, Dipl.-Ing. Axel Hagemann, Hannöversche Straße 48, 44143 Dortmund, Tel. (02 31) 5 17 01 34, Fax (02 31) 5 17 01 834, johannes.einkawitz@anker.de, www.anker.de

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Rück- und Neubau der Kanalüberführung Elbeu Die JOHANN BUNTE Bauunternehmung zählt als Generalanbieter zu den führenden deutschen Bauunternehmen. Rund 1.600 Mitarbeiter erwirtschafteten 2011 einen Jahresumsatz von mehr als 500 Mio.€. Die Geschäftsbereiche decken nahezu alle Leistungsspektren der Bauwirtschaft vom Erdbau inklusive des Deponiebaus über den Straßen-, Bahn-, Wasser-, Ingenieur- und Brückenbau bis hin zum Rohrleitungs- und Anlagenbau, dem schlüsselfertigen Hochbau, der Projektentwicklung sowie dem Bereich Public Private Partnership ab. Nicht zuletzt durch ihr engmaschiges Niederlassungsnetz, das in direkter Abstimmung mit der Hauptverwaltung in Papenburg agiert, hat sich die JOHANN BUNTE Bauunternehmung in den vergangenen zwei Jahrzehnten erfolgreich vom Spezialanbieter zum Generalunternehmer mit einer hohen Fertigungstiefe entwickelt. Ein überwiegender Teil der Arbeiten wird durch eigene Mitarbeiter und Geräte ausgeführt. Die Niederlassungen realisieren zahlreiche wegweisende infrastrukturelle Zukunftsprojekte. Dazu zählen gegenwärtig unter anderem der Ausbau der Bundesautobahn A1 zwischen Bremen und Hamburg als A-Modell, der Bau des Tiefwasserhafens JadeWeserPort in Wilhelmshaven, des Schiffshebewerks in Niederfinow, der Schleusen in Münster, Bolzum und Minden sowie der Kanalunterführung in Elbeu. Mit dem Aufbau einer ersten Straßenbau-Niederlassung in Warschau (Polen) hat die vierköpfige Geschäftsführung zudem bereits 2004 den Geschäftsbereich Straßenbau erfolgreich auf den angrenzenden osteuropäischen Raum ausgedehnt. Seit 2010 ist BUNTE auch mit einem Wasserbau-Standort im polnischen Danzig vertreten. Mit dem derzeit im Bau befindlichen Flüssiggas-Terminal in Swinemünde konnte dort ein erster Großauftrag in diesem Marktsegment generiert werden. Im Geschäftsbereich Wasserbau zählt JOHANN BUNTE in Deutschland zu den Marktführern. Flexible und innovative technische sowie logistische Lösungen werden entwickelt, die Bauausführung wird optimal geplant und ohne Schnittstellenverluste gestaltet und umgesetzt. Mit modernsten Spezialgeräten – teilweise von der Maschinenbautechnischen Abteilung in Papenburg entwickelt oder auf die speziellen Bedürfnisse der jeweiligen Baumaßnahme angepasst – gilt BUNTE in der Fachwelt bei Wasserbauprojekten als innovativer und wegweisender Anbieter. Zum modernen Maschinenpark mit GPS-gestützter Ortung oder Steuerung zählen die umfangreiche „Pirat“-Nassbaggerflotte, die leistungsfähigen Ton-

Bild 1. Rück- und Neubau der Kanalüberführung Elbeu über die dortige Bahnlinie.

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Bild 2. Tonverlegung mit dem „Tonifant“ am Dortmund-Ems-Kanal

Bild 3. Rammarbeiten Schleuse Minden (Fotos: Bunte)

verleger „Tonifant“ und „Toni II“, das Rammponton „Interocean“ sowie zahlreiche Schuten, Stelzen- und Hydraulikbagger, Mattenverleger, Steinschüttgerüste und weitere Spezialgeräte. Aktuell bewähren sich Erfahrung und Kompetenz von BUNTE insbesondere beim Rück- und Neubau der Kanalüberführung Elbeu über die dortige Bahnlinie. Dort wird durch BUNTE als Generalunternehmer im Zuge eines 3,3 km langen Ausbaus des Mittellandkanals ein Kreuzungsbauwerk über die Bahnlinie Magdeburg - Stendal erstellt. Der Auftrag beinhaltet die Herstellung einer 30 m breiten Ausweiche sowie der neuen 42 m breiten zweischiffigen Kanalüberführung. Der dortige Höhenunterschied beträgt 15 m. Zur Dammbefestigung werden 465.000 m³ Material (46.500 LKW-Ladungen) eingebaut. Zur Dammfußertüchtigung erfolgen Nassbaggerarbeiten mit einem Volumen von 390.000 m³. Auf einer Fläche von 162.500 m² werden eine 30 cm dicke Tonschicht sowie Geotextilfilter zur Sohlsicherung eingebaut. Anschließend wird das Deckwerk aufgeschüttet (45 cm) und im Teilverguss befestigt. Weitere Informationen: JOHANN BUNTE Bauunternehmung GmbH & Co. KG, Hauptkanal links 88, 26871 Papenburg, Tel. (04961) 8950, papenburg@johann-bunte.de, www.johann-bunte.de

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Im Wasser bauen

Für den nationalen und internationalen Verkehr sind Binnenschifffahrt und Seeschifffahrt volkswirtschaftlich und ökologisch unentbehrliche Verkehrsträger. Die Wasserstraßen bilden ein zusammenhängendes Netz, das die großen Seehäfen mit Binnenhäfen sowie Industriezentren verbindet. In Europa werden durchschnittlich 5 % der Transportleistung durch die Binnenschifffahrt erbracht. Gegenüber der Straße und Schiene ist die Binnenschifffahrt beim Energieverbrauch der wirtschaftlichste Verkehrsträger. Die wirtschaftliche Bedeutung der Binnenschifffahrt nimmt weiter zu. Der Ausbau und die Optimierung von Wasserstraßen gehören dabei zu unserem Aufgaben.

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Im Bereich des Wasser-, Erd- und Spezialtiefbaus blickt die ALPINE Bau Deutschland AG auf langjährige Erfahrung und zahlreiche, erfolgreich umgesetzte Projekte. Vom Hafenbau, wie die Erweiterung von Hafenbecken oder die Verbreiterung von Hafeneinfahrten bis hin zu der Nassbaggerung, Ufersicherung, dem Deich- und Schleusenbau, der Buhnen und Sohlbefestigung und dem Ausbau von Kanälen. ALPINES Stärke liegt in der Flexibilität bei der Umsetzung komplexer Anforderungen. Dies gilt für Projekte jeder Größenordnung. Denn Arbeiten im, am und auf dem Wasser sind eine große Herausforderung für Planung, Maschinen und Personal. Bild 1. Durch Nassbagwgerarbeiten mit Baggerponton wurden ca. 18.000 m³ Bodenmaterial aufgenommen.

Neue Anlegemöglichkeit für Schiffe im oberen Vorhafen der Schleuse Marktbreit Die Staustufe Marktbreit entstand in den Jahren 1950 bis 1953. Der obere Vorhafen mit den vorhandenen Böschungssicherungen entsprach mittlerweile nicht mehr den Anforderungen der modernen Schubschifffahrt. Deshalb wurde die Landseite des oberen Vorhafens ausgebaut. Der Ausbau erstreckt sich über ca. 400 m von Main-km 275,87 bis 276,35.

Der Ausbau Im Wesentlichen beinhaltete der Ausbau den Ersatz der mit teilvergossenen Wasserbausteinen und Betonplatten gesicherten Böschung durch eine senkrechte rückverankerte Uferspundwand. Vor der Spundwand ist eine 12 m breite Sohlsicherung als Kolksicherung auf die planfestgestellte Tiefe von 4 m unter hydrostatischem Stau hergestellt worden. Außerdem wurde die Böschung im Übergangsbereich am oberstromigen Ende der Uferwand zur bestehenden Böschung

Bild 2. Der Ausbau erstreckt sich über ca. 400 m von Main-km 275,87 bis 276,35.

angepasst. Der Böschungsfuß war auf ganzer Länge mit einem 1,0 m x 1,0 m Steinsatz gesichert. Im Bereich der Schleuse wurde die Vorhafensohle auf eine Länge von ca. 70 m vom Oberhaupt zuerst mit einer Stahlbetonsohle und im Anschluss mit einer ca. 50 cm dicken Steinpackung gesichert. Die vorhandene Pegeleinrichtungen, Ausstattung, Leitungstrassen sowie das Mündungsbauwerk des in den oberen Vorhafen mündenden Dietentalgrabens wurden angepasst bzw. abgebrochen und erneuert.

Wie Sie das Wasser auch nutzen Im Bereich des Wasser-, Erd- und Spezialtiefbaus blicken wir auf langjährige Erfahrung und zahlreiche, erfolgreich umgesetzte Projekte. Vom Hafenbau, wie die Erweiterung von Hafenbecken oder die Verbreiterung von Hafeneinfahrten bis hin zu der Nassbaggerung, Ufersicherung, den Deckwerks- und Verklammerungsarbeiten, dem Deich- und Schleusenbau, der Buhnen und Sohlbefestigung und dem Ausbau von Kanälen. ALPINE Bau Deutschland AG · Niederlassung Wasserbau Rotebühlstraße 89/2 · 70178 Stuttgart · Deutschland · Tel. +49 711 248496-10 · wasserbau@alpine-bau.de

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Bild 3. Die Böschung wurde im Übergangsbereich am oberstromigen Ende der Uferwand zur bestehenden Böschung angepasst.

Bild 4. Im fertigen Zustand

Baustellenabwicklung grundsätzlich über die Wasserstraße

Gepanzerte Spundwände im Einlaufbereich

Aufgrund der Auflagen im Planfeststellungsbeschluss musste die Baustellenabwicklung grundsätzlich über die Wasserstraße erfolgen. Dies betraf insbesondere den An- und Abtransport der mengenmäßig maßgebenden Baustoffe und Böden. So konnte eine übermäßige Beanspruchung der Wege vermieden werden. Im Wesentlichen wurde die vorhandene landseitige Böschung des oberen Vorhafens auf einer Länge von ca. 400 m durch eine rückverankerte, senkrechte Spundwand mit entsprechender Ausstattung als Warteplatzwand (Poller, Beleuchtung, Ausstiege) einschließlich der erforderlichen Nassbaggerungen im oberen Vorhafen sowie die Sohlsicherung im Vorhafenbereich ausgeführt. Am oberstromigen Ende der Spundwand gibt es eine ca. 70 m lange geböschte Verzugsstrecke, die durch teilvergossenes Deckwerk gesichert wurde. Durch die Errichtung eines Betriebsweges mit Wendestellen und eines Gehweges konnte die Zugänglichkeit ermöglicht werden. Vorhandene Kabeltrassen wurden angepasst bzw. umgelegt, ein Pegelhaus und Einlaufbauwerk abgebrochen und neu errichtet sowie Ausrüstungsgegenständen und Rettungseinrichtungen ersetzt. Die vorhandenen Beschilderungen, Hektometersteine, Dükerstein, Lautsprecher, Rettungsringe etc. wurden demontiert und bis zur Wiederverwendung zwischengelagert oder temporär bis zur Wiederverwendung provisorisch aufgestellt sowie abschließend ersetzt oder wieder aufgebaut. Neue Lichtmaste stellen eine zuverlässige Beleuchtung sicher.

Insgesamt wurden ca. 3.400 m² Stahlspundwand, Profil Larssen 605 K, verbaut. Hierzu ist eine mäklergeführte Vibrationsramme Mobilram TM 11/14 eingesetzt worden. Im Einlaufbereich zur Schleuse wurde die Spundwand gepanzert ausgeführt. Die Panzerungen sind werkseitig an die Doppelbohlen angeschweißt worden und konnten bauseitig mit demselben Gerät eingebracht werden. Rückverankert wurde die Stahlspundwand einerseits mit 25 Rundstahlankern mit Totmannkonstruktion aus Dreifachspundbohlen und anderseits mit 102 Verpressankern mit einer Länge von 12,50 m bzw. 13,50 m. Stahlbautechnisch wurde ein hinter der Spundwand liegender Gurt über die gesamte Spundwandlänge hergestellt und mit der Spundwand verschraubt. Die Verpressanker sind vor der Spundwand mit Ankeranschlusskonstruktionen und Winkelausgleich mit der Spundwand verbunden worden. Rundstahlanker wurden mittels Kardangelenk am Spundwandgurt befestigt. Abschließend wurde ein Stahlholmprofil auf die Spundwand aufgebaut und nicht fluchtende Spundbohlen durch aufschneiden, heranziehen bzw. herausdrücken des Spundwandberges und wieder verschweißen an dem Stahlholmprofil ausgerichtet. So sollte eine Flucht mit einer Toleranz von 0 cm nicht nur im Spundwandholm, sondern auch in der Spundwand erreicht werden.

Bild 5. Regelquerschnitt (Fotos/Abb. Alpine)

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Größtenteils unbelastetes Bodenmaterial, teils aber bis zu Z2 Anschließend wurden Nassbaggerarbeiten mit Baggerponton ausgeführt. Ca. 18.000 m³ Bodenmaterial wurden aufgenommen

zur 20 km entfernten Umschlagstelle verbracht, umgeschlagen und zur Entsorgungsstelle transportiert. Größtenteils ist unbelastetes Bodenmaterial vorgefunden worden, teilweise aber auch Material bis zu einer Belastung Z2 nach LAGA aufgrund von PAK Gehalten. Der belastete Boden wurde speziell entsorgt. Nach Fertigstellung des Unterwasserplanums wurde mit Taucherunterstützung Geotextil in ca. 4,80 m Wassertiefe verlegt und darauf eine 60 cm Wasserbausteinlage aufgebracht. Die Wasserbausteinlage ist bis zu einer Entfernung von 12 m von der Spundwand eingebaut worden. Nach dem Einbau wurde der erste 3 Meter-Streifen mit Vollverguss ca. 270 l/m², der zweite 3 Meter-Streifen mit Teilverguss 80 l/m² und der dritte 3 MeterStreifen mit Teilverguss 30 l/m² verklammert. ALPINE konnte mit dieser Baustelle die grundsätzliche Eignung eines hydraulisch gebundenen Verguss-Stoffes und des zugehörigen Einbauverfahrens zum Verguss von Wasserbausteinen an Wasserstraßen (Grundprüfung gemäß ZTV-W LB 210 und MAV) nachweisen. Bauabschließend wurde die Spundwand mit üblicher Ausrüstung (Poller, Beleuchtung, Ausstiege etc.) ausgestattet. Hinter der Spundwand entstanden ein Betriebsweg sowie ein Fußweg. Für die Mainpegelauswertung wurde im oberen Vorhafen ein neues Pegelhaus hergestellt, das die Pegeldaten nun vollautomatisch ausliest und dem Personal zur Verfügung stellt. Ende 2011 konnten die Maßnahmen erfolgreich abgeschlossen werden.

Kunde aus Südafrika erteilt Großauftrag für Hafenmobilkrane I

Weitere Informationen: ALPINE Bau Deutschland AG, Niederlassung Wasserbau, Rotebühlstraße 89/2, 70178 Stuttgart, Tel. (07 11) 24 84 96-10, Fax (07 11) 24 84 96-13, wasserbau@alpine-bau.de, www.alpine-bau.de

Weitere Informationen: Liebherr-International Deutschland GmbH, Hans-Liebherr-Strasse 45, 88400 Biberach an der Riss, Tel. (0 73 51) 41-0, Fax (0 73 51) 41-26 50, info.lho@liebherr.com, www.liebherr.com

Im Januar 2012 unterzeichneten die Liebherr-Werk Nenzing GmbH und Transnet Port Terminals aus Durban, Südafrika, einen Großauftrag zur Lieferung von sechs Hafenmobilkranen der neuesten Generation nach Südafrika. Es handelt sich dabei um leistungsstarke und universell einsetzbare LHM 550. Diese hochmodernen Hafenmobilkrane sind für das RoRo and Maydon Wharf Terminal in Durban bestimmt. Derzeit wird an diesem Terminal hauptsächlich Schüttgut umgeschlagen. Das stetig zunehmende Container Volumen erfordert jedoch eine Erweiterung der bestehenden Kapazitäten. Durch die neuen LHM 550 wird das Terminal für zukünftige Umschlagsanforderungen bestens gerüstet sein und kann dadurch Verzögerungen bei der Schiffsabfertigung minimieren. Dieser neue Großauftrag aus Südafrika bestätigt einen anhaltend positiven Trend. In den vergangenen fünf Jahren hat Liebherr bereits mehr als 70 Hafenmobilkrane auf den afrikanischen Kontinent geliefert. Ein besonderer Meilenstein in diesem Zusammenhang ist die Auslieferung des hundertsten LiebherrHafenmobilkranes nach Afrika, die voraussichtlich im März 2012 erfolgen wird.

(ab M 56) (ab M 56) (ab M 64)

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Logistikstandort Bremerhaven boomt Größter Autohafen des Kontinents, europaweit die Nummer 4 beim Umschlag von Containern, führende Drehscheibe für Stückgutladung jeder Art – die maritimen Logistikstandorte Bremen und Bremerhaven haben sich beachtlich entwickelt. 2011 war das beste Jahr der bremischen Hafengeschichte. Die Zwillingshäfen an der Weser wollen ihre Marktposition ausbauen und peilen beim Umschlag jetzt die 100-Millionen-Tonnen-Marke an. Martin Günthner, Senator für Wirtschaft, Arbeit und Häfen in Bremen, kann erstklassige Zahlen vorlegen: Der Umschlag stieg 2011 auf das historische Rekordergebnis von 80,6 Millionen t (2010: 68,7 Millionen t). Das Plus fiel mit 17,3% überdurchschnittlich hoch aus. „Die Folgen der globalen Wirtschaftskrise von 2009 sind endgültig überwunden“, analysiert der Senator. Für Martin Günthner machen die Zahlen deutlich, dass das Leistungsspektrum der Häfen in Bremen und Bremerhaven die weltweite Kundschaft überzeugt. Auch in Zukunft will Bremen angemessen in die maritime Infrastruktur investieren. Mit den Großprojekten Container-Terminal 4 (Fertigstellung 2008) und Kaiserschleuse (2011) hat der Senat bereits wichtige Voraussetzungen für eine positive Entwicklung des Logistikstandorts Bremerhaven geschaffen. „In den kommenden Jahren werden wir den Schwerpunkt der Investitionen auf die Hafeneisenbahn legen“, kündigt Senator Martin Günthner an. Gleichzeitig fordert er den Bund und die Deutsche Bahn AG auf, mehr und schneller in den Ausbau der Verkehrswege zu investieren, die den Welthafen Bremen/Bremerhaven mit seinem Hinterland verbinden. Mit Investitionen in neue Gleise und in technische Maßnahmen soll der Auto- und Containerhafen auf das starke Wachstum des Schienengüterverkehrs vorbereitet werden, das man an der Wesermündung erwartet. Im Winter 2010/2011 waren auf den Gleisen der Hafenbahn in Bremerhaven wöchentlich 430 Güterzüge unterwegs, darunter 270 Container- und 140 Autozüge. Bis 2025 rechnet bremenports-Geschäftsführer Holger Banik mit einer Zunahme auf 770 Güterzüge pro Woche, darunter 540 Container- und 210 Autozüge. Die Hafeneisenbahn soll zügig auf weiter steigende Transportmengen vorbereitet werden. In einem ersten Schritt will bremenports die Gleise am Bahnhof Kaiserhafen um bis zu 750 m verlängern lassen. Außerdem werden Gleise elektrifiziert. „Die neuen Kapazitäten sollen dafür sorgen, dass deutlich mehr Autozüge abgefertigt werden können“, sagt Holger Banik. „Gleichzeitig entlasten wir damit andere Gleisgruppen, die dem Containerverkehr zugeordnet sind.“ Die Baumaßnahme ist mit Kosten von ca. 8 Millionen € verbunden und soll bis 2015 umgesetzt werden. Außerdem wird der Rangierfunk der bremischen Hafeneisenbahn ab 2012 umfassend modernisiert. Mittelfristig ist vorgesehen, die Schieneninfrastruktur der Hafeneisenbahn weiter auszubauen. Dazu zählt der Ausbau der Vorstellgruppe Imsumer Deich. „Dort wollen wir zusätzliche terminalnahe Vorstellgleise für den Containerverkehr schaffen“, erläutert Holger Banik. Außerdem müsse der Bahnhof Speckenbüttel ausgebaut werden, der als Anlage der Deutschen Bahn AG das Verbindungsstück zum überregionalen Gleisnetz bildet. Das wichtigste Investitionsprojekt der kommenden Jahre liegt jedoch direkt am Wasser: Bis 2015 soll am Weserufer der Offshore-Terminal Bremerhaven (OTB) entstehen. „Der OTB hat entscheidende Bedeutung für unser Ziel, die Seestadt zum führenden europäischen Zentrum der Produktion und Logistik von Windenergieanlagen (WEA) zu machen“, sagt Senator Günthner. Schon heute arbeiten in Bremerhaven ca. 1700 Menschen in der Windkraftwirtschaft. Tausende weiterer Stellen sollen hinzukommen – an einem Standort, der wie kein anderer in Deutschland alle Bereiche der Herstellung von Offshore-WEA

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Bild 1. Die Hafenbahn in Bremerhaven: Die Gleise am Bahnhof Kaiserhafen werden um bis zu 750 m verlängert

Bild 2. Bereits heute ist Bremerhaven ein wichtiger Umschlagplatz für OffshoreWEA; bis 2015 wird der neue 25 ha große Offshore-Terminal Bremerhaven (OTB) zur Verladerampe der boomenden Windkraftindustrie (Fotos: bremenports)

bündelt. Firmen wie PowerBlades, REpower Systems, AREVA Wind und WeserWind produzieren bereits in der Seestadt. 200 ha Gewerbeflächen stehen bereit, um das Offshore-WindenergieCluster um neue Unternehmen zu erweitern. Der geplante Terminal soll zur Verladerampe der boomenden Industrie werden. Auf dem OTB können jährlich bis zu 160 WEA vormontiert, gelagert und umgeschlagen werden. Der 25 ha große Terminal wird an seiner 500 m langen Kaje Platz für zwei bis drei Offshore-Errichterschiffe bieten, die die Großkomponenten an Bord nehmen und zu den entstehenden Windparks in der Nordsee bringen werden. Die geschätzten Gesamtkosten liegen bei ca. 200 Millionen € und sollen von einem privaten Investorenkonsortium getragen werden. Um Investor und Betreiber zu finden, hat die Hafengesellschaft bremenports ein Konzessionsverfahren auf den Weg gebracht. Die Konsortien, die sich 2011 beworben hatten, wurden inzwischen aufgefordert, ein erstes Angebot abzugeben. Der Zuschlag soll Mitte 2013 erteilt werden. Weitere Informationen: bremenports GmbH & Co. KG, Am Strom 2, 27568 Bremerhaven, Tel. (04 71) 3 09 01-0, Fax (04 71) 3 09 01-5 32, marketing@bremenports.de, www.bremenports.de

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Korrosionsmindernder Stahl für Hafenanlagen

Vor mehr als 20 Jahren begannen die europäischen Spundwandhersteller damit, sich intensiv mit der Dauerhaftigkeit ihrer Produkte zu beschäftigen. Die größte Herausforderung bestand darin, einen mikrolegierten Stahl zu entwickeln, der günstigere Eigenschaften in den unterschiedlichen Korrosionszonen einer Kaimauer bietet. So wurden mehrere Stahlsorten in verschiedenen Häfen über längere Zeiträume getestet und zahlreiche Laboruntersuchungen unter Berücksichtigung einer breiten Palette von Einflüssen durchgeführt. Die chemische Zusammensetzung des AMLoCor konnte im Verlauf der Forschungsprojekte stetig verbessert werden, um die gewünschten Stahlanforderungen, angefangen bei der Dauerhaftigkeit bis hin zur Fertigung und den Schweißeigenschaften, zu erreichen. Abgeleitet aus seinem Verhalten und seinen mechanischen Eigenschaften, kann AMLoCor als gleichwertig mit einem üblichen Baustahl betrachtet werden. Die Spannungs-Dehnungsdiagramme für einen S 355 GP und einen AMLoCor Blue 355 Probekörper zeigen das für Stahl charakteristische elastische Verhalten bis zum Erreichen der Streckgrenze ReH, gefolgt von einer langen elastisch-plastischen Verformung und Anstieg der Festigkeit bis zum Erreichen der

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AMLoCor, der neue korrosionsmindernde Stahl von ArcelorMittal, wird zweifellos eine Bereicherung bei der Planung neuer Kaimauern sein. Seit mehr als einem Jahrhundert kommen Stahlspundbohlen weltweit beim Bau von Kaianlagen als zuverlässige und kostengünstige Lösungen zum Einsatz. In den großen europäischen Häfen wurden zahllose Kaimauern aus Stahlspundbohlen errichtet.

Bild 1. Spannungs-Dehnungs-Diagramm für AMLoCor und Baustahl

Zugfestigkeit Rm. Das Verhältnis Rm/ReH ist dem einer Standardgüte S 355 GP sehr ähnlich. Die Kerbschlagarbeit des Stahls übertrifft die Anforderung (27J bei 0 °C) der künftigen DIN EN 10248.

Vorzüge der neuen Stahlsorten Der Hauptvorteil von AMLoCor besteht in der signifikanten Verringerung der Korrosionsraten in der Niedrigwasserzone (NWz) und in der Unterwasserzone (UWz). Feldversuche zeigen, dass der Wanddickenverlust bei AMLoCor je nach Beanspruchungszone um das 3- bis 5-Fache geringer ist als bei Standardspundwandstählen. Im Allgemeinen treten die höchsten Biegemomente und somit auch Stahlspannungen in Bereichen auf, in denen die

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Bild 2. Vergleich der Korrosionsrate von AMLoCor und Baustahl

Korrosionsraten relativ niedrig sind, nämlich in der Unterwasserzone oder dem Einbindebereich im Boden. Gelegentlich ist jedoch die Niedrigwasserzone für die Bemessung maßgebend, weil die hohen Beanspruchungen in der Unterwasserzone durch den dort geringeren Dickenverlust ausgeglichen werden. Obwohl es sich nicht um einen üblicherweise im Bauwesen eingesetzten Baustahl handelt, kann dieser mikrolegierte Stahl nach den für Stahlspundwände geltenden Bemessungsverfahren und technischen Vorschriften ausgelegt und eingebaut werden, z. B. nach DIN EN 1997, DIN EN 1993-5, DIN EN 10248, DIN EN 12063, EAU 2004 usw. Dabei ist der Bemessungsansatz jedoch, unter Berücksichtigung des Stahldickenverlustes, anzupassen. Bei der Planung sind gegebenenfalls zusätzliche Schutzmethoden für die Zonen vorzusehen, in denen der Stahl weniger effizient ist (z. B. SpWz und WWz). Hierzu kommen etwa Beschichtungen, Betonverkleidungen usw. in Frage.

Bild 3. Wanddickenverluste und Biegemomente von AMLoCor und Baustahl (Grafiken: ArcelorMittal Commercial RPS Spundwand)

Service Die Lebensdauer von AMLoCor wird zurzeit in verschiedenen Häfen untersucht. Die Forschungsabteilung von ArcelorMittal bietet Projektträgern Unterstützung in Form derartiger zusätzlicher Untersuchungen des Bauobjekts an. ArcelorMittal ist auf Wunsch auch bei der Ausarbeitung von Ausschreibungsspezifikationen für AMLoCor-Stahlsorten behilflich. Weitere Informationen: ArcelorMittal Commercial RPS Spundwand, 66, rue de Luxembourg, L-4221 Esch-sur-Alzette, G.D. of Luxembourg, Tel. +352 53 13 31 05, Fax +352 53 32 90, spundwand@arcelormittal.com, www.arcelormittal.com | www.arcelormittal.com/sheetpiling

Kostenvergleich Im Vergleich zur ungeschützten Stahlspundwandlösung aus Standard-Stählen bietet der Einsatz von AMLoCor spürbare Einsparungen hinsichtlich des Stahlgewichts, wenn der korrosionsbedingte Dickenverlust in der Unterwasserzone oder Niedrigwasserzone maßgeblich ist. Aus wirtschaftlicher Sicht kann die Kombination von AMLoCor mit einem kathodischen Korrosionsschutz in bestimmten Fällen eine kostengünstige Lösung darstellen. Dagegen ist eine Verzinkung in Verbindung mit AMLoCor nicht empfehlenswert, da diese Korrosionsschutzmethode eine sehr geringe Zusatzwirkung hat.

Eckprofile und Konstruktionen Einige unserer Eckprofile sind in der Stahlsorte AMLoCor lieferbar. Verbindungen müssen sorgfältig geplant und ausgeführt werden. Um die Beschädigung von Verbindungszubehör wie Gurte und Bolzen zu vermeiden, ist sicherzustellen, dass nicht miteinander verträgliche Stahlsorten voreinander geschützt werden. Ein wesentlicher Parameter ist dabei die Kontaktfläche der unterschiedlichen Elemente. Unter sehr ungünstigen Bedingungen ist ggf. das Einlegen eines Isoliermaterials an der Kontaktstelle zwischen verschiedenartigen Bauelementen empfehlenswert. Seine spezifischen Eigenschaften machen AMLoCor in punkto Schweißen zu einem „besonderen“ Stahl. So wurden spezifische Schweißverfahren entwickelt, um eine fachgerechte Schweißung sicherzustellen. Auch das Schweißpersonal muss entsprechend qualifiziert sein und geeignete Schweißelektroden sind sorgfältig auszuwählen. Für Sonderbohlen und Laschenverbindungen kann mit Ausnahme der Schweißverfahren die DIN EN 12063 herangezogen werden.

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SENNEBOGEN 6130 baut Kaimauer für Hafenerweiterung Die Hafenerweiterung des ca. 120 km nördlich von Doha angesiedelten Al Ruwais Port ist eine bedeutende Maßnahme für die Region und die Unternehmen vor Ort. Nach Abschluss der Erweiterung soll der Fischereihafen auch Anlaufstelle für größere Fähren und Containerschiffe werden. Für den größten Teil der umfangreichen baulichen Maßnahmen zeichnet sich die Consolidated Engineering Construction Company (CECC) verantwortlich. Rund 2,8 Mio. m³ an Schlamm, Schlick und Sand werden während der Baumaßnahmen bewegt. Neben der Vertiefung der Fahrrinnen und des Hafenbeckens entstehen auch zahlreiche neue Gebäude und eine neue Kaimauer aus gigantischen Betonblöcken. Diese werden mit einem SENNEBOGEN 6130 HD Seilbagger von den LKWs entladen und an die gewünschte Stelle platziert. Mit Traglasten von max. 120 t ist der 6130 Seilbagger ideal für diese schweren Arbeiten und hat zu enormen Zeitersparnissen geführt. Der Kunde ist von der Maschine so überzeugt, dass umgehend ein zweiter 6130 HD beim SENNEBOGEN Vertriebs- und Servicepartner Quatar Navigation bestellt wurde. Dieser konnte bereits an den Kunden ausgeliefert werden. Weitere Informationen: SENNEBOGEN Maschinenfabrik GmbH, Hebbelstraße 30, 94315 Straubing, Tel. (0 94 21) 5 40-0, info@sennebogen.de, www.sennebogen.de

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Bau des Kais im Außenhafen von S´winoujs´cie

Ziel der Baumaßnahme ist die Schaffung von entsprechenden Bedingungen für die Abfertigung von LNG-Schiffen, für deren sicheres Anlegen, Entladen sowie für die Weiterleitung von LNG zu dem sich an Land befindlichen Terminal. Am Kai werden Schiffe mit einer Maximallänge von 315 m, eine Breite von 50 m, einem Tiefgang von bis zu 12,5 m und einem Ladevolumen von 120 bis 216 Tm3 abgefertigt. Mit der Realisierung des Bauvorhabens ist durch Zarza˛d Morskich Portów Szczecin i S´winoujs´cie S.A. ein internationales Konsortium unter Führung der Josef Möbius Bau-GmbH beauftragt worden. Das Bauvorhaben ist ein kompletter Neubau der vor der Ostseeküste entsteht. Es besteht aus den folgenden Einzelelementen:

Bau einer Schiffsentladestation Ca. 580 m vor der Uferlinie wird die Schiffsentladestation aus gemischten Spundwandprofilen mit einer Seitenlänge von 60 × 65 m gebaut. Die einzelnen Spundwandprofile sind untereinander am Kopf verankert. Auf dieser Plattform entstehen die Grün-

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Die Zarza˛d Morskich Portów Szczecin i S´winoujs´cie S.A. (Verwaltung der Seehäfen von Stettin und Swinemünde AG) ist im Rahmen des Europäischen Energieprogramms zur Konjunkturbelebung Bauherr beim Projekt „Bau des Kais im Außenhafen von Swinemünde“. Es ist eines der vier Bestandteilprojekte beim in der Geschichte Polens größten Energiebauvorhaben – dem Bau des LNG-Terminals in Swinemünde. Hauptziel dieser strategischen Investition ist die Erhöhung der Energie- und Wirtschaftssicherheit Polens, durch eine Diversifikation der Gaslieferungen nach Polen.

Bau des Kais im Außenhafen von Swinemünde – eines der vier Bestandteilprojekte beim in der Geschichte Polens größten Energiebauvorhaben

dungselemente für die Entladearme, Feuerlöschmonitore und eine Gangway. Gleichzeitig beginnt dort die Rohrbrücke zur Abführung des Flüssiggases zum Terminal. Beidseitig neben der Entladeplattform werden Anker und Festmacherdalben aus Rohren bis 1825 m Durchmesser gebaut. Die Dalben werden mit automatisch lösenden Festmachern ausgerüstet. Für alle anlegerelevanten Parameter wie Schiffsgeschwindigkeit, Wasserstand, Windgeschwindigkeiten usw. werden auf der Entladeplattform und im Umfeld Sensoren installiert und die Anlage mit entsprechender Elektronik ausgestattet, so dass immer ein sicheres Anlegen der LNG-Schiffe gewährleistet ist. Weiterhin werden Kommunikationsstege mit einer Gesamtlänge von 400 m gebaut. Nördlich der Entladeplattform entsteht ein Abwasserbehälter

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Kompetenz im Hafenund Wasserbau!

Bau des LNG-Terminals im Außenhafen von Świnoujście Innovationskraft, Technikbegeisterung und Erfahrung machen seit 60 Jahren den Erfolg unseres Unternehmens aus. Unsere Spezialisten entwickeln und realisieren seitdem für unsere Kunden wirtschaftliche Bauverfahren und Projekte in den Bereichen Hafen-, Küsten-, Straßen-, Bahn- und Erdbau. Im Bereich Großer Wasserbau sind wir führend in Deutschland. Der Hauptsitz der Josef Möbius Bau-GmbH ist Hamburg. Mit zahlreichen Niederlassungen und starken Partnern bieten wir unsere Leistungen „Made in Germany“ weltweit an.

Josef Möbius Bau-GmbH Hauptverwaltung Hamburg Brandstücken 18, 22459 Hamburg Tel. +49 40 800 903-0, Fax +49 40 800 903-814 kontakt@moebiusbau.com www.moebiusbau.com

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Produkte & Objekte mit einem Außendurchmesser von 6 × 6 m, der als Halbfertigteil in einen Spundwandkasten mit Unterwasserbetonsohle abgesetzt wird.

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Bau einer Rohrbrücke Zur Abführung des Flüssiggases von der Entladeplattform zum Terminal entsteht wasserseitig eine Rohrbrücke mit einer Gesamtlänge von ca. 770 m. Diese Rohrbrücke wird aus einzeln stehenden Pfahlböcken mit Stahlbetonbalken errichtet. Ca. 150 m vor der Uferlinie entsteht eine technische Plattform. Diese Plattform ist auf einer künstlich angelegten Insel errichtet und von Spundwänden umschlossen. Die Technikplattform hat ein Größe von 53 × 80 m. Auch hier sind die Spundwände vergurtet und mit Ankern verbunden. Innerhalb der Technikplattform werden 2 Wasserentnahmekammern hergestellt. Die Gründungssohle dieser Bauwerke liegt auf –12,50 m. Die dafür erforderlichen Baugruben entstehen im Schutz von Spundwänden und einer Stahlfaserunterwasserbetonsohle. Um das Anlegen der LNG-Schiffe zu ermöglichen ist eine Wassertiefe von 14,50 m um die Entladeplattform erforderlich. Im Bereich der Technikplattform und der Rohrbrücke ist eine Wassertiefe von 12,50 m zu erreichen. Die erforderlichen Baggerarbeiten mit einem Gesamtvolumen von ca. 2,4 Mio. m³ werden mit Hilfe von Hydraulikbaggern und Schuten sowie Hopperbaggern ausgeführt. Die Beendigung der Arbeiten ist für November 2012 geplant. Der erste Gastanker wird den Hafen im Jahr 2014 anlaufen. Zusammen mit der Zarza˛d Morskich Portów Szczecin i S´winoujs´cie S.A., die für die Errichtung des Kais im Außenhafen von Swinemünde zuständig ist – sind an der Errichtung des Terminals auch: das Seeamt in Stettin (Urza˛d Morski w Szczecinie) – Bau des Schutzwellenbrechers im Außenhafen von Swinemünde, Polskie LNG S.A. – Errichtung des LNG-Terminals an Land sowie OPG Gaz System S.A. – Errichtung des Gasleitungssystems und Koordination der gesamten Investition beteiligt. Das Projekt Bau des Kais im Außenhafen von Swinemünde wird durch das Europäische Energieprogramm zur Konjunkturbelebung mitfinanziert. Weitere Informationen: Josef Möbius Bau-GmbH, Brandstücken 18, 22549 Hamburg, Tel. (0 40) 80 09 030, Fax (0 40) 80 09 03 814, info@moebiusbau.co, www.moebisubau.com

Pionierarbeit im Untergrund: GFKWickelrohre entwässern JadeWeserPort Es wird Deutschlands einziger Tiefwasserhafen sein, der JadeWeserPort. Er entsteht derzeit auf einer der bundesweit größten Wasserbaustellen in Wilhelmshaven an der Waterkant. Damit einher geht die Schaffung der kompletten Infrastruktur für das angrenzende Güterverkehrszentrum. Und die realisieren die Tiefbauer der Osnabrücker Köster GmbH in einer Bauzeit von acht Monaten. Bauherr ist die JadeWeserPort Logistics Zone GmbH & Co. KG, eine 100-prozentige Tochter des Landes Niedersachsen. Damit die Logistikzone mit einer Größe von 160 Fußballfeldern trocken bleibt, geht die Köster GmbH einen ungewöhnlichen Weg.

Glasfaserverstärkte Kunststoff- statt schwerer Betonrohre Sie verlegt zur Entwässerung riesige Rohre aus glasfaserverstärktem Kunststoff statt schwerer Betonrohre. Hersteller dieser Spe-

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Bild 1. Auf einer der größten deutschen Wasserbaustellen realisiert die Köster GmbH die Infrastruktur für das neue Güterverkehrszentrum am JadeWeserPort. Die Bauspezialisten verlegen zur Entwässerung riesige Rohre aus glasfaserverstärktem Kunststoff, statt schwerer Betonrohre. Hersteller dieser Spezialrohre ist die AMITECH Germany GmbH, Mochau.

Bild 2. Die Glasfaser-Rohre haben einen Innendurchmesser von bis zu 2,60 m und eine Wandstärke von 50,5 mm. Sie bestehen aus den Basisstoffen Kunstharz, Glasfaser und Quarzsand. (Fotos: 1 Köster, 2 Amitech)

zialrohre ist die AMITECH Germany GmbH, Mochau. Insgesamt 7,5 km der im patentierten FLOWTITE Wickelverfahren hergestellten Glasfaser-Rohre und rund 90 Schächte des gleichen Systems werden unter dem aufgespülten Boden des Hafenareals verschwinden. Ursprünglich war das Netz der Niederschlagsentwässerung für Stahlbetonrohre ausgeschrieben. „Wir haben gemeinsam mit der AMITECH Germany GmbH einen Sondervorschlag erarbeitet und den Bauherrn neben technischen Vorteilen auch finanziell davon überzeugen können, dass der gesamte Bauablauf von dieser Lösung profitiert“, erklärt Dipl.-Ing. Michael Hitzfeld, Bereichsleiter der Köster GmbH. Der Vorschlag sah alternativ zu Beton den Einbau von GFK-Rohren vor – ein Konzept, das auch die Technischen Betriebe Wilhelmshaven als spätere Betreibergesellschaft überzeugte.

Deutlich schnellerer Baufortschritt Zwei Aspekte waren bei der Entscheidung ausschlaggebend: Aufgrund des gegenüber Beton bei Weitem leichteren Metergewichtes der GFK-Rohre lassen sie sich in allen Nennweiten bis DN 2600 auch Rohre mit einer Länge von bis zu 12 Metern ohne

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Weitere Informationen: KĂśster GmbH, Sutthauser StraĂ&#x;e 280, 49080 OsnabrĂźck, Tel. (05 41) 9 98-0, Fax (05 41) 9 98-10 99, info@koester-bau.de, www.koester-bau.de

Starker Schutz fĂźr sensible Elektronik im Hafen Die bekannten GehĂ¤useserien der Spelsberg GmbH + Co. KG beweisen ihre QualitĂ¤ten in fast jedem Umfeld. FĂźr den rauen Alltag zum Beispiel im Hafenbau bietet das Unternehmen seine Reihen TK PC, TG PC, AKi, AL und GTi in besonders robuster Beschaffenheit an. Die GehĂ¤use sind mit dem iQ-Signet fĂźr IndustriequalitĂ¤t gekennzeichnet. So kann der Kunde ganz einfach feststellen, welches Produkt zu seinen Anforderungen passt. Dank ihrer Vielseitigkeit und den hervorragenden Materialeigenschaften sind die GehĂ¤use in IndustriequalitĂ¤t von Spelsberg geeignet fĂźr die Installation in FeuchtrĂ¤umen, im AuĂ&#x;enbereich oder in feuergefĂ¤hrdeten BetriebsstĂ¤tten. Ihr glasfaserverstĂ¤rktes Polycarbonat bietet eine hohe Schlagfestigkeit, ist UV- und witterungsbestĂ¤ndig und ist so der ideale Schutz fĂźr die eingebauten SchaltgerĂ¤te oder empfindliche Elektronik. Mit einer Schutzart bis IP 65 sind die GehĂ¤use bestens gegen Staub und Strahlwasser geschĂźtzt. Die halogenfreien Verteiler sind zudem schwer entflammbar. Die GehĂ¤usesysteme eignen sich fĂźr Systemspannung bis zu 1.000 V DC und widerstehen extremer KĂ¤lte bis minus 35 Grad Celsius oder extremer Hitze bis plus 80 Grad Celsius. Mit diesen Eigenschaften sind die GehĂ¤use zum Beispiel ideal fĂźr die Installation im Hafenbau, Maschinenbau, in Industrie- und Zweckbauten oder in der Agrarindustrie geeignet. Weitere Informationen: GĂźnther Spelsberg GmbH + Co. KG, Im Gewerbepark 1, 58579 SchalksmĂźhle, Tel. (0 23 55) 8 92-0, Fax (0 23 55) 8 92-2 99, info@remove-this.spelsberg.de, www.spelsberg.de

Spezialtiefbau in Europa â&#x20AC;&#x201C; www.stump.de

Beratung

Planung

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Ausbau Tankschiffhafen Blumensandhafen, Hamburg. RĂźckverankerung einer Spundwand mit 41 StĂźck MikropfĂ¤hlen System Stump, PfahllĂ¤nge 19 bis 23 m, Tragglied Gewi 50 mm mit doppeltem Korrosionsschutz und VerstĂ¤rkung durch StahlhĂźllrohre.

ZN Langenfeld 7HO Â&#x2021; )D[ ZN MĂźnchen 7HO Â&#x2021; )D[ ZN Berlin + Verwaltung 7HO Â&#x2021; )D[

ZN Hannover 7HO Â&#x2021; )D[ ZN Chemnitz 7HO Â&#x2021; )D[ GS Vaihingen/Enz 7HO Â&#x2021; )D[

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Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 â&#x20AC;&#x201C; HĂ¤fen und Kaianlagen

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Einsatz von SpezialgerĂ¤t anliefern und verarbeiten. Ein wichtiger Beitrag zu einem deutlich schnelleren Baufortschritt und somit erhĂśhter Terminsicherheit fĂźr das gesamte Projekt. Zudem entfielen durch das FLOWTITE Rohrsystem der AMITECH Germany GmbH insgesamt 90 BetonschĂ¤chte, die durch eine entsprechende Zahl von fest ins GfK-Rohr integrierten TangentialschĂ¤chten ersetzt wurden. Eine herausragende Eigenschaft des Werkstoffs GFK ist seine extreme TragfĂ¤higkeit. Sie ermĂśglicht es, Rohre herzustellen, die eine groĂ&#x;e statische Belastbarkeit bei vergleichsweise geringen WandstĂ¤rken aufweisen und sich trotz ihrer gewaltigen GrĂśĂ&#x;e flexibel verlegen lassen. â&#x20AC;&#x17E;Das liegt an dem im Vergleich zu Betonrohren deutlich niedrigeren Gewichtâ&#x20AC;&#x153;, so Michael Hitzfeld. Gleichzeitig erfordert das geringe Gewicht aber auch eine prĂ¤zise BauausfĂźhrung: Alle Rohre wurden durchnumeriert, jedes hat seinen festen Platz und muss auf den Millimeter genau an der richtigen Stelle liegen. Michael Hitzfeld: â&#x20AC;&#x17E;Das erfordert viel Erfahrung und absolute PrĂ¤zision bei den VerfĂźllarbeiten.â&#x20AC;&#x153; Anspruchsvoll gestaltet sich am JadeWeserPort auch die Baustellenlogistik. Daher war es umso wichtiger, den gesamten Bauprozess vorausschauend zu planen. Nur so konnte die KĂśster GmbH einen reibungslosen Bauablauf und eine termingerechte Ă&#x153;bergabe sichern. Bisher gelang es den Tiefbauern, durch intelligente Projektsteuerungsinstrumente der KĂśster GmbH, dem KĂśster-Prozess-SystemÂŽ, jeden einzelnen der unzĂ¤hligen Arbeitsschritte prĂ¤zise einzuhalten.

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Uferwand für neues Stahl-Service-Center Zur Ermöglichung eines Umschlag von Stahl-Coils an Land und im Schiff zu Schiff – Umschlag führte die Rheinhafen Krefeld GmbH, eine Beteiligung der Neuss-Düsseldorfer Häfen, im Jahr 2009 eine umfangreiche Umgestaltung des bislang geböschten Ufers durch. Auf einer Länge von 240 m können nun Binnenschiffe anlegen und Güter in das neue StahlService Center der ThyssenKrupp Stahl-Service-Center GmbH transportieren. Die hier durchgeführten Flachstahlanarbeitungen erfordern einen weitgehend witterungsunabhängigen Ladungsumschlag aus dem Binnenschiff und vom Gleis. Dazu wurde eine weit wasserüberkragende Verladekonstruktion benötigt, deren Gründung im Böschungsbereich liegt.

von 13,80 m unter Geländeoberkante erkundet wurden. Diese Sande weisen eine mitteldichte bis sehr dichte Lagerung auf. Im Bereich des Hafenbeckens folgen auf eine 0,30 m bis 0,50 m starke Schlickschicht direkt die kiesigen Mittel- und Grobsanden.

Statische Berechnung und technisches Konzept

Die Baumaßnahme befindet sich im Wendebecken des Rheinhafen Krefeld am südwestlichen Ufer in direkter Nachbarschaft zu einer Sportbootanlage. Der 1906 feierlich eingeweihte Rheinhafen Krefeld wurde in den 70er-Jahren des 20. Jhs. um 1.150 m verlängert und mit einem Baggersee verbunden, der das heutige Wendebecken darstellt. Es besitzt eine Länge von 800 m bei einer max. Breite von 350 m. Entlang der Böschungsschulter befindet sich ein Gleis der Krefelder Hafenbahn, die so den Anschluss des Containerterminals KCT an das bundesweite Schienennetz gewährleistet. Dieses Gleis konnte während der gesamten Bauzeit nicht gesperrt werden. Deshalb und wegen der fehlenden Umschlagmöglichkeit im Sportboothafen, mussten alle Geräte und Materialien auf der gegenüberliegenden Schwerlastfläche umgeschlagen und über den Wasserweg zur Baustelle transportiert werden. Der Böschungskörper besteht aus der nach der Auskiesung verbliebenen Urböschung, gesichert nur durch eine Schotteranschüttung geringer Mächtigkeit und Korngröße. Der Böschungsfuß unter einer Höhe von ca. 24,20 mNN ist mit Wasserbausteinen bis zur Hafensohle auf 18,80 m NN gesichert. Der gesamte Bodenaufbau im Landbereich gestaltet sich wie folgt: Unter den oberflächennahen Mutterböden auf der Urgeländehöhe von ca. 32,50 mNN stehen Auffüllungen aus Sanden und Kiesen an, die in unterschiedlichen Tiefenlagen durch geringmächtige Schluffbänder durchzogen sind. Darunter folgen Feinsande und Mittelsande sowie kiesige Mittel- und Grobsande, die bis in eine Tiefe

Aufgrund der örtlichen Gegebenheiten und den nutzungsbedingten Vorgaben wurde die Hallenkonstruktion mittels eines Schleppdaches ca. 21 m wasserüberkragend hergestellt. Dies führte zu recht hohen Stützenlasten von ungefähr 1500 kN pro Gründungskörper in der Böschung. Die Stützenlasten werden durch einen Stahlbetongründungskörper auf jeweils sechs Stahlrammrohre verteilt. Die unter den Gründungskörpern befindlichen Pfahlböcke sind in Uferquerrichtung mit einer gegenseitigen Neigung von 10:1 und in Uferlängsrichtung mit einer gegenseitigen Neigung von 2:1 eingebaut worden. Bislang ist die wasserüberkragende Hallenkonstruktion aus wirstchaftlichen Gründen nur in den Gebäudeachsen C und D vorgesehen und somit bietet sich nur eine wettergeschützte Umschlagsmöglichkeit von 35 m Breite. Das Spundwandbauwerk als Anlegekonstruktion wurde auf die Belastung durch ein 135 m-Binnenschiff mit einem Pollerzug von 200 kN bemessen. Nur geringe Verkehrslasten durch Personenlast mussten berücksichtigt werden, da auf dem Spundwandkopf lediglich ein 1,0 m breiter Leinpfad als Kontroll- und Wartungsgang angelegt wird. Diese geringeren Lasten ergeben ein im Hafenbau vergleichweise eher leichtes Spundwandprofil Larssen L603 für die Spundwand. Die in die diese integrierten Dalben, die auch bei Wasserständen oberhalb der Spundwandoberkante das Anlegen der Binnenschiffe ermöglichen, bestehen aus LP-Pfählen des Typs LP603 und LP605K jeweils als Doppeldalben mit innenliegenden Pollerbänken und sind in Abständen von 30 m über die gesamte Uferwandlänge von 240 m verteilt. Rückverankert werden die Spundbohlen und die Anlegepfähle durch 79 Verpresspfähle des Typs Ischebeck Titan 73/53 und 103/78 mit Ankerabständen von 2,40m. Im Anschlussbereich an das Gelände der Krefelder SeglerVereinigung steigt die Spundwandoberkante aufgrund des Anschnitts der vorhandenen Böschung um mehrere Meter an. Die Spundwand- und Anlegedalbenprofile erreichen hier aufgrund des höheren zu sichernden Geländesprunges von 10,0 m statt ungefähr 6,0 m im Regelbereich ihr Maximum. Dieser höhere Geländesprung führt auch zu einem Anstieg der Höhe der Ankeransatzpunkte. Im Umschlagsbereich unter dem Wetterschutzdach soll der Übergang vom Schiff zum Land wasserstandsunabhängig ge-

Bild 1. Fertige Uferwand mit Portalkran)

Bild 2. Karte mit Wendebecken und Lage der Baustelle)

Die Arbeiten wurden durch die Rheinhafen Krefeld GmbH nach Planung durch das Hamburger Ingenieurbüro KMT europaweit ausgeschrieben und an Hülskens Wasserbau GmbH & Co.KG aus Wesel vergeben.

Geologie und Umgebung

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Bild 3. Schnitt – Gesamt mit Bodenprofil

Bild 4. Schalungstürme

währleistet werden. Dazu wurde eine Treppenturmkonstruktion mit entsprechenden Übertrittmöglichkeiten in diesem Bereich errichtet. Diese Konstruktion wird über eine auf vier HEBRammträgern gegründete aufgelagerte Stahlbetonplatte gegründet. Von der obersten Ebene des Treppenturms ist ein ebener Übergang zum Werksgelände über einen 20 m langen, an der Böschungskrone und auf dem Turm aufgelagerten Landgangsteg möglich. Ebenso ist so ein Zugang zur Hallenstütze für eventuelle Kontrollen möglich.

wurden die Stahlrohre um die Mantelfläche und somit um die Tragfähigkeit zu erhöhen durch sternförmig aufgeschweißte halbe HEB-Träger, sogenannte Flügel, verstärkt. Diese Flügel befinden sich in den unteren 5,0 m der Stahlrohre im Bereich der größten Baugrundtragfähigkeit. Die große Rohrlänge in Verbindung mit der geneigten Ausführung und dem damit verbundenen Einsatz des Schrägmäklers mit einem schweren Hydraulikhammer stellte hohe Anforderungen an die von der Wasserseite einzusetzenden schwimmenden Hebegeräte. Diese Rammarbeiten wurden daher mit einem Stelzenponton und einem Seilbagger der 100 t-Klasse sowie einem Motorkranschiff mit 1.800 t Tragfähigkeit ausgeführt. Diese Kombination der schwimmenden Geräte ist im Binnenland sicherlich einzigartig und konnte nur durch Geräte der Hülskens Wasserbau GmbH & Co.KG erfüllt werden. Eine weitere Besonderheit ergab sich durch die geometrische Anordnung der Rammrohre längs der Uferlinie. Die Rohrachsen sollten sich nur geringfügig über der Absetztiefe virtuell im Bereich der Stahlbetonplattform schneiden. Die massive Gerättechnik ließ das Rammen in dieser Form nicht zu, so dass jeweils ein Rohr tiefer abgesetzt wurde und nachfolgend mit einem Schweißstoß aufgestockt wurde. Auch diese Arbeiten mussten von der Wasserseite aus mit einem auf einem Ponton befindlichen Hubsteiger durchgeführt werden. Von den 18 Rohren wurden abschließend 4 Rohre mit der dynamischen Pfahlprobebelastung auf ihr tatsächliches Tragvermögen überprüft. Dabei ergaben sich Tragfähigkeiten von unge-

Spundwandarbeiten Nach dem Räumen der Böschungsfußsicherung mit Wasserbausteinen wurde mit den Rammarbeiten für die Uferspundwand begonnen, da sich die Bestandsböschung dadurch besser gegen Abrutschen schützen ließ. Die Rammarbeiten erfolgten freireitend mit einem Vibrationsrüttler MS-32. Insgesamt wurde so 225 Stück Spundwandelemente und LP-Pfähle eingebracht. Die Spundbohlenlängen betragen von 7,0 m für die Querwand und bis zu 15,20 m im Anschnittsbereich des Knicks zum Sportboothafen. Die Anlegepfahllängen betragen bis zu 20 m, max. ebenfalls im Bereich des Spundwandknicks. Zum Schutz der Spundbohlen und Pfähle im Lastfall werden die Spundbohlen mit einer Rammverstärkung im Kopf- und Fußbereich ausgeführt. Die gesamte Materiallieferung erfolgte über die auf der gegenüberliegenden Hafenbeckenseite liegende Verladeanlage und durch Verschleppung der Lagerschuten über das Hafenbecken. Zur Kontrolle eventueller Spundwandverformungen wurden an mehreren Spundbohlen Inklinometerrohre angeschweißt und in den einzelnen Bauphasen Messungen durchgeführt, die allerdings keine besonderen Verformungen aufzeigten.

Gründungen Nach den Spundwandarbeiten wurde hinter der gerammten Spundwand mit den Rammarbeiten für die Gründungsrohre der Stahlbetonplattformen begonnen. Die Lage dieser Gründungskörper und die in unterschiedlichen Neigungen und Richtungen zu rammenden Rohre erforderten den Bau von aufwendigen Rammführungen. Dazu wurde je Plattform ein Stahlgerüst auf gerammten Trägern hergestellt, welches die Rohre entsprechend fixieren konnte. Die Rammung selbst wurde nach vermessungstechnischer Überprüfung der Parameter mit einem Schräghängemäkler und einem S90 Hydraulikhammer durchgeführt. Die insgesamt 18 Stahlrammrohre mit dem Durchmesser D = 1016 × 16 mm und einer maximalen Länge von 18,60 m wurden zur Einbindung der Rohroberkante in die Stahlbetonkörper auf einer Höhe von ca. 7,50 m über Gelände abgesetzt. Zusätzlich

DIE ZUKUNFT HEISST OFFSHORE. Die Sellhorn Ingenieurgesellschaft mit Sitz in Hamburg plant und verwirklicht anspruchsvolle Projekte im In- und Ausland. Nicht nur durch unsere Nähe zur Küste sind wir davon überzeugt, dass die Windenergie von allen erneuerbaren Energieformen das größte Potenzial besitzt. Damit der Ausbau der Offshore-Windparks erfolgreich weitergehen kann, entwickeln wir wirtschaftliche Gründungsstrukturen, erstellen Terminplanungen für OWPs und unterstützen beim FIDIC-Vertragsmanagement. Die Zukunft der Klimapolitik geht neue Wege. Mit uns.

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Bild 5. Ankerarbeiten

Bild 6. Hallenkonstruktion mit Stahlbetonplattform (Fotos: Hülskens)

fähr 4.700 kN als Druckbelastung. Die Auswertung der Tests wurde mit dem CASE- und dem CAPWAP-Verfahren durchgeführt.

Verpresskörperdurchmessers wurden die Anker mit Kreuzbohrkronen gebohrt. Die Bohrarbeiten wurden ebenso wie die Montage und das Anschweißen der Ankerplatten von schwimmenden Geräten durchgeführt. Das Anmischen der Zementsuspension konnte aufgrund der örtlichen Situation ebenfalls nur an Bord der Arbeitsschute erfolgen. Zusätzlich musste das Ankerbohrgerät im Knickbereich auf eine Verschüttung gehoben werden, da in diesem Bereich die Ankeransatzhöhen nicht von der schwimmenden Einheit erreicht werden konnten. Nach Aushärtung der Verpresskörper wurde an zwei Ankern eine Probebelastung durchgeführt, die die angesetzten Gebrauchslasten bestätigen konnte.

Stahlbetonplattformen Nach Abschluss der Rammarbeiten für die Gründungsrohre wurde mit den Stahlbetonarbeiten für die Plattformen begonnen. Zur Betonage der jeweils 150 t schweren Plattformen mussten in den Böschungskörper Schwerlastgerüste gebaut werden, die die Schalungs- und Frischbetonlasten in den Baugrund abtragen konnten. Diese Gerüste wurden landseitig ebenfalls auf einem gerammten Trägerrost aufgesetzt, während wasserseits der Hallengründung eine temporäre Schüttung hinter der Uferspundwand als Auflager diente. Die bislang unverankerte Spundwand wurde zusätzlich mit einer wasserseitigen Hilfsgurtung versehen und mit einer Vorschüttung stabilisiert. Die Erreichbarkeit der Gerüstkonstruktionen wurde durch temporäre Brückenkonstruktionen von der Böschungsschulter ermöglicht. Schalungsmaterial und Bewehrung wurde mit Hochbaukränen, die landseits der freizuhaltenden Gleise aufgestellt waren, auf die in luftiger Höhe montierten Schalungsträger gebracht. Die Betonage erfolgte ebenfalls von der Landseite mittels großen Betonpumpen bzw. über Betonkübel am Hochbaukran. Zur Sicherstellung der richtigen Lage der Betonköcher für die Hallenkonstruktion, wurden diese vermessungstechnisch genau an das Achsmaß der zeitgleich in einem anderen Baulos erstellten Produktionshallen angepasst.

Stahlwasserbau, Verankerung und Ausrüstung der Spundwand Nach dem Rückbau der Gerüsttürme für die Stahlbetonarbeiten konnten die in diesen Bereichen unterbrochenen Stahlwasserbauarbeiten weitergeführt werden. Insgesamt wurden 240 m Vergurtung aus Doppel-U-Profilen UU 240 bis UU 280 eingebaut. Im Bereich der Anlegepfähle wurde die Gurtung durch HEA360-Profile ergänzt, die wiederum über Kopfplatten an die Gurtung des Regelbereiches angeschlossen wurden. Der Einbau der Gurtung wurde im Regelbereich im Arbeitsraum zwischen Spundwand und Bestandsböschung durchgeführt. Die Festmachereinrichtungen für die bis zu 135 m langen Binnenschiffe werden durch 71 Nischenpoller in der Spundwand und den doppelten LP-Pfählen sowie 10 Steigeleitern gewährleistet. Rückverankert wird die Spundwand durch 79 Bohrverpreßanker der Typen Ischebeck Titan 73/53 und 103/78 mit Einzellängen von bis L = 13,45m bis 19,75 m. Zur Vergrößerung des

A18 Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

Hinterfüllung und Oberfläche Abschließend wurde die Spundwand mit vor der neuen Spundwand gebaggerten Sanden und Kiesen hinterfüllt und eine Verdichtung mit einer Rüttelbohle durchgeführt. Die endgültige Oberfläche wird mit einem 1 m breiten gepflasterten Leinpfad und einer durch Geotextil gestützten Wasserbausteinschüttung und Schotterpackung gebildet. Dieser an zwei Bestandsböschungstreppen sowie den neuen Treppenturm anschließende Leinfad ist im Hochwasserfall überspült und der Zugang zu den Schiffen ist nur über den Treppenturm und den Landgangsteg möglich.

Zusammenfassung Nach rund sieben Monaten Bauzeit konnte diese Baumaßnahme erfolgreich fertiggestellt und dem Rheinhafen Krefeld eine neue funktionierende Umschlagsstelle für das Stahl-Service-Center Krefeld übergeben werden. Die besonderen Schwierigkeiten aus der örtlichen Lage der Hallengründung des Wetterschutzdaches und die ausschließliche Erreichbarkeit der Baumaßnahme für schweres Gerät über den Wasserweg konnten zufriedenstellend gelöst werden. Der erste Umschlag für die neue Produktionsstätte wurde im Januar 2010 von der Wasserseite aus durchgeführt. Dipl.-Ing. Thomas Groß, Geschäftsführer, Dipl.-Ing. Holger Neuhaus, Projektleiter, beide Hülskens Wasserbau GmbH & Co KG

Weitere Informationen: Hülskens Wasserbau GmbH & Co. KG, Hafenstraße 3, 46483 Wesel, Tel. (02 81) 20 42 30, Fax (02 81) 20 42 04, wasserbau@huelskens.de, www.huelskens-wasserbau.de

Editorial

Hafenanlagen Drehscheiben des Welthandels

Dr.-Ing. Karl Morgen, WTM Engineers, Hamburg

Dieses Sonderheft beschäftigt sich mit Hafenanlagen und den zugehörigen Terminals. Wesentliche maritime Infrastrukturbauwerke sind die Umschlagkajen für die Schiffe. Häfen sind die stark wachsenden Knotenpunkte des Land-Schiff-Verkehrs. Sie spiegeln die zunehmende Globalisierung der Wirtschaft wider und sind für den weltweiten Handel unverzichtbar. Darüber hinaus sind sie ein wichtiger Bestandteil der nationalen Logistikinfrastruktur. Sie sind in der Regel als trimodale Knotenpunkte mit Anbindung an Wasserstraße, Schiene und Straße ausgebildet. Neue Märkte und veränderte Schiffsgrößen, aber auch neue Industrien beflügeln die Hafenentwicklung. So muss die Hafeninfrastruktur sich noch immer wachsenden Schiffsgrößen von derzeit bereits über 16.000 TEU (Twenty-foot Equivalent Unit) anpassen. Auch ganz neue, mit der Energiewende verstärkt vorangetriebene Entwicklungen, allen voran die OffshoreWindparks, erfordern neue Hafenanlagen für Schwerlastumschlag, Baustellenlogistik und Maintenance. Neben neuen Terminallayouts für einen immer noch schnelleren Umschlag entwickelt sich auch die Bautechnik für die Kaianlagen weiter. Die Geländesprünge werden immer größer und die Anforderungen an Baulärmreduktion und Erschütterungsreduktion steigen immer weiter an. Hier sind geeignete Baumethoden zu entwickeln. Durchgesetzt hat sich, wie in mehreren Beiträgen zu lesen, die fugenlose Ausbildung der Stahlbetonüberbauten und der Kranbahnbalken. Insbesondere in asiatischen Häfen sind die Überbauten auch für hohe Erdbebenbeanspruchungen auszulegen. Hafenbau, als Spezialgebiet des Wasserbaus, ist für Bauingenieure ein hochinteressantes Arbeitsgebiet. Die interdisziplinäre Bearbeitung der Projekte mit Logistikexperten, geotechnischen Experten, Nautikern, Kranlieferanten, Baufirmen, Reedereien und Terminalbetreibern stellt besondere Anforderungen an den generalistisch agierenden Bauplaner. Ich wünsche Ihnen viel Spaß bei der Lektüre der Beiträge und bin mir sicher, dass Sie dabei auch viel Interessantes und Neues erfahren.

Fachthemen DOI: 10.1002/best.201210007

Reinhard Klingen

Leistungsfähige Häfen und optimale Infrastruktur – Fundament der deutschen Volkswirtschaft Die See- und Binnenhäfen sind aufgrund der starken Einbindung der deutschen Volkswirtschaft in die internationalen arbeitsteiligen Produktionsprozesse und Absatzmärkte von zentraler gesamtwirtschaftlicher Bedeutung. Von den Häfen profitiert ganz Deutschland mit einer Vielzahl von komplementären Industrieund Dienstleistungsbereichen, die in allen Regionen und Wirtschaftssektoren angesiedelt sind. Laut der im Auftrag der Bundesregierung 2007 erstellten Prognose der deutschlandweiten Verkehrsverflechtung werden sich bis 2025 der Güterumschlag in den deutschen Seehäfen gegenüber 2004 mehr als verdoppeln, der Containerumschlag mehr als verdreifachen und die Transportleistung im Güterverkehr um 74% steigen. Die Politik der Bundesregierung ist darauf ausgerichtet, die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Häfen zu erhalten und sie als Drehscheiben für den nationalen und internationalen Warenverkehr und als wichtige Wirtschaftsstandorte und Arbeitgeber weiter zu stärken. Sie steht zu ihren Zusagen aus dem Koalitionsvertrag und dem Nationalen Hafenkonzept, eine zügige Optimierung der seewärtigen Zufahrten und der Hinterlandanbindungen sicherzustellen. Der Ausbau der Zufahrten zu den großen deutschen Seehäfen hat Vorrang vor volkswirtschaftlich weniger bedeutenden Projekten. Efficient ports and state-of-the-art infrastructure – the basis of Germany’s economy Because of the strong links between the German economy and international production processes and markets, Germany’s seaports and inland ports are key elements of the overall economy. A great number of secondary industrial and service areas in all regions and commercial sectors of Germany benefit from the ports. According to a study of future Germany-wide transport, commissioned in 2007 by the Federal government, by 2025 the volume of goods handling in German seaports will more than double, container handling will increase three-fold and total goods transport will increase by 74% compared to 2004. The policies of the Federal government are designed to maintain the competitiveness of German ports and to further underpin them as hubs for national and international goods transport, as well as important commercial facilities and employers. It stands by its commitment resulting from the Coalition Treaty and the National Port Concept to ensure that improvements to sea access routes and hinterland connections will be swiftly carried out. The upgrade of sea access routes to the large German sea ports has priority over projects that are less important for the German economy.

1 Seehäfen – Stabiles Fundament der Volkswirtschaft Laut einer aktuellen Studie der Weltbank ist Deutschland der beste Logistikstandort weltweit. Deutschland verfügt über eine der besten und modernsten Infrastrukturen mit einem dichten und leistungsfähigen Netz von Straßen, Schienen und Wasserstraßen. Die logistischen Systeme sind exzellent ausgebaut. Trotzdem reicht die bestehende Infrastruktur nicht aus, um das zu erwartende Güterverkehrswachstum zu bewältigen. In der Verflechtungsprognose 2007 wird für Deutschland zwischen 2004 und 2025 eine Zunahme der Güterverkehrsleistung um 70 % vorhergesagt [1]. Besonders stark wird der Seehafenhinterlandverkehr zunehmen: das Aufkommen wird voraussichtlich um etwa 130 % von 195 Mio. Tonnen auf 450 Mio. Tonnen steigen. Ungeachtet der Wirtschaftskrise in 2009 bleiben die wesentlichen Annahmen dieser Prognose weiterhin gültig. Dies stellt einerseits eine große Chance für die wirtschaftliche Entwicklung Deutschlands, aber auch eine enorme Herausforderung für die Verkehrssysteme dar. Mobilität ist ein entscheidender Faktor für Wachstum und Wohlstand. Die herausragende Stellung Deutschlands in der Weltwirtschaft wird ermöglicht durch ein hochleistungsfähiges System von See- und Binnenhäfen in Verbindung mit guten wasser- und landseitigen Anbindungen, wettbewerbsförderlichen Rahmenbedingungen und hoch entwickeltem logistischen Know-How [2]. Deutschland ist in hohem Maße exportorientiert. Gleichzeitig ist es als rohstoffarmes Land auf Importe insbesondere im Energiebereich angewiesen. Die Häfen verbinden deutsche Unternehmen mit den Weltmärkten. Im Jahr 2010 wurden von Deutschland Waren im Wert von 952,0 Mrd. € aus- und Waren im Wert von 797,1 Mrd. € eingeführt. Der Außenhandelssaldo erreichte den „Überschuss“ von 154,9 Mrd. € [3]. Etwa ein Viertel des gesamten deutschen Außenhandels wird über die deutschen Seehäfen abgewickelt. Als Knotenpunkte des Land- und Schiffsverkehrs, Drehscheiben des nationalen und internationalen Warenaustausches und Zentren für logistische Aktivitäten kommt den See- und Binnenhäfen in der Bundesrepublik Deutschland eine Schlüsselrolle für die gesamte Volkswirtschaft zu (Bild 1). Häfen sind jedoch nicht nur Tore zur Welt, sondern auch attraktive Standorte für Industrieunternehmen und das Dienstleistungsgewerbe. Neben den klassischen maritimen Industrie- und Dienstleistungs-

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betrieben wie Werften, Reedereien, Versicherungs- und Finanzdienstleistern finden sich an Hafenstandorten z. B. Raffinerien, Chemieunternehmen, Stahlwerke, Autozulieferer und vieles mehr. Ein neuer erfolgversprechender Industriezweig ist die Offshore-Windenergie. Bis 2030 sollen bis 25.000 Megawatt Offshore-Windenergie zur Energieversorgung beitragen. Der Bedarf an Hafenkapazitäten für die Offshore-Windindustrie ist sehr hoch. Dies bietet gute wirtschaftliche Perspektiven und stellt langfristig eine gute Chance für die deutschen Häfen dar. Um die OffshoreWindenergie ist eine neue Industrie mit vielen hochqualifizierten Arbeitsplätzen entstanden. In der Wertschöpfungskette der Offshore-Windenergie nehmen Häfen eine zentrale Stellung ein. Für den Bau von Offshore-Windparks sind sie die Knotenpunkte, die alle Anlagenteile passieren müssen. Dabei geschieht in den Häfen weit mehr als die Verladung der Einzelteile von LKW, Binnenschiffen oder Zügen auf hochseetaugliche Spezialschlepper. Im Hafen werden viele Anlagenteile produziert, zwischengelagert oder teilmontiert. Zudem sind Offshore-Häfen die Basis für Spezialschiffe, die für den Transport und die Montage der Anlagen auf See benötigt werden. Sie sind Ausgangspunkt für Wartungs- und Reparaturarbeiten. Die deutschen Seehäfen haben eine weitreichende Beschäftigungswirkung. Nach Angaben des Zentralverbands der Deutschen Seehafenbetriebe (ZDS) sind etwa 500.000 Arbeitsplätze direkt oder indirekt von ihnen abhängig [4]. Auf einen Arbeitsplatz in der Hafenwirtschaft kommen drei Arbeitsplätze in den Folgebereichen (hafenabhängige Industrie, Vorleistungslieferanten, konsuminduzierte Beschäftigung). Hierdurch entsteht ein starker Wertschöpfungseffekt. Die Summe der Seehafen-Wertschöpfung beträgt bei 500.000 Beschäftigten ca. 29 Mrd. €. Dies entspricht 1,6 % des deutschen Volkseinkommens 2007. Zum Vergleich: Der Wirtschaftszweig Häfen ist ähnlich bedeutend für die deutsche Volkswirtschaft wie das Kreditgewerbe oder die Mineralölindustrie und deutlich wichtiger als die Land-, Forst- und Fischereiwirtschaft, die zusammen etwa 20 Mrd. € pro Jahr erwirtschaften [5].

Bild 1. Containerterminal Hamburg; Bildnachweis: Hamburg Hafen Marketing e.V. Fig. 1. Hamburg’s container terminal; source: Hamburg Hafen Marketing e.V.

Die See- und Binnenhäfen haben die Wirtschaftskrise hinter sich gelassen. Nachdem der deutsche Seegüterumschlag 2009 aufgrund der globalen Finanzmarktund Wirtschaftskrise kräftig einbrach, konnte 2010 schon wieder ein Zuwachs um 4,9 % auf rund 274 Mio. Tonnen erreicht werden [6]. Der Güterumschlag in den deutschen Seehäfen wird 2011 voraussichtlich um 5,3 % auf 287,4 Mio. Tonnen steigen. Damit wird das bisherige Rekordergebnis aus dem Jahr 2008 noch um 9 % verfehlt. Außerhalb der Massengüter hat sich die Umschlagdynamik jedoch schon wieder verbessert und findet zur Stärke der Vorkrisenjahre zurück. Der Containerumschlag legte im ersten Halbjahr des Jahres 2011 um 20 % und damit doppelt so stark wie 2010 zu. Für 2012 wird ein Wachstum des deutschen Seegüterumschlags um 2 % auf 293,1 Mio. Tonnen prognostiziert [7]. Der Trend zu zunehmender Globalisierung und internationaler Arbeitsteilung ist weiterhin ungebrochen. Im Gegenteil, die Potenziale der Globalisierung sind bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Insgesamt wird der Export auch zukünftig ein entscheidender Wachstumsmotor der deutschen Wirtschaft sein. Wir gehen weiterhin davon aus – und die derzeitigen Wirtschaftsdaten geben uns Recht – dass der Güterumschlag in den See- und Binnenhäfen in den kommenden zwei Jahrzehnten stark zunehmen wird.

2 Die Hafenpolitik der Bundesregierung – Herausforderungen gemeinsam bewältigen Die 7. Nationale Maritime Konferenz in Wilhelmshaven vom 27. und 28.05.2011 hat die grundsätzliche Ausrich-

Bild 2. Eberhard Menzel, Oberbürgermeister von Wilhelmshaven, überreicht Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel auf der 7. Nationalen Maritimen Konferenz als Geschenk ein Schiffsmaschinentelegraphen-Modell. Bildnachweis: BMWi Fig. 2. At the 7th National Maritime Conference, Eberhard Menzel, Lord Mayor of Wilhelmshaven, presents Chancellor Dr. Angela Merkel with a model of a ship machine telegraph. Source: BMWi

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

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tung der maritimen Politik des Bundes bestärkt (Bild 2). Sie zielt darauf, die Wettbewerbsfähigkeit des bereits heute schon exzellenten deutschen maritimen Clusters gemeinsam mit den Ländern und den Verbänden weiter zu erhöhen. Ziel der Bundesregierung ist es, die Spitzenstellung Deutschlands bei Güterverkehr und Logistik angesichts der Herausforderungen des Wettbewerbs, des Klimaschutzes und sich beschleunigender technischer Entwicklungen dauerhaft zu sichern und auszubauen, um die gesamtwirtschaftliche Entwicklung Deutschlands voranzubringen. Die Hafenpolitik des Bundes orientiert sich am im Juni 2009 durch das Bundeskabinett verabschiedeten Nationalen Hafenkonzept für die See- und Binnenhäfen [8]. Das Hafenkonzept ist ein auf zehn Jahre angelegter strategischer Leitfaden und enthält eine Bestandsaufnahme zur gesamtwirtschaftlichen Bedeutung der See- und Binnenhäfen, Ziele und Handlungserfordernisse. Die Umsetzung des Nationalen Hafenkonzepts steht im Aktionsplan Güterverkehr und Logistik an erster Stelle. Die fünf Kernziele des Hafenkonzepts sind: – Ausbau der hafenrelevanten Verkehrsinfrastrukturen und Beseitigung von Kapazitätsengpässen in den Häfen, – Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Häfen, – Sicherung und Stärkung von Ausbildung und Beschäftigung, – Förderung von Umwelt- und Klimaschutz und – Optimierung der Sicherheit der Lieferketten.

3 Infrastrukturpolitik des Bundes – Substanzerhalt vor Neubau Deutschland hat eines der modernsten und bestausgebauten Verkehrsnetze in Europa. Vordringliches Ziel der Bundesregierung ist es, die Substanz dieser Verkehrsinfrastruktur zu erhalten und die vorhandenen Kapazitäten besser auszuschöpfen. Dafür wird mehr als die Hälfte der zur Verfügung stehenden Investitionsmittel eingesetzt. Wir müssen das Verkehrsnetz aber auch dort, wo es nötig ist, weiter entwickeln. Deshalb investiert die Bundesregierung in erheblichem Umfang in den Neu- und Ausbau zur Beseitigung von Engpässen bei Knoten und überlasteten Hauptverkehrsachsen, z. B. bei den Hinterlandanbindungen. Der Ausbau- und Erhaltungsbedarf unserer Verkehrsinfrastrukturen macht eine Verstetigung der Finanzierung auf hohem Niveau erforderlich. Trotz der erforderlichen Sparmaßnahmen aufgrund des Haushaltskonsolidierungszwangs und der Schuldenbremse strebt die Bundesregierung an, im Haushalt 2012 und im Finanzplanungszeitraum 2013 bis 2015 mehr als 10 Mrd. € jährlich für Verkehrsinvestitionen einzusetzen. Für 2012 sieht der Haushalt sogar eine Aufstockung der Verkehrsinvestitionen um 1 Mrd. € vor. Der Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages hat am 10.11.2011 eine Aufteilung dieser Mittel auf die Verkehrsträger Bundesfernstraßen (600 Mio. €), Bundeswasserstraßen (300 Mio. €) und Bundesschienenwege (100 Mio. €) festgelegt. Neben einer mehrjährigen Finanzierungssicherheit ist ein weiteres Ziel des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, die Haushaltsabhängigkeit der Verkehrsinfrastrukturfinanzierung zu reduzieren. Die drei zentralen Handlungsfelder dafür sind:

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Stärkung von Finanzierungskreisläufen Bereits im Bundeshaushalt 2011 haben wir einen Finanzierungskreislauf Straße eingerichtet. Künftig fließen alle Einnahmen aus der LKW-Maut ausschließlich in diesen Bereich. Zum Ausgleich sind frei werdende steuerfinanzierte Haushaltsmittel auf die Verkehrsträger Schiene und Wasserstraße umgeschichtet worden. Stärkung Öffentlich-Privater Partnerschaften (ÖPP) im Bundesfernstraßenbau Erste Erfolge sind bereits sichtbar. 2010 konnten die ersten 62 km Autobahn, die nach diesem Modell beschleunigt aus- bzw. neu gebaut wurden, in Betrieb genommen werden. Darüber hinaus werden wir nach der Vergabe der ersten vier ÖPP-Projekte für den Autobahnausbau eine zweite Staffel von acht weiteren innovativen ÖPP-Projekten mit einem Bauvolumen von rd. 1,5 Mrd. € auf den Weg bringen, wenn Wirtschaftlichkeitsnachweis und Baurecht vorliegen. Steigerung der Effizienz Mit dem im November 2010 veröffentlichten „Projektplan Straßenverkehrstelematik 2015“ mit 138 Vorhaben und Investitionen von insgesamt 300 Mio. € treiben wir den Bau von Verkehrslenkungsanlagen insbesondere auf hoch belasteten und unfallträchtigen Autobahnabschnitten weiter voran (Bild 3). Notwendig sind außerdem eine noch stärkere Konzentration auf Verkehrsinfrastrukturprojekte, die gesamtwirtschaftlich besonders vorteilhaft sind, sowie die Optimierung von Bauabläufen und Produktionsverfahren (z. B. im Baustellenmanagement). Wichtigste Anforderung der künftigen Infrastrukturpolitik ist die Priorisierung von Investitionen. Erhaltung vor Neu- und Ausbau wird eine

Bild 3. Telematikanlage; Bildnachweis: Ministerium für Wirtschaft, Energie, Bauen, Wohnen und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen Fig. 3. Telematics system; source: North Rhine-Westphalia Ministry of Commerce, Energy, Construction, Housing and Transport

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Richtschnur zukünftiger Investitionspolitik sein. Bei der Auswahl der Projekte und ihrer Realisierung werden nicht alle Wünsche erfüllt werden können. Dies wird in Einzelfällen schmerzhaft sein. Für eine effiziente und verantwortungsvolle Verkehrsinfrastrukturpolitik ist eine Priorisierung jedoch unerlässlich.

4 Seewärtige Zufahrten und Hinterlandanbindungen für die Häfen – Vorrang vor volkswirtschaftlich weniger bedeutsamen Projekten Etwa zwei Drittel der Investitionen in die Verkehrsinfrastruktur fließen in die Erhaltung der Bestandsnetze. Bei der Auswahl neu zu beginnender Vorhaben stehen die Beseitigung von qualitativen und quantitativen Engpässen, Seehafen- und Flughafenanbindungen sowie internationale Verbindungen im Vordergrund. Die Wettbewerbsfähigkeit der Häfen und damit der gesamten exportorientierten deutschen Wirtschaft hängt entscheidend von der Leistungsfähigkeit der Zufahrten ab. Deshalb verstehen wir die bedarfsgerechte Anpassung der wasserseitigen Zufahrten und Hinterlandanbindungen der Häfen als eine Aufgabe von nationaler Bedeutung. Daher hat der Ausbau der Zufahrten zu den großen deutschen Seehäfen Vorrang vor volkswirtschaftlich weniger bedeutenden Projekten.

aufgenommen. Unabhängig von den Klagen laufen die Vorbereitungen für die Vertiefung auf Hochtouren, sodass mit den Maßnahmen begonnen werden kann, sobald die rechtlichen Voraussetzungen gegeben sind. Die am Nord-Ostsee-Kanal geplanten Investitionen sind darauf ausgerichtet, die Infrastruktur an die gestiegenen verkehrlichen Anforderungen anzupassen und die Leistungsfähigkeit des Kanals zu erhöhen (Bild 5). Insbesondere der Bau einer dritten großen Schleuse in Brunsbüttel ist notwendig, um bei der anschließend geplanten mehrjährigen Grundinstandsetzung der 100 Jahre alten großen Schleusen erhebliche Einschränkungen für den Schiffsverkehr zu vermeiden. Für die Maßnahme besteht vollziehbares Baurecht. Für den Schleusenneubau hat der Haushaltsausschuss für 2012 zusätzliche Haushaltsmittel in Höhe von 300 Mio. € vorgesehen. Damit ist die Ausfinanzierung der Maßnahme sichergestellt, sodass in 2012 mit der Realisierung begonnen werden kann. Zurzeit läuft die Detailplanung für die Vertiefung um 1 Meter der Außenems bis Emden. Erst wenn die Ergebnisse voraussichtlich 2012 vorliegen, kann das Planfeststellungsverfahren eingeleitet werden.

4.2 Hinterlandanbindungen

Derzeit sind Ausbaumaßnahmen an Elbe, Weser, NordOstsee-Kanal und Ems geplant (Bild 4). Mit diesen Maßnahmen kann begonnen werden, wenn vollziehbares Baurecht vorliegt und zusätzliche Haushaltsmittel zur Verfügung stehen. Der Bund setzt sich gemeinsam mit Hamburg mit allem Nachdruck für die Elbvertiefung ein und führt zurzeit das dafür erforderliche Planfeststellungsverfahren durch. Sofern das erforderliche Baurecht vorliegt, könnte in 2012 mit den Ausbauarbeiten begonnen werden. Gegen den am 15.07.2011 erlassenen Planfeststellungsbeschluss für die Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenweser wurden mehrere Eilanträge beim Bundesverwaltungsgericht eingereicht. Das Gericht hat dazu bisher noch keine Entscheidung getroffen. Bis zu einer Entscheidung werden die Arbeiten auf Wunsch des Gerichts nicht

Eine hochwertige Logistik erfordert die reibungslose Verknüpfung der Verkehrsträger Straße, Schiene und Wasserstraße zu integrierten Transportketten, in die effiziente Lager- und Distributionszentren eingebunden sind. Binnenhäfen als Standorte mit Wasserstraßen- und Gleisanschluss sind mit Blick auf die Hinterlandverbindungen der Seehäfen Kernelemente einer zukunftsorientierten Verkehrspolitik. Sie dienen der funktionsfähigen Gestaltung des Seehafenhinterlandes, sind Puffer für internationale Warensendungen und ermöglichen effiziente Verteilung der Güter im Hinterland. Der Kombinierte Verkehr (KV) ist für die Erreichung der klimapolitischen Ziele der Bundesregierung von hoher Bedeutung, da er die Vernetzung und die Einbeziehung umweltfreundlicherer Verkehrsträger in die Logistikkette erleichtert. Der Bund hat in den letzten 12 Jahren den Bau und die Ausrüstung von inzwischen über 70 KV-Umschlagan-

Bild 4. Seewärtige Zufahrten werden ausgebaut; Bildnachweis: Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes Fig. 4. Development of offshore access; source: Federal Waterways and Shipping Administration

Bild 5. Nord-Ostsee-Kanal: Schleuse Brunsbüttel; Bildnachweis: Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes Fig. 5. Nord-Ostsee-Kanal: Brunsbüttel locks; source: Federal Waterways and Shipping Administration

4.1 Seewärtige Zufahrten

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lagen unterstützt. Davon haben zahlreiche Häfen profitiert. Im Zeitraum von 1998 bis 2008 hat sich das Aufkommen des KV in Deutschland von 45,5 auf 92,7 Mio. Bruttotonnen mehr als verdoppelt. Dies entspricht einer auf Schiene und Wasserstraße verlagerten Menge von 15.000 LKW täglich. Die Bundesregierung setzt sich dafür ein, dass die Haushaltsansätze für den KV entsprechend dem wachsenden Bedarf angepasst werden können. Im Haushalt für 2012 sind nunmehr rd. 94 Mio. € als Baukostenzuschuss für Umschlaganlagen des KV vorgesehen. Das BMVBS hat den Entwurf einer neuen Förderrichtlinie für den KV erstellt, mit der die Förderstrategie des Bundes weiterentwickelt wird. Dabei geht es um eine strategische Neuausrichtung der KV-Förderung unter Berücksichtigung veränderter logistischer Abläufe, Anpassung der Fördertatbestände an veränderte Anforderungen, Verfahrensvereinfachungen und die Erhöhung der Transparenz, wo dies möglich und vertretbar ist. Die neue Richtlinie soll Anfang 2012 in Kraft treten. Zur Stärkung der norddeutschen Seehäfen ist die Verbesserung der Hinterlandanbindungen von hoher Bedeutung, damit der zügige Zu- und Abtransport der Güter sichergestellt wird, insbesondere zur Verkehrsabwicklung der nord- und nordosteuropäischen Verkehrsströme. Der Ausbau leistungsfähiger Hinterlandanbindungen ist daher einer der investitionspolitischen Schwerpunkte der Bundesregierung. Dabei geht es insbesondere um die Umsetzung von Projekten der „Ahrensburger Liste“, auf die sich die Verkehrsminister der Küstenländer im September 2008 verständigt und die Eingang in das Nationale Hafenkonzept gefunden hat. Die Liste enthält neben den Fahrrinnenanpassungen von Elbe und Weser auch Projekte im Seehafenhinterland, wie z. B. die Bahnausbaustrecken YTrasse, Oldenburg – Wilhelmshaven, den Aus- und Neubau der Autobahnstrecken A1 Hamburg – Bremen, A20 Küstenautobahn und den Ausbau der Mittelweser. Nach Preisen von heute sind für die Umsetzung dieser Projektliste mehr als 10 Mrd. € erforderlich. Damit ist klar, dass die zügige Optimierung der Hinterlandanbindungen eine gemeinsame Festlegung vordringlich umzusetzender Projekte der Ahrensburger Liste durch Bund und Küstenländer erfordert. Die beschränkten Haushaltsmittel erlauben nicht, dass alle Projekte der Liste gleichzeitig umgesetzt werden können. Die Politik der Bundesregierung zielt auch darauf ab, einen erheblichen Anteil des prognostizierten Verkehrsaufkommens aus den Seehäfen auf die Schiene zu bringen. Zur Beseitigung von Engpässen in der Anbindung der Seehäfen im Schienengüterverkehr enthält der Bundeshaushalt seit 2008 ein „Sofortprogramm Seehafenhinterlandverkehr“ mit Investitionsmitteln in Höhe von insgesamt 255 Mio. €. Um den Anteil der Binnenschifffahrt am Transportaufkommen zu erhöhen, müssen die infrastrukturellen Voraussetzungen geschaffen werden, damit auch moderne, wettbewerbsfähige Schiffe eingesetzt werden können. Das Netz der Bundeswasserstraßen wird dort intensiv genutzt, wo es den Einsatz moderner, größerer Schiffseinheiten zulässt. Insbesondere Rhein, Mosel, Untermain, Weser-Datteln-Kanal, RheinHerne-Kanal und große Teile des Mittellandkanals weisen Standards auf, die ein Befahren weitgehend ohne Beschränkungen zulassen. Dort ist ein entsprechend hohes Verkehrsaufkommen zu verzeichnen (Bild 6).

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Bild 6. Containerbinnenschiff; Bildnachweis: BDB Duisburg Fig. 6. Inland container ship; source: BDB Duisburg

Für die Bundeswasserstraßen beträgt das Volumen der Ausgaben in 2011 insgesamt rd. 1,85 Mrd. €. Für Investitionen in die verkehrliche Infrastruktur der Bundeswasserstraßen stehen davon für 2011 insgesamt rd. 838 Mio. € zur Verfügung. Den Investitionsmitteln steht ein hoher Bedarf für notwendige Instandhaltungs-, Ersatz- und Erweiterungsinvestitionen gegenüber. Die Notwendigkeit einer strengen Priorisierung der Investitionsmaßnahmen ist die unausweichliche Folge. Die investiven Mittel werden deshalb auf Projekte konzentriert, die für den Erhalt und die Steigerung der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit des Wasserstraßennetzes von besonderer Bedeutung sind und einen hohen verkehrswirtschaftlichen Nutzen versprechen. Schwerpunkte der Investitionen liegen in der Substanzerhaltung des bestehenden Bundeswasserstraßennetzes, in der Erhaltung und den Ersatzinvestitionen von Schleusen und Anlagen sowie in der Fortsetzung begonnener bzw. laufender Maßnahmen. Die wichtigsten Maßnahmen dabei sind: – Ausbau des westdeutschen Kanalnetzes, Mittellandkanal, Ausbau der Wasserstraßenverbindung Hannover – Magdeburg – Berlin (VDE 17) sowie – Ausbaumaßnahmen mit erheblichen Ersatzinvestitionsanteilen an Main, Mosel und Neckar.

5 Resümee Bund, Länder und die Logistikwirtschaft haben gemeinsam dazu beigetragen, dass die Weltbank Deutschland als den besten Logistikstandort der Welt ansieht. Dieser „Titel“ ist kein Selbstzweck. Die gesamte wirtschaftliche Entwicklung in Deutschland ist in hohem Maße von einer reibungslos funktionierenden Logistik mit einer hoch entwickelten Infrastruktur und leistungsfähigen Häfen abhängig. Angesichts der aufgezeigten Herausforderungen und Aufgaben ist ein gemeinsames Vorgehen des Bundes, der

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Länder und der maritimen Wirtschaft wünschenswert und notwendig. Literatur [1] Intraplan/BVU: Prognose der deutschlandweiten Verkehrsverflechtung 2025. 2007. [2] Die Bundesregierung: Nationales Hafenkonzept für die See- und Binnenhäfen. Juli 2009. [3] Statistisches Bundesamt: Außenhandel im Überblick, 2011. [4] Zentralverband der Deutschen Seehafenbetriebe: 500.000 hafenabhängig Beschäftigte. Pressemitteilung 2007. [5] HK Nord: Die nationale Bedeutung der deutschen Seehäfen. 2009. [6] Zentralverband der Deutschen Seehafenbetriebe: Jahresbericht 2010/2011. [7] BAG: Kurzfristprognose. Sommer 2011. [8] Das Nationale Hafenkonzept kann im Internet auf der Homepage des BMVBS unter Startseite → Verkehr und Mobilität → Verkehrsträger → Wasser → Maritime Verkehrswirtschaft → Nationales Hafenkonzept für die See- und Binnenhäfen abgerufen werden.

Ministerialdirektor Dipl.-Ing. Reinhard Klingen Abteilungsleiter Wasserstraßen und Schifffahrt Referat Z 32 reinhard.klingen@bmvbs.bund.de

Oberregierungsrat Dr. rer.pol. Jan Dirks Referent in Referat WS 21 Nationale See- und Binnenschifffahrtspolitik jan.dirks@bmvbs.bund.de

Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Robert-Schuman-Platz 1 53175 Bonn

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Fachthemen DOI: 10.1002/best.201200006

Birgitt Brinkmann

Weltseehandel und seine größten Häfen – Ein Marktüberblick Mehr als 80% des weltweiten Warenverkehrs erfolgen über den Seeweg. Wächst der weltweite Warentransport, wächst damit auch der Seehandel. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Entwicklung der für den Seeverkehr bedeutendsten Güter Öl und Gas, Kohle und Eisenerz sowie Container und zeigt deren Hauptexport- und -importregionen sowie die wichtigsten Transportrouten auf. Darüber hinaus werden die führenden Häfen für den Umschlag dieser Güter sowie Erweiterungsplanungen und -vorhaben vorgestellt. World Seaborne Trade and its Major Ports – A Market Survey The World Seaborne Trade correlates with the World Merchandise Trade, which is expected to grow by 4% in 2011 as well as in 2012. The article shows the seaborne trade developments and the major maritime transport routes for the goods oil and liquefied natural gas (LNG), coal and iron ore and for containers. In addition, the largest ports for the handling of these goods, their throughputs as well as expansion plans are presented.

1 Genereller Entwicklungstrend für den Weltseehandel Welthandel ohne Schiffe und Häfen, in denen die Waren zusammenlaufen bzw. verteilt werden, ist nicht möglich. Der Internationale Währungsfonds (IWF) berichtet in seinem „World Economic Outlook“ vom April 2009 [1], dass das Jahr 2007 mit einem Weltwirtschaftswachstum von 5,2 % eines der wachstumsstärksten der vergangenen drei

Jahrzehnte war. Das Folgejahr 2008 war bereits von der Finanzkrise gezeichnet, konnte aber dennoch ein Wachstum von 3,2 % vorweisen. Gemäß „World Ecnomic Outlook“ vom September 2011 [2] war 2009 ein Einbruch mit einem Rückgang von 0,7 % zu verzeichnen, 2010 betrug das Wachstum bereits wieder 5,0 % (im Vergleich zu 2009). Für das Jahr 2011 werden 4,0 % und für 2012 ebenfalls 4,0 % Wachstum prognostiziert. Aufgrund der wirtschaftlichen Verflechtung des Welthandels mit der Seeschifffahrt kann auch mit einer weiteren Steigerung des Seetransportvolumens gerechnet werden. Zirka 80 % des weltweiten Warenhandels erfolgen über den Seeweg [3], interkontinental beträgt der Anteil des Seetransports am Gesamtwarentransport sogar mehr als 95 % und innereuropäisch ca. 35 % [4]. Bild 1 zeigt neben der Korrelation des Weltseehandels mit dem Welthandel auch, dass der Weltseehandel schneller wächst als das weltweit gemittelte BIP. Als Basisjahr für den Vergleich der Indizes wurde 1990 gewählt. Die Betrachtung der regionalen Anteile am Weltseeverkehr unterstreicht die Dominanz großer Entwicklungsund Transitländer am Weltseehandel. Asien ist mit einem Anteil von 40 % geladener und 55 % gelöschter Güter mit Abstand die bedeutendste Region des Weltseehandels, gefolgt von Amerika (21 % geladene und 16 % gelöschte Güter) und Europa (19 %/23 %), Ozeanien (11 %/1 %) und Afrika (9 %/5 %) [3].

Bild 1. Entwicklung der Indizes des Welthandels, des Weltseehandels sowie des weltweit gemittelten BIP [3] Fig. 1. Indices for world merchandise trade, world seaborne trade and world GDP [3]

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2 Weltseehandel mit den Hauptgüterarten 2.1 Einführung In den vergangenen 30 Jahren hat sich der Weltseehandel von 3,7 Mrd. Tonnen im Jahr 1980 auf 8,4 Mrd. Tonnen im Jahr 2010 mehr als verdoppelt. Nach wie vor entfällt der größte Anteil auf flüssige und trockene Massengüter (Bild 2). Die Verdreifachung des Seehandels mit den fünf bedeutendsten trockenen Massengütern von 0,8 Mrd. Tonnen im Jahr 1980 auf 2,4 Mrd. Tonnen im Jahr 2010, an dem Kohle und Eisenerz 2010 einen Anteil von mehr als 80 % hatten, reflektiert den zunehmenden Bedarf von Rohstoffen als Grundstoff der Stahlherstellung und Energiegewinnung für die Industrie. Der Handel mit diesen Rohstoffen bestimmt in großem Ausmaß die Nachfrage nach Schiffen und leistungsfähigen Häfen. Zu den im Bild 2 aufgeführten fünf größten trockenen Massengütern gehören außer Kohle und Eisenerz noch Getreide, Bauxit/Aluminium sowie Phosphate. Der im Bild 2 dargestellte Seehandel mit „anderen Trockengütern“ umfasst u. a. Magnesium, Zement, Zucker, Pottasche, Forstprodukte, Stahl, Schrott und Stückgut. Der Seehandel mit diesen Gütern hat sich in den vergangenen 30 Jahren ebenfalls mehr als verdoppelt, von 0,9 Mrd. Tonnen im Jahr 1980 auf 1,9 Mrd. Tonnen im Jahr 2010. Darüber hinaus zeigt Bild 2, dass der Containerverkehr im Betrachtungszeitraum von 1980 bis 2010 von 0,1 Mrd. Tonnen auf 1,3 Mrd. Tonnen pro Jahr zugenommen hat. Das entspricht einem Anstieg des Marktanteils am Weltseehandel von rd. 3 % auf rd. 17 %. Nachfolgend wird auf den Handel und die Häfen für folgende Hauptgüterarten näher eingegangen: – Rohöl und verflüssigtes Gas (Liquefied Natural Gas = LNG) – Kohle und Eisenerz – Container

2.2 Rohöl und Liquefied Natural Gas (LNG) Im Jahr 2010 wurden etwa 34 % des weltweiten Primärenergieverbrauchs durch Rohöl gedeckt. Die Produktion von Rohöl sowie dessen Reserven liegen stark konzentriert in einer Hand voll von Produzenten und Regionen,

insbesondere in den Golfstaaten. 1,8 Mrd. Tonnen Rohöl, d. h. etwa 45 % der Weltgesamtproduktion, wurden 2010 in Tankern transportiert, das Bild 3 zeigt eine Übersicht der Haupthandelsströme von Rohöl auf dem Seeweg. Von den Golfstaaten aus wurden 897 Mio. Tonnen verschifft, zweitgrößte Rohölexportregion war 2010 Westafrika mit 169,2 Mio. Tonnen. Aber auch der Anteil Südamerikas am Ölexport auf dem Seeweg hat mit 136,7 Mio. Tonnen eine nennenswerte Größe erreicht. Hauptimportregion des auf dem Seeweg transportierten Rohöls ist Nordamerika mit 374,9 Mio. Tonnen. Die Anteile Japans, Chinas und Europas am Import waren 2010 in etwa gleich und betrugen jeweils rd. 50 % des Imports von Nordamerika. Rund 24 % des weltweiten Energiebedarfs werden durch Erdgas gedeckt [3]. Im Jahr 2010 wurden rd. 3,2 Bio. Kubikmeter produziert, von denen rd. 10 %, d. h. 300 Mrd. Kubikmeter, als verflüssigtes Erdgas (LNG) auf dem Seeweg transportiert wurden. Der Handel mit Erdgas erreichte 2010 im Vergleich zum Vorjahr einen Zuwachs

Bild 2. Entwicklung des Weltseehandels in Mio. Tonnen für ausgewählte Jahre (Daten für 2011 basieren auf einer Prognose von Clarksen Review, Frühjahr 2011), Datenbasis [3] Fig. 2. International seaborne trade, selected years (data for 2011 are based on a projection by the Clarksen Review, spring 2011); basis of data [3]

Bild 3. Haupthandelsströme von Rohöl in Tankern im Jahr 2010 in Mio. Tonnen1, Datenbasis [5] Fig. 3. Major trade routes of crude oil in tankers in 2010 in million metric tons1; basis of data [5]

Da zur Wahrung der Übersichtlichkeit nur die Haupthandelsströme dargestellt sind, weichen die Summen der Exportmengen und der Importmengen voneinander ab.

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von 10,1 %, der vor allem auf dem Anstieg des LNG Seetransports von 22,6 % basiert. Der größte Produzent und Exporteur von LNG sind wiederum die Golfstaaten mit 87,2 Mrd. Kubikmetern, davon entfallen 75,8 Mrd. Kubikmeter, d. h. rd. 87 %, auf das Emirat Katar. Indonesien und Malaysia nehmen mit zusammen 64,5 Mrd. Kubikmeter Platz 2 der Hauptexporteure von LNG ein. Größte Importeure von LNG sind Japan mit 81,7 Mrd. Kubikmeter und Europa mit 78,8 Mrd. Kubikmeter. Das Bild 4 veranschaulicht die Haupthandelsströme des weltweit auf dem Seeweg transportierten LNG.

2.3 Kohle und Eisenerz Die Gesamtmenge auf dem Seeweg transportierter Kohle von 904 Mio. Tonnen wurde 2010 zu 60 % von Australien und Indonesien (Marktanteil 33 % bzw. 32 %) exportiert. Drittgrößter Exporteur war Kolumbien mit 72 Mio. Tonnen. Größter Importeur mit einem Markanteil von 22 % (rd. 200 Mio. Tonnen) ist Japan, gefolgt von Europa mit 154 Mio. Tonnen und China mit 127 Mio. Tonnen importierter Kohle. Weitere 217 Mio. Tonnen wurden von Korea (Marktanteil 13 %), Taiwan, Thailand und Malaysia im-

portiert. Bild 5 zeigt die Hauptwarenströme der auf dem Seeweg transportierten Kohle. Das im Jahr 2010 auf dem Seeweg transportierte Eisenerz ergibt eine Gesamtmenge von 982 Mio. Tonnen. Hauptexporteur war wiederum Australien mit einem Marktanteil von 40 %, d. h. 393 Mio. Tonnen. Platz 2 in der Rangliste der Exporteure nahm Brasilien mit einem Marktanteil von 31 % bzw. 304 Mio. Tonnen ein, Platz 3 mit 10 % Marktanteil Indien. 600 Mio. Tonnen (61 %) wurden von China importiert, Japan rangiert mit 137 Mio. Tonnen (14 %) auf Platz 2 der Importeure, und die EU mit 108 Mio. Tonnen importiertem Eisenerz auf Platz 3. Die Hauptwarenströme des Seetransports von Eisenerz zeigt Bild 6.

2.4 Container Im Jahr 2010 wurden 1403 Mio. 20-Fuß Container (140 Mio. TEU, Twenty-foot Equivalent Unit, zu Deutsch: Standardcontainer) auf dem Seeweg transportiert, das entspricht einer containerisierten Umschlagmenge von 1,35 Mrd. Tonnen [3]. Im Vergleich zu dem von der weltweiten Krise beeinflussten Vorjahr konnte insbesondere die Transpazifik-Route um 19 % bzw. 23 % zulegen, zwei-

Bild 4. Haupthandelsströme von LNG in Tankern im Jahr 2010 in Mrd. Kubikmeter2, Datenbasis [5] Fig. 4. Major trade routes of LNG in tankers in 2010 in billion cubic meters2; basis of data [5] Bild 5. Haupthandelsströme der im Jahr 2010 auf dem Seeweg transportierten Kohle in Mio. Tonnen2, Datenbasis [3] Fig. 5. Major trade routes of coal in 2010, in million metric tons2; basis of data [3]

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Da zur Wahrung der Übersichtlichkeit nur die Haupthandelsströme dargestellt sind, weichen die Summen der Exportmengen und der Importmengen voneinander ab. Bezogen auf den Außenhandel (ohne Transshipment- und ohne Leercontainerumschlag).

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Bild 6. Hauptwarenströme von Eisenerz im Jahr 2010 in Mio. Tonnen4, Datenbasis [3] Fig. 6. Major trade routes of iron ore in 2010 in million metric tons4; basis of data [3]

Bezogen auf den Außenhandel (ohne Transshipment- und ohne Leercontainerumschlag).

Bild 7. Warenströme auf den wichtigsten Containerrouten für das Jahr 2010 in Mio. TEU, Datenbasis [3] Fig. 7. Trade on major container routes in 2010 in million of TEU; basis of data [3]

stellige Zuwachsraten sind aber auch auf den Routen Nordamerika-Europa, Europa-Nordamerika und AsienEuropa zu verzeichnen. Bezogen auf das Jahr 2008 konnte 2010 nur die Transpazifik-Route zulegen, die EuropaAsien-Route zeigte etwa gleiche Transportmengen, und auf der Transatlantik-Route wurden 2010 die Zahlen von 2008 noch nicht wieder erreicht (Tabelle 1). Im Bild 7 sind die Hauptrouten des Seehandels mit Containern grafisch dargestellt.

3 Häfen 3.1 Öl- und Liquefied Natural Gas (LNG)-Häfen 3.1.1 Genereller Aufbau Konventionelle Terminals für den Ex- und den Import von flüssigem Massengut unterscheiden sich lediglich in der Richtung des Materialflusses. Ihre Umschlageinrichtungen bestehen im Wesentlichen aus einer Plattform mit Verladearmen, den schiffseigenen Pumpen zum Löschen

Tabelle 1. Warenströme auf den wichtigsten Ost-West-Containerrouten für die Jahre 2008, 2009 und 2010 in Mio. TEU [3] Table 1. Trade on major east-west container routes for the years 2008, 2009 and 2010 in million TEU; basis of data [3] Transpazifik-Route

Transatlantik-Route

Europa-Asien-Route

Jahr

Ferner Osten – Nordamerika

Nordamerika – Ferner Osten

Nordamerika – Europa

Europa – Nordamerika

Europa – Asien

Asien – Europa

2008

13,4

6,9

3,3

5,2

13,5

2009

12,0

7,0

2,5

2,8

5,5

11,5

2010

14,3

8,6

2,8

3,2

5,6

13,5

Veränderung 2009–2010

19 %

23 %

10 %

13 %

2 %

18 %

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bzw. an Land stehenden Pumpen zum Beladen der Schiffe, Pipelines innerhalb des Hafens und dem Tankzwischenlager (Bild 8). Das Öl bzw. Gas gelangt in der Regel mittels Pipelines von den Landförderstellen zu den Exporthäfen und wird von den Importhäfen in der Regel über Pipelines in das Binnenland verteilt. Öl- und Gasterminals sowie generell Terminals für flüssiges Massengut benötigen keine durchgehenden Liegeplatzkonstruktionen, da der Umschlag an diesen Terminals nur durch eine Sammelleitung mittschiffs erfolgt und zur Unterbringung der Lade- und Löscheinrichtungen eine Plattform ausreichend ist. Die Länge der die Plattform und die Anlagen an Land verbindenden Brücke ist abhängig von den vorherrschenden Wassertiefen.

3.1.2 Umschlagstärkste Häfen und beispielhafte Ausbauplanungen Der weltgrößte Hafen für den Umschlag von flüssigem Massengut ist Rotterdam. 2010 wurden 209,4 Mio. Tonnen umgeschlagen, davon entfielen 161,9 Mio. Tonnen auf den Import und 47,5 Mio. Tonnen auf den Export flüssigen Massengutes [6]. Singapur als zweitgrößter Hafen für flüssiges Massengut konnte einen Umschlag von 177,0 Mio. Tonnen [7] verzeichnen, Angaben über das Verhältnis von Im- und Export sind nicht veröffentlicht. Europas größter Hafen für den Export von Rohöl ist der Hafen Primorsk in der Russischen Föderation, der 2006 seinen Betrieb aufnahm und seitdem seine Jahresleistung

von 57,4 Mio. Tonnen auf 79,1 Mio. Tonnen steigern konnte. Europas größtes Hafenprojekt, Maasvlakte2 in Rotterdam (Bild 9), sieht auch die Erweiterung des Öl- und LNG-Umschlags vor. Geplant bzw. realisiert für den Ölumschlag, andere Mineralölprodukte und Flüssiggüter sind u. a. zwei Liegeplätze für Schiffe mit 22,5 Metern Tiefgang und 36 Tanks mit einem Fassungsvermögen von 708.000 Kubikmetern. Der LNG-Terminal soll einen Durchsatz von 13 Mrd. Kubikmetern/Jahr ermöglichen. Er umfasst zwei Liegeplätze für Schiffe bis 270.000 Kubikmeter, drei Tanks mit je 180.000 Kubikmetern Fassungsvermögen und die spätere Erweiterungsmöglichkeit um vier Tanks. Eine Vielzahl neu erschlossener und zu erschließender Öl- und Gasfelder liegt vor den Küsten, z. B. vor Westafrika und Westaustralien, im Golf von Mexiko, vor Indonesien, aber auch in der Nordsee vor Schottland und Norwegen. Das über Bohrinseln gewonnene Öl oder Gas wird per Pipeline an Land gepumpt und zu Rohöl oder LNG aufbereitet. Bei größerer Entfernung zur Küste wird es mittels schwimmender Produktionseinheiten aufbereitet, anschließend per Pipeline oder von Tankern zu Terminals an der Küste zur Weiterverteilung oder direkt von Tankern zum Importhafen transportiert. Die Übergabe des Rohöls an die Tanker kann über eine Boje (Bild 10) oder andere schwimmende Einheiten erfolgen. Beispiele in der Planung und Entwicklung sowie im Bau befindlicher Offshore Öl- und Gasprojekte bietet offshore-technology.com.

3.2 Häfen für Kohle und Eisenerz 3.2.1 Genereller Aufbau

Bild 8. Ölexporthafen Primorsk, Russische Föderation, Foto: [8] Fig. 8. Oil export port Primorsk, Russian Federation; photograph: [8]

Export- und Importhäfen für Kohle und Eisenerz unterscheiden sich wie auch die Häfen für flüssiges Massengut vornehmlich in der Richtung des Materialflusses. Die Terminals bestehen im Wesentlichen aus großen Halden zur Lagerung der Güter, einem Raster aus Förderbändern mit Geräten zum Absetzen der Güter auf die Halden und zu deren Rückladung sowie aus den Kai- oder Pieranlagen mit den Geräten zum Laden oder Löschen des Seeschiffs (Bild 11). Bei ausreichender Wassertiefe an der Küste bzw. im Hafen kann das Laden und Löschen des Seeschiffs an durchgehenden Kaianlagen erfolgen. Ist keine ausreichende Wassertiefe vorhanden, erfolgt der Umschlag wie bei Öl und LNG auch an weit in das Wasser vorgebauten Pieranlagen (Bild 12). Das Laden der Güter erfolgt kontinuierlich mittels sogenannten Schiffsbeladern, das Löschen in der Regel meistens noch diskontinuierlich mit Greiferbrücken.

Bild 9. Maasvlakte2, Rotterdam, mit Erweiterungsflächen für den Umschlag von flüssigem Massengut [6] Fig. 9. Maasvlakte2, Rotterdam, with extension areas for the handling of liquid bulk [6]

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Bild 10. Übergabe des Rohöls mittels einer Boje vor der Küste Nigerias Fig. 10. Crude oil loading by a single buoy mooring offshore Nigeria

Bild 11. Kohleterminal Richards Bay, Südafrika, Foto: [9] Fig. 11. Coal terminal Richards Bay, South Africa; photograph: [9]

(Gesamtumschlag Dampier 140,8 Mio. Tonnen). Beide Häfen werden derzeit weiter ausgebaut. Größter Exporthafen für Eisenerz in Brasilien ist Ponta da Madeira (der Name des benachbarten öffentlichen Hafens ist Itaqui) mit einem Durchsatz von rd. 88 Mio. Tonnen pro Jahr [10]. Hier laden die Schiffe der Valemax Klasse, die derzeit größten Frachter für trockenes Massengut mit einer Tragfähigkeit von 402.347 dwt5, Eisenerz für China, z. B. den Hafen Dalian. Vale, die weltweit zweitgrößte Minengesellschaft, beabsichtigt den Ausbau von Ponta da Madeira für einen Jahresumschlag von 150 Mio. Tonnen [3]. Hinsichtlich des Kohleexports ist Newcastle mit 108,7 Mio. Tonnen die weltweite Nummer 1, (Gesamtumschlag Newcastle 114,5 Mio. Tonnen) [11]. Der weltweit zweitgrößte Kohleexporthafen liegt ebenfalls an der Ostküste Australiens, von Hay Point (Bild 12) wurden 87,8 Mio. Tonnen Kohle exportiert, die Kapazität von Hay Point beträgt 112 Mio. Tonnen. Es bestehen Erweiterungspläne für eine Umschlagkapazität von 130 Mio. Tonnen und langfristig sogar für 211 Mio. Tonnen pro Jahr. Der drittgrößte Kohleexporthafen, Richards Bay in Südafrika (Bild 11), exportierte 63,4 Mio. Tonnen in 2010 (Gesamtumschlag Richards Bay 84,9 Mio. Tonnen). In Europa gibt es wenige Ausbaupläne für den Umschlag von Kohle und Eisenerz. Größter europäischer Hafen für den Umschlag von Kohle und Eisenerz ist Rotterdam mit fast reinem Import von 24,1 Mio. Tonnen Kohle und 36,3 Mio. Tonnen Eisenerz (inkl. Schrott) im Jahr 2010 [6].

3.3 Häfen für den Containerumschlag 3.3.1 Generelle Gestaltung eines Containerterminals

Bild 12. Kohleterminal Hay Point, Australien, Foto: [12] Fig. 12. Coal terminal Hay Point, Australia; photograph: [12]

Der Transport von Kohle und Erz von den oftmals weit im Binnenland liegenden Minen zu den Exporthäfen erfolgt in der Regel per Bahn. Die Weiterverteilung der Güter vom Importterminal ins Binnenland wird überwiegend per Bahn, aber auch per Binnenschiff oder seltener per LKW durchgeführt.

3.2.2 Umschlagstärkste Häfen und Erweiterungsplanungen Die drei größten Häfen für den Umschlag von trockenem Massengut sind die australischen Häfen Port Headland, Dampier und Newcastle. Im Jahr 2010 erreichte der Eisenerzexport über Port Headland eine Größe von 174,0 Mio. Tonnen (Gesamtumschlag Port Headland 178,6 Mio. Tonnen) und über Dampier 116,5 Mio. Tonnen

Container werden heute auf vielen Schiffen transportiert und in allen Seehäfen umgeschlagen, die für den Umschlag von Stückgut ausgelegt sind. Als Containerschiffe werden jedoch nur die Schiffe bezeichnet, die fast ausschließlich Container transportieren, und als Containerterminals gelten die Hafenanlagen, die speziell für den Umschlag von Containern ausgelegt sind. Ein Containerterminal besteht aus mindestens drei Funktionsbereichen: 1. Umschlagbereich zwischen Schiff und Terminal (oder umgekehrt) 2. Lagerplatz = Container-Staufläche = Container-Stapelfläche 3. Umschlagbereich zwischen Terminal und Landtransportmitteln. Sind Container im Port-to-Port-Verkehr ein- und auszupacken, ist noch ein vierter Funktionsbereich erforderlich. Dieser besteht aus Hallen, in denen Container be- und/oder entladen werden und die gleichzeitig als Warenlager dienen. Zur Gestaltung und Ausrüstung der Funktionsbereiche und ihrer Schnittstellen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten. Abhängig ist die Wahl unter anderem von – der Anzahl der umzuschlagenden Container, – der zur Verfügung stehenden Fläche, 5

In dwt (deadweight tonnage) wird die Tragfähigkeit eines voll ausgerüsteten, betriebsfertigen Schiffes in metrischen Tonnen angegeben.

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– der Art des Transports der Container zwischen Binnenland und Seehafen. Unabhängig davon, welches Betriebssystem für einen Terminal gewählt wird, laufen in den einzelnen Funktionsbereichen ganz bestimmte Prozesse ab. Im ersten Funktionsbereich werden die Containerschiffe in der Regel mittels Containerbrücken (auf den Containerumschlag spezialisierte Krane) be- oder entladen. Nur in Häfen mit geringen Umschlagzahlen werden Container mit schiffseigenem Hebezeug, Kai- oder Mobilkranen gelöscht oder geladen. Der Container-Lagerplatz (-Staufläche) ist der zweite Funktionsbereich auf dem Terminal. Seine Aufgaben sind: – Aufnahme der vom Schiff gelöschten Container und gleichzeitige Abgabe der zu verladenden Container, – Aufnahme von Exportcontainern, die von Bahn und LKW angeliefert werden, und Abgabe von Importcontainern an diese. Diese Aufgaben fallen zeitlich meistens nicht zusammen. Daher ist das Containerlager eine Zwischenstation, in der die Container von wenigen Stunden bis zu mehreren Wochen verbleiben. In Abhängigkeit von dem gewählten Betriebssystem zum Transport der Container auf dem Terminal wird diese Zwischenstation als Blocklager oder als mehr Platz in Anspruch nehmendes Freilager ausgelegt. Die Gestaltung des dritten Funktionsbereiches wird durch die Art der Landtransportmittel bestimmt. Sind es hauptsächlich LKW, ist dieser Funktionsbereich oft räumlich in den zweiten integriert. Die LKW werden auf gesonderten Stellplätzen am Ende des Containerlagers oder auch mitten im Lager be- oder entladen. Die Bahnverladung erfolgt in der Regel außerhalb des Containerlagers, damit eine Querung der Gleise durch Flurförderzeuge vermieden und dadurch die Effizienz sowie die Sicherheit auf dem Terminal erhöht wird.

3.3.2 Beispiele umschlagstarker Häfen und Ausbauplanungen Als größter Containerumschlagplatz hat im Jahr 2010 Shanghai mit einem Durchsatz von 29,1 Mio. TEU Singapur erstmalig übertroffen, das mit 28,4 Mio. TEU den Umschlag des Jahres 2008 von 29,9 Mio. TEU noch nicht wieder erreichen konnte (Umschlag 2008 in Shanghai 28,0 Mio. TEU). Der Hafen Hong Kong rangiert mit 23,7 Mio. TEU auf Platz 3 der Weltrangliste, gefolgt von Shenzen mit 22,5 Mio. TEU und Busan mit 14,2 Mio. TEU. Größter europäischer Hafen ist auch im Hinblick auf den Containerumschlag Rotterdam mit 11,1 Mio. TEU (Rang 10 der Containerhäfen). Hamburg als größter deutscher Hafen erzielte 7,9 Mio. TEU und nimmt damit Rang 15 ein, Bremerhaven konnte 4,9 Mio. TEU verzeichnen und ist damit auf Platz 23 der Containerhafenrangliste [13]. In den vergangenen Jahren sind weltweit sowohl eine Vielzahl neuer Containerterminals entstanden als auch bestehende Terminals ausgebaut worden. Die größten Projekte wurden in Asien realisiert, aber auch in Südamerika und Afrika sind neue Terminals in Betrieb gegangen oder im Bau. In Europa sind u. a. der Ausbau des Rotterdamer Hafens im Rahmen des Maasvlakte2 Projektes er-

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Bild 13. Containerterminal Bremerhaven, Foto: [14] Fig. 13. Container terminal Bremerhaven; photograph: [14]

wähnenswert, der Bau des Containerterminals DCT Gdansk in Polen, der JadeWeserPort in Wilhelmshaven, der Containerterminal 4 in Bremerhaven sowie diverse Erweiterungsprojekte im Hamburger Hafen (siehe dazu auch die anderen Beiträge in diesem Heft). Bild 13 zeigt den Containerterminal Wilhelm Kaisen in Bremerhaven, der mit dem derzeit eingesetzten Betriebssystem eine Jahresumschlagkapazität von 10 Mio. TEU erreichen kann. Die 4875 m lange Kaje ist die längste Kaimauer der Welt. Quellennachweis [1] IWF (Internationaler Währungsfonds): World Economic Outlook. April 2009 [2] IWF (Internationaler Währungsfonds): World Economic Outlook. Update 2011 [3] UNCTAD (United Nations Conference on Trade and Development): Review of Maritime Transport. November 2011 [4] GEBAB: Die Entwicklungen in der Schifffahrt. www.gebab.de, Stand 21.07.2009 [5] BP: Statistical Review of World Energy. June 2011 [6] Port of Rotterdam: Port Statistics 2010. Stand Dez. 2011 [7] MPA Singapore: Port Statistics. [8] Port of Primorsk, Russische Föderation [9] Transnet National Port Authority, Südafrika [10] ISL (Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik): World Seaborne Trade and World Port Traffic. Shipping Statistics and Market Review, Volume 52 No 12 – 2010 [11] Newcastle Port Cooperation, Australien [12] Ports Cooperation of Queensland, Australien [13] World Shipping Council: Top 50 World Container Ports. www.worldshipping.org, Dez. 2011 [14] Bremenports

Prof. Dr.-Ing. Birgitt Brinkmann Leuphana Universität Lüneburg Scharnhorststraße 1 21335 Lüneburg brinkmann@uni.leuphana.de

Fachthemen DOI: 10.1002/best.201200010

Meike Stielau Jan Schüller Guido Kaschel

Die Hafentechnische Gesellschaft e.V. (HTG) Die HTG wurde vor fast 100 Jahren unter dem Namen „Hafenbautechnische Gesellschaft e.V.“ als technische Vereinigung von Fachleuten des Hafen- und Wasserbaus gegründet. Sinn und Zweck der Gesellschaft war und ist es, Fachwissen weiterzugeben, die bisherigen technischen Kenntnisse fortzuentwickeln sowie den interdisziplinären Austausch zwischen den verschiedenen Fachgebieten zu pflegen. Die HTG stellt damit auf nationaler Ebene viele Felder dar, die die PIANC international vertritt. Heute befasst sich die HTG auf gemeinnütziger Basis mit allen wissenschaftlichen und praktischen Fragen technischer und wirtschaftlicher Natur aus den Bereichen Hafen, Schifffahrt und Logistik sowie deren Anforderung an die Verkehrsträger und den Küstenschutz. German Port Technology Association The HTG was formed almost 100 years ago as a technical association of experts in port and hydraulic engineering, initially under the name “Hafenbautechnische Gesellschaft e.V.” The purpose of the association was, and still is, to disseminate expert knowledge, to develop existing technical expertise and to promote interdisciplinary exchange. The HTG is involved in many fields at a national level which, internationally, are represented by the PIANC. Today, the HTG works on a non-profit basis and deals with all scientific and practical issues of a technical and commercial nature relating to ports, shipping and logistics as well as their respective requirements regarding transport links and coastal protection. The article provides an overview. In der Hafentechnische Gesellschaft e.V. (HTG) sind heute etwa 1600 Mitglieder vieler Fachdisziplinen vertreten – vor allem Ingenieure, Naturwissenschaftler, Nautiker, Kaufleute und Juristen. Sie kommen aus verschiedensten Bereichen der Wissenschaft und Forschung, der Bauwirtschaft, der Verwaltung, den Hafenbetrieben, Consultingfirmen etc. Die HTG befasst sich auf gemeinnütziger Basis mit allen wissenschaftlichen und praktischen Fragen technischer und wirtschaftlicher Natur aus den Bereichen Hafen, Schifffahrt und Logistik sowie deren Anforderung an die Verkehrsträger und den Küstenschutz. Im Detail haben die Aktivitäten der HTG folgendes zum Ziel: – den fachlichen Gedanken- und Erfahrungsaustausch unter ihren Mitgliedern – den internationalen Informationsaustausch über Entwicklungen und Innovationen – Erhalt und Fortentwicklung des Fachwissens auf allen Aufgabenfeldern der HTG

– die technisch-wissenschaftliche Zusammenarbeit mit anderen nationalen und internationalen Fachorganisationen – die Standortbestimmung der Verkehrsträger untereinander sowie mit Hafennutzern und Öffentlichkeit – die Facharbeit in Ausschüssen und Arbeitskreisen mit Veröffentlichung von Empfehlungen und Arbeitsergebnissen – die Förderung von jungen Mitgliedern und ihre Fortbildung zu Beginn ihrer Berufspraxis Die HTG wurde vor fast 100 Jahren, am 22. Mai 1914 unter dem Namen „Hafenbautechnische Gesellschaft e.V.“ als technische Vereinigung von Fachleuten des Hafen- und Wasserbaus gegründet. Sinn und Zweck der Gesellschaft war und ist es, Fachwissen weiterzugeben, die bisherigen technischen Kenntnisse fortzuentwickeln sowie den interdisziplinären Austausch zwischen den verschiedenen Fachgebieten zu pflegen. Die HTG stellt damit auf nationaler Ebene viele Felder dar, die von der PIANC international vertreten werden. Aus diesem Grund gibt es zwischen den beiden Organisationen eine enge Verbindung. Früher stand die technische Anlage für das Verkehrsmittel Schiff im Mittelpunkt der HTG. Zu dem Thema Seehäfen kamen im Laufe der Zeit neue Themenfelder hinzu. Unter anderem erweiterten die Binnenhäfen und Bundeswasserstraßen das Feld. Auch die Mitgliederschaft erweiterte sich: Vertreter von Hochschulen, Beratenden Ingenieuren sowie anderen Industriezweigen brachten sich mit ihren Erfahrungen und ihrem Fachwissen in die HTG ein. Im Vergleich zu den Gründungsjahren ist ihr Interessens- und Tätigkeitsgebiet inzwischen wesentlich weiter gefasst. Die zunehmende Vernetzung aller Lebensbereiche, konkurrierende Nutzungen, der Umweltschutz sowie die veränderten Planungs- und Entscheidungsprozesse haben den interdisziplinären Charakter der HTG noch ausgeprägter und wichtiger werden lassen. Das zunehmende Interesse der Öffentlichkeit sowie immer umfassendere gesetzliche Anforderungen fordern den Ingenieur auf, die Notwendigkeit, Sinnhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit der Maßnahmen detailliert und überzeugend darzulegen. Die von den Mitgliedern der HTG insbesondere im Rahmen der zweijährlichen Mitgliederversammlungen bestimmten Grundausrichtungen der Vereinsarbeit werden vom Gesamtvorstand und Vorstand aktiv weiterverfolgt

M. Stielau/J. Schüller/G. Kaschel · Die Hafentechnische Gesellschaft e.V. HTG

Bild 1. Schrägramme am Blumensandhafen (Foto: HTG) Fig. 1. Inclined pile driving at Blumensandhafen (photograph: HTG)

Bild 2. Betonhalbfertigteile der Löschbrücke (Foto: HTG) Fig. 2. Semi-prefabricated elements for the discharge bridge (photograph: HTG)

Bild 3. Fahrt durch den Rotterdamer Hafen (Foto: HTG) Fig. 3. Route through the port of Rotterdam (photograph: HTG)

Bild 4. Maasvlakte2: Errichtung einer Kaimauer (Foto: HTG) Fig. 4. Maasvlakte2: construction of a quay wall (photograph: HTG)

und vorangetrieben. Diese Gremien koordinieren auch die Zusammenarbeit mit anderen Gesellschaften und Vereinigungen. Für die Erörterung fachlich-wissenschaftlicher Themen hat der Gesamtvorstand verschiedene Fachausschüsse gegründet. Die Vorsitzenden dieser Ausschüsse bilden den fachlich-wissenschaftlichen Beirat, der die Arbeit der Ausschüsse koordiniert, lenkt und die Zusammenarbeit mit dem Gesamtvorstand sicherstellt. Die gegenwärtig 17 Fachausschüsse und Arbeitskreise der HTG stellen damit deren fachlich-wissenschaftliches Fundament dar. Die Ausschüsse tragen die Erkenntnisse, Erfahrungen und Entwicklungen aus ihrem Fachbereich zusammen, analysieren diese und entwickeln aus der komplexen Betrachtung der wechselseitigen Implikationen Konzeptionen für die tägliche Arbeit der Fachleute. Ziel ist es, diese der Fachwelt in Form von Veröffentlichungen sowie Vorträgen zur Verfügung zu stellen. So genießen z. B. die Empfehlungen des Fachausschusses Ufereinfassungen, die EAU 2004, schon internationales Interesse und sind auf europäischer Ebene als Regelwerk notifiziert. Sie erfüllen damit den Anspruch, bei Planung, Entwurf, Ausschreibung, Vergabe, Baudurchführung und Überwachung so-

wie Abnahme und Abrechnung von Ufereinfassungen an Häfen und Wasserstraßen im nationalen und internationalen Bereich den Stand der Technik zu definieren. Die HTG organisiert über das Jahr verteilt zum Zwecke des fachlichen Erfahrungs- und Gedankenaustausches zahlreiche Vortragsreihen, Workshops, Baustellentage, Studienreisen sowie alle zwei Jahre einen Kongress mit einer Hauptversammlung. So konnte z. B. mit dem Baustellentag Blumensandhafen in Hamburg im April 2011 den Teilnehmern unter anderem der aufwendige Planungsund Genehmigungsprozess zum Bau einer Löschbrücke für den Mineralölumschlag vor Augen geführt werden (Bilder 1 und 2). Im Juni 2011 wurden den Teilnehmern des Baustellentages Niederfinow in einem interessanten Vortragsprogramm die Notwendigkeit des Neubaus des Schiffshebewerks sowie organisatorische und bautechnische Informationen zur Errichtung dargestellt. Im Mai 2011 fand eine viertägige internationale Studienreise zu den ARA-Häfen – Amsterdam, Rotterdam und Antwerpen – mit ca. 40 HTG-Mitgliedern statt. Die Teilnehmer bildeten eine bunte Mischung aus Studierenden, Mitarbeitern von Hafen- sowie Wasser- und Schifffahrtsverwaltung, Planungsbüros, Baufirmen und Pensio-

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M. Stielau/J. Schüller/G. Kaschel · Die Hafentechnische Gesellschaft e.V. HTG

Bild 5. Podiumsdiskussion auf dem HTG-Kongress 2011 in Würzburg (Foto: HTG) Fig. 5. Round-table discussion at the 2011 HTG Congress in Würzburg (photograph: HTG)

nären. Ihnen wurden die drei Nordrangehäfen in Fachvorträgen und mittels Besichtigungen nähergebracht. So konnte beispielsweise der Rotterdamer Hafen von Wasser aus und die Errichtung der Maasvlakte2 von Land aus besichtigt werden (Bilder 3 und 4). Der in 2010 veranstaltete Workshop des Fachausschusses Consulting „Genehmigungsverfahren im Wasserbau – ein (un)kalkulierbares rechtliches Risiko“ wies den Teilnehmern die Probleme auf, die mit dem Einbetten der EU-Anforderung in deutsches Genehmigungsrecht verbunden sind. Großer Besucherandrang herrscht immer wieder auf den HTG-Kongressen. Seit Gründungstagen der HTG finden diese alternierend an einem Ort mit Seehafenbezug und einem mit Binnenschifffahrtsbezug statt. So waren Gastgeberorte in den vergangenen Jahren Bremen, Dresden, Lübeck und Würzburg (Bild 5). Die Kongresse bieten den Teilnehmern eine Vielzahl an Vorträgen zu den verschiedensten Fachgebieten der HTG und eine Industrieausstellung. Aktuell laufen bereits die Vorbereitungen zur 100-Jahrfeier der HTG, die im Rahmen des Kongresses 2014 in Berlin organisiert wird. Auch ein internationaler Kongress wurde in 2008 von der HTG durchgeführt. Im Juni 2008 fand in Hamburg die ICCE2008 (International Conference on Costal Engineering) statt. Mehr als 900 Teilnehmer aus 45 Ländern erlebten ein unvergessliches Großereignis des internationalen Küsteningenieurwesens, bei dem in über 500 Vorträgen die Prozesse im Küstenbereich, die Küsten- und Hafenbauwerke, die Häfen und Wasserstraßen, Umweltaspekte, Risiken und die Entwicklung der Küste behandelt wurden. Durch die internationalen Diskussionen über die Auswirkungen des Klimawandels und die Risiken durch Hurrikane und Tsunamis gewinnen die Fragestellungen des Küsteningenieurwesens an Bedeutung. Neben den bereits genannten Betätigungsfeldern legt die HTG auf die Förderung von jungen Mitgliedern seit jeher ein besonderes Augenmerk. Die HTG fördert junge Mitglieder, wenn diese sich in der Ausbildung befinden oder diese noch nicht länger als zehn Jahre abgeschlossen ist. Für die Teilnahme an HTG-Veranstaltungen sowie Studienreisen oder Fachexkursionen besteht die Möglichkeit,

einen Zuschuss aus einem Spendenfonds zu beantragen. Den jungen Mitgliedern wird so die Möglichkeit gegeben, trotz ihrer häufig noch limitierten finanziellen Mittel an diesen Veranstaltungen teilnehmen zu können, sich fachlich weiterzubilden und auch schon in frühen Jahren an dem Netzwerk der HTG teilzuhaben. Des Weiteren vergibt die Hafentechnische Gesellschaft e.V. seit 1993 im zweijährigen Rhythmus an junge Ingenieure aus Wissenschaft und Praxis den „Erich-LacknerFörderpreis“. Erstmalig zum 57. Kongress der Hafentechnischen Gesellschaft e.V. wurden in Würzburg auch der „Förderpreis für Innovation der Möbius-Stiftung“ sowie der „Logistik-Preis der Viktor-Rizkallah-Stiftung“ ausgelobt. Der Arbeitskreis JUNGE HTG hat sich u. a. zum Ziel gesetzt, die Vernetzung der jüngeren Nachwuchsmitglieder mit den erfahrenen Mitgliedern aktiv zu unterstützen und die Kontaktpflege zwischen Nachwuchs und Berufserfahrenen zu intensivieren. Unter anderem kümmert sich der Arbeitskreis um die Ausrichtung eines Workshops, der turnusmäßig alle zwei Jahre stattfindet. Dieser bietet einen interessanten Mix aus jüngeren und erfahrenen Vortragenden zu unterschiedlichen Themen, bei denen sowohl der fachliche Austausch als auch die persönliche Kommunikation gefördert wird. Die Workshops sollen allen Teilnehmern die Kommunikationsmöglichkeiten zwischen Nachwuchsingenieuren, Firmen, Ingenieurbüros und öffentlichen Verwaltungen bieten und die Gelegenheit geben, Kontakte zu knüpfen, zu pflegen oder auszubauen. Mit der JUNGEN HTG hat sich innerhalb der Gesellschaft durch Eigeninitiative jüngerer Mitglieder, unterstützt durch den Gesamtvorstand, eine Institution gebildet, die sehr erfolgreich die Attraktivität der HTG für deren Nachwuchskräfte erhöht hat. Ziel ist es, den seit Gründung der JUNGEN HTG erlangten Erfolg in die Zukunft zu tragen. Hierzu werden die JUNGE HTG und der Gesamtvorstand die bisherigen Aktivitäten fortsetzen und weiter entwickeln. Nähere Informationen über die HTG, ihre Ziele und Tätigkeiten finden Sie unter www.htg-online.de.

Dipl.-Ing. Meike Stielau meike.stielau@hpa.hamburg.de

Dipl.-Ing. Jan Schüller jan.schueller@hpa.hamburg.de

Hafentechnische Gesellschaft e.V. Neuer Wandrahm 4 20457 Hamburg

Dipl.-Ing. Guido Kaschel guido.kaschel@hpa.hamburg.de

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Fachthemen DOI: 10.1002/best.201210004

Jan Schüller Karlheinz Pröpping

Entwicklungen des Hamburger Hafens heute und morgen anhand von ausgewählten Beispielen Der Hamburger Hafen bietet, im europäischen Maßstab gesehen, die besten Voraussetzungen für den seewärtigen Handel mit den Wachstumsregionen in Ost und Fernost. Die Hamburg Port Authority (HPA) hat die schwere Weltwirtschaftskrise als Chance genutzt, die projektierten Entwicklungsvorhaben zur Anpassung von Umschlags- und Verkehrsinfrastruktur rechtzeitig zu realisieren, dass die Kunden des Hamburger Hafens im kommenden Aufschwung unter optimalen Bedingungen durchstarten können. Aufgrund seiner wirtschaftlichen Bedeutung und zur Sicherung dieser stehen auf der Agenda der HPA diverse Maßnahmen, die in Summe gesehen den prognostizierten Aufschwung bewältigen sollen. Neben einer Vielzahl von Maßnahmen, welche sich dahinter verbergen, seien hier stellvertretend nur einige herausragende ingenieurtechnische Projekte genannt. Diese sollen einen kleinen Einblick in die Entwicklung des Hamburger Hafens heute und morgen geben. Selected examples of current and future developments of the port of Hamburg From a European perspective, the port of Hamburg offers the best conditions for sea trade with the growth regions in the East and Far East. The Hamburg Port Authority (HPA) has taken the serious worldwide economic crisis as an opportunity to implement its planned developments for the adaptation of handling and transport infrastructure facilities in good time, so that customers of the port of Hamburg can benefit from ideal conditions in the future upturn. Owing to its important commercial position, and in order to secure this position, the HPA is pursuing a number of measures which are intended to cope with the projected upturn. The overall plan includes a multitude of individual measures; here we want to elaborate on just a few outstanding engineering projects. The idea is to offer a small insight into current and future developments of the port of Hamburg.

1 Einleitung Der Hamburger Hafen zählt als größter deutscher Seehafen zu den weltweit führenden Universalhäfen, mit Rotterdam und Antwerpen zu den größten Containerhäfen Europas. Er leistet einen wesentlichen Beitrag zur wirtschaftlichen Entwicklung der Freien und Hansestadt Hamburg und der gesamten norddeutschen Region. Wertschöpfung, Beschäftigung und Steueraufkommen werden durch den Hafen geschaffen und gesichert. Zudem hat der Hamburger Hafen als größter deutscher Seehafen eine erhebliche Bedeutung für die im- und exportabhängige

Volkswirtschaft Deutschlands und deren Einbindung in die internationalen Warenströme einer zunehmend globalisierten Weltwirtschaft. Als industrieverbundener Hafen mit Containerfokus ist und bleibt der Hamburger Hafen die zentrale Güterverkehrs-Drehscheibe zwischen zwei der wirtschaftlich dynamischsten Regionen der Weltwirtschaft (Fernost und Osteuropa/Ostseeraum). Für die Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit des Hamburger Hafens im weltweiten Seeschiffsverkehr ist es von entscheidender Bedeutung, dass die land- und wasserseitige Infrastruktur an die Bedarfe der modernen Seeverkehrswirtschaft angepasst wird.

1.1 Ausgangslage Mit Beginn der Containerisierung Mitte der 1960er Jahre hat der anhaltende Aufschwung des Hamburger Hafens immer wieder die „normalen“ konjunkturellen Schwankungen erfahren. Von der schweren, am 15. September 2008 durch die Pleite der Bank Lehman Brothers in den USA ausgelöste Weltwirtschaftskrise (WWK) ist auch der Hamburger Hafen nicht verschont geblieben. Diverse Schiffe, die auf Reede lagen und auf Fracht warteten, bestimmten über Monate das Bild des Hamburger Hafens. Die Hafenunternehmen und die öffentliche Verwaltung überdachten ihre geplanten Investitionen in den Hafen.

1.2 Potenzial Vor der WWK sahen die Wachstumsprognosen im Segment des Containers für das Jahr 2015 noch 18,60 Mio. TEU (Twenty-foot Equivalent Unit, zu Deutsch: Standardcontainer), für 2020 noch 24,05 Mio. TEU und für 2025 noch 31,58 Mio. TEU vor. Nach der WWK herrschte lange Zeit Ungewissheit, wann und wie sich die Wirtschaft wieder erholen würde. Die geringeren Umschlagszahlen wurden jedoch allgemein als temporäre Erscheinung gewertet, da sich die grundsätzlichen, langfristigen Mechanismen, die für die internationale Containerschifffahrt maßgebend sind und die ihre Ursache in der Globalisierung und internationalen Arbeitsteilung haben, durch die WWK nicht aufheben oder gar umkehren lassen (Bild 1). Aktuelle Potenzialprognosen gehen wieder von einem Wachstum aus, welches aber nicht so stark wie vor der Krise ansteigt. Für 2015 werden 12,3 Mio. TEU, für 2020 16,9 Mio. TEU und für 2025 25,0 Mio. TEU erwartet.

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Bild 1. Entwicklung des Containerumschlags seit 2004, jeweils für das 1. Halbjahr [1] Fig. 1. Development of container handling facility since 2004, after six months in each case [1]

Bild 2. Schiffsanläufe im Hamburger Hafen nach TEU [1] Fig. 2. Ship dockings, in TEU, at the port of Hamburg [1]

1.3 Schiffsanläufe Nach dem Abklingen der Auswirkungen der WWK und dem langsam wieder beginnenden Ansteigen des Umschlags sind deutliche Veränderungen in der Entwicklung der Schiffsgrößen zu beobachten. Es ist festzustellen, dass die gezählten Anläufe der Schiffe im Hamburger Hafen in der 2.000 bis 3.900 TEU Klasse deutlich zurückgegangen sind. Dies liegt u. a. darin begründet, dass die Reedereien ihre Fahrten mit Schiffen in diesem Segment zurücknehmen und vermehrt auf Schiffe mit einer Kapazität von 4.000 bis 5.999 TEU umsteigen. Für die auf den Hamburger Hafen bezogenen und zu bedienenden Strecken erscheint dieses Segment der Schiffsgröße wirtschaftlicher. Weiter ist festzustellen, dass die Anzahl der Schiffsanläufe in der Klasse von 8.000 bis 10.000 TEU sowie über 10.000 TEU stark zugenommen hat (Bild 2). In den ersten drei Quartalen des Jahres 2011 haben die Schiffsanläufe in diesen Klassen noch einmal gegenüber dem Vorjahreszeitraum deutlich zugelegt. Der Hamburger Hafen wird in diesen Klassen vor allem von Schiffen im Ost-West-Verkehr angelaufen und muss seine Erreichbarkeit für diese großen Containerschiffe sicherstellen, darin liegt seine große Bedeutung. Aus Branchenkreisen ist zu vernehmen, dass ab Ende 2014 auf dieser Strecke wohl ausschließlich Schiffe der Klasse von über 8500 TEU eingesetzt werden sollen.

1.4 Schiffsgrößenentwicklung Betrachtet man aktuelle Orderbooks, ist festzustellen, dass sich zum Stichtag 1. September 2011 weltweit 107 Schiffe

in der Klasse 10.000 bis 18.000 TEU in Fahrt befinden. Die Orderbooks sehen zum Stichtag des Weiteren Bestellungen in dieser Klasse von 167 Schiffen vor. Ein Vergleich zum Jahr 2009 zeigt, dass lediglich 25 Schiffe dieser Klasse in Fahrt waren. Mitte des Jahres 2011 wurde im Hamburger Hafen das erste 13.300 TEU Schiff, die CMA CGM Christophe Colomb, mit einer Länge von 365,5 m, einer Breite von 51,2 m und einem Tiefgang von 14,5 m abgefertigt. Bei der Schiffswerft Samsung Heavy Industries werden zurzeit 16.000 TEU Schiffe gebaut, und von AXA Alphaliner ist zu erfahren, dass 20.250 TEU Schiffe durchaus angedacht sind. Für den Hamburger Hafen bedeuten diese Schiffgrößen eine Herausforderung, denn die infrastrukturellen Voraussetzungen zur Abfertigung müssen bereitgestellt werden. Die aktuellen Ausbauplanungen der Hamburg Port Authority (HPA) berücksichtigen deshalb diese Entwicklungen. Nach Fertigstellung der Infrastruktur der geplanten Westerweiterung (Container Terminal Hamburg) und der entsprechenden Suprastrukturausstattung kann ein Schiff dieser Klasse hier abgefertigt werden. Zur entsprechenden Suprastrukturausstattung seitens des Betreibers gehören u. a. Kräne mit erforderlicher Auslegerweite wegen der Zunahme in der Schiffsbreite (siehe auch Abschn. 2.1.3) sowie die Berücksichtigung des Abladezustandes und erfolgreich durchgeführte Simulationen der erwarteten Schiffsanläufe. Durch die prognostizierten Potenziale im Containerumschlag und die Veränderungen im Einsatz der weltweiten Schiffsflotte werden an den Hamburger Hafen große Erwartungen seitens der Wirtschaft gestellt.

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1.5 Der Hafen wird weiterentwickelt Gemäß Hafenentwicklungsgesetz (HafenEG) vom März 1982 obliegt die Hafenentwicklung als öffentliche Aufgabe der Freien und Hansestadt Hamburg mit dem Ziel, die Konkurrenzfähigkeit des Hafens zu erhalten, Ladungsaufkommen zu sichern und eine wirkungsvolle Ausnutzung der öffentlichen Infrastruktur für Hafenzwecke zu gewährleisten (§ 1 HafenEG). Hieraus leitet sich die Notwendigkeit ab, den Hafen fortwährend weiterzuentwickeln und an die Anforderungen der internationalen Seehafenverkehrs- und Transportwirtschaft anzupassen. Innerhalb der im HafenEG festgelegten Grenzen des Hafennutzungsgebietes geschieht dies durch einen ständigen Prozess der Umstrukturierung und Modernisierung von Flächen und Anlagen, die nicht mehr ausreichend wirtschaftlich und wertschöpfungsintensiv genutzt werden können (sogenannte Hafenerweiterung nach innen). Auf diese Weise hat die Freie und Hansestadt Hamburg in den letzten Jahren die Kapazitäten der Umschlaganlagen durch Ausbau der Infrastruktur (Liegeplätze, Flächen, Verkehrsanbindung) dem steigenden Bedarf angepasst. Das Konzept der fortwährenden Modernisierung der Hafeninfrastruktur ist insbesondere für den Hafen Hamburg – aufgrund seiner geografischen Lage im Herzen eines Ballungsraumes mit nur begrenzten Erweiterungsmöglichkeiten nach „außen“ – von zentraler Bedeutung. Die Beachtung und Umsetzung dieser Planungsstrategie, die der Senat der Freien und Hansestadt Hamburg unter anderem im Hafenentwicklungsplan festgelegt hat, schafft die Voraussetzung für stetiges Wachstum im Hafen.

Die gegenwärtig im Hafen vorhandenen Umschlagkapazitäten reichen bei Weitem nicht aus, das prognostizierte Umschlagpotenzial zu bewältigen. Um dieses Potenzial in vollem Umfang ausschöpfen zu können, muss die Umschlagkapazität im Hamburger Hafen erweitert werden. Auf Bild 3 sind die momentan größten Projekte im Hamburger Hafen dargestellt, die im Rahmen dieses Auftrages von der HPA geplant und gebaut werden. Nachfolgend wird auf einige der unten abgebildeten Projekte (gelb hinterlegt) näher eingegangen. Die Beschreibungen zu den Projekten sind dabei individuell gehalten. Es werden die unterschiedlichen Erkenntnisse je nach Projektstand aus Planung und/oder Bau beschrieben. Besonderheiten, die eine Maßnahme auszeichnen, werden näher erläutert.

2 Projekte der HPA – eine Auswahl 2.1 Westerweiterung Eurogate; Container Terminal Hamburg (CTH) Die HPA und Eurogate planen die Erweiterung des bestehenden Terminals am Waltershofer Hafen. Die Umsetzung dieses zukunftsträchtigen Projekts trägt zur Sicherung der Position des Hamburger Hafens als einer der führenden internationalen Seehäfen bei. In dem flächenmäßig begrenzten Stadtstaat Hamburg ist die Erweiterung von Terminalkapazitäten nicht unbegrenzt möglich. Hier gilt eine Optimierung der vorhandenen Flächen zur bestmöglichen Wertschöpfung nach Maßgabe der Hafenerweiterung nach innen. Auf dem Areal ist geplant, eine langfristige Steigerung der Kapazitäten im Containerseg-

Bild 3. Übersicht über die bedeutendsten Bauprojekte im Hamburger Hafen [2] Fig. 3. Overview of the most important construction projects at the port of Hamburg [2]

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Bild 4. Das Erweiterungsareal im Hafenumfeld aus der Luft gesehen [2] Fig. 4. Aerial view of site extension around the port of Hamburg [2]

ment zu ermöglichen (Bild 4). In den Ausbau investieren die HPA und die Freie und Hansestadt Hamburg insgesamt rund 400 Mio. Euro. Eurogate schafft für weitere 250 Mio. Euro mit modernen und leistungsfähigen Umschlaganlagen die Suprastruktur auf dem Terminal.

2.1.1 Die Bedeutung für den Hafen Aufgrund der nautisch günstigen Lage des Planungsgebietes am westlichsten Rand des Hamburger Hafens und mit der somit größten Nähe zur Elbmündung findet sich hier ein idealer Standort für den Containerumschlag – speziell für tideabhängig fahrende Großschiffe. Aber auch die weiteren logistischen Randbedingungen, wie z. B. die örtlichen Wassertiefen, ein ausbaufähiger Drehkreis in unmittelbarer Nähe, von dem auch andere Terminals profitieren und vorhandene Hinterlandanbindungen sind optimal. Großschiffe der neuesten Generation erhalten mit dem ausgebauten CTH in Hamburg ein Terminal, das die speziellen Anforderungen dieser Megacarrier an die Infraund Suprastruktur erfüllt.

2.1.2 Das Projekt Unter Berücksichtigung aller erforderlichen Belange wurden zu Beginn der Planungen die Machbarkeit sowie verschiedene Ausführungsalternativen überprüft. Mit der Einigung der ansässigen Firmen, sich von dem Erweiterungsareal zurückziehen und ihre Standorte zu verlagern, wurde die endgültige Planungsvariante ermöglicht. Ein nicht zu unterschätzender Faktor sind die Bodenkontaminationen, die durch eine 100 Jahre währende petrochemische Nutzung entstanden sind, sowie Blindgänger aus dem Zweiten Weltkrieg. Bis zum heutigen Zeitpunkt wurden allein 13 Blindgänger gefunden, bei denen es sich im Wesentlichen um 250- bis 500-Kilogramm-Bomben handelte. Die Infrastrukturplanung für die Westerweiterung folgt dem Ziel, für den späteren Betrieb eine Umschlagkapazität von 2 Mio. Standardcontainern (TEU) zu schaffen. Hierzu wird eine neue Kaimauer mit einer Gesamtlänge

von ca. 1.050 m errichtet, sodass beispielsweise das gleichzeitige Anlegen von zwei Großcontainerschiffen und einem Feederschiff möglich sein wird. Als notwendiger landseitiger Operationsbereich für die Schiffsbe- und -entladung wird eine ca. 38 ha große Terminalfläche geschaffen. Die Terminalfläche entsteht unter anderem durch die Verfüllung des Petroleumhafens und die Umstrukturierung der bisherigen Nutzung. Durch einen partiellen Rückbau der östlichen Landspitze schafft die HPA außerdem einen auf 600 m Durchmesser erweiterten Drehkreis unter Einhaltung der erforderlichen Sicherheitsabstände (Bild 5).

2.1.3 Der Bau der Kaimauer Für einen Ingenieur bietet das Projekt eine Vielzahl von Herausforderungen. Neben den Planungen für den Erdbau, des Radars und dem Richtfeuer steht der Kaimauerbau hier in besonderer Weise im Fokus. Aufgrund der im Planungsgebiet stark eiszeitlich geprägten Baugrundverhältnisse wird in der Regel zum Erreichen der erforderlichen Gründungstiefen leistungsfähige Gerätetechnik eingesetzt. Dieser Einsatz, beispielsweise mit Schlagrammen, ist allerdings mit erheblichen Schallemissionen verbunden. Da das Areal der Westerweiterung in der Nähe von Wohngebieten liegt, hat die HPA ein spezielles Augenmerk auf die Reduktion von Schallemissionen gelegt und nach emissionsärmeren Alternativen zum Schlagrammen gesucht. Es wurden Kaimauerbauverfahren hinsichtlich ihrer schalltechnischen Auswirkungen untersucht und die zugehörigen Immissionen prognostiziert. Dabei wurden Varianten identifiziert, die planmäßig lärmärmere Bauverfahren wie z. B. Schlitzen, Bohren oder Rütteln vorsehen.

2.1.3.1 HPA bevorzugt emissionsarme Planungsvariante für die Kaimauer Die neue Kaianlage, die als Landbaustelle erstellt wird, erstreckt sich über ca. 450 m am bestehenden BubendeyUfer sowie über ca. 400 m am Parkhafen. Im Bereich des Petroleumhafens wird eine ca. 200 m lange Kaianlage als

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Bild 5. Geplanter Ausbauzustand des Erweiterungsareals [2] Fig. 5. Extended port when completed [2]

Wasserbaustelle mit Anschluss an den bestehenden Predöhlkai hergestellt. Die vertikalen und horizontalen Gründungskomponenten der Kaimauerkonstruktion untergliedern sich im Querschnitt in eine wasserseitige Reihe von Reiberohren in einem Abstand von ca. 5 m. Hierfür werden voraussichtlich ein Rüttler und zur Bodenförderung innerhalb der Rohre ein Großbohrpfahlgerät eingesetzt. Dahinter liegt die Haupttragwand als eine in einem suspensionsgestützten Schlitz eingestellte und mit einem Betonfuß verstärkte gemischte Stahlspundwand bestehend aus Trag- und Füllbohlen. Schrägpfahlverankerungen mit Rüttelinjektionspfählen an der Haupttragwand und mehrere Reihen von Bohrpfählen als Kaiplattengründung sowie eine landseitige Spundwandschürze als integrierte Hochwasserschutzschürze sind weitere geplante Bestandteile der Kaimauer. Für den separaten landseitigen Kranbahnbalken ist eine Pfahlbockreihe aus Bohrpfählen als Gründung vorgesehen. Die Spundwandschürze wird zu Beginn der Bauarbeiten als zurückgelegte temporäre Hochwasserschutzwand gebaut, um auch während der Bauzeit einen ausreichenden Schutz gewährleisten zu können. Erst danach können im Zuge des Bodenabtrages bzw. der Bodeneinlagerung im Petroleumhafen die bestehenden Anlagen der Hochwasserschutzwand entfernt werden. Nach Herstellung der endgültigen Hochwasserschutzwand auf der Kaimauer verliert der temporäre Einbau seine ursprüngliche Funktion, wird unter der Geländeoberfläche gekappt und in die Kaikonstruktion als Spundwandschürze eingebunden. Nach Fertigstellung des Kaimauerüberbaus wird die Haupttragwand stellenweise im oberen Bereich geöffnet, damit sich unterhalb der Kaiplatte eine überbaute Böschung einstellen kann, die landseitig durch die integrierte

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Hochwasserschutzschürze begrenzt wird. Der Stahlbetonholm erhält eine aufgesetzte, dauerhafte Hochwasserschutzwand, die die endgültige Hochwasserschutzlinie des Polders Dradenau darstellt. Ein landseitiger Kranbahnbalken in Stahlbetonbauweise für eine Kranspurweite von 30,48 m ist in seiner Lage separat zum oben beschriebenen Kaimauerbauwerk mit eigener Bohrpfahlgründung vorgesehen (Bild 6).

2.1.3.2 Großversuch – Probebelastung an Bohrpfählen mit der Osterbergmethode Aufgrund der begrenzten Erfahrungen mit den zuvor beschriebenen Bauweisen im Hamburger Hafen sind im bisherigen Bodengutachten sehr konservative Bemessungswerte angesetzt. Nach ersten Berechnungen für die geplante Kaimauer kristallisierte sich heraus, dass hier ein Grenzbereich der angesetzten Tragfähigkeiten erreicht wird, und es stellte sich die Frage, ob die gewählte Konstruktion generell realisiert werden kann. Aus diesem Grund wurde beschlossen, Probebelastungen durchzuführen, um bessere Erkenntnisse über das Tragverhalten von gebohrten Pfählen und Schlitzwandkonstruktionen im anstehenden Baugrund zu erhalten. Nach Vergleich der verschiedenen Probebelastungsverfahren hinsichtlich der Durchführbarkeit sowie der zu messenden Werte wurde die Beprobung nach der Osterbergmethode als am zweckmäßigsten ausgewählt. Dazu wurden von ca. NN +6,00 m, vier Stück Großbohrpfähle (d = 1,20 m), jeweils zwei Stück an einem repräsentativen Geschiebemergel- und Glimmertonstandort bis zu einer Tiefe von max. NN –38,0 m abgeteuft. Der mit den Osterbergzellen und umfangreichen Messeinrichtungen ausgestattete Beweh-

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Bild 6. Systemskizze des geplanten Kaimauerquerschnitts [2] Fig. 6. Sketch drawing of planned quay wall cross section [2]

Bild 7. Instrumentierung der Bewehrungskörbe [2] Fig. 7. Reinforcement baskets (instrumentation) [2]

Bild 8. Visualisierung der neuen Retheklappbrücke [3] Fig. 8. Image of the new Rethe bascule bridge [3]

rungskorb (Bild 7) wurde eingestellt und der Pfahl unter gleichzeitigem Ziehen der Verrohrung ausbetoniert (max. L = 44 m). Die endgültige Auswertung der Probebelastung ist noch nicht vollständig abgeschlossen. Es wurden bisher aber schon mögliche, höhere Bemessungswerte für Spitzendruck und Mantelreibung nachgewiesen. Das würde Planungssicherheit für die im Entwurf gewählten Gründungsverfahren und eine Kostenreduktion für die gesamte Kaikonstruktion bedeuten.

nen. Im Sommer 2009 ist die Einleitung des formalen Planfeststellungsverfahrens bei der zuständigen Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation (BWVI) der Freien und Hansestadt Hamburg erfolgt. Mit dem Planfeststellungsbeschluss wird in 2012 gerechnet. Nach heutigem Stand ist geplant, das Projekt in 2017 abzuschließen.

2.1.4 Zeitliche Entwicklung Erste Überlegungen zur Machbarkeit des Projektes stellte die HPA 2005 an. Nach eingehender Prüfung der verschiedensten Varianten und der Rahmenbedingungen hat die HPA 2006/2007 mit der Genehmigungsplanung begon-

2.2 Neubau der Retheklappbrücke Mit dem Neubau der Retheklappbrücke ist derzeit eines der bedeutendsten Infrastrukturprojekte im Hamburger Hafen im Bau. Hier entsteht aktuell Europas größte Klappbrücke (Bild 8), sie wird die 1934 als kombinierte Straßen- und Schienenbrücke gebaute Rethe-Hubbrücke ersetzen. Damit wird der Verkehrsfluss auf Straße, Schiene und Wasser deutlich verbessert. Die Bauarbeiten für

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die Neugestaltung der Zufahrt (Los 2 Straßenbrücke) haben im September 2010 begonnen und sind bereits weit fortgeschritten. Seit Mitte des Jahres 2011 sind die Arbeiten zur Gründung der neuen Brücke im Wasser (Los 1 Klappbrücke) ebenfalls in vollem Gange.

2.2.1 Die Bedeutung für den Hafen Die Rethequerung, zentral im Hafen gelegen, dient als Hauptstraßenverbindung von/nach Süden in Richtung Harburg zur Bundesautobahn BAB A1 und zur zweiten Süderelbquerung über die Kattwykbrücke Richtung BAB A7. Auch als Alternativroute für Hafenverkehre, welche von der stark belasteten Köhlbrandbrücke ausweichen, bildet die Rethe-Hubbrücke im Verbund mit der Kattwykbrücke (siehe Abschn. 2.3) eine wichtige Alternative/Ausweichmöglichkeit für Ost-West-Verkehre im Hafen. Für die anliegenden Hafenbetriebe ist die Rethequerung unabdingbar. Derzeit verkehren auf der eingleisigen Strecke der Hamburger Hafenbahn ca. 40 Rangierfahrten pro Tag. Hauptnutzer sind ansässige und weltweit agierende Mineralölfirmen sowie Übergabefahrten der Hafenbahn zwischen den Hafenbahnhöfen Hamburg-Süd und Hohe Schaar. Auch der Schiffsverkehr schlägt mit gegenwärtig ca. 3.000 Öffnungen pro Jahr zu Buche. Dabei wurden z. B. in 2010 gut 3,0 Mio. Tonnen im konventionellen Stückgutumschlag und im trockenen Massengutumschlag hindurchtransportiert.

gert. Die neue bewegliche Brücke wird somit als zweiteilige, zweiflügelige Klappbrücke in Stahlbauweise mit einer Spannweite von 104,2 m zwischen den Drehlagern errichtet. Die Gesamtbreite der Straßenbrücke zwischen den Geländern beträgt 14,0 m, die der Bahnklappbrücke 10,2 m. Der Querschnitt der Straßenklappbrücke ist geschlossen (als orthotrope Platte), der der Bahnklappbrücke offen ausgebildet. Die Unterbauten der Klappbrücke werden als Klappenpfeiler bezeichnet und als Stahlbetonkonstruktion hergestellt. Die Herstellung der zugehörigen Baugrubenwände geschieht u. a. aufgrund der sehr engen Platzverhältnisse, sensibler Versorgungsleitungen im Untergrund und der setzungsempfindlichen alten Hubbrücke in unmittelbarer Nähe mit einem schonenden Bohrverfahren von einer Hubinsel aus. Alle Arbeiten werden dabei unter Aufrechterhaltung des laufenden Schiffs-, Bahn- und Straßenverkehrs durchgeführt. Die Klappenpfeiler dienen außerdem zur Aufnahme maschinenbaulicher und elektrotechnischer Anlagen. Die Energieversorgung der Brücke erfolgt von einem neuen Betriebsgebäude, welches sich nördlich der Rethe befindet. Der zur Bedienung der Brücke erforderliche Steuer-

2.2.2 Das Projekt Im Rahmen der Mitte 2011 begonnenen Hauptbaumaßnahme (Bilder 9 und 10) erfolgt im Wesentlichen die Herstellung der Klappbrücke. Straße und Bahn erhalten getrennte Überbauten, die je Seite auf gemeinsamen Unterbauten auflagern. Durch die Trennung der Verkehrsträger Straße und Schiene wird die bei der alten Brücke bestehende Abhängigkeit aufgehoben. Der Verkehr kann nach Fertigstellung unabhängig voneinander fließen. Wartezeiten werden vermieden und auch der CO2 Ausstoß verrin-

Bild 9. Schiffspassage bei laufenden Bauarbeiten [4] Fig. 9. Ship passing during construction work [4]

Bild 10. Ansicht, Längsschnitt und Draufsicht der Rethebrücke [3] Fig. 10. Elevation, longitudinal section and plan view of Rethe bridge [3]

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stand liegt auf der Südseite. Die Klappenpfeiler sind durch einen Versorgungsdüker (zwei Rohre DN 500, mit Steuerungs-, Energie- und Datenleitungen) verbunden. Das Öffnen und Schließen der Klappbrücke realisieren Hydraulikzylinder (je Klappe zwei Zylinder). Nach erfolgter Fertigstellung werden der Rückbau der Rethe-Hubbrücke sowie die endgültigen, im Wesentlichen bahn- und straßenseitigen Anpassungen vorgenommen, um schließlich auch die neue, um 20,0 auf 64,0 m verbreiterte Fahrrinne herstellen zu können.

2.2.3 Zeitliche Entwicklung Die Planungen für das Projekt wurden im September 2006 aufgenommen. Die Plangenehmigung wurde im Frühjahr 2010 erteilt. Nach einem Vergabekammerverfahren konnte mit den Bauarbeiten im September 2010 begonnen werden. Die Gesamtfertigstellung inkl. Abriss der alten Brücke ist im Jahr 2014 geplant.

2.3 Neue Bahnbrücke Kattwyk Die bestehende Kattwykbrücke stellt seit 1973 den zeitgemäßen Ersatz für eine damals dort verkehrende Eisenbahnfähre dar. Mit dem Vorhaben „Neue Bahnbrücke Kattwyk“ (kurz: NBK) soll der gesamte Schienenverkehr von der bestehenden Kattwykbrücke auf eine neu herzustellende, bewegliche Eisenbahnbrücke verlagert werden, sodass die NBK für den Eisenbahnverkehr langfristig, sicher und zukunftsorientiert die Querung der Süderelbe gewährleistet. Durch Einreichen des Antrages auf Planfeststellung im Herbst 2011 beabsichtigt die HPA neben der Retheklappbrücke ein weiteres Brückenbauwerk zu erstellen, welches nach geplanter Fertigstellung voraussichtlich 2017 weltweit zu einer der bedeutendsten Eisenbahnhubbrücken gehören wird. Aufgrund der alleinigen Nutzung durch den Straßenverkehr wird die bestehende Kattwykbrücke substanziell entlastet und steht dem Straßenverkehr noch langfristig zur Verfügung, da die Hauptursache für die fortschreitende Materialermüdung der Kattwykbrücke, nämlich die durch den Eisenbahnverkehr verursachten hohen Belastungen, zukünftig entfällt. Die NBK wird als bewegliche Hubbrücke zwischen zwei Strompfeilern mit Vorlandbrücken nördlich der Kattwykbrücke errichtet (Bild 11). Zwischen den beiden

Strompfeilern verläuft ein Leitungsdüker für die Aufnahme der Versorgungs- und Steuerungsleitungen unterhalb der Gewässersohle. Neben dem Brückenbauwerk selber wird eine Vielzahl von einzelnen Folgemaßnahmen durchgeführt, die in den Planungen aufeinander abgestimmt wurden.

2.3.1 Die Bedeutung für den Hafen Eine temporäre oder endgültige Außerbetriebnahme der bestehenden Kattwykbrücke aufgrund von Brückenschäden ohne Ersatzbauwerk hätte gravierende Folgen für den Bahn- und Straßenverkehr sowie den Rad- und Fußgängerverkehr im gesamten Hamburger Hafen. Die derzeitige Kattwykbrücke stellt die einzige direkte Anbindung des westlichen Hafens (CT Altenwerder, CT Burchardkai, CTH Eurogate) in Richtung Nordosten, nach Skandinavien und in den Baltischen Raum dar. Sollte keine Süderelbquerung im Bereich der jetzigen Kattwykbrücke vorhanden sein, müssten alle Züge auf diesen Strecken zunächst Richtung Süden bis zum Güterbahnhof Maschen fahren. Dort müssten die Züge aufgrund des erforderlichen Fahrtrichtungswechsels „Kopfmachen“, d. h. die Lok wird abgespannt, fährt auf einem weiteren Gleis am Zug vorbei, um dann vor dem anderen Ende des Zuges wieder angekoppelt zu werden, damit der Zug in die entgegengesetzte Richtung fahren kann. Nach dem Umspannen würde der Zug die Strecke Maschen–Hamburg wieder zurückfahren. Ohne Kattwykbrücke wäre bei einer Störung im Bahnnetz zwischen Hausbruch und Maschen keinerlei Redundanz gegeben. Der westliche Hafen wäre dann weitgehend vom Bahnverkehr abgeschnitten. Der Kattwykbrücke kommt als Bestandteil der direkten Verbindung der westlichen Hafenteile an den skandinavischen Raum und das Baltikum eine herausragende Bedeutung für die Entwicklung des Verkehrsträgers Schiene zu. Auf einen zukunftsfähigen Ausbau bzw. auf die langfristige Sicherung einer Süderelbquerung kann vor diesem Hintergrund nicht verzichtet werden (Bild 12). Das Projekt NBK kommt dieser Forderung sowohl durch den Ersatz des bestehenden Bauwerks als auch durch die zukunftsfähige Dimensionierung der NBK für einen späteren Betrieb von zwei Gleisen nach. Für den Straßenverkehr würde ein Ausfall bedeuten, dass die Köhlbrandbrücke auf der Haupthafenroute und die Süderelbbrücken in Harburg die einzigen Süderelbquerungen im Bereich des Hafens wären.

2.3.2 Das Projekt

Bild 11. Visualisierung der neuen Bahnbrücke Kattwykbrücke, im Vordergrund [5] Fig. 11. Image of new Kattwyk railway bridge in the foreground [5]

Die vorhandene Kattwykbrücke ist eine kombinierte Straßen- und Schienenbrücke. Die Neue Bahnbrücke Kattwyk wird nach ihrer Fertigstellung ausschließlich für den Schienenverkehr genutzt. Die vorhandene Brücke bleibt für den Straßenverkehr erhalten. Der Neubau einer Eisenbahnüberführung über die Süderelbe ca. 58 m nördlich der bestehenden Kattwykbrücke dient vorrangig zur Aufnahme des Schienenverkehrs. Die NBK wird zweigleisig ausgelegt. Dies dient der Zukunftssicherheit in begründeter Erwartung ansteigender Bahnverkehre. Im Betrieb wird die NBK wechselseitig be-

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Bild 12. Lage der Rethebrücke im Hafen, aus [2] Fig. 12. Position of Rethe bridge in the port [2]

fahren. Diese alternierende Nutzung der Gleise dient der Vorbeugung gegen erhöhte Ermüdungserscheinungen, die bei einer dauerhaft einseitigen Belastung auftreten würden. Ohne Ausbau des zweiten Gleises auf der Westseite ist eine zeitgleiche Nutzung beider Gleise durch die vorliegenden Blockabschnitte, also Abschnitte, in denen sich nur ein Zug aufhalten darf, ausgeschlossen. Die NBK wird wie die Kattwykbrücke als Hubbrücke ausgeführt. Die Planungen beabsichtigen eine Dreifeldbrücke als Stahlfachwerkkonstruktion (Bild 13). Die Gesamtlänge der NBK beträgt ca. 287 m (bzw. ca. 285 m als lichte Weite zwischen den Widerlagern). Die Stützweiten der Vorlandbrücken zwischen den Widerlagern und den Strompfeilern betragen dabei je ca. 77 m, die Stützweite (Achsmaß) zwischen den beiden Strompfeilern beträgt ca. 133 m. Die lichte Weite zwischen den beiden Strompfeilern ergibt eine lichte Fahrwasserbreite von ca. 107 m. Der Kreuzungswinkel beträgt 100 gon. Der Überbau des mittleren der drei Brückenfelder wird als Hubteil ausgeführt und zur Durchfahrt des Schiffsverkehrs angehoben. Die lichte Höhe des Bauwerks beträgt im geschlossenen Zustand NN +7,30 m, im geöffneten Zustand NN +53,00 m. Zur Unterbringung des für die Brückenöffnung notwendigen Antriebssystems ist in beiden Pylonen jeweils ein Maschinenhaus entsprechender Größe am Pylonkopf erforderlich. Die Pylone der NBK weisen eine vergleichbare Optik wie die Pylone der Kattwykbrücke auf, sind jedoch größer dimensioniert, um den statischen Anforderungen und neuen Sicherheits- und Arbeitsschutzbestimmungen gerecht zu werden. Die Strompfeiler stellen wesentliche Elemente der NBK dar, auf denen die Vorlandbrücken sowie das bewegliche Mittelteil inklusive der Pylone gelagert sind. Insbesondere im Hinblick auf Einhaltung von Toleranzen war eine sehr steife und verformungsarme Gründung anzustre-

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Bild 13. Visualisierung, Blick von Norden auf die Neue Bahnbrücke Kattwyk, im Vordergrund [5] Fig. 13. Image of new Kattwyk railway bridge in the foreground as seen from the north [5]

ben. Aus diesem Grund erfolgt die Gründung der Strompfeiler auf Stahlbetonsenkkästen. Für die Dimensionierung der Strompfeiler wurde eine zukünftige Ausbautiefe der Süderelbe von NN –15,0 m berücksichtigt, zuzüglich Kolkzuschlag und Baggertoleranzen von 2,0 m. Bezüglich der hydrologischen Verhältnisse in der Süderelbe war ein möglichst schlanker und stromlinienförmiger Grundriss erforderlich, der sich in der Formgebung am Strompfeiler der bestehenden Kattwykbrücke orientiert. Von Vorteil ist diese Form auch bei Eisgang, da an der Pfeilerspitze in Stromrichtung das Eis eher aufbricht als bei anderen Formen. Die Widerlager werden in den Uferböschungen als Kastenwiderlager ausgeführt.

2.3.3 Zeitliche Entwicklung Mit Beginn der technischen Planungen im Dezember 2008 wurde aufgrund der hohen Bedeutung des Projektes zeit-

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gleich die Genehmigungsplanung inklusive aller umweltrelevanten Untersuchungen angeschoben. Im zweiten Halbjahr 2011 wurde der Planfeststellungsantrag bei der zuständigen Behörde gestellt. Parallel zum Verfahren läuft die Erstellung der Ausschreibungsunterlagen. Der Planfeststellungsbeschluss wird für 2013 erwartet. Die Bauausführung ist dann bis 2017 geplant.

2.4 Neubau einer Tankerlöschbrücke im Blumensandhafen Im Blumensandhafen, einem vorhandenen Hafenbecken im Hamburger Hafen im Bereich der Rethe, wird zurzeit parallel zu einer vorhandenen eine neue Löschbrücke für Tankschiffe zur Verladung von Flüssiggut errichtet.

2.4.1 Die Bedeutung für den Hafen Als industrieverbundener Hafen mit Containerfokus stellt der Hamburger Hafen ein wichtiges Glied in der Logistikkette der regionalen Industrie für die Tanklager-Betriebe dar. Sie stellen ihre Kapazitäten für Import, Export, Veredelung, Mischung, Distribution, Absicherung bei Produktionsunterbrechungen, Ausgleich saisonaler Schwankungen, staatliche Bevorratung etc. zur Verfügung. Somit ergeben sich weitreichende Verflechtungen mit anderen Wirtschaftszweigen wie der Mineralölindustrie und dem Mineralölhandel, der Chemischen Industrie, der Metallindustrie, der Kessel- und Tankwagen-Logistik, der See- und Binnenschifffahrt, der Biokraftstoffproduktion, der Lebensmittelindustrie, etc. Zur zukunftssicheren Anbindung dieser Betriebe wird eine zusätzliche Löschbrücke zum Be- und Entladen der Tankschiffe in diesem Hafenbereich erforderlich (Bild 14).

2.4.2 Das Projekt Die Lage der geplanten Tankerlöschbrücke ergibt sich zum einen aus den einzuhaltenden Abständen aus der Be-

legungssituation der vorhandenen Löschbrücke der Oiltanking Deutschland GmbH und zum anderen aus dem vorhandenen Tideauwald und der Eingriffsminimierung in den Tideauwald. Dadurch wird sichergestellt, dass der Eingriff ins Biotop so gering wie möglich gehalten wird und eine maximale Biotopfläche für die vorhandenen Pflanzen und Tiere erhalten bleibt. Aus diesem Grund wurde von einer beidseitigen Schiffsbelegung der Löschbrücke abgesehen. Um den Eingriff zu minimieren, wurde auf weitere technische Uferausbaumaßnahmen wie ein kompletter Deckwerksverbau am Seeschiffsliegeplatz sowie Rammen einer über die gesamte Länge des Seeschiffsliegeplatzes verlaufenden Unterwasserspundwand zugunsten des Erhalts des Auenlebensraums für Pflanzen und Tiere verzichtet. Für die Zuwegung wurde statt einer Dammlösung eine aufgeständerte Variante mit Pfahlgründung gewählt (Bild 15), um den Flächenverbrauch zu minimieren und weiterhin einen Faunenaustausch zu ermöglichen. Aus den genannten Schiffsabmessungen hat sich die vom Kunden benötigte und zu erstellende Suprastruktur ergeben. Für die Tankerlöschbrücke ergab sich eine Gesamtlänge von ca. 220 m, eine Zufahrtsbrücke mit ca. 140 m und eine südliche Anbindung für die Rohrleitungsbrücke von ca. 90 m. Parallel zu der Brückenkonstruktion werden zwei Löschköpfe hergestellt. Der südliche Löschkopf mit einer Länge von ca. 30 m und einer Breite von ca. 8,00 m für Binnenschiffe ist mit einer maximalen Länge von 110 m ausgelegt. Der zweite Löschkopf mit einer Länge von ca. 45 m und einer Breite von ca. 22 m ist für Seeschiffe und Binnenschiffe mit einer maximalen Länge von 210 m bzw. 110 m vorgesehen. Auf den Löschköpfen werden als Suprastruktur nach Errichtung der Anlage Schlauchtürme und Verladearme aufgestellt. Diese Konstruktionen werden in Stahlbauweise hergestellt und sollen kraftschlüssig mit der Unterkonstruktion verbunden werden.

Bild 14. Lage der geplanten Löschbrücke [2] Fig. 14. Location of the planned discharge bridge [2]

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Bild 15. Schrägluftbild, Bau der Löschbrücke [2] Fig. 15. Angled aerial view of discharge bridge under construction [2]

2.4.3 Zeitliche Entwicklung Ende 2008 erfolgte der Antrag auf Planfeststellung. Anfang 2010 lag der bestandskräftige Planfeststellungsbeschluss vor. Mit dem Vorliegen des Beschlusses wurde unverzüglich mit dem Bau begonnen. Die infrastrukturellen Hauptbaumaßnahmen sollen Ende 2011 abgeschlossen sein. Anfang 2012 wird dann die erforderliche Wassertiefe hergestellt, und im Mai 2012 ist durch den Kunden geplant, die Brücke in Nutzung zu nehmen.

2.5 Container Terminal Burchardkai (CTB) und Verkehrsanbindung Burchardkai Die Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA) strukturiert momentan mit Hochdruck ihren Containerterminal Burchardkai (CTB) um, damit die im Abschn. 1 beschriebenen Wachstumspotenziale bedient werden können. Mit der Umstrukturierung erfolgt eine Kapazitätserhöhung von 2,6 Mio. TEU in 2005 auf 5,2 Mio. TEU nach Fertigstellung (Bild 16). Die vorhandenen Lagerbereiche werden derzeit mit Straddle Carrier bedient und ermöglichen ein zweilagiges Stapeln der Container. Nach der Umstrukturierung sollen insgesamt 29 Blöcke mit Stapelkranen bedient werden, sodass die Container fünflagig gestapelt wer-

den können. Im Zuge dieser Umstrukturierung und zur Verbesserung der Erreichbarkeit des CTB plant die HHLA ebenfalls die Errichtung eines neuen In-Gates am Köhlbrand. Die durch die Kapazitätserhöhung ermöglichte Verkehrszunahme auf der Straße, der Schiene und dem Wasserweg muss sicher zu- und abgeführt werden. Um dieses gemeinsam mit dem Kunden zu erreichen, plant und baut die HPA die benötigte Infrastruktur aus. Insgesamt werden vier neue Liegeplätze mit einer Gesamtlänge von 1.500 m im Waltershofer Hafen gebaut. Im Rahmen der sogenannten 1. Anbindung sind der Ersatzneubau von zwei Eisenbahnbrücken und zwei Straßenbrücken sowie der Neubau einer Eisenbahnbrücke geplant. Als 2. Anbindung für das Terminal ist vorgesehen, eine abgängige Schleuse zu ertüchtigen, wobei eine Schleusenkammer neu gebaut werden muss und eine Schleusenkammer verfüllt wird. Die momentan über die Schleuse führende Straßenbrücke ist aufgrund ihres Zustandes gesperrt und muss ebenfalls neu gebaut werden. Weiter ist geplant, die anbindenden Straßen grundinstandzusetzen.

2.5.1 Die Bedeutung für den Hafen Um zusätzliche Abfertigungsmöglichkeiten für Containerschiffe der 4. und 5. Generation am CTB zu schaffen, müssen neue Tiefwasserliegeplätze mit einer Hafensohle von NN –16,70 m und einer möglichen Ausbautiefe von NN –18,80 m dringend geschaffen werden. Zur Gewährleistung einer bedarfsgerechten Verkehrsanbindung des größten Containerterminals des Hamburger Hafens ist ein Neubau der Waltershofer Brücken und eine Instandsetzung des Straßennetzes für den zulaufenden Verkehr dringend erforderlich. Der Verkehrszuwachs im Schienenverkehr ist mit der vorhandenen zweigleisigen Anbindung nicht zu bewältigen, und es muss eine 3. Gleisverbindung hergestellt werden (Bild 17).

2.5.2 Das Projekt 2.5.2.1 Container Terminal Burchardkai Die neue Kaimauer wird in einem Abstand von ca. 22 m wasserseitig vor der bestehenden Ufereinfassung errichtet. Sie ist – wie schon die beiden fertig gestellten Liegeplätze am Burchardkai – mit überbauter Böschung (1:4) als soge-

Bild 16. Draufsicht, links die Ausgangs- und rechts die zukünftige Situation des CTB [6] Fig. 16. Plan view showing the current CTB position on the left and its future position on the right [6]

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Bild 17. Draufsicht auf das Plangebiet [2] Fig. 17. Plan view of development site [2]

nannte Hamburger Lösung konzipiert und sichert einen Geländesprung von 22,70 m. Die Liegeplätze 1–3 sind bereits fertig gestellt. Der LP 4 ist 347,93 m lang. Er umfasst sieben Regelblöcke mit einer Länge von je 35,88 m, den Ausbau der beiden Flügelwandblöcke des 1. BA sowie einen Endblock mit einer Ausdehnung von 25,01 m. Der Endblock schließt mit einer 22,30 m langen Querwand an die vorhandene Kaimauer an. Der Geländesprung wird durch eine kombinierte Rohrwand aus Rohren ∅ 1.542 × 18 mm mit Füllbohlen AZ 26-700 gesichert. Der Achsabstand der Tragrohre untereinander beträgt 2,99 m. Die Unterkanten der Tragrohre liegen zwischen NN –31,90 m und NN –34,90 m, die der Zwischenbohlen auf NN –24,80 m. Die Tragrohre werden von einem Ponton aus eingebracht. Im ersten Schritt werden diese mäklergeführt mit einem Vibrator PVE 110 einvibriert. Bei Bedarf erfolgt ein Bodenaustausch im Greiferbohrverfahren im Inneren des Tragrohres. Um eine ausreichende Vertikaltragfähigkeit zu erzielen, werden die letzten 4 m gerammt. Die Nachrammung bis auf Endtiefe erfolgt freireitend mit einem Menck MHU 270T bzw. IHC S-150 Hydrohammer. Aufgrund der Nähe des Containerterminals Burchardkai zu benachbarten Wohngebieten ergeben sich aus dem Planfeststellungsbeschluss besondere Anforderungen an den Lärmschutz. Sowohl der Einbau der Tragrohre als auch der Einbau der Reiberohre geschieht im Schutze eines Faltenbalges, um die Lärmbelästigung für die Umwelt und insbesondere die Anwohner entscheidend zu reduzieren. Des Weiteren ist ein umfangreiches Lärmschutzkonzept für alle lärmintensiven Arbeiten beauftragt. Die Verankerung der kombinierten Rohrwand erfolgt durch bis zu 50 m lange Schrägpfähle PSt 600S/159, die an jedes Tragrohr stahlbaumäßig über eine Rohrtraverse

angeschlossen werden. Aufgrund des im Verhältnis zur Gründungstiefe der vorhandenen Kaimauer kleinen Vorbaumaßes von ca. 22 m ergeben sich steile Neigungen der Schrägpfähle von 1,4:1 bis 1,5:1. Diese werden – nachdem ein an Land stehender Raupenkran den Schrägpfahl auf einem Schwingmäkler abgelegt hat – mit einem Hydraulikhammer IHC S-90 eingerammt. Nach Herstellung der ersten Schrägpfähle werden statische Probebelastungen durchgeführt, um die in der Statik getroffenen Annahmen zu prüfen. Die Reiberohre ∅ 1.220 × 16 mm mit Unterkanten zwischen NN –29,00 m und NN –31,30 m erhalten ebenfalls ein konstruktives Fußverstärkungsblech für die schwere Rammung im Glimmerschluff/-ton. Die an die Reiberohre angeschlossene Fenderung leitet noch zusätzlich zu den Vertikalkräften aus dem Überbau Horizontalkräfte in die Rohre ein (Bild 18).

2.5.3 Zeitliche Entwicklung Die Liegeplätzte LP 1-3 sind bereits fertig gestellt. Der LP 4 befindet sich aktuell im Bau und wird voraussichtlich im Jahr 2012 fertig gestellt. Die Umbauten des Straßennetzes befinden sich derzeit in der Genehmigungsphase und sollen voraussichtlich bis Ende 2016 fertig gestellt werden.

2.6 Anpassung Einfahrt Vorhafen Die HPA wird zur Gewährleistung der Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs den Manövrierraum für Seeschiffe im Einfahrtsbereich von der Norderelbe in den sogenannten Vorhafen aufweiten. Das erforderliche Ausbaulayout wurde in umfangreichen nautischen Simulationen konzipiert und optimiert. Im Rahmen dieser Aufwei-

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Bild 18. Regelquerschnitt der Kaimauer [2] Fig. 18. Standard cross section of quay wall [2]

tung sind diverse Maßnahmen erforderlich, welche jede für sich genommen aufgrund der speziellen Eigenschaften eine Herausforderung darstellt. Dazu zählen z. B. das Bauen im Bestand und unter Berücksichtigung des laufenden Betriebs auf dem Terminalgelände sowie im Einfahrtsbereich an diesem sehr stark befahrenen Wasserknotenpunkt im Hafen. Im Rahmen des Projektes (Bild 19) werden folgende Hauptbaumaßnahmen ausgeführt: – der Rückbau der Tollerortspitze (1), – die Restverfüllung des Kohlenschiffhafens (2), – die Sicherung des Lotsenhöfts (3), – die Einrichtung von öffentlichen Warteplätzen für Feederschiffe (4) und – die Aufweitung des Fahrwassers auf eine Tiefe von NN –16,70 m (5).

2.6.1 Die Bedeutung für den Hafen In dem Gewässerbereich Norderelbe/Vorhafen bestehen aufgrund der besonderen Strömungssituation im Einfahrtsbereich in den Vorhafen derzeit Beschränkungen für die Passage von Schiffen, die länger als 250 m sind. Das Auslaufen ist für Schiffe dieser Größe während der ersten 90 Minuten der Flut nicht möglich. Für Schiffe mit einer Länge über 330 m steht einkommend nur ein Tidefenster von 90 Minuten vor dem Hochwasser zur Verfügung. Insbesondere für tideabhängig verkehrende Schiffe mit einem Tiefgang größer 12,60 m (bei Schiffen über 340 m Länge) bzw. einem Tiefgang größer 12,70 m (bei Schiffen über 330 m Länge) oder einem Tiefgang größer 12,80 m für alle übrigen Schiffe ist die Auslaufmöglichkeit ohne zusätzliche zeitliche Restriktion infolge der nautischen Bedingungen im Ein- bzw. Ausfahrtsbereich des Vorhafens von entscheidender Bedeutung, da diese Schiffe innerhalb eines eng bemessenen Tidezeitfensters die

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Bild 19. Übersichtsplan des Projektbereichs [2] Fig. 19. Project site layout plan [2]

Unter- und Außenelbe durchfahren müssen. Kann dieses Tidefenster nicht erreicht werden, ist ein Verlassen des Liegeplatzes nicht möglich oder die auslaufenden Schiffe sind gezwungen, einen Dalbenliegeplatz aufzusuchen und mehrere Stunden auf die nächste Tidephase zu warten. Zudem ist der Raum für Wendemanöver im Vorhafen eng begrenzt. In dem vorhandenen Drehkreis lassen sich derzeit nur Schiffe bis etwa 280 m Länge drehen. Mit der Teilverfüllung des Kohlenschiffhafens werden zudem Ersatzflächen für die durch den Rückbau der Landflächen wegfallenden hafengewerblichen Nutzungen realisiert sowie Erweiterungsflächen für wichtige städti-

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sche Funktionen im Bereich der Stadtentwässerung (Klärwerk Köhlbrandhöft) geschaffen. Darüber hinaus ist die Anpassung der seeseitigen Zufahrtsbedingungen auch hinsichtlich einer zukünftig möglichen Entwicklung des Gebietes im mittleren Freihafen von Bedeutung.

2.6.2 Das Projekt 2.6.2.1 Rückbau der Tollerortspitze Zur Aufweitung des Fahrwassers für Seeschiffe im Einfahrtsbereich von der Norderelbe in den Vorhafen müssen die den Tollerortterminal zur Norderelbe begrenzenden Uferbauwerke zwischen dem Kohlenschiffhafen und dem Vorhafen auf einer Länge von rd. 500 m sowie ein dahinterliegender, rd. 120 m breiter Geländestreifen mit einer Fläche von rd. 4 ha, zurückgebaut werden. Im Zuge des Rückbaus werden die nachfolgend aufgeführten Uferbauwerke abgebrochen: – Abbruch einer rd. 150 m langen Holzvorsetze im Bereich Norderelbe/Kohlenschiffhafen – Abbruch einer rd. 200 m langen Kaimauer im Bereich Norderelbe/Vorhafen – Abbruch einer rd. 150 m langen Kaimauer am Nordende Europakai Nach dem Rückbau der vorhandenen Uferbauwerke und der Oberflächenbefestigungen (rd. 37.000 m2) erfolgt ein Bodenabtrag bis in Tiefen zwischen NN –12,0 m und NN –16,70 m. Der Abtrag der anstehenden Böden soll entsprechend den technischen Anforderungen mit landgestütztem oder mit schwimmendem Gerät durchgeführt werden. Insgesamt fällt beim Rückbau der Tollerortspitze rd. 650.000 m3 Bodenmaterial an, das vorzugsweise bei der Restverfüllung des Kohlenschiffhafens Verwendung finden soll. Weiter erfolgt der Neubau einer rd. 120 m langen Böschung an der Norderelbe, der Neubau einer rd. 200 m langen Vorsetze an der Norderelbe, der Neubau einer rund ca. 50 m langen Vorsetze am nördlichen Europakai sowie das Umsetzen der an der Norderelbe vorhandenen Leuchtfeuer zur Markierung der Einfahrt.

2.6.2.2 Restverfüllung des Kohlenschiffhafens Der Kohlenschiffhafen wird vorzugsweise mit den Aushubmassen aus dem Rückbau der Tollerortspitze sowie aus dem Aufweitungsbereich des Fahrwassers verfüllt und für die Verwendung zu Hafenzwecken vorbereitet. Die Flächen werden auf ein hochwassergeschütztes Niveau von NN +7,50 m aufgehöht. Für die Restverfüllung (Bild 20) wird insgesamt ca. 550.000 m3 Bodenmaterial benötigt. Das Einbaukonzept wird vereinfachend in fünf Phasen dargestellt: Phase 1: Vorbereitende Maßnahmen zur Teilverfüllung des Hafenbeckens Phase 2: Herstellung eines Dammbauwerks an der Norderelbe Phase 3: Sicherung der vorhandenen Schlickschicht gegen Grundbruch Phase 4: Verfüllung des Hafenbeckens Phase 5: Sandabdeckung

Bild 20. Blick auf das schon teilverfüllte Hafenbecken, 1. Stufe [2] Fig. 20. View of the partially filled port basin, first stage [2]

2.6.2.3 Sicherung des Lotsenhöfts Die vorhandenen Ufermauern am Lotsenhöft sind nicht für die zukünftig erforderlichen Wassertiefen ausgelegt und werden deshalb durch den Neubau von Vorsetzen auf einer Gesamtlänge von ca. 160 m ertüchtigt. Die neuen Vorsetzen werden mit einem möglichst geringen Vorbaumaß (rd. 2,50 m) vor die bestehenden Ufermauern eingebracht und sichern den Bereich der Unterwasserböschungen von NN –10,0 m auf NN –16,70 m. Aufgrund der Vielzahl bereits vorhandener Verankerungselemente in der Höftspitze scheidet eine Verankerung der neuen Vorsetzen durch Schräganker aus. Die neuen Vorsetzen im Bereich von Norderelbe und Werfthafen werden daher als Fangedammkonstruktion konzipiert und durch Horizontalanker gegenseitig verankert. Die Vorsetze an der Stirnseite der Höftspitze sowie das östliche Ende der Vorsetze an der Norderelbe werden durch Horizontalanker an einen landseitigen Pfahlbock angeschlossen.

2.6.2.4 Einrichtung von öffentlichen Warteplätzen für Feederschiffe Am Fuß der neuen Abschlussböschung zur Norderelbe werden sechs Liege- und Festmacherdalben und ein Vertäudalben zur Einrichtung von öffentlichen Warteplätzen für Feederschiffe gerammt. Durch den Rückbau der Tollerortspitze und die Sicherung des Lotsenhöfts werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, das Fahrwasser im Bereich der Einfahrt in den Vorhafen auf einer Sohltiefe von NN –16,70 m aufzuweiten und damit an die Anforderungen moderner Containerschiffe anzupassen. Die konstruktiven Elemente der senkrechten Uferabschlüsse werden so ausgelegt, dass eine Vertiefung im Zuge der Fahrrinnenanpassung auf NN –17,40 m ermöglicht wird.

2.6.3 Zeitliche Entwicklung Das Projekt wurde in 2008 begonnen. Ausgelöst durch die Weltwirtschafts- und Finanzkrise 2008/2009 hatten Stilllegungsüberlegungen des Terminalbetreibers zu einem

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Aufstoppen des Projektes in 2010 geführt. Nach Verwerfen dieser Überlegungen seitens des Terminalbetreibers wurde Mitte 2010 der Antrag auf Planfeststellung gestellt. Seit November 2011 liegt der rechtskräftige Planfeststellungsbeschluss vor. Der Bau ist von 2013 bis 2016 vorgesehen.

3 Fazit

[3] O.V.: Ingenieurbüro Grassl GmbH, Hamburg. Im Auftrag der HPA [4] Foto Hr. Kühl: Betriebsleiter Silo P. Kruse, Hamburg [5] O.V.: INGE LSV, Ingenieurgemeinschaft Leonhardt, Andrä und Partner; Sellhorn Ingenieurgesellschaft; Ingenieurbüro Vössing. Im Auftrag von HPA [6] O.V.: Hamburger Hafen und Logistik AG, HHLA Container Terminal Burchardkai GmbH, Hamburg

Die Investitionen in diese Projekte sind ein Garant für die Zukunftsfähigkeit des Hamburger Hafens. Davon profitiert nicht nur der Hamburger Hafen und die Metropolregion, sondern Deutschland insgesamt. Auch über die Grenzen Deutschlands hinaus ist der Hafen aufgrund seiner geografischen Lage als Wirtschaftsfaktor nicht wegzudenken und fest in die internationalen Warenströme einer zunehmend globalisierten Weltwirtschaft eingebunden. Literatur [1] O.V.: Charts zur Halbjahrespressekonferenz 2011. Internet: http://www.hafen-hamburg.de/content/charts-zur-halbjahrespressekonferenz-2011 [2] O.V.: Folien-/Fotoarchiv, Hamburg Port Authority (HPA) AöR, Unternehmensbereich Entwicklungsvorhaben, Publikationen – Datenblatt Burchardkai, Stand Juni 2010

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Dipl.-Ing. Jan Schüller jan.schueller@hpa.hamburg.de

Dipl.-Ing. Karlheinz Pröpping karlheinz.proepping@hpa.hamburg.de

Hamburg Port Authority AöR Neuer Wandrahm 4 20457 Hamburg

Fachthemen Ulrich Jäppelt Frank Schnabel Norbert Carstensen

DOI: 10.1002/best.201210005

Hafenkonzepte für die Offshore-Windindustrie Anforderungen an Offshore-Häfen Vor der Nordseeküste Schleswig-Holsteins sind zurzeit sieben Windparks mit 735 Windenergieanlagen in der ersten Baustufe genehmigt. Weitere vier Parks mit zusätzlichen 219 Anlagen sind im Genehmigungsverfahren. Die hierdurch entstehenden logistischen Herausforderungen haben Auswirkungen insbesondere auf die Hafeninfrastrukturen an den Produktions- und Endmontagestandorten der Offshore-Industrie, die für die Errichtung der Windparks in Betracht kommen. Kajen, Montage- und Lagerflächen müssen den hohen Anforderungen der Offshore-Industrie nach Flächengrößen, Gewichten und Ausrüstung genügen. Im vorliegenden Beitrag wird die Zusammenarbeit der Hafenstandorte Büsum, Brunsbüttel, Dagebüll, Helgoland, Husum, Osterrönfeld, Wyk/Föhr sowie Hörnum und List im Hinblick auf die OffshoreLogistik vorgestellt. Ferner wird am Beispiel des Standortes Helgoland gezeigt, wie vorhandene Hafenanlagen ausgebaut und umstrukturiert werden können, um den Anforderungen an einen Reaktionshafen gerecht zu werden. Port Concepts for the Offshore Wind Industry Offshore Ports Requirements Off Schleswig-Holstein’s North Sea coast, seven wind farms comprising 735 wind turbines have so far been approved for the first phase. For a further four farms comprising 219 more turbines, approval procedures are in progress. The logistic challenges arising from these plans especially affect the port infrastructure of the offshore industry’s production and assembly sites that are to be considered for erection of the wind farms. Quays as well as assembly and storage areas need to meet the offshore industry’s high demands concerning areas, weights and equipment. This article illustrates the cooperation with regard to logistics for the offshore industry between the port sites of Büsum, Brunsbüttel, Dagebüll, Heligoland, Husum, Osterrönfeld near Rendsburg, Wyk auf Föhr, and finally Hörnum and List, both on the Isle of Sylt. Furthermore, the example of Heligoland is used to illustrate how existing port facilities can be extended, upgraded and restructured to meet service port requirements.

1 Einführung In den kommenden Jahren wird die Errichtung von Offshore-Windenergie-Anlagen (OWEA) eine der treibenden Kräfte der Windbranche in Deutschland werden. Bis zum Jahr 2015 sollen ca. 3,6 GW installierte Leistung in den Betrieb gehen. Alleine in der deutschen Nordsee sind derzeit 22 Offshore-Windparks mit über 1.500 Windkraftanlagen genehmigt, die bis voraussichtlich 2020 realisiert werden. Davon sind sieben vor der Küste Schleswig-Hol-

steins angesiedelt, vier weitere befinden sich im Genehmigungsverfahren. Die Lage der geplanten Windparks ist Bild 1 zu entnehmen. Die damit verbundenen Investitionen in Infrastruktur und Technik werden über 1 Mrd. Euro pro errichtetem Windpark betragen. Zusätzlich sind weitere, erhebliche Wertschöpfungseffekte durch den Betrieb der Windparks zu erwarten, insbesondere im Zuge von Service- und Wartungsaktivitäten während der Betriebsphase. Als wichtiges Glied in der Logistikkette müssen sich auch die Häfen auf diese Entwicklungen einstellen, um die spezifischen Anforderungen der Branche zu erfüllen. In Schleswig-Holstein haben sich 2010 neun Häfen zur „Hafenkooperation Offshore-Häfen Nordsee SH“ zusammengeschlossen (Bild 2), um die Windenergiewirtschaft im der Küste vorgelagerten Bereich der Nordsee zu unterstützen. Mit dieser Kooperation sollen die Potenziale des Bundeslandes Schleswig-Holstein mit seinen Hafenstandorten für die Windparks in der Nordsee gebündelt werden [2]. In [2] und [3] wurde hierfür ein Hafenkonzept erarbeitet, darin wurden u. a. die Anforderungen an OffshoreHäfen analysiert. Generell ist zwischen drei Hauptfunktionen von Offshore-Häfen zu unterscheiden: 1. Basishäfen (Häfen für die Montage und Großkomponentenfertigung), 2. Versorgungshäfen (Servicehäfen) und 3. Reaktionshäfen (Servicehäfen).

2 Basishäfen Basis- bzw. Installationshäfen dienen der Produktion, der Montage und der Verschiffung von Offshore-Windkraftanlagen sowie von Offshore-Großkomponenten. Bisherige Praxisbeispiele aus dem Ausland, wie z. B. der Bau der Thornton Bank Offshore Wind Farm vor der belgischen Küste, die auf an Land vorgefertigten Schwerkraftfundamenten gegründet wurde, verdeutlichen, dass die Branche spezielle Anforderungen bezüglich der Schwerlastfähigkeit, der Flächenpotenziale und der Kajennähe stellt. Für das Zwischen- oder Endmontieren (Assembling) von Offshore-Windkraftanlagen besteht ein erheblicher, zumeist temporärer Flächenbedarf für Lagerung und Montage. Daneben zeichnen sich Assembling-Standorte durch kurze Logistikwege sowie eine spezielle schwerlastbeständige Hafeninfrastruktur einschließlich Verladeequipment und

U. Jäppelt/F. Schnabel/N. Carstensen · Hafenkonzepte für die Offshore-Windindustrie

Bild 1. Offshore-Windparks in der Nordsee [1] Fig. 1. Offshore wind farms in the North Sea

Bild 2. Häfen für den Umschlag von Offshore-WindenergieAnlagen (OWEA) in Schleswig-Holstein [2] Fig. 2. Ports for the handling of offshore wind turbines in Schleswig-Holstein, Germany

Zuwegung aus, um die schnelle Montage und die Verschiffung einzelner Komponenten zu gewährleisten.

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Allein für die Errichtung eines Offshore-Windparks werden zwischen 13 und 15 ha Umschlags- und Lagerflächen benötigt. Es ist jedoch absehbar, dass auch in Schleswig-Holstein mehrere Projekte pro Jahr zur Errichtung kommen. Wird z. B. von der durchaus realistischen parallelen Realisierung von drei Offshore-Windparks mit insgesamt 240 Anlagen ausgegangen, ergibt sich ein Bedarf von immerhin ca. 48 ha an Umschlags- und Montageflächen. Allerdings handelt es sich für jeden einzelnen Windpark um eine temporäre Nutzung. Eine entsprechende Assembling-Fläche kann somit mehreren, zeitlich aufeinander folgenden Windparks als Konsolidierungspunkt dienen und darüber hinaus Zusatzfunktionen übernehmen, wie z. B. die längerfristige Lagerung von Komponenten und eine Ersatzteilvorhaltung. Da es sich bei der Montage um temporäre Hafennutzungen handelt, ist eine Kombination mit einer Produktion für Großkomponenten anzustreben, für die ebenfalls ein erheblicher Bedarf abgeleitet werden kann. Die Großkomponentenfertigung benötigt neben dem Produktionsareal auch Lagerflächen sowie für die Schwerlasten ausgelegte Verschiffungsmöglichkeiten (Bild 3). Durch die relativ wenigen Hafenstandorte, die derzeit den Ansprüchen der Branche genügen, ergibt sich hieraus die Notwendigkeit, weitere Häfen an der Nordseeküste entsprechend auszubauen. Dabei sind u. a. folgende Anforderungen zu berücksichtigen:

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Bild 3. Umschlag von Rotorblättern im Basishafen Fig. 3. Transshipment of rotor blades in the Base Port

Bild 4. Neuer-Hafen-Kiel-Canal (NHKC) Fig. 4. Neuer-Hafen-Kiel-Canal (NHKC)

1. Die Kailänge muss mindestens 400 m betragen, um zwei Errichterschiffe gleichzeitig abfertigen zu können. Es sollte eine Wassertiefe im Hafenbecken von mind. 8 m (tideunabhängig) nicht unterschritten werden. Der moderne Schwerlastumschlag bedingt, dass auch Schwergutschiffe mit schiffsseitigen Verladesystemen sowie Jack-up-Schiffe bedient werden können. 2. Entlang der Kaimauer ist ein mind. 70 m breiter Flächenstreifen für die Verladung von Großkomponenten und für den Einsatz von mobilem und schwerlastfähigem Equipment für den Umschlag, wie z. B. Schwerlastkräne und Mobilkräne, vorzusehen. Kaikonstruktion und Schwerlastflächen sind für eine Flächenlast von mind. 20 t/m2 auszulegen. 3. Unmittelbar hinter der Kaiumschlagfläche sind schwerlastgeeignete Lager- und Montageflächen in ausreichender Größe zu schaffen. Für eine reibungslose Versorgung der Offshore-Baustellen im zur Verfügung stehenden, wetterbedingt eingeschränkten Bauzeitfenster ist die Lagerung einer entsprechenden Zahl von Komponenten erforderlich, um die kontinuierliche Versorgung der auf See arbeitenden Errichterschiffe zu gewährleisten. Bei der Flächenkapazität ist folglich einzuplanen, dass die Witterungsbedingungen starken Einfluss auf die Bauarbeiten auf See nehmen und somit eine ausreichende Pufferfläche vorgehalten werden muss. 4. Auf einem Offshore-Terminal ist für kurze Verkehrswege zwischen den einzelnen Funktionsbereichen zu sorgen. Die terminalinternen Verkehrswege sind für den Betrieb von Schwerlast-Flurförderzeugen, z. B. Modultransporter (SPMT) auszulegen. Die Terminalflächen sind möglichst horizontal anzulegen, die Flächenbefestigungen für Schwerlastverkehr auszulegen und die Breite sowie die Kurvenradien der Verkehrswege sind für die Befahrbarkeit mit Schwerlast-Flurförderzeugen zu bemessen. 5. Es sind leistungsfähige und schwerlastbeständige Straßenanbindungen an das Fernstraßennetz zu schaffen. Anbindungen an das Schienennetz sind von Vorteil. 6. Ferner sind Flächen für die Errichtung von Verwaltungs- und Mannschaftsgebäuden vorzuhalten.

7. Ein Offshore-Terminal ist grundsätzlich jederzeit in Betrieb (24 Stunden an jedem Kalendertag). Dies garantiert die ständige Erreichbarkeit für Transport- und Installationsschiffe und ermöglicht weitgehend uneingeschränkte Montage- und Produktionsaktivitäten in den Offshore-Häfen, selbstverständlich unter Einhaltung der behördlich festgelegten Immissionsrichtwerte für Lärm. 8. Ferner ist die Verfügbarkeit von Fachkräften in der Region von großer Bedeutung. Ein Offshore-Terminal führt mit im Schwergutsegment erfahrenen Mitarbeitern die gesamte Dienstleistung vom Löschen der Schiffsanlieferungen, der Einlagerung, dem Transport im Terminal zwischen den Funktionsbereichen, der Verladung auf die Errichterschiffe bis zur Ladungssicherung durch. Unter Berücksichtigung der o. g. Kriterien eignen sich in Schleswig-Holstein die Häfen in Brunsbüttel und der Neue-Hafen-Kiel-Canal (NHKC) in Osterrönfeld bei Rendsburg als Basishäfen (Bild 4). Während der Hafen in Osterrönfeld bereits entsprechend ausgebaut ist, müsste die Infrastruktur in Brunsbüttel allerdings noch angepasst werden. Die Landesregierung Schleswig-Holsteins plant zurzeit die Errichtung einer schwerlastfähigen OffshorePier östlich des bereits bestehenden Elbehafens.

3 Servicehäfen Servicehäfen dienen im Wesentlichen der Versorgung der OWEA mit Ersatzteilen und Betriebsmitteln sowie als Basis zur Durchführung von Wartungsarbeiten während der etwa 20jährigen Betriebsphase. Bei der Versorgung wird zwischen direkten und indirekten Logistikkonzepten unterschieden. Ausschlaggebend ist die Entfernung zwischen dem Offshore-Windpark und einem nächstgelegenen Versorgungshafen. Man spricht von einem direkten Logistikkonzept, wenn kurze Entfernungen zwischen einem Windpark und dem zugeordneten Servicehafen einen schnellen Zugang ermöglichen. Ist dies aufgrund der Entfernungen und der Seebedingungen nicht möglich, müssen indirekte Versorgungskonzepte geplant werden. Hierzu dienen Versorgungsplattformen oder Inselstandorte,

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wie beispielsweise die Hochseeinsel Helgoland, die dann als Versorgungsstützpunkte (Hubs) dienen. Am Hub werden lediglich Betriebsmittel, Werkzeuge und kleine Komponenten vorgehalten. Die Versorgung der Hubs wird wiederum über Versorgungshäfen an der Küste sichergestellt. Von den Hubs müssen spontane und kurzfristige Reparaturen erledigt werden können, deshalb werden diese auch als Reaktionspunkte bezeichnet, oder im Falle von Hafenstandorten als Reaktionshäfen, die eine geringe Entfernung zum Windpark aufweisen. Versorgungshäfen dienen der Versorgung der Hubs und teilweise auch der Windparks selbst. Als Versorgungsstandorte kommen zumeist Häfen an der Festlandküste mit geringer Entfernung zum Windpark in Frage.

3.1 Reaktionshäfen

Für Reaktionshäfen lassen sich folgende Standortanforderungen definieren: 1. Der zu versorgende Offshore-Windpark muss in maximal zwei Stunden Fahrzeit auf See erreichbar sein. Das entspricht einer Entfernung von etwa 30 Seemeilen bei einer mittleren angenommenen Geschwindigkeit von 15 Knoten. 2. Liegeplätze mit einer Länge von etwa 80 m bei einer möglichst tideunabhängigen Wassertiefe von mind. 3,50 m. 3. Verfügbarkeit von mind. 2.000 m2 Gesamtfläche für die Lagerung von Kleinteilen. 4. Verfügbarkeit von kainahen Hallen- und Büroflächen mit ca. 500 m2 Gesamtfläche. 5. Unterkünfte für 15 bis 20 Mitarbeiter (Hafenarbeiter, Monteure).

Ein entsprechender Hafen kann während der Installationsphase beispielsweise auch als Standort für die Bauleitung und als Schulungszentrum für das Servicepersonal dienen. Ausschlusskriterien für die Eignung eines Hafenstandortes als Reaktionshafen sind vor allem die Wassertiefe (tideunabhängige Erreichbarkeit muss gewährleistet sein) und die Entfernung zum Windpark (Fahrzeit in weniger als zwei Stunden für den Reaktionsfall). Anstelle eines Hafens muss in der Regel bei den weiter entfernt liegenden Windparks eine Serviceplattform im Windpark selbst aufgestellt werden, von der aus die Reparaturen kurzfristig ausgeführt werden können. Diese wird ebenso wie der Reaktionshafen über einen Versorgungshafen bedient.

ständige Erreichbarkeit wegen der Möglichkeit, Transporte zu planen, jedoch nicht entscheidend, sodass auch tideabhängige Häfen bei entsprechender Planung in Frage kommen. Es sollten eine Lagerfläche von mind. 2.000 m2 und Lagerhallen von ca. 500 m2 verfügbar sein. Kapazitäten für Besucher-, Büro- und Sozialräume sind darüber hinaus von Vorteil. Eine unmittelbare Nähe zur Kaikante ist nicht zwingend notwendig, aber vorteilhaft. Versorgungshäfen müssen zwecks regelmäßiger Anlieferungen über gut ausgebaute landseitige Anbindungen an das Straßen- und ggf. Schienennetz verfügen. Für Schnelleinsätze sind geringe Entfernungen zu Flughäfen bzw. Hubschrauberlandeplätzen optimal. Das Vorhandensein regionaler Zulieferer ist von Vorteil. Versorgungshäfen sollten grundsätzlich zu einem Ausbildungsstandort für Techniker ausgebaut werden können. Die Inbetriebnahme sollte möglichst vor oder in der Installationsphase der OWEA stattfinden.

Wenn zusätzliche Kajen sowie Lagerflächen für den Bereich Service und Wartung geschaffen werden, kommt auch eine kombinierte Nutzung mit der Produktion und Verschiffung von kleinen und mittleren Komponenten für Offshore- und Onshore-Windkraftanlagen in Betracht.

4 Potenzial der Nordseehäfen in SH für die OffshoreWindindustrie Um den Anforderungen als Installations- und Servicestandort gerecht zu werden, haben die Häfen Brunsbüttel, Büsum, Dagebüll, Helgoland, Husum, Osterrönfeld bei Rendsburg, Wyk/Föhr, sowie die Sylter Häfen Hörnum und List eine Zusammenarbeit vereinbart. Die „Hafenkooperation Offshore-Häfen Nordsee SH“ dient der Vernetzung der Hafenstandorte mit dem Schwerpunkt Produktions-, Logistik- und Service-Häfen für OffshoreWindparks [2]. Aufgrund der Vielfältigkeit der schleswigholsteinischen Häfen können gemeinsam alle zuvor beschriebenen Anforderungen an die Installation und Versorgung der Offshore-Windparks erfüllt werden. Die

3.2 Versorgungshäfen Ein Versorgungshafen übernimmt wie der zuvor beschriebene Reaktionshafen auch die Zwischenlagerung von Ersatzteilen und Betriebsmitteln sowie deren Weiterleitung in den Windpark bzw. zum Reaktionspunkt. Von hier aus werden zudem Personal, Versorgungsgüter und Werkzeug auf die Plattformen oder sonstigen Hubs gebracht. Ein Versorgungshafen für den Offshore-Windkraftbereich sollte folgende Anforderungen erfüllen: 1. Liegeplätze mit einer Länge von etwa 80 bis 100 m bei einer möglichst tideunabhängigen Wassertiefe von mind. 3,50 m. Im Gegensatz zu Reaktionshäfen ist eine

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Bild 5. Vorhafen Helgoland, in gelb: geplanter Reaktionshafen an der Südkaje Fig. 5. Outer harbour of Heligoland, yellow: projected service port at the South Quay

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Liegeplatz des WSA, in Abstimmung mit WSA zeitweise nutzbar

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Nutzungseinschränkung auf 10m Breite, max. zul. Flächenlast 35 kN/m² Vertiefung, planmäßige Hafensohle -4.00m SKN/LAT

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Aufstellfläche Mobilkran

Herstellung Unterwasserböschung

Flächenauffüllung

Bestand Trockendock

Peiltiefe -5.0m SKN / LAT

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Sportboottankstelle

Hafenkooperation stellt somit sicher, dass für jeden einzelnen Windpark maßgeschneiderte Logistiklösungen möglich sind, die den gesamten Lebenszyklus (ca. 20 Jahre) des jeweiligen Offshore-Windparks umfassen [2]. Das Hafenkonzept [2] zeigt zudem beispielhaft Vernetzungsmöglichkeiten auf. Zwei Vernetzungsvarianten legen dabei den Fokus auf den Serviceaspekt. Die Windparks des „Helgoland-Clusters“ (Amrumbank West, Meerwind Süd/Ost, Nordsee Ost) können durch die Vernetzung der Häfen Büsum, Husum, Helgoland und Brunsbüttel dauerhaft bedient werden. Helgoland ist hierbei der Reaktionshafen für Wartungs- und Reparaturarbeiten. Auch kurzfristige und ungeplante Einsätze sind aufgrund der geringen Entfernung zu den Windparks realisierbar. Über die Häfen auf dem Festland kann Helgoland u. a. mit Komponenten, Materialien und Personal versorgt werden [3]. Auf die zurzeit in Planung befindlichen Ausbaumaßnahmen im südlichen Vorhafen von Helgoland (Bilder 5 und 6) wird im Abschn. 5 eingegangen. Die Versorgung des „Sylt-Clusters“ (Butendiek, DanTysk, Sandbank 24, Nördlicher Grund) kann nach einem ähnlichen Prinzip erfolgen. Als Reaktionshäfen mit kurzen Anfahrtswegen zu den Windparks können die Sylter Häfen Hörnum und List fungieren. Die notwendigen Komponenten und Materialien, welche stets vorrätig in den Reaktionshäfen zur Verfügung stehen müssen, können über die Versorgungshäfen Dagebüll und Husum bezogen werden. Ein drittes Szenario fokussiert sich auf die Installation der Offshore-Windparks. Die beiden schwerlastfähigen Hafenstandorte, Brunsbüttel und der Neue-HafenKiel-Canal (NHKC) in Osterrönfeld bei Rendsburg kön-

Bild 6. Ausbau der Südkaje im Vorhafen von Helgoland, Vollausbau (WTM Engineers) Fig. 6. Extension of the south quay in the outer harbour of Heligoland, final stage (WTM Engineers)

nen mit einem Shuttle verbunden werden. Lange Transportwege über die Straße werden so vermieden. Der NHKC bietet zudem mit seinem Gewerbegebiet und dem Schwerlasthafen optimale Bedingungen zur Produktion von Windkraftanlagen. Die Komponenten könnten per Shuttle nach Brunsbüttel befördert werden, wo dann eine Zwischenlagerung und die Vormontage stattfinden, bevor sie „just-in-time“ zu den Windparks verschifft werden. Brunsbüttel würde hierbei eine „Hub-Funktion“ einnehmen. Vor der Nordseeküste Schleswig-Holsteins sind bereits sieben Offshore-Windparks genehmigt. Eine Marktanalyse hat gezeigt, dass die logistischen Anforderungen dieser sieben Windparks zur Errichtung, Versorgung und Wartung zum Teil stark variieren, obwohl die Windparks nahe beieinander liegen [3]. Die Gründe hierfür liegen in den voneinander abweichenden Turbinen- und Fundamenttypen und in unterschiedlichen Anforderungen der Windparkbetreiber. Für jeden der sieben Windparks wurde ein eigenes individuelles maritimes Logistikkonzept entwickelt [3]. Die Logistikkonzepte zeigen detailliert auf, über welche Hafenstandorte sowohl die Errichtung als auch die Versorgung und Wartung des jeweiligen Windparks am sinnvollsten ist. Dabei werden auch Vernetzungen unter den Hafenstandorten berücksichtigt.

5 Ausbau des Hafens Helgoland zum Offshore-Servicehafen Eine der ersten Maßnahmen zur Umsetzung des Hafenkonzeptes für die Offshore-Windindustrie in SchleswigHolstein ist der Ausbau des Südhafens von Helgoland zu

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einem Service- und Wartungshafen. Dazu sollen auf einer Fläche von rund 10.000 m2 insgesamt drei Servicegebäude mit Werk- und Lagerhallen sowie Liegeplätze für Service-Schiffe entstehen. Es ist vorgesehen, dass von der Hochseeinsel aus zukünftig drei Offshore-Windparks betrieben und gewartet werden. Neben dem Projekt Nordsee Ost (295 MW) von RWE Innogy sind das Amrumbank West (ca. 300 MW) von E.ON und das Projekt Meerwind Süd/Ost (mit zusammen 288 MW) des US-Finanzinvestors Blackstone. Alle drei Windparks liegen zwischen 25 und 35 Kilometer vor Helgoland entfernt. Die für einen Offshore-Servicehafen nötigen Liegeplätze und Hafenflächen müssen noch geschaffen werden. Die Gemeinde Helgoland beabsichtigt daher, die Hafenanlagen im Vorhafen sowie die angrenzenden Hafenflächen für die Ansiedlung von Versorgungsstationen der Offshore-Windpark-Betreiber (OWB) sowie zur Sicherstellung des gemeindeeigenen Umschlagbetriebes herzurichten [4]. Hierfür sind neben der verkehrlichen Erschließung des Hafengebietes durch die Gemeinde Helgoland auch die Instandsetzung der Südkaje sowie die Baufreimachung der Flächen erforderlich. Ein möglicher Vollausbau des Vorhafens ist in Bild 6 dargestellt. Danach sind folgende bauliche Maßnahmen von der Hafenprojektgesellschaft Helgoland (HGH) auf dem Südhafengelände vorgesehen: 1. Instandsetzung der Südkaje (195 m nutzbare Länge) und Herstellung einer Schüttsteinböschung (45 m). 2. Neubau einer ca. 110 m langen Erschließungsstraße (Planstraße B). 3. Neubau einer Stegkonstruktion (Süddamm) im westlichen Vorhafen in Stahl- und Stahlbetonbauweise mit Schiffsliegeplätzen an Schwimmpontons und Vertiefung der Hafensohle auf SKN/LAT –4,0 m in Teilen des Vorhafens (im 2. Bauabschnitt). 4. Baufreimachung von Bau- und Pachtflächen. Die planmäßige Hafensohle liegt auf SKN/LAT –4,0 m. Damit ist eine tideunabhängige Wassertiefe > 4,0 m garantiert. Die Wassertiefe ist damit für die Versorgungsschiffe ausreichend. Die Umschlagfläche hinter der Südkaje wird auf ca. 15,0 m Breite für den Umschlag von Fracht- und Schüttgütern und für die Versorgung mit Schiffsbetriebsstoffen hergerichtet. Die Flächenbefestigung wird für eine planmäßige Verkehrslast von 3,5 t/m2 ausgelegt. Im Bereich des südlichen Vorhafens kann Helgoland nach erfolgter Instandsetzung der Südkaje ausreichende Flächen für die Ansiedlung von Unternehmen der Windindustrie anbieten. Landseitig der Südkaje sollen insgesamt ca. 50.000 m2 Hafenfläche zeitnah erschlossen werden. Die Südkaje wird voraussichtlich bereits im Mai 2013 fertig gestellt sein. Mit der Ausrichtung des Vorhafens als Service- und Wartungshafen und den angrenzenden Logistikflächen für OWB würde sich die Insel langfristig ein weiteres wirtschaftliches Standbein erschließen. Wenn die entsprechenden Pläne umgesetzt werden, wäre Helgoland die erste Insel in der deutschen Nordsee, die vom Ausbau der Offshore-Windkraft profitieren würde. Helgoland hätte als erster Offshore-Servicehafen in Insellage Modellcharakter für viele weitere derzeit in deutschen Gewässern entwickelte Windparks.

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6 Ausblick Neben der schrittweisen Umsetzung der geplanten Maßnahmen für den Ausbau des südlichen Vorhafens von Helgoland zu einem Offshore-Servicehafen wird zurzeit die logistische Vernetzung der Hafenstandorte an der Schleswig-Holsteinischen Nordseeküste zugunsten der OffshoreWindindustrie weiterentwickelt. Ein Schwerpunkt liegt in diesem Zusammenhang auf der Umsetzung eines „Offshore-Shuttle Schleswig-Holstein“, der den Transport der Offshore-Komponenten zwischen den einzelnen Hafenstandorten ermöglichen soll. Die Machbarkeit wird in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht untersucht. Erste Ergebnisse dieser Untersuchungen werden Anfang 2012 erwartet. Literatur [1] Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie/OnlinePortal. [2] Hafenkonzept Offshore-Häfen Nordsee SH der Hafenkooperation Offshore-Häfen Nordsee SH, 2011. [3] Konkretisierung des Hafenkonzeptes Offshore-Häfen Nordsee SH, Endbericht Juni 2011, erstellt von UNICONSULT Universal Transport Consulting GmbH, Hamburg, im Auftrag der Brunsbüttel Ports GmbH. [4] Hafenerweiterung Helgoland – Sanierung Südkaje (Vorhafen), Entwurfsplanung, Erläuterungsbericht Oktober 2011, erstellt von WTM Engineers GmbH, Hamburg, im Auftrag der HGH Hafenprojektgesellschaft Helgoland mbH.

Kontaktadressen der Hafenkooperation Offshore-Häfen Nordsee SH: Die Hafenkooperation ist auch im Internet erreichbar. Auf der eigenen Homepage werden Informationen, Kontaktdaten und Download-Materialien zur Verfügung gestellt. Die Internetseite ist unter www.offshore-haefen-sh.de sowie www.offshore-sh.de aufrufbar.

Dr.-Ing. Ulrich Jäppelt info@wtm-hh.de

Dipl.-Ing. Norbert Carstensen info@wtm-hh.de WTM Engineers GmbH Ballindamm 17 20095 Hamburg

Frank Schnabel Brunsbüttel Ports GmbH Elbehafen 25541 Brunsbüttel bp@schrammgroup.de

Fachthemen Karl Morgen

DOI: 10.1002/best.201210001

Fugenlose Kaimauern am Beispiel Bremerhaven und am neuen deutschen Tiefwasserhafen in Wilhelmshaven Am Container-Terminal Bremerhaven, der zu den größten Container-Umschlagsanlagen in Europa gehört, wurde Anfang 2003 der Bauabschnitt CT 3a mit einer Länge von 340 m als erstes fugenloses Kajenbauwerk in Betrieb genommen und mit Bauabschnitt CT 4 mit einer Gesamtlänge von 1680 m in fugenloser Bauweise fortgeführt. Vor dem Hintergrund der dabei gewonnenen guten Erfahrungen wurde das Kajenbauwerk des neuen Tiefwasserhafens Wilhelmshaven mit einer Gesamtlänge von 1720 m von 2009 bis 2011 fugenlos errichtet. Es werden Hinweise zur Betontechnologie, zur konstruktiven Durchbildung, zur Beschränkung der Rissbreite und zur Umsetzung auf der Baustelle gegeben. Jointless quay walls – case studies of Bremerhaven’s container terminal and Wilhelmshaven’s new German deep-water port The construction stage CT 3a of Bremerhaven’s container terminal, one of Europe’s largest container handling facilities, was a jointless quay structure 340 m in length which started operation in early 2003 and was extended by a further 1,680 m of jointless quay structure in construction stage CT 4. On the basis of positive experiences from this project, the quay structure for the new deep-water port at Wilhelmshavenmeasuring 1,720 m in length and constructed between 2009 and 2011 – was also designed and built as a jointless structure. This article features information on concrete technology, structural detailing, crack width control, and on-site implementation.

1 Einleitung Im Wasserbau werden bekanntlich sehr hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Bauwerke

gestellt, insbesondere wenn diese Bestandteil des Küstenund Hochwasserschutzes sind. Ähnliche Anforderungen sind auch von Bauwerken an Umschlagplätzen zu erfüllen. Beim Container-Terminal Bremerhaven wurden die bis 1997 gebauten Abschnitte CT 1, CT 2 und CT 3, die zusammen eine Länge von ca. 2.850 m haben, im Abstand von 63 m (CT 1 und CT 2) bzw. 70 m (CT 3) durch Fugen unterteilt (Bild 1). Die Containerkaje ist bekannt durch die integrierte Wellenkammer, die erforderlich wurde, weil die Kaje zum einen gleichzeitig Hochwasserschutzlinie bei einer nach Nordwesten weitgehend ungeschützten Lage ist, zum anderen Wellenüberschlag auf die Kaje vermieden werden muss, um einen reibungslosen Umschlag zu gewährleisten (Bild 2), [1]. Die bauliche Durchbildung, die Ausführung und die Abdichtung der Fugen waren technisch außerordentlich kompliziert. Die Fugen stellen seit der Herstellung Schwachpunkte in der Konstruktion dar, weil sie ständig aufwendig instand gehalten werden müssen. Dauerelastische Fugenmaterialien erweisen sich unter den vorhandenen Umweltbedingungen als weitgehend ungeeignet. Auch fehlerhafte Ausführungen der konstruktiv aufwendigen Fugen und Materialermüdung können Ursachen für Schäden sein (Bild 3). Weitere Nachteile an Fugen ergeben sich bei der Überführung der extrem hoch belasteten Kranschienen für die Containerbrücken. Hier sind stählerne Koppelträger von rd. 2 m Länge eingebaut, die die hohen Lasten der Brücken als Einfeldträger in die benachbarten Überbaublöcke ableiten. Auch diese Koppelträger erfordern wegen des Korrosionsangriffes regelmäßige und aufwendige Wartung.

Bild 1. Übersicht Container-Terminal Bremerhaven Fig. 1. Overview of Bremerhaven container terminal

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Bild 2. Querschnitt Containerkaje Fig. 2. Cross section of container quay

Bild 3. Schadhafte Fugen beim CT 3 Fig. 3. Defective joints at the CT 3

Ähnlich negative Erfahrungen liegen auch aus anderen Bereichen des konstruktiven Wasserbaus vor. [2]

2 Übergang zur fugenlosen Bauweise Vor dem Hintergrund der positiven Erfahrungen im Hochbau [3, 4], den zum Teil aus Gründen der Baubarkeit entstandenen monolithischen Ausführungen von Schleusensohlen [5] und Wehranlagen [6] sowie langjährigen Erfahrungen im Hause WTM mit fugenlosen Bauwerken sowohl im Hochbau mit Gebäudelängen bis 230 m als auch im Tiefbau bei mehreren Trockendocks mit fugenlosen Sohlen mit Abmessungen von bis zu 65 m × 420 m beauf-

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tragte der Bauherr bremenports im Jahre 2001 das Ingenieurbüro WTM mit einer gutachterlichen Stellungnahme zur fugenlosen Ausbildung der Erweiterung des Kajenbauwerks um den Abschnitt CT 3a (Bild 1), [7]. Bereits 1996 hatte bremenports beim fugenlosen, 695 m langen landseitigen Kranbahnbalken für CT 3 eigene positive Erfahrungen gesammelt. Auch die Hamburg Port Authority (früher Strom- und Hafenbau) hat beim Neubau eines Liegeplatzes am Burchardkai im Jahre 1998/1999 einen 360 m langen, fugenlosen Kranbahnbalken ausgeführt [8]. Die dortigen Erfahrungen haben sich in den zusätzlichen technischen Vorschriften des Hauses niedergeschlagen [9].

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3 Monolithische Bauweise der Kajenbauwerke CT 3a und CT 4 in Bremerhaven Nach Auswertung von Literatur, numerischen Berechnungen, Rissbreitennachweisen und umfangreichen Hinweisen zu Betontechnologie, Betoneinbau und Nachbehandlung bestätigt das Gutachten [7] die Machbarkeit des monolithischen Überbaus für CT 3a mit einer Gesamtlänge von 340 m. Oberstes Ziel war dabei die Erstellung eines robusten und dauerhaften Bauwerks an exponierter Stelle. Es unterliegt starken Beanspruchungen infolge von Meerwasser- und Witterungseinflüssen sowie mechanischen Beanspruchungen infolge von Schiffsanlegemanövern und Umschlagarbeiten. Ebenso muss mit einer Beaufschlagung der Betonoberflächen mit Taumitteln und mechanischer Beanspruchung aus dem Verkehr auf der Kaje gerechnet werden. Die erforderlichen Maßnahmen und Vorgaben für die Ausführung werden nachfolgend detailliert beschrieben. Messungen am fertigen Bauwerk der im Jahr 2003 in Betrieb genommenen Kaje CT 3a [10] bestätigten die Rechenannahmen und konnten somit auf CT 4 übertragen werden. Mit diesem Kaiabschnitt wurde erstmalig auf der Welt ein 1680 m langer monolithischer Kaimauerüberbau realisiert und Ende 2008 an den Bauherrn übergeben.

4 Grundlagen der fugenlosen Ausführung von Kajenüberbauten in Seehäfen 4.1 Betontechnologie Aus den Umgebungsbedingungen der direkten Lage an der offenen See, der Nutzung für Umschlagbetrieb, der Sicherstellung einer guten Verarbeitbarkeit und der monolithischen Bauweise ergeben sich folgende Anforderungen an den Beton: – Festigkeitsklasse C30/37 – Feuchtigkeitsklasse WA gem. Alkalirichtlinie – Expositionsklassen nach EAU [13] – ggf. zusätzliche Anforderungen an den Kajenkopf; z. B. XD3, XF4, XM2 – hoher Chlorideindringwiderstand – Minimierung des Schwindens – Vermeidung von Überfestigkeiten – Konsistenz F2 bis F3, ausreichende Pumpbarkeit – ausreichende Verarbeitungszeit – niedrige Wärmeentwicklung – jahreszeitliche Anpassung (Sommer- und Winterrezeptur) Im Rahmen der Abstimmungen zum Entwurf der Betonzusammensetzungen wurde insbesondere aufgrund der Anforderungen an die Wärmeentwicklung und des erforderlichen hohen Chlorideindringwiderstands die Verwendung eines CEM III mit bekannter günstiger Wärmeentwicklung für alle Regelbauteile festgelegt. Außerdem wurden eine Reduzierung des Zementgehalts und die Verwendung von Flugasche und deren Anrechnung auf den w/z-Wert vorgesehen. Neben der Minimierung der Wärmeentwicklung wird durch die Kombination von Zement und Flugasche eine weitergehende Verbesserung des Chlorideindringwiderstands erzielt [11]. Die Anrechnung der Flugasche auf den w/z-Wert mit dem Faktor 0,4 wurde hier aufgrund positiver Erfahrun-

gen aus den vorhergehenden Bauabschnitten beim Container-Terminal Bremerhaven und bei weiteren Stahlbetonbauwerken im Küstenbereich mit ähnlichen Beanspruchungen durch Meerwasser und Frost vorgenommen. Diese Erfahrungen wurden auch durch neuere Untersuchungen bestätigt und mittlerweile in die Normung übernommen [12]. Für die Kajenoberseite wurde aufgrund des planmäßigen Einsatzes von Tausalzen im Winterdienst ein LPBeton unter Verwendung von CEM I vorgesehen. Zusammenfassend wurden in enger Abstimmung mit den Bauherrn und den bauausführenden Unternehmen folgende Festlegungen getroffen: – Einsatz eines CEM III für alle Regelbauteile als Konstruktionsbeton – Verwendung von LP-Beton (CEM I) an der Oberfläche des Kajenkopfes – Einsatz von Zuschlägen mit geringer Wärmedehnzahl – Maximale Einbautemperatur 22 °C – Minimale Einbautemperatur 10 °C – Maximale Temperatur während des Abbindens 45 °C

4.2 Eignungsprüfungen Für die ausgewählten Betonrezepturen wurden im Alter von 28 Tagen Druckprüfungen durchgeführt. Die Überprüfung der Wassereindringtiefen belegte eine gute Dichtigkeit des Betons. Zusätzlich wurde im Vorfeld der Baumaßnahme die Entwicklung der Frischbetoneigenschaften, insbesondere der Temperaturentwicklung, überprüft. Hierzu wurde ein Bauteilausschnitt im Maßstab 1:1 als Probekörper hergestellt. Der Probekörper hatte die Kantenlängen 80 × 80 × 80 cm und wurde an vier der sechs Seiten mit einer Wärmedämmung versehen, um das angrenzende Bauteil des betrachteten Ausschnitts realistisch im Modell abzubilden (Bild 4).

Bild 4. Probekörper Maßstab 1:1 Fig. 4. Test specimen, scale 1:1

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Bild 5. Temperaturmessungen Probekörper, CT 3a, 80 × 80 × 80 cm Fig. 5. Temperature measurements on test specimen of CT 3a, 80 × 80 × 80 cm

Bild 6. Verlauf der gemessenen Zugund Druckfestigkeiten, CT 3a Fig. 6. Graph of measured tensile and compressive strength curves, CT 3a

Die Temperaturentwicklung während der Hydratation wurde im Inneren sowie an der Ober- und Unterseite des Probekörpers in Bezug auf die Außentemperatur aufgezeichnet (Bild 5). Die Temperaturverläufe in Bild 5 stellten die Grundlage für die Ansteuerung einer Klimatruhe dar, in der Betonproben der vorgesehenen Betonsorte zur Bestimmung der Betoneigenschaften während des Hydratationsprozesses eingelagert wurden. Die Betonproben wurden mit der dargestellten Temperaturkurve beaufschlagt. Die hieraus resultierende Druck- sowie Zugfestigkeit des Betons wurde im Alter von 30, 48, 60 und 72 Stunden bestimmt. Bild 6 zeigt den Verlauf der gemessenen Druck- und Zugfestigkeit.

4.3 Konstruktive Durchbildung Neben Eigengewichts- und Verkehrslasten werden Kajenüberbauten durch Zwangsbeanspruchungen aus abfließender Hydratationswärme, Pfahlsetzungen, Schwinden und klimabedingten Temperaturschwankungen beansprucht. Auf Grundlage von Erfahrungen bei vergleichba-

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ren Bauwerken, den Empfehlungen des Arbeitsausschusses Ufereinfassungen EAU [13] und der ZTV-W LB 215 [14] wird die Einhaltung einer rechnerischen Rissbreite von 0,25 mm empfohlen (wk ≤ 0,25 mm). Weitere Hinweise zum Korrosionsverhalten enthält [15]. Im Vorfeld wurden daher folgende konstruktive Anforderungen gestellt: – Anordnung orthogonaler Bewehrung an den Betonierabschnittsenden zur Kompensation der Temperaturspannungen in den Arbeitsfugen infolge des frisch eingebrachten Betons; ggf. Vorwärmung des alten Betons. – Anordnung erhöhter Querbewehrung (orthogonale Zugumleitung) am Ende eines Betonierabschnittes in einem ca. 6 bis 8 m breiten Streifen. – Festlegung der rechnerischen Rissbreite auf wk = 0,25 mm. – Nach Fertigstellung auf jeden Fall Verpressen der Risse mit einer Rissweite ab w = 0,40 mm. – Vermeidung von Rippenstreckmetall bei der Fugenausbildung; erlaubter Einsatz von geschlossenen Abstellungen mit nachweislicher Übertragung der Schubkräfte und ausreichender Stabilität für Betonierdrücke.

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HRSG.: ARBEITSAUSSCHUSS „ U F E R E I N FA S S U N G E N “ D E R H T G E . V.

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Abb. vorläuﬁg

Q Dieses Handbuch gibt einen vollständigen Überblick über Pfahlsysteme und ihre Anwendungen und Herstellung sowie die Berechnung nach dem neuen Sicherheitskonzept anhand zahlreicher Beispiele für Einzelpfähle, Pfahlroste und -gruppen. Die Empfehlungen gelten als Regeln der Technik. Q Vollständiger Überblick über Pfahlsysteme Q Anwendung, Herstellung und Prüfung Q Bemessung nach Teilsicherheitskonzept HRSG.: DEUTSCHE GESELLSCHAFT Q Vollständig auf EC 7 und DIN 1054:2010 F Ü R G E O T E C H N I K E . V. abgestimmt EA-Pfähle Q Zahlreiche Beispiele Empfehlungen des Q Empfehlung mit Normencharakter Arbeitskreises „Pfähle“ Q Voraussetzung für Offshore-Windenergieanla2., überarb. u. erw. Auﬂage gen (Bemessungen, Nachweise und Prüfungen 201 . ca. 400 S., ca. 150 Abb., nach Kapitel 13 werden vom BSH zwingend ca. 80 Tab., Gb. gefordert) ca. € 89,–* Q U mfangreiche Erfahrungswerte für die BeISBN: 978-3-433-03005-9 messung Erscheint "OGBOH 201 Q EC 7/NAD verweist auf dieses Buch Die Herausgeber: Der Arbeitskreis AK 2.1 „Pfähle“ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) setzt sich aus ca. 20 Fachleuten aus Wissenschaft, Industrie, Bauverwaltung und Bauherrenschaft zusammen und arbeitet in Personalunion auch als Normenausschuß „Pfähle“ des NABau.

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Q Die Empfehlungen beziehen sich auf Planung, Entwurf, Ausschreibung, Vergabe, Baudurchführung und Überwachung sowie Abnahme und Abrechnung von Hafen- und Wasserstraßenanlagen nach einheitlichen Gesichtspunkten auf internationaler Ebene. Unter Berücksichtigung des aktuellen technischen Regelwerks auf Basis EC7 und DIN 1054:2010.

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Abb. vorläufig

Empfehlungen desArbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ Häfen und Wasserstraßen EAU 2012

K. Morgen · Fugenlose Kaimauern am Beispiel Bremerhaven und am neuen deutschen Tiefwasserhafen in Wilhelmshaven

– Verwendung von Injektionsschläuchen in den Arbeitsfugen, die zu einem späteren Zeitpunkt mit einem geeigneten Material planmäßig verpresst werden. Es wurde eine konstruktive Mindestbewehrung von ∅ 16/15 cm für Bauteile < 80 cm, sonst. ∅ 20/15 cm vorgegeben.

4.4 Bauausführung, Nachbehandlung Für den Betoneinbau ist ein abgestimmtes Betonierkonzept erforderlich. Dies ist baubegleitend fortzuschreiben. Die besonders wichtige Nachbehandlung muss ebenfalls auf Grundlage eines abgestimmten Konzepts erfolgen und ist ggf. baubegleitend anzupassen. Besonders wichtig ist die Dauer der Nachbehandlung bis zum Erreichen von ca. 70 % der 28-Tage-Festigkeit der Eignungsprüfung in der Randzone, der Schutz vor Auskühlung bei niedrigen Temperaturen und die Verhinderung zu großer Temperaturdifferenzen.

5 Das Kajenbauwerk des JadeWeserPort in Wilhelmshaven In den Jahren 2009 bis 2011 wurde der Kajenüberbau des neuen Tiefwasserhafens Wilhelmshaven mit einer Gesamtlänge von 1720 m fugenlos hergestellt (Bilder 7 bis 9). Grundlage für die Planungen waren die Erfahrungen beim Container-Terminal Bremerhaven. Darüber hinaus standen für die Planung und Ausführung u. a. die zwischenzeitlich eingeführte ZTV-W Leistungsbereich 215 (Ausgabe 2004) [14], das Merkblatt „Früher Zwang“ der BAW [21] und die DAfStb-Richtlinie „Massige Bauteile“ [22] zur Verfügung. Ergänzend zu den Forderungen nach Abschn. 4.1 wurden folgenden Anforderungen an den Beton festgelegt: Konstruktionsbeton: C35/45, XC4, XS3, XF2, XA2 Fertigteilplatten für Kajenplatte: C35/45, XC4, XS3, XF2, XA2 Planie vom Kajenkopf: C30/37 LP, XC4, XD3, XF4, XA2

Temperaturerhöhung im Rahmen eines Großversuchs an einem großformatigen Betonblock gemäß ZTV-W 215 bestimmt (Bild 10). Auf Grundlage der gewonnen Messdaten erfolgte die Berechnung der Temperaturentwicklung infolge Hydratation und der daraus resultierenden Beanspruchungen. Dabei wurden die einzelnen Betonierabschnitte im Querschnitt (Bild 11) und über die Kajenlänge rechnerisch berücksichtigt. Mit den so errechneten Beanspruchungen (Bilder 12 und 13) erfolgten die Nachweise zur Beschränkung der Rissbreiten.

6 Zusammenfassung Die fugenlose Bauweise konnte unter den genannten Bedingungen erfolgreich für die Kajenbauwerke eingesetzt und daraus weiterführende Erkenntnisse gewonnen werden. Die wesentlichen Zwangsbeanspruchungen treten durch das Abfließen der Hydratationswärme auf. Die Längenänderungen des Bauwerks bleiben bei den auftretenden Beanspruchungen klein. Spätere klimatische Temperaturänderungen rufen keine neue, über die Erstrissbildung hinausgehende Rissbildung hervor. Die klimatisch bedingten Temperaturdehnungen werden weitestgehend durch Bewegungen in den bereits vorhandenen Rissen aus Abfließen der Hydratationswärme aufgenommen.

Nach Vorversuchen zur Auswahl geeigneter Ausgangsstoffe wurden für ausgewählte Betonrezepturen umfangreiche Frisch- und Festbetonprüfungen im Labor durchgeführt. Nach weiterer Optimierung wurde die quasi-adiabatische

Bild 8. Kajenquerschnitt, © JWP Fig. 8. Quay cross section, ©JWP

Bild 7. Tiefwasserhafen Wilhelmshaven, JadeWeserPort, © JWP Fig. 7. Wilhelmshaven deep-water port, JadeWeserPort, ©JWP

Bild 9. 1725 m langer fugenloser Kajenüberbau JadeWeserPort Wilhelmshaven, © JWP Fig. 9. 1725 m long jointless quay superstructure, JadeWeserPort, Wilhelmshaven, © JWP

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

K. Morgen · Fugenlose Kaimauern am Beispiel Bremerhaven und am neuen deutschen Tiefwasserhafen in Wilhelmshaven

Bild 10. Temperaturentwicklung großformatiger Probeblock Fig. 10. Temperature development in a large test specimen

Bild 11. Querschnitt mit Betonierabschnitten I bis III Fig. 11. Cross-section with concreting sections I to III

Bild 12. FE-Modell des Kaimauerkopfes Fig. 12. FE model of quay wall head

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

Bild 13. Temperaturentwicklung im Querschnitt infolge Abbindewärme Fig. 13. Temperature development in the cross-section resulting from the curing process

K. Morgen · Fugenlose Kaimauern am Beispiel Bremerhaven und am neuen deutschen Tiefwasserhafen in Wilhelmshaven

Bild 14. Kajenüberbau in verschiedenen Bauphasen Fig. 14. Quay superstructure at different construction stages

Auf der Grundlage der durchgeführten Temperaturund Längenmessungen sowie von Rissaufnahmen konnten verifizierte Planungsgrundlagen für zukünftige Kajenbauwerke zusammengestellt werden. So wurde beobachtet, dass die Bemessung für Zwang aus abfließender Hydratationswärme bei Ansatz von Zugfestigkeiten nach 48 Stunden zu realitätsnahen Ergebnissen führt. Des Weiteren wurde ein Temperaturprofil für die Bemessung des Zwangs aus klimatisch bedingten Temperatureinflüssen entwickelt. Für Berechnungen kann die „wirksame“ Steifigkeit für späten Zwang infolge Temperaturabkühlung mit ca. 25 % des Wertes für den Zustand I angesetzt werden. Mit den daraus ermittelten rechnerischen Zugspannungen kann der Nachweis zur Beschränkung der Rissbreiten nach EC2 [20] geführt werden. Der Betontechnologie, der konstruktiven Bauwerksdurchbildung und der Nachbehandlung kommt eine große Bedeutung für die erfolgreiche Umsetzung zu. Die fugenlose Bauweise hat sich bei CT 3a und CT 4 in Bremerhaven bewährt, und in 2011 konnte auch der fugenlosen Kajenüberbau des neuen Tiefwasserhafens JadeWeserPort in Wilhelmshaven mit Erfolg fertiggestellt werden (Bild 14). Ein weiteres Beispiel einer fugenlosen Kaimauer in Beirut beschreibt Pfeiffer in diesem Heft [23]. Aktuell in Planung befindet sich die Westerweiterung für Eurogate in Hamburg. Auch dort wird die Kaje als fugenloses Bauwerk geplant. Die fugenlose Bauweise kann mittlerweile als Stand der Technik angesehen werden. Literatur [1] Morgen, Karl; von Thaden, Harald und Vollstedt, HansWerner: Fugenloser Überbau für die Containerkajen CT 3a und CT 4. Beton- und Stahlbetonbau 100 (2005), Heft 12, S. 1003–1011. [2] Bayer, E. und Kunz, C.: Die Saarschleusen nach 12-jährigem Betrieb. Beton, 3/2000, S. 122–127. [3] Morgen, Karl: Fugen im Stahlbetonbau: Wann, wo, wie? Fugenlose Gebäude. Seminarunterlagen zum Weiterbildenden Studium an der Fachhochschule Nordostniedersachsen. [4] Morgen, Karl: Die fugenlose Weiße Wanne für das JakobKaiser-Haus in Berlin. Beton- und Stahlbetonbau 98 (2003), Heft 11, S. 697–700. [5] Tauer, W.; Zehentner, H. und de Boer, R.: Besonderheiten bei der Planung der Schleusenanlage Hohenwarthe. Bauingenieur 9/1999, S. 379–383.

[6] Thode, C. und Graban, J.: Erfahrungen mit dem fugenlosen Bau des Bremer Weserwerkes, Entwicklungen bei massiven Verkehrswasserbauten. Seminar der Bundesanstalt für Wasserbau, Hannover/Karlsruhe, 1998. [7] Windels ß Timm ß Morgen: Nördliche Erweiterung des Container-Terminals Bremerhaven (CT 3a), Gutachterliche Stellungnahme zur fugenlosen Ausbildung des Kajenbauwerks. 23.01.2002 (unveröffentlicht). [8] Glimm, M.; Quast, U. und Steffens, R.: Gemessene Beanspruchungen langer fugenloser Kranbahnbalken. Bautechnik 80 (2003), Heft 7, S. 434–441. [9] Hamburg Port Authority: Uferbauwerke und Hochwasserschutzanlagen, Leistungsbeschreibung Teil C. Februar 2005. [10] Windels ß Timm ß Morgen: Nördliche Erweiterung des Container-Terminals Bremerhaven (CT 3a), Schlussbericht zur fugenlosen Ausbildung des Kajenbauwerks. 22.07.2005 (unveröffentlicht). [11] Gehlen, Chr.: Probalistische Lebendauerbemessung von Stahlbetonbauwerken. beton 50 (2000) Nr. 11, S. 652, Verlag Bau+Technik. [12] Brameshuber, W.; Uebachs, S.; Schießl, P. und Brandes, C.: Anrechnung von Flugasche auf den Wasserzementwert bei Betonen unter Frost-Tausalzbeanspruchung. beton 55 (2005) Nr. 1+2, 3, S. 24ff, Verlag Bau+Technik. [13] Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ Häfen und Wasserstraßen. EAU 2004, 10. Auflage, Verlag Ernst & Sohn, 2004. [14] Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen – Wasserbau (ZTV-W) für Wasserbauwerke aus Beton und Stahlbeton (Leistungsbereich 215). Ausgabe 2004, EU-Notifizierung Nr. 2004/20/D vom 3. Juni 2004. [15] Schießl, P.: Einfluss von Rissen auf die Dauerhaftigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft 370, Beuth Verlag Berlin. [16] Rao, S.: Die Grundlagen zur Berechnung der statisch unbestimmten Stahlbetonkonstruktionen im plastischen Bereich auftretenden Umlagerungen der Schnittkräfte. Schriftreihe des DAfStb, Heft 177, Berlin 1966. [17] Falkner, H.: Zur Frage der Rissbildung durch Eigen- und Zwangspannung infolge Temperatur in Stahlbetonbauteilen. Schriftreihe des DAfStb, Heft 208, Berlin 1969. [18] Rostasy, F.S.; Krauß, M.: Frühe Risse in massigen Bauteilen – Ingenieurmodelle für die Planung von Gegenmaßnahmen. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft 520, Beuth Verlag, Berlin. [19] Fastabend, M.: Zur ingenieurmäßigen Bestimmung des Steifigkeitsabfalls von Stahlbeton im Zustand I. Beton- und Stahlbetonbau 97 (2002), Heft 8, S. 415–420. [20] Eurocode 2: DIN EN 1992-1-1:2005-10: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. [21] MFZ: Merkblatt Rissbreitenbegrenzung für frühen Zwang in massiven Wasserbauwerken. Bundesanstalt für Wasserbau, September 2004. [22] DAfStb-Richtlinie: Massige Bauteile aus Beton. Ausgabe März 2005, Beuth Verlag GmbH. [23] Pfeiffer, U.: Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut. Beton- und Stahlbetonbau Spezial 107 (2012), Sonderheft Häfen und Kaianlagen, März 2012, S. 46–54.

Dr.-Ing. Karl Morgen WTM Engineers Beratende Ingenieure im Bauwesen Ballindamm 17 20095 Hamburg k.morgen@wtm-hh.de

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

Fachthemen DOI: 10.1002/best.201210002

Uwe Pfeiffer

Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

1 Einleitung

Um die Erweiterung des bestehenden Containerterminals durchzuführen, wurde die Sellhorn Ingenieurgesellschaft im Jahre 2007 mit der Planung der Terminalfläche sowie einer 500 m langen Kaimauer beauftragt (Bild 1). Aufbauend auf einem bereits bestehenden Masterplan wurden weitere Untersuchungen vorgenommen, um die Machbarkeit der Erweiterung zu belegen. Unter anderem gehörten dazu: – Überarbeitung Terminallayout – Beurteilung und Interpretation der Ergebnisse der Baugrunderkundungen – Entwicklung von Kaimauerkonzepten – Nautische Studie zu Schiffsbewegungen im Hafen Beirut – Wellenstudie zum Einfluss von Schlechtwetterphasen und des Wellenklimas auf den äußersten Liegeplatz, da der bestehende Wellenbrecher aufgrund der hohen Wassertiefen nicht wirtschaftlich vertretbar verlängert werden konnte.

Ungeachtet der weltweit auftretenden wirtschaftlichen und finanzpolitischen Turbulenzen seit 2008 gehört die Hafen- und Hauptstadt Beirut zu den aufstrebenden Metropolen der östlichen Mittelmeerregion. Eine Anpassung und Erweiterung der Infrastruktur ist damit eine logische Konsequenz dieser Entwicklung – ein Baustein davon ist der Hafen in Beirut.

Im Rahmen des Vorentwurfes wurde die Kaimauer als überbaute Böschung (Piled Deck) konzipiert, im Entwurf weiter detailliert und ausgeschrieben. Seit Sommer 2009 wurden durch die ausgewählte Baufirma vorbereitende Arbeiten wie zusätzliche Baugrunderkundungen, Rammversuche und Pfahlbelastungstests durchgeführt, sodass im Anschluss mit genaueren Angaben zum Baugrund die

Für die Erweiterung des Containerterminals in Beirut wurde eine fugenlose, ca. 500 m lange Kaimauer als Piled Deck entworfen. Seit 2010 werden Rammarbeiten sowie das Aufspülen der Terminalfläche durchgeführt. Die für den Entwurf maßgebenden Randbedingungen sowie deren Umsetzung werden erläutert. Einen Schwerpunkt bildet dabei die fugenlose Bauweise und deren Vorteile für die Kaimauerkonstruktion. Jointless quay wall construction for the container terminal in Beirut For the extension of the quay wall of the existing container terminal in Beirut a jointless piled deck construction with a length of 500 m was designed. In 2010, the driving of steel piles and reclamation works started. Determining boundary conditions and their implementation in the design are explained. Special attention is given to the jointless construction and resulting advantages for the quay wall system.

Bild 1. Containerterminal mit Erweiterungsfläche, 2009 Fig. 1. Extension of Container Terminal, 2009

U. Pfeiffer · Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

Bild 2. Baufeld im Mai 2011 Fig. 2. Building site, May 2009

Ausführungsstatik sowie ein Großteil der Ausführungsunterlagen erstellt werden konnten. Seit Herbst 2010 finden Baumaßnahmen für die neue Terminalfläche sowie für die Kaimauer statt. Dazu gehören unter anderem das Aufspülen der Terminalfläche und baugrundverbessernde Maßnahmen wie der Einbau von Vertikaldrainagen oder die Dynamische Intensivverdichtung. Seit Frühjahr 2011 wird die Rammung der Stahlrohre sowie einer rückwärtigen Spundwand durchgeführt (Bild 2). Die Fertigstellung der Terminalfläche inklusive Kaimauer ist für 2013 geplant. Das Bauvolumen beträgt in etwa 140 Mio. USD. Durch die Erweiterung wird die Umschlagskapazität von derzeit ca. 0,95 Mio. TEU auf ca. 1,8 Mio. TEU pro Jahr in etwa verdoppelt.

2 Beschreibung des Kaimauersystems Als maßgebende Randbedingung für den Kaimauerentwurf ist der über die Kaimauerlänge stark variierende Baugrund zu nennen. Während im Bereich der vorhandenen Kaimauer der felsige Untergrund bis kurz unter Geländeoberfläche ansteht und daher eine Schwergewichtsmauer für den alten Terminal gewählt wurde, taucht der Felshorizont im Bereich der neuen Kaimauer stetig bis auf Tiefen von ca. NGL – 80 m und mehr ab und wird durch mächti-

ge Weichschichten überlagert. Demzufolge ist ein Kaimauerentwurf erforderlich, der sich grundlegend diesen stark wechselnden Randbedingungen anpassen kann. Weitere wesentliche Entwurfsparameter sind die sehr hohe Einwirkung aus Erdbeben sowie die hohe Korrosionsbeanspruchung aufgrund der klimatischen Verhältnisse in Beirut. In Bezug auf das Erdbeben ist eine möglichst flexible Konstruktion zu entwerfen, die durch größere Verformungen – 10 Zentimeter sind in diesem Fall ausreichend – Energie dissipieren und damit die einwirkenden Massenkräfte reduzieren kann. Bezüglich der hohen Korrosionsraten sind grundlegend Stahlbetonstrukturen zu bevorzugen bzw. bei Bauteilen aus Stahl ist in hohem Maße auf einen guten Korrosionsschutz zu achten. Unter Berücksichtigung dieser Randbedingungen wurde ein Kaimauersystem als Piled Deck mit folgenden Parametern entworfen (Bild 3): – Länge 500 m, Breite ca. 36 m zzgl. Schleppplatte – Stahlpfähle im Raster von 5,20 m × 7,40 m, Pfahldurchmesser 1,32 m – Überbau als fugenlose Stahlbetonkonstruktion, als Platte mit Unterzügen über den Pfählen sowie land- und wasserseitigem Kranbahnbalken – Auslegung für STS-Krane mit ca. 900 kN/m Linienlast aus dem Fahrwerk – Befestigte Böschung unterhalb der Kaiplatte 1:3 (teilverklammertes Deckwerk zur Erosionssicherung) – Rückverankerte Spundwand (mit Rundstahlanker und Ankerwand) für verbleibenden Geländesprung landseitig Durch die Gründung mittels Stahlpfählen ist es vergleichsweise einfach, eine Anpassung an die erforderlichen unterschiedlichen Absetztiefen zu erreichen. Auch bei lokalen Inhomogenitäten des Baugrunds kann die Absetztiefe der Pfähle noch während der Bauarbeiten durch Verlängern oder Abbrennen der Rohre angepasst werden. Die resultierenden Pfahllängen variieren zwischen knapp 30 m im westlichen Abschnitt und über 80 m im östlichen Abschnitt der Kaimauer. Durch die gewählte fugenlose Bauweise ergeben sich Vorteile bei der Bemessung des Kaimauersystems für Erdbeben, da sich lokale Beanspruchungen (z. B. Kranlasten,

Bild 3. Kaimauerquerschnitt Containerterminal Beirut Fig. 3. Cross section of quay wall

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U. Pfeiffer · Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

Inhomogenitäten im Baugrund o. ä.) gleichmäßig auf eine Vielzahl von Pfählen verteilen können. Durch die sehr hohe Redundanz hat das Versagen eines einzelnen Pfahles keinerlei Auswirkungen auf die Gesamtstabilität der Kaimauer. Andererseits sind bei der fugenlosen Bauweise Zwangsbeanspruchungen zu berücksichtigen, die aus der behinderten Dehnung (Temperatur, Schwinden) resultieren. Mit realitätsnahen nichtlinearen Berechnungsansätzen konnten diese Einflüsse rechnerisch erfasst und in der Konstruktion umgesetzt werden.

3 Allgemeines zur fugenlosen Bauweise Die fugenlose Bauweise ist – ein Blick in die Vergangenheit zeigt dies – keine Erfindung der Neuzeit. Ein gern genutztes Beispiel ist die ca. 2000 Jahre alte mehrstöckige Bogenbrücke Pont du Gard in Südfrankreich, die mit einer Länge der obersten Ebene von ca. 275 m grundlegend fugenlos hergestellt wurde. Gleiches gilt prinzipiell auch für alle weiteren in Gewölbebauweise aus Mauerwerk oder Naturstein hergestellten Brücken. Grundprinzip bei auftretenden Temperaturdehnungen ist eine feine Rissbildung in den Mauerwerksfugen, sodass Zwangsbeanspruchungen vermieden bzw. deutlich reduziert werden. Auch heute hat die fugenlose Bauweise nach dem Umweg über die Bauweise mit Fugen wieder Einzug in das aktuelle Baugeschehen gehalten. An erster Stelle ist hier sicherlich die Bahn zu nennen, einerseits mit den fugenlos durchlaufenden Schienen aber auch mit der fugenlosen „Festen Fahrbahn“, einer bewehrten Betonplatte, die über mehrere Kilometer ohne Fugen hergestellt wird und vor allem bei Hochgeschwindigkeitsstrecken zum Einsatz kommt. Bei Brückenbauwerken aus Stahl- oder Spannbeton wird die fugenlose Bauweise ebenfalls wieder verstärkt genutzt, hier häufig als integrale Bauweise bezeichnet, wobei zumeist der Verzicht auf bewegliche Lager zwischen Überbau und Talstützen im Vordergrund steht. Auch im Hafenbau werden vermehrt fugenlose Konstruktionen eingesetzt. Wurden die Kaimauern z. B. im Hamburger Hafen bis noch vor einigen Jahren üblicherweise in Blöcke mit ca. 30 m Länge eingeteilt, so ist der fugenlose Kranbahnbalken inzwischen die Standardlösung bei Neubauten (Bild 4).

Bild 4. Containerterminal Altenwerder, Hamburg, Ausführung mit fugenlosem Kranbahnbalken Fig. 4. Container terminal Altenwerder, Hamburg, construction with jointless crane beam

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Wesentlicher Grund für dieses Umdenken liegt in der stetig gestiegenen Belastung aus den Containerbrücken (STS-Krane), die gemäß aktuellem Stand der Umschlagtechnik Vertikallasten von bis zu 1400 kN/m in den Kranbahnbalken eintragen können. Wird Schieflauf oder Anfahren und Bremsen mit den jeweiligen Beschleunigungskräften berücksichtigt, so müssen horizontal wirkende Lasten von näherungsweise bis zu 200 kN/m aufgenommen werden. Problematisch ist, dass bei einer Blockbauweise derartig hohe Kräfte vom Pfahlsystem unter dem Kranbahnbalken nicht mehr aufgenommen werden können bzw. die Pfahlgründung nicht mehr technisch und wirtschaftlich sinnvoll realisiert werden kann. Weiterhin wäre eine Verformung des Kranbahnbalkens in horizontaler Richtung an der Fuge sehr kritisch, da die Kranbahnschiene an der Fuge durchläuft und so ungewollt alle Kräfte übertragen müsste. Insofern ist es nur konsequent, auch den Kranbahnbalken fugenlos auszubilden und insbesondere die Horizontalkräfte aus Anfahren und Bremsen auf deutlich mehr Pfähle der Tiefgründung verteilen zu können. Ein weiterer Grund für die Änderungen im Kaimauerbau sind aufgetretene Schäden an Fugen, die sich meistens nach der Bewegung einzelner Blöcke durch Baugrundsetzungen oder ähnliches ergeben haben. Bei einem möglichen Schadensszenario wird der Bewegungsspielraum der Fuge auf Null reduziert, was im Nachgang häufig zu Betonabplatzungen im Nahbereich der Fuge führt (Bild 5). Andererseits kann sich eine Fuge auch so weit öffnen, dass die Fugenkonstruktion (Elastomer) versagt und Undichtigkeiten eintreten. In der Folge können Bodenausspülungen auftreten, die zu Versackungen auf der Terminalfläche führen. Im schlimmsten Fall könnte eine Abdichtung zur Sicherstellung des Hochwasserschutzes geschädigt werden – mit den entsprechenden Konsequenzen. Zusammenfassend lassen sich damit folgende Vorteile für eine fugenlose Bauweise nennen: – Kosteneinsparung durch Entfall der Fugen und durch verringerten Wartungsaufwand – häufig Kosteneinsparungen bei der Gründung, da einwirkende Kräfte aus dem Überbau deutlich besser verteilt werden können – deutliche Erhöhung der Robustheit des Systems durch mehrfache statische Überbestimmtheit, wichtig für unplanmäßige Havarien (z. B. Schiffsanprall)

Bild 5. Geschädigte Fuge am Kirchenpauerkai, Hamburg Fig. 5. Damaged joint at Kirchenpauer-Quay, Hamburg

U. Pfeiffer · Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

– Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit durch Minimierung der Bewegungen (z. B. keine Relativbewegung zwischen Kranbahnschiene und Kranbahnbalken) Demgegenüber stehen einige Nachteile, die für einen fairen Vergleich der Bauweisen genannt werden sollten: – Berücksichtigung der Zwangseinwirkungen aus Schwinden des Betons, Abfließen der Hydratationswärme sowie Abkühlung im Winter erforderlich, gegebenenfalls Mehraufwand Bewehrung – nichtlineare Berechnung des Systems unter Berücksichtigung der Effekte wie Aufreißen des Betons, nichtlineare Baustoffeigenschaften etc. sinnvoll – Mehraufwand Bauablauf, z. B. durch Pilgerschrittverfahren für die Betonierabschnitte, um Zwangsbeanspruchungen aus dem Abfließen der Hydratationswärme zu minimieren – Entwurf Betonrezeptur zur Reduktion der Hydratationswärme (Herstellung Probekörper mit Temperaturmessung) – besondere Konstruktion der Übergänge zum Bestand, z. B. zur benachbarten Kaimauer, da hier größere Bewegungen im jahreszeitlichen Rhythmus auftreten können (bis ca. B30 mm) Mit den gestiegenen Anforderungen an die Hafeninfrastruktur überwiegen die Vorteile deutlich, sodass die fugenlose Bauweise unter anderem bei folgenden Hafenprojekten zum Einsatz kam bzw. kommen wird: – mehrere Kranbahnbalken im Hamburger Hafen (z. B. CT Altenwerder, CT Burchardkai) – Containerterminal Bremerhaven, Länge 1,7 km, Beratung zur fugenlosen Bauweise durch WTM Engineers, [2] – Containerterminal Damietta (Ägypten), Planung durch Büro Sellhorn, Gesamtlänge ca. 2,4 km – Containerterminal Jade-Weser-Port, Technische Bearbeitung durch WTM Engineers – Westerweiterung Containerterminal Hamburg, Planung durch Büros WTM Engineers und Sellhorn, Gesamtlänge ca. 1,0 km

4 Umsetzung der fugenlose Bauweise und Vorteile für die Kaimauer in Beirut Dieser Entwicklung folgend war bereits im Vorentwurf grundlegend geplant, die neue Kaimauer für den Containerterminal in Beirut in fugenloser Bauweise zu errichten. Neben den bereits geschilderten Vorteilen ergeben sich für die Kaimauer in Beirut weitere positive Auswirkungen beim Verzicht auf Fugen, ohne die ein Entwurf mit den vorhandenen örtlichen Randbedingungen technisch und wirtschaftlich nicht realisierbar gewesen wäre.

4.1 Auswirkungen auf das Erdbebendesign Besonderes Augenmerk liegt auf der hohen Einwirkung aus Erdbeben und deren Auswirkungen auf die Kaimauer. Wie der nachfolgende Auszug aus der Global Seismic Hazard Map [3] in Bild 6 deutlich macht, liegt Beirut in einer Zone mit hoher Erdbebenaktivität und entsprechend hohen Baugrundbeschleunigungen.

Bild 6. Global Seismic Hazard Map, aus [3] Fig. 6. Global seismic hazard map, from [3]

Grundlegend handelt es sich bei Erdbebenbeanspruchungen um hochkomplexe dynamische Vorgänge, die gemäß Eurocode 8 mit verschiedenen Vereinfachungen im Design berücksichtigt werden können: – Statische Ersatzkraft (Quasi Static Method) – Antwort-Spektren-Verfahren (Response Spectra Method) – Lineare dynamische Berechnung (bei Vorliegen eines geeigneten Einwirkungsspektrums, gegebenenfalls Spektrum eines realen gemessenen Erdbebens) – Nichtlineare Berechnung mit statischer Ersatzkraft – Nichtlineare dynamische Analyse Besondere Bedeutung kommt der Interaktion der Pfähle mit dem Boden zu, da der passive Erdwiderstand vor den Pfählen einerseits durch die Erdbebenwirkung vermindert wird und andererseits eine nichtlineare Bettungsreaktion auftritt. Grundlegend wurden daher nichtlineare p-y-Kurven gemäß DNV OS-J101 [4] für die Berechnung verwendet, die aufgrund der Minderung der Scherfestigkeit durch Erdbebenwirkung über verschiedene Faktoren angepasst wurden. Weiterhin sollten die realen Baustoffeigenschaften (z. B. mit Rissbildung für Stahlbeton) und das daraus resultierende Verformungsverhalten berücksichtigt werden. Damit entspricht das Vorgehen prinzipiell einer „Nichtlinearen Berechnung mit statischer Ersatzkraft“, sodass ein qualitativ sehr hochwertiger Ansatz für die Berechnung der Schnittgrößen aus Erdbebeneinwirkung gewählt wurde. Vorteilhaft in Bezug auf das Erdbeben ist eine eher geringe horizontale Steifigkeit des Gesamtsystems, da so die Verformungen ansteigen und die wirkenden Kräfte reduziert werden. Wird andererseits der Gebrauchszustand betrachtet, so ist bezüglich der Horizontalkräfte aus den Containerbrücken eine hohe Steifigkeit von Vorteil. Diese sich eigentlich widersprechenden Anforderungen können ausschließlich mit einer fugenlosen Kaimauer erfüllt werden, da sich die H-Last einer einzelnen Containerbrücke über die als steife Scheibe wirkende Platte auf sehr viele Pfähle verteilt und dadurch die Verformung minimiert wird (Bild 7). Gleiches gilt für lokale Einwirkungen aus Pollerzug oder im Havariefall aus Schiffsanprall. Anders im Erdbebenfall: Da die Baugrundbeschleunigung auf die gesamte Struktur wirkt, kann sich diese deutlich verformen und so die Massenkräfte reduzieren. Vorteile einer fugenlosen Kaimauer ergeben sich des Weiteren daraus, dass lokale Inhomogenitäten im Baugrund, die

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U. Pfeiffer · Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

Bild 7. Verformtes System unter Wirkung aus Erdbeben in Querrichtung Fig. 7. Deformed system for seismic loads in transverse direction

Bild 8. Reaktion der Pfähle bei Erdbebeneinwirkung in Längsrichtung Fig. 8. Reaction of piles for seismic loads in the longitudinal direction

Bild 9. Schleppplatte am Übergang zu bestehender Kaimauer Fig. 9. Transition slab at the crossing to the existing quay wall

beim Rammen der verschiedenen Pfähle bisher sehr deutlich auftraten, zu gewünschten Lastumlagerungen im Gesamtsystem führen können. Weist ein Pfahl oder auch eine örtlich beschränkte Pfahlgruppe eine geringere Horizontaltragfähigkeit auf, so kann die Erdbebeneinwirkung durch den monolithischen Verbund über andere Pfähle abgetragen werden. Dadurch ergibt sich ein sehr gutmütiges, redundantes und robustes Verhalten der Struktur. Deutliche Vorteile ergeben sich auch, wenn die Erdbebenbeanspruchung in Längsrichtung der Kaimauer betrachtet wird. Die resultierenden Massenkräfte wirken im Schwerpunkt der Struktur, hier also in der Mitte der Kaiplatte. Die Reaktionskraft der Pfähle wirkt jedoch leicht exzentrisch, da die landseitigen, kürzeren Pfähle eine höhere Steifigkeit und Tragfähigkeit aufweisen (Bild 8). Aus

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

diesem Versatz ergibt sich ein Torsionsmoment, welches durch ein zusätzliches Kräftepaar senkrecht zur Kaimauer aufgenommen werden muss. Bei einem kurzen Block resultieren daraus sehr hohe zusätzliche H-Kräfte auf die Pfähle, bei einer langen fugenlosen Kaimauer ist dieser Anteil vernachlässigbar gering. Ein weiterer Aspekt in diesem Zusammenhang ist, dass bei Blockbauweise Torsionsschwingungen der Platte auftreten würden, mit einer möglichen ungünstigen Überlagerung der Eigenschwingungen im Erdbebenfall.

4.2 Anschluss an die benachbarte Kaimauer Das Verformungsverhalten der Kaimauer vor allem am Übergang zu benachbarten Bauwerken ist im Entwurf be-

U. Pfeiffer · Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

sonders zu berücksichtigen. Befindet sich der mittlere Teil eines mehrere hundert Meter langen fugenlosen Bauteils immer in Ruhe, so bewegen sich die beiden freien Enden im jahreszeitlichen Rhythmus in Längsrichtung je nach Steifigkeit des Pfahlsystems bis zu B50 mm. Da das Pfahlsystem für die Kaimauer in Beirut ausschließlich aus vertikalen Stahlpfählen besteht, die eine freie Länge im Wasser zwischen 6 und 18 m aufweisen, ist das System entsprechend weich und die Verformung der Kaimauer am Übergang zur Nachbarkaimauer entsprechend hoch. Demzufolge wird am Übergang zur bestehenden Schwergewichtswand im Westen ein Schienenauszug für die Kranbahnschiene angeordnet und die Übergangskonstruktion (Schleppplatte) für die erforderlichen Dehnwege ausgebildet (Bild 9).

5. Nichtlineare Berechnung der fugenlosen Kaimauer 5.1 Grundlagen Um die auftretenden Zwangsbeanspruchungen und Verformungen einer fugenlos hergestellten Konstruktion realitätsnah erfassen zu können, sind vor allem die Effekte aus dem Aufreißen des Stahlbetonquerschnitts und der daraus resultierenden Abnahme der Biege- und Dehnsteifigkeit in guter Näherung zu erfassen. Folgende Effekte sollten dabei berücksichtigt werden: – Nichtlineares Materialverhalten für Beton und Bewehrung – Aufreißen des Betons, versteifende Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen (Zustand II) – Schwinden des Betons, gegebenenfalls Vorspannung der Bewehrung – Kriechen und Relaxation des Betons unter ständiger Belastung Mit dem vom Autor entwickelten Programmsystem Stab2D-NL [5] zur nichtlinearen Berechnung ebener

Strukturen aus Stahl- und Spannbeton können die genannten Effekte einfach und für baupraktische Belange mit einer guten Genauigkeit berücksichtigt werden. Das Programm ist inzwischen in einer Vielzahl von Ingenieurbüros, Baufirmen und Forschungseinrichtungen im täglichen Einsatz und kann für das Nachvollziehen der hier gezeigten Berechnungen aus dem Internet heruntergeladen werden. Bezüglich der Rechenverfahren, Algorithmen oder Anwendungsgrenzen sei grundlegend auf die umfangreichen Veröffentlichungen von Quast, Busjaeger, Espion und Pfeiffer verwiesen [6 bis 10]. Zusammengefasst werden die verschiedenen Effekte wie folgt berücksichtigt: – Nichtlineares Materialverhalten auf Querschnittsebene: Spannungsintegration für Parabel-Rechteck- oder SplineFunktionen, sodass prinzipiell jedes nichtlineare Verhalten abgebildet werden kann – Schwinden des Betons und Vorspannung: Vordehnung für den Beton bzw. für den Spannstahl auf Querschnittsebene, dadurch exakte Berücksichtigung mit Spannungsumlagerungen im Querschnitt – Kriechen des Betons, Relaxation: Strecken der Spannungs-Dehnungs-Linie für den Beton mit dem Faktor (1 + ϕ), je nach Höhe der kriecherzeugenden Spannung akzeptable Rechengenauigkeit möglich Dem Aufreißen des Betons und der versteifenden Mitwirkung der gerissenen Betonzugzone kommt eine besondere Bedeutung zu. Im genannten Programm Stab2D-NL wird ein Ansatz mit verschmierten Rissen benutzt, der von Quast und Espion entwickelt wurde. In diesem Modell wird dazu eine volle Mitwirkung des Betons auf Zug bis zum Erreichen der Rissdehnung εcr bzw. der Zugspannung fct,cal berücksichtigt. Bei weiterer Laststeigerung wird in der gesamten Zugzone eine konstante Spannung angesetzt, die mit zunehmender Dehnung abgemindert wird. Bei Erreichen der Fließgrenze für die Bewehrung (εy ≈ 2,5 mm/m) wird die Zugspannung im Beton und damit die Zugversteifung auf

Bild 10. Vorhandener Spannungszustand im Balken (links) und Vereinfachung nach Quast/Espion (rechts) Fig. 10. Realistic stress distribution (left) and simplified stress distribution according to Quast/Espion (right)

Bild 11. Spannungszustände für steigende Beanspruchung (von links nach rechts) Fig. 11. Stress distribution for increasing load (from left to right)

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U. Pfeiffer · Fugenlose Kaimauer für den Containerterminal Beirut

Bild 13. Querschnitt landseitiger Kranbahnbalken und Modellierung als Hohlkastenquerschnitt (rechts) Fig. 13. Cross-section for landside crane beam and modelling as hollow section (right)

Bild 12. Ergebnisse für Benchmarktest für 3-Feld-Träger Fig. 12. Results for benchmark test for three-span beam

Null gesetzt. Die Bilder 10 und 11 verdeutlichen die Vereinfachung von einer komplexen Spannungsverteilung lokal im Bewehrungsbereich hin zu einer mittleren Betonzugspannung. Für üblich bewehrte Stahlbetonbauteile lässt sich mit diesem semi-empirischen Ansatz eine sehr gute Vorhersage der Verformungen treffen, wobei nur ein minimaler Rechen- und Modellierungsaufwand erforderlich ist. So dauert beispielsweise die Berechnung für den in Bild 12 dargestellten Dreifeldträger mit einer Belastung, die ein Plastizieren der Bewehrung sowohl im Feld- als auch im Stützbereich verursacht, gerade einmal 4 Sekunden (Benchmark mit: b × h = 1,0 m × 0,3 m, C30/37, As1 = 9,5 cm2/As2 = 14 cm2, 艎1,2,3 = 7 m, mit 1,35 · LF1 + 1,5 · LF2). Da eine Kombination aus Übertragungs- und Weggrößenverfahren benutzt wird, die ein stabiles Iterationsverhalten aufweist, kann die Last in einem einzigen Lastschritt aufgebracht werden.

5.2 Nichtlineare Berechnung am Beispiel des landseitigen Kranbahnbalkens Die höchsten Beanspruchungen auf die Kaimauer bzw. insbesondere auf die Stahlbetonstruktur resultieren aus den Containerbrücken, sodass der landseitige Kranbahnbalken als Teil der Kaimauer exemplarisch für die nachfolgende Erläuterung der Zusammenhänge benutzt wird. Wesentliche Eingangswerte sind: b × h = 2,2 m × 1,6 m C35/45, BSt 500 As1 = As2 ≈ 150 cm2

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Bei derartig massiven Querschnitten (Bild 13) ist es aufgrund des Mitwirkungsgesetzes für die gerissene Betonzugzone erforderlich, Anpassungen an das reale Tragverhalten vorzunehmen. Betrachtet man die Rissbildung bei Zwangsbeanspruchung (Schwinden und Temperaturabkühlung) für den Kranbahnbalken, so stellt sich der erste Riss üblicherweise in einer Arbeitsfuge ein, wo die Betonzugfestigkeit deutlich geringer ausfällt. Die volle Zugkraft befindet sich im Riss ausschließlich in der Bewehrung und wird im benachbarten Bereich (rechts und links des Risses) anteilig von der Bewehrung über Verbundspannung in den umliegenden Beton eingetragen. Damit ergibt sich eine ungleichmäßige Zugspannung im Beton mit Höchstwerten lokal im Bereich der Bewehrung und sehr geringen Werten weiter mittig im Querschnitt ohne Bewehrung. Bei Überschreiten der Zugfestigkeit an der höchst belasteten Stelle (insbesondere auch bei Inhomogenitäten wie der Bügelbewehrung) reißt der Beton auf, sodass sich der erste Folgeriss bildet. Demzufolge ergibt sich die maßgebende Betonzugspannung und damit auch der größte Anteil der versteifenden Mitwirkung des Betons auf Zug im Nahbereich der Bewehrung. Der innere Kern des Querschnitts bleibt näherungsweise spannungsfrei. Daher ist der Kranbahnbalken wie zuvor gezeigt als Hohlkastenquerschnitt zu modellieren, wobei als Wanddicke in Anlehnung an DIN 1045-1, 11.2.3 ein Wert von heff ≈ 2,5 · d1 bis 3,0 · d1 benutzt werden kann. Für die Berechnung wurde der Kranbahnbalken mit den entsprechenden Randbedingungen aus der Gründung (Stahlpfähle, elastisch gebettet) auf einer Länge von ca. 100 m modelliert. Durch die dehnbehinderte Lagerung rechts und links wird der Kranbahnbalken mit vollem Zwang berücksichtigt. Als Belastung wird neben der Containerbrückenlast auch Zwang aus gleichmäßiger Abkühlung (Winter) sowie ein Temperaturgradient (oben kalt, unten warm) berücksichtigt. Da der Kranbahnbalken grundlegend einem elastisch gebetteten Balken entspricht (Bild 14), ist eine realitätsnahe Berücksichtigung aller Steifigkeiten maßgebend für die Qualität der Ergebnisse (Steifigkeit der Querschnitte, Vertikalsteifigkeit der Gründung, horizontale Bettungssteifigkeit der Stahlpfähle). Zum Vergleich wird die nichtlineare Berechnung für die charakteristische Lastfallkombination einer linear-elastischen Berechnung gegenüber gestellt (Bild 15). Demnach werden für den linear-elastischen Balken in diesem Fall die Biegemomente um den Faktor 2 bis 3 zu hoch ermittelt, bei der Normalkraft ergibt sich ein Faktor von ca.

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Bild 14. Modell Kranbahnbalken inkl. Gründungspfähle Fig. 14. Model of crane beam including foundation piles

Bild 15. Vergleich der Biegemomente nichtlinear (oben) und linear-elastisch (unten), charakteristische LFK Fig. 15. Comparison of bending moments of non-linear (top) and linear-elastic calculation (bottom), characteristic LCC

4 bis 5. Diese deutlichen Unterschiede resultieren aus dem Aufreißen des Betons unter Zwangs- und Lastbeanspruchung und der dadurch bedingten deutlichen Abnahme der Biege- und Dehnsteifigkeit. Als Folge davon kommt es zu Lastumlagerung mit einer deutlichen Verringerung der Balkenschnittgrößen sowie einem Anstieg der Pfahlkraft.

6 Betonrezeptur für fugenlose Bauweise Hohe Anforderungen an die Betonrezeptur ergeben sich aus den Umweltbedingungen sowie aus der fugenlosen Bauweise der Kaimauer. Im Vordergrund steht dabei eine niedrige Hydratationstemperatur, um die Zwangsbeanspruchungen aus dem Abfließen der Hydratationswärme zu minimieren. Aus den Umweltbedingungen resultieren ein erforderlicher hoher Sulfatwiderstand sowie ein hoher Widerstand gegen das Eindringen von Chloriden. Im Hinblick auf die Baustellenbedingungen in Beirut ist ein gewisser Puffer für das Erreichen der erforderlichen Betondruckfestigkeit sowie ein hohes Ausbreitmaß sinnvoll. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurden bereits im Dezember 2010, lange vor Durchführung von Betonierarbeiten, umfangreiche Versuche zur Betonrezeptur durchgeführt. Neben den üblichen Probekörpern zur Bestimmung der Druckfestigkeit bzw. zur Bestimmung

der Festigkeitsentwicklung nach 2, 7, 14, 28 und 56 Tagen wurden jeweils zwei Würfel mit einer Kantenlänge von ca. 1,0 m hergestellt und die Temperatur an der Oberfläche, im Kern sowie an mehreren Zwischenstationen gemessen. Ein Würfel war dabei allseitig isoliert, um massige Bauteile, wie den Kaimauerkopf oder die Pfahlkopfbalken zu simulieren, der andere Würfel wurde ohne weitere Isolierung in der Schalung belassen. Erste Betonrezepturen wurden seitens der Baufirma mit einem Portlandzement (P 42,5) und einem Zementgehalt von 400 kg durchgeführt. Damit wurde zwar sehr zielsicher die erforderliche Druckfestigkeit erreicht, die Temperaturen beim Abbinden lagen jedoch bei über 70 °C, was bei den hier vorherrschenden massigen Bauteilen und im Hinblick auf eine fugenlose Kaimauer mit Reduzierung der Zwangsbeanspruchungen nicht akzeptabel war. Aus diesem Grund wurde für weitere Versuche ein Hochofenzement (CEM III/B 32,5 N) mit niedriger Hydratationswärme sowie hohem Sulfatwiderstand gewählt, wobei der Zementgehalt auf 340 kg/m3 reduziert werden konnte. Die maximale Temperatur lag für den voll isolierten Probekörper im Inneren bei ca. 49 °C bzw. ca. 47 °C für den nicht isolierten Körper bei einer Frischbetontemperatur von ca. 23 °C (Bild 16). Durch den Zusatz hochwirksamer Fließmittel konnte der Wasseranspruch reduziert werden, sodass bei einem w/z-Wert von nur 0,40 die

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nung erforderlich. Wesentliche Hintergründe dazu wurden erläutert und am Beispiel des landseitigen Kranbahnbalkenquerschnitts Unterschiede zwischen einer nichtlinearen und linear-elastischen Berechnung aufgezeigt. Zur Minimierung des Zwangs aus dem Abfließen der Hydratationswärme ist außerdem die Optimierung der Betonrezeptur wichtig. Literatur

Bild 16. Temperaturverlauf für nicht isolierten Probekörper und finale Betonrezeptur mit CEM III/B Fig. 16. Temperature for non-insulated form and final concrete mix design with CEM III/B

Druckfestigkeit zielsicher erreicht wird (gemessene Zylinderdruckfestigkeit fcyl ≥ 44 N/mm2) und auch eine sehr gute Verarbeitbarkeit gegeben war. Unter Berücksichtigung einer Kühlung der Zuschlagstoffe im Sommer (Abschattung und Sprinklerung) sowie unter Nutzung des Pilgerschrittverfahrens bei der Anordnung der Betonierabschnitte ist es damit möglich, die Zwangsbeanspruchungen aus dem Abfließen der Hydratationswärme auf ein Mindestmaß zu reduzieren.

7 Zusammenfassung Über den Hafen in Beirut wird ein erheblicher Anteil des Außenhandels für den Libanon abgewickelt, sodass der Containerterminal den steigenden Anforderungen angepasst werden musste. Für die Verlängerung der Kaimauer um 500 m wurde eine Piled-Deck-Konstruktion in fugenloser Bauweise entworfen, deren wesentliche Randbedingungen erläutert wurden. Durch die für das Design maßgebende hohe Erdbebenbeanspruchung ergeben sich bei Anwendung der fugenlosen Bauweise deutliche wirtschaftliche und technische Vorteile. Allerdings ist aufgrund der resultierenden Zwangsbeanspruchungen aus Schwinden und Temperaturabkühlung für eine sichere und kostenoptimierte Dimensionierung eine nichtlineare Berech-

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

[1] EAU 2004, Empfehlungen des Arbeitsausschusses „Ufereinfassungen“ Häfen und Wasserstraßen. Ernst & Sohn, 2004. [2] Morgen, K.; von Thaden, H.; Vollstedt, H.-W.: Fugenlose Überbauten für die Containerkajen CT3a und CT4 in Bremerhaven. Beton- und Stahlbetonbau 100 (2005), Heft 12, S. 1003–1011. [3] Global Seismic Hazard Map, http://www.seismo.ethz. ch/static/GSHAP, Stand November 2011. [4] DNV OS-J101, Design of Offshore Wind Turbine Structures. DET NORSKE VERITAS AS, Ausgabe 09/2011. [5] Pfeiffer, U.: Stab2D-NL, Programm zur nichtlinearen Berechnung ebener Rahmensysteme. Download unter www.upfeiffer.de, 2011. [6] Busjaeger, D.; Quast, U.: Programmgesteuerte Berechnung beliebiger Massivbauquerschnitte unter zweiachsiger Biegung mit Längskraft. DAfStb, Heft 415, 1990. [7] Quast, U.: Zur Mitwirkung des Betons in der Zugzone. Beton- und Stahlbetonbau, Heft 10/1981, S. 247–250. [8] Espion, B.: Contribution á l’analyse non linéaire des ossatures plane. Thése de Doctorat. Université Libre de Bruxelles, 1985. [9] Quast, U.: Elementare Stahlbetonberechnungen mit Euler, Gauß und Broyden. Beton- und Stahlbetonbau 97 (2002), Heft 10, S. 536–543. [10] Pfeiffer, U.: Die nichtlineare Berechnung ebener Rahmen aus Stahl- oder Spannbeton mit Berücksichtigung der durch das Aufreißen bedingten Achsendehnung. Dissertation, Technische Universität Hamburg-Harburg, 2004.

Dr.-Ing. Uwe Pfeiffer Sellhorn Ingenieurgesellschaft mbH Teilfeld 5 20459 Hamburg pfeiffer@sellhorn-hamburg.de

Fachthemen DOI: 10.1002/best.201200009

Hartmut Tworuschka

Planung und Bau eines Wellenbrechers mit integrierter Hafenanlage für den LNG-Terminal in Swinemünde Im polnischen Swinemünde wird bis zum Jahr 2014 eine neue Anlage zur Verarbeitung von Flüssiggas errichtet. Der Antransport des Flüssiggases erfolgt auf dem Seeweg. Hierzu ist es notwendig, eine neue Hafenanlage bereitzustellen. Kernstück dieser Hafenanlage ist ein 3 km langer Wellenbrecher mit integrierten Anlegemöglichkeiten für Gastanker. Mit dieser Konstruktion entsteht vor der Küste ein geschlossenes Hafenbecken mit einer Wassertiefe von bis zu 14,50 m. Die Konstruktion besteht aus einem Spundwandkern mit einem Damm, wobei die gesamte Konstruktion befahrbar ist. In den Wellenbrecher wird neben der Infrastruktur zur Abfertigung der Schiffe ein komplexes Rohrleitungssystem, mit dem das Flüssiggas befördert werden kann, integriert. Design and construction of breakwaters with integrated port facility for the Swinemünde LNG terminal In the Polish city of Swinemünde, a new liquefied natural gas (LNG) processing facility is being constructed for completion by 2014. The liquefied gas is transported to the facility by sea. This makes it necessary to provide a new port facility. A key element of this port is a 3 km long breakwater with integrated mooring facilities for gas tankers. This will create an enclosed port basin between the shore and the sea, with a water depth of up to 14.50 m. The construction consists of sheet piling at the centre of a bank, which is constructed to be suitable for vehicular traffic. In addition to the infrastructure for handling the ships, the breakwater includes a complex pipe system which is used to convey the liquid gas.

1 Einführung Bis zum Jahr 2014 wird in Swinemünde ein neues Terminal für die Verarbeitung von Flüssiggas erbaut. Bei Flüssiggas handelt es sich um Erdgas, welches durch Abkühlung auf –164 °C entsteht und dabei ein 600stel des Volumens von Erdgas aufweist. Hierdurch wird ein Transport mittels Spezialschiffen bei großen Entfernungen, z. B. aus der Golfregion, wirtschaftlich. Der Anlass zum Bau des neuen Terminals ist, die Gasversorgung Polens zu verändern und die Abhängigkeit Polens von Gasimporten zu reduzieren. Polens jährlicher Gasbedarf liegt bei etwa 16,5 bn Kubikmetern, von denen zurzeit etwa 30 % von heimischen Herstellern geliefert werden und der restliche Teil durch Importe bereitgestellt wird. Der neue Terminal wird anfänglich 2,5 bn Kubikmeter Flüssiggas im Jahr fassen und kann auf bis zu 7,5 bn Kubikmeter Fassungsvermögen erweitert werden.

Bild 1. Animation des LNG Terminals in Swinemünde Fig. 1. Animation of LNG terminal in Swinemünde

Der voll ausgestattete Terminal wird im Juni 2014 fertig gestellt sein und wird ab dann das Flüssiggas über Rohrleitungen in ganz Polen vertreiben. Die Anlage mit einem Investitionsvolumen von 1 Mrd. Euro besteht im Wesentlichen aus drei verschiedenen Baukomponenten: dem Terminal an Land, der Hafeninfrastruktur und einem Wellenbrecher, der den Hafen vor dem Einfluss von Wetter und Wellen schützen soll. Dieser Aufsatz beschreibt die Planung und den Bau des Wellenbrechers mit der integrierten Hafeninfrastruktur. Die Animation in Bild 1 zeigt das Bauvorhaben mit dem Terminal im Vordergrund und dem 3 km langen Wellenbrecher mit Anlegemöglichkeiten für die Gastanker. Das Hafenbecken wird durch Einbeziehung des vorhandenen westlichen Wellenbrechers gebildet. Der Standort befindet sich direkt östlich neben der Mündung der Swina in die Ostsee.

2 An der Ausführung beteiligte Institutionen Die „Polskie LNG sp. z. o.o.“, ein Unternehmen, das für den Bau und den Betrieb des Terminals gegründet wurde, ist der Projektinvestor. Die Firma „Gaz System“ ist mit der Koordination des Projektes betraut. Die Hafeninfrastruktur wird durch die „Szczecin and Swinoujscie Seaports Authority“ in Auftrag gegeben. Der Bau des Wellenbrechers wird im Auftrag des Maritime Office Szczeczin durch eine Arbeitsgemeinschaft, die aus den Firmen

H. Tworuschka · Planung und Bau eines Wellenbrechers mit integrierter Hafenanlage für den LNG-Terminal in Swinemünde

weitere Gerätschaften zum Einsatz gebracht, um die rechtzeitige Fertigstellung dieses bedeutenden Projektes sicherzustellen (Bild 2).

3 Planung 3.1 Wellenbrecher

Bild 2. Rammarbeiten zu Beginn der Baumaßnahme Fig. 2. Pile driving work at the start of construction

„Royal Boskalis Westminster NV“, „HOCHTIEF Solutions AG“, „Per Aarsleff A/S“ und „Korporacja Budowlana DORACO Spólka z. o.o.“ besteht, durchgeführt. Die Baumaßnahme besteht aus dem Bau eines Spundwandkerns, eines Schutzdammes mit befahrbarem Überbau und der Vertiefung des neuen Hafenbeckens einschließlich Erstellung eines Wendekreises. Der vorhandene östliche Wellenbrecher wird durch einen zusätzlichen Schutzdamm mit Spundwandkern um 200 m im Bereich der Hafeneinfahrt erweitert. Für den Bau des Wellenbrechers wurden zwei Hubinseln, zwölf Pontons, vier Rammeinheiten, eine große Anzahl von Baggern und Muldenkippern und viele

Bild 3. Schnitt durch den Kern des Wellenbrechers Fig. 3. Cross section through the core of the breakwater

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

Der Wellenbrecher hat die Funktion, ein geschlossenes Hafenbecken zu bilden, um die Hafenanlage vor dem Einfluss der Wellen zu schützen. Das Hafenbecken hat eine Tiefe von –14,50 m, sodass Schiffe mit einem Tiefgang von bis zu 13,50 m anlegen können. Der Wellenbrecher hat eine Gesamtlänge von 3.300 m und befindet sich östlich eines bereits vorhandenen Wellenbrechers. Um einen Anleger für Schiffe zu bilden, wird eine Kaianlage über eine Länge von 2.350 m in den Wellenbrecher integriert (Bilder 3 und 4). Sie besteht in Reihe A aus einer kombinierten Spundwand mit Stahlrohren mit einem Durchmesser von 1.220 mm und einer Länge von bis zu 25 m. Die kombinierte Spundwand wird mit Schrägpfählen mit einer Länge von bis zu 37 m und mit Klappankern verankert (Bild 5). Mit einem Versatz von 11 m wurde eine zweite Pfahlreihe (Reihe B), die aus Rohrpfählen mit einem Durchmesser von 1.220 mm und zum Teil aus vorgefertigten Betonpfählen besteht, errichtet. Die kombinierte Spundwand in Reihe A und die zweite Pfahlreihe in Reihe B bilden das Fundament des Überbaues. Dieser besteht aus einer massiven Betonstruktur von 13,0 m Breite mit einer integrierten Schutzmauer mit einer Oberkante auf +6,50 m auf der Rückseite. Die äußeren 900 m des Wel-

LNG-Terminalbau Swinemünde Die JOHANN BUNTE Bauunternehmung ist beim Bau des neuen LNGTerminals in Swinemünde zusammen mit der Firma Möbius für die Erstellung des 412 Meter langen Verladepiers, der 80 Meter langen Arbeitsrampe sowie der dazu nötigen Rohrbrücken und Seewasserrohre verantwortlich. Das Projekt im Außenhafen umfasst sämtliche Bagger-, Gründungs-, Ramm- und Betonarbeiten und wird von der Niederlassung in Danzig koordiniert. Als einer der führenden deutschen Wasserbauer verfügt BUNTE über umfangreiche Erfahrungen und modernste Spezialgeräte, um auch diese Herausforderung erfolgreich meistern zu können.

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KARL JOSEF WITT

H. Tworuschka · Planung und Bau eines Wellenbrechers mit integrierter Hafenanlage für den LNG-Terminal in Swinemünde

Bild 4. Wellenbrecher nach Abschluss der Rammarbeiten Fig. 4. Breakwater following completion of pile driving works

lenbrechers haben keine integrierte Kaimauer. In diesem Bereich ist der Überbau flach, direkt auf den Kern des Wellenbrechers gegründet. Um auch unter schwierigen Bedingungen beim Betonieren eine Betonoberfläche von hoher Qualität zu erhalten, werden vorgefertigte Elemente für den Überbau verwendet. Die Elemente werden am Kaikopf und an der rückseitigen Schutzmauer aufgestellt. Je nach Lage wird die Wellenbrecherstruktur eine Breite von bis zu 85 m haben. Der Spundwandkern, der aus Steinmaterial 1–200 mm besteht, wird durch zwei Oberschichten aus Steinen unterschiedlicher Körnungen und einer Bewehrungsschicht aus Betonelementen geschützt. Die Abmessungen der Betonelemente werden hauptsächlich auf Basis der zu erwartenden Wellenbedingungen auf Grundlage eines 100jährigen Sturmereignisses ermittelt. Diese Berechnung zeigt, dass die Bemessungswelle als Mittelwert der höchsten Wellen, die in 30 % der Beobachtungszeit überschritten werden, je nach betrachtetem Bereich des Wellenbrechers bis zu Hs = 3,95 m hoch anzusetzen ist. Der Fuß des Wellenbrechers wird in einem Graben platziert, um einen hohen Schutz vor Kolkbildung zu gewährleisten. Um die Steinschichten zu stabilisieren und sie vom natürlichen Boden zu trennen, werden Geotextilien eingesetzt.

Bild 5. Ankeranschluss an die hafenseitige Wand Fig. 5. Anchoring to the port-side wall

3.2 Hafeninfrastruktur Die Hafeninfrastruktur ist für Schiffe mit einer Länge bis zu 300 m und einer Ladekapazität von bis zu 200.000 m3 ausgelegt. Die Anlande-Plattform wird neben der Anlegevorrichtung mit Dalben und einer Verbindungsbrücke platziert. Diese Plattform mit Abmessungen von etwa 60 m × 60 m bietet Platz für das Betriebsgebäude, Kanäle und elektrische Einrichtungen. Die Plattform besteht aus einer verankerten Spundwandkonstruktion mit Betonüberbau. Eine Jettykonstruktion trägt das Rohrsystem, das das entladene Gas zum Terminal an Land transportiert. Auf einer zweiten Plattform (80 m × 55 m) ist eine Wasseraufnahmekammer für das Kühlungssystem und den Brandschutz integriert. Sie enthält ebenfalls verschiedene Betriebsgebäude.

3.3 LNG-Terminal an Land Das LNG-Terminal an Land befindet sich circa 800 m landeinwärts. Es wird auf einer Fläche von etwa 38 ha errichtet. In der ersten Ausbaustufe wird das Terminal zwei Lagerbehälter mit einer Kapazität von jeweils 160.000 m3

Bild 6. Geologischer Längsschnitt Fig. 6. Geological longitudinal section

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

H. Tworuschka · Planung und Bau eines Wellenbrechers mit integrierter Hafenanlage für den LNG-Terminal in Swinemünde

enthalten. Der Anschluss des Terminals an das vorhandene polnische Gasversorgungsnetz erfolgt mit einer Hochdruckrohrleitung mit einem Durchmesser von 800 mm und einer Länge von 80 km.

3.4 Baugrundbedingungen Der Boden im Baufeld weist vier geotechnische Schichten auf (Bild 6). Er besteht hauptsächlich aus feinem oder schluffigem Sand mit dichter Lagerung. In einigen Bereichen gibt es Sand mit geschichteten organischen Einschlüssen. Der schluffige Sand geht stellenweise in Kiesel oder ein Kiesel-Sand-Gemisch über. In Tiefen von –7,50 m bis –10,50 m weist der Sand Zwischenlagerungen von schluffigem Lehm oder Schluff auf. Aufgrund der hohen Lagerungsdichte wurden die Rohrelemente der gemischten Wand vorgebohrt und mit schwerem Rammgerät von Hubinseln eingebracht. Das in der Planungsphase entwickelte aufwendige Gerätekonzept hat sich während der Rammarbeiten durch die erzielte Qualität und die termingerechte Erstellung bewährt.

Bild 7. Landseitiger provisorischer Damm Fig. 7. Temporary land-side dam

4 Bau des Wellenbrechers 4.1 Kampfmittelerkundung und -räumung Vor Ausführung der Ramm- und Baggerarbeiten musste das Baufeld von Kampfmitteln geräumt werden. Aus diesem Grund war die erste Handlung vor Ort die Kampfmittelerkundung, die im August 2010 begonnen wurde. Die Erkundung umfasste die gesamten 150 ha des geplanten Hafenbeckens sowie den Bereich des geplanten Wellenbrechers, wobei etwa 4.000 Verdachtspunkte lokalisiert und beseitigt wurden.

4.2 Rammarbeiten Die Rammarbeiten begannen im September 2010 mit vier Rammeinheiten. Zwei Rammeinheiten wurden auf See eingesetzt, um die Rohre und die dazwischen gesetzte Spundwand in Reihe A und B einzurammen. Eine weitere Rammeinheit wurde für die Schrägpfahlgründung eingesetzt. Die vierte Einheit wurde an Land eingesetzt. Die Rammung an Land war in den Gebieten, in denen die Wassertiefe zu flach für schwimmende Ausrüstung ist, notwendig. Daher wurde auf den ersten 300 m ein provisorischer Damm errichtet (Bild 7). Insgesamt wurden 1.383 Rohrpfähle, 253 Betonpfähle und 938 Zwischenbohlen gerammt sowie 814 Schrägpfähle und Klappanker installiert. Alle Rammarbeiten wurden nach nur einem Jahr im September 2011 abgeschlossen.

Bild 8. Einsatz von Fertigteilen für die hafenseitige Kaimauer Fig. 8. Prefabricated elements used for the port-side quay wall

Kern durch Platzierung der Steinunterschichten geschützt werden, um Erosionen zu verhindern. Die verschiedenen Unterschichten bestehen aus Steinen mit spezifischen Körnungen, um die Filterstabilität sicherzustellen. In Bereichen, in denen der natürliche Boden durch Baggerarbeiten gestört wird, übernimmt ein Geotextil die Funktion, den Meeresboden vom künstlich errichteten Wellenbrecher zu trennen. Das Hafenbecken und der Zugangskanal werden anschließend bis zu einer Tiefe von –14,50 m ausgebaggert.

4.3 Fels- und Baggerarbeiten

4.4 Errichtung des Überbaues

Während Abschnitt für Abschnitt die Pfahlinstallation fertig gestellt wurde, wurde mit der Befüllung durch Kernmaterial begonnen. Der Meeresboden wurde vorab durch das Ausheben des Grabens und die Platzierung und Beschwerung der Geotextilien für den Fuß des Wellenbrechers vorbereitet. Der Kern musste an der Stelle, an der die Platte für den Überbau später einbetoniert wird, bis +0,65 m befüllt werden. Nach der Befüllung musste der

Der 3,3 km lange Betonüberbau wird als klassische Linienbaustelle errichtet. Er besteht zunächst aus einer in Ortbeton erstellten Platte. Im Bereich der kombinierten Spundwand werden als seitlicher Abschluss speziell gefertigte Fertigteile verwendet, die stahlbaumäßig an die Spundwandkonstruktion angeschlossen werden (Bild 8). Hierdurch wird neben einer einfachen Errichtung der aufgehenden Bauteile ein gefälliges Bild zum Hafen erreicht.

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

H. Tworuschka · Planung und Bau eines Wellenbrechers mit integrierter Hafenanlage für den LNG-Terminal in Swinemünde

An der Ostseite des Wellenbrechers kamen Fertigteilwandelemente mit Ortbetonergänzung zum Einsatz (Bild 9). Zwischen den aufgehenden Baukörpern erfolgt eine Sandauffüllung zur Aufnahme der Versorgungsleitungen und des abschließenden Straßenaufbaues. Insgesamt werden 67.500 m3 Ortbeton und zusätzlich 5.000 m3 Beton als Fertigteile eingebaut.

5 Zusammenfassung Die Bauarbeiten für die wasserseitigen Arbeiten haben im Juli 2010 mit der Einrichtung der Baustelle und der Zufahrtsstraße begonnen. Aufgrund der parallel laufenden Arbeiten für den Wellenbrecher und die Anlegeplattformen wurde in Zusammenarbeit mit den beiden Bauherrn ein kombinierter Zeitplan entwickelt, um die derzeit größte polnische Einzelbaumaßnahme termingerecht herzustellen (Bild 10). Dieses partnerschaftliche Zusammenwirken in Verbindung mit einem ambitionierten Gerätekonzept sichert die termingerechte Übergabe an die Bauherrn nach nur 2,5 Jahren Bauzeit im Dezember 2012.

Dr. Hartmut Tworuschka HOCHTIEF Solutions AG Civil Engineering and Marine Works Lübeckertordamm 1 20099 Hamburg hartmut.tworuschka@hochtief.de

Bild 9. Einsatz von Fertigteilen für die östliche Abschlusswand Fig. 9. Prefabricated elements used for the eastern enclosing wall

Bild 10. Stand der Bauarbeiten im November 2011 Fig. 10. Status of construction work in November 2011

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Fachthemen DOI: 10.1002/best.201210003

Tobias Günzl

Neubau Containerterminal in Cai Mep/Vietnam Planung und Herstellung einer Containerkaje als Pfahlrostgründung mit Pfahllängen von ca. 60 Metern Aufgrund des dynamischen Wirtschaftswachstums in Südostasien und speziell in Vietnam mit seiner exportorientierten Industrie wird derzeit massiv in die Hafeninfrastruktur investiert. Besondere Aufmerksamkeit wird dabei der Entwicklung des Tiefwasserhafens in Cai Mep, welcher für die Abfertigung von SuperPost-Panamax-Containerschiffen mit bis zu 400 m Schiffslänge konzipiert ist, gewidmet. Aufgrund der abzufertigenden Schiffsgrößen und den Baugrundbedingungen bestehen hohe Anforderungen an die Kajenkonstruktion, sowohl im Design als auch in der Ausführung unter den lokalen Bedingungen.

Co. (CMIT), welche im Januar 2007 als Zusammenschluss der Firmen Saigon Port, Vietnam Shipping Lines und APM Terminals BV gegründet wurde. Mit der Baumaßnahme wurde 2008 begonnen. Seitdem ist permanent ein Team vor Ort, das die Planungsaufgaben des „FIDIC Engineer“ bis zur endgültigen Fertigstellung des gesamten Terminals, welche in 2012 geplant ist, übernimmt.

Development of Cai Mep Container Terminal, Vietnam Based on the dynamic economic growth in SE Asia and especially Vietnam’s export-oriented industrial sector, there are massive ongoing investments in port and maritime infrastructure. Thus, the development of the deep-water port at Cai Mep, designed for super-post-panamax container vessels up to 400 m length, is a core project in this development. Due to the vessel size and subsoil conditions, special requirements within design and during execution under local conditions must be considered for the quay structure.

1 Einleitung Der Ausbau und die Modernisierung der Infrastruktur in Vietnam sind wichtige Meilensteine auf dem Weg zur weiteren wirtschaftlichen Entwicklung. Einen Schwerpunkt bildet der Ausbau der Hafeninfrastruktur. In der Vung Tau Provinz in Südvietnam wird derzeit mit dem Cai Mep International Terminal einer der größten Tiefwasserhäfen Vietnams fertig gestellt (Bilder 1 und 2). Hier entsteht der erste vietnamesische Containerterminal, an dem Schiffe der Super-Post-Panamax-Klasse be- und entladen werden können. Mit einer Kapazität von über 13.000 Containern gehören sie zu den derzeit größten existierenden Containerschiffen. Im Folgenden werden die Herausforderungen bei der Planung und Herstellung der Kajenanlage beschrieben. Dazu zählen die zu berücksichtigenden Verkehrslasten und die sehr hohen Belastungen aus den Containerbrücken ebenso wie die schwierigen Baugrundverhältnisse mit Weichschichten von 30 bis 40 m Mächtigkeit. Mit den Planungsleistungen für den Neubau des Tiefseehafens Cai Mep wurde die INROS LACKNER AG zusammen mit Portcoast Consultant Corp., einem lokalen Planer, beauftragt. Auftraggeber ist die Cai Mep International Terminal

Bild 1. Containerschiff am Cai Mep International Terminal Fig. 1. Container ship at Cai Mep International Terminal

Bild 2. Visualisierung des Hafens Cai Mep Fig. 2. Visualisation of the port of Cai Mep

T. Günzl · Neubau Containerterminal in Cai Mep/Vietnam

2 Planungsaufgabe Neben der Planung der Kajenanlage, welche im Rahmen der Beratungsleistungen für den Bauherren unter einem „FIDIC Design and build contract“ (yellow book) vorbereitet wurde, zeichnet sich die INROS LACKNER AG aktuell für den „Engineer“ nach FIDIC sowie für die „Health & Safety Coordination“ verantwortlich. Zu den Planungsleistungen zählte im Vorfeld der eigentlichen Baudurchführung neben der Entwicklung und Aktualisierung des „Basic Design“ von dem Gesamtterminal, einschließlich aller Gebäude und Infrastruktureinrichtungen, die gesamte Ausschreibung und Angebotsauswertung im Rahmen der Vergabe der Bauleistungen. Neben der Entwicklung von Genehmigungs- und Ausschreibungsunterlagen wurde eine Visualisierung des Gesamtterminals entsprechend Bild 2 durchgeführt. Der Hafen selbst liegt mit einer Fläche von 48 ha unmittelbar am Fluss Thi Vai nahe der Küstenlinie im Südchinesischen Meer. Das Gebiet war zu Projektbeginn durch verschiedene Flussläufe als „Insel“ isoliert und völlig unerschlossen. Es war nur auf dem Seeweg zu erreichen und wurde bei Tidehochwasser überflutet. Diese Ausgangsbedingungen machen deutlich, dass die Baugrundverhältnisse infolge der massiven Weichschichten besondere Ansprüche an die Planung und Realisierung der Bauaufgabe gestellt haben. Entsprechend dem Terminal-Operating-Konzept, welches als RTG-Konzept festgelegt war, wurde wasserbaulich eine insgesamt 600 m lange Kajenanlage mit zwei Liegeplätzen geplant. Bei einer Wassertiefe von − 16,50 m vor der Kaje wurde bei den Planungen ein Gesamt-Tidenhub von ca. 4 m berücksichtigt. Neben der eigentlichen Terminal- und Gebäudeplanung waren weiterere Schwerpunkte der ingenieurtechnischen Planungen die Geländeverfüllung sowie Bodenverbesserungsmaßnahmen. Hierbei wurden unterschiedliche Baugrundverbesserungsverfahren, wie z. B. die klassische Konsolidierung mit Auflast und Vertikaldrainagen sowie die Vakuum-Verdichtung untersucht, ausgeschrieben und realisiert. Über die gesamte Konsolidierungszeit (ca. sechs Monate) traten durchschnittliche Setzungen von ca. 3,50 m im Terminalgelände auf. Insgesamt wurden im Terminalgebiet ca. 5 Mio. m3 Sand aufgespült und eingebaut (Bild 3).

3 Planung und Design der Kajenstruktur Die Kajenanlage als Kernstück des neuen Containerhafens erfüllt mehrere Randbedingungen, welche unmittelbar Einfluss auf das Design der Kajenstruktur nehmen: 1. Die Kajenanlage war in offener Bauweise, d. h. als Pfahlrost, zu errichten. Dies war erforderlich, um die Auswirkungen in die Gewässermorphologie, insbesondere an der Mündungsstelle des benachbarten Nebenflusses des Flusses Thi Vai zu minimieren; 2. Als bevorzugte Gründungselemente wurden Pfähle eingesetzt, welche auf dem lokalen Markt produziert wurden und für die Einbringtechnologie geeignet waren; 3. Die zu dimensionierende Kajenstruktur hat die besonderen Baugrundbedingungen im Erstellungsgebiet berücksichtigt;

Bild 3. Luftbild während der Konsolidierungsphase Fig. 3. Aerial photograph during consolidation stage

4. Gemäß vietnamesischer Normung befindet sich das Planungsgebiet in einer Erdbebenzone. Entsprechend muss die Kajenstruktur die Anforderungen aus der entsprechenden Normung erfüllen; 5. Die Spurbreite und Belastung der Krananlage entspricht den Vorgaben aus dem Terminalbetrieb. Im konkreten Fall wurde eine Kranspurweite von 30 m mit einer zukünftigen Kranlast entsprechend twinspreader-Betrieb für 40 Fuß-Container berücksichtigt; 6. Die Kajenanlage ermöglicht einen Umschlag mittels Hafenmobilkran; 7. Die Kajenanlage nimmt Pollerzuglasten von max. 200 t/ Poller sowie Fenderreaktionslasten aus der Fenderung auf. Diese Rahmenbedingungen und Vorgaben wurden im „Basic Design“ umgesetzt. Bild 4 zeigt den Kajenquerschnitt, der vom Planungsteam entwickelt und im Rahmen des „Detailed Design“, der Ausführungsplanung, durch die Baufirma bis zur Ausführungsreife weiter begleitet wurde. Für die Berechnung der einzelnen Einwirkungen wurden teilweise gesonderte Analysen durchgeführt. Insbesondere die Festlegung der Federsteifigkeiten der Gründungspfähle führte im Zuge des „Detailed Design“, welches im Rahmen der Bauüberwachungsleistungen zu prüfen und freizugeben war, zu erheblichem Abstimmungsbedarf. Als Lasteingangsfestlegung war eine gesonderte Mooringanalyse erforderlich, welche alle gängigen Schiffstypen, vom maximalen Bemessungsschiff bis hin zu Flussbargen, berücksichtigte. Zusammenfassende Belastungsansätze der Mooringanalyse sind in Bild 5 dargestellt. Im Rahmen der Tragwerksplanung der Kaje erfolgte eine FEM-Analyse des Gesamttragwerks einschließlich der Bemessung der Einzelglieder (Bild 6). Wie aus Bild 4 ersichtlich, wurden dabei vertikale Pfähle mit Gesamtpfahllängen von ca. 60 m modelliert und berechnet. Der Überbau wurde als Pfahlrostkonstruktion aus Halbfertigteilen

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T. Günzl · Neubau Containerterminal in Cai Mep/Vietnam

Bild 4. Typischer Kajenquerschnitt Fig. 4. Typical cross section of the quay

mit monolithischer Ortbetonergänzung berechnet. Die Gesamtbreite des Oberbaus der Kaje beträgt 55 m. Als Gründungselemente wurden Schleuderbetonpfähle sowie in besonders beanspruchten Bereichen Stahlrohrpfähle eingesetzt. Insbesondere Schleuderbetonpfähle nach japanischer Normung sind eine typische und bekannte Konstruktionsweise in Vietnam.

4 Bauausführung Die Aufgabe und Zielstellung der Beratungsleistungen war es, im Rahmen der Ausschreibung der Bauleistungen eine

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

qualifizierte Baufirma mit der Erstellung des Terminals zu beauftragen. Eine besondere Herausforderung dabei war, dass das Projektgebiet ausschließlich über den Wasserweg erreicht werden konnte. Die beauftragte koreanische Arbeitsgemeinschaft hat daher, neben einem bauzeitlichen Anleger für Materialtransporte, eine mobile Betonmischanlage mit zugehörigem Materiallager im Projektgebiet installiert. Weiterhin wurde in ca. 5 km Entfernung zum Projektgebiet eine Vorfertigungsstätte für die Halbfertigteile der Kajenstruktur installiert (Bild 7), welche über einen LKW-Anschluss verfügte. Hier wurden die Bauteile der Kajenstruktur weitestgehend vorgefertigt. Die Beweh-

T. Günzl · Neubau Containerterminal in Cai Mep/Vietnam 335,000

36,935

18 17 16 15

165,000

1 2 3 4

1413

12 11

Block No.1

Block No.3

Block No.2

17 16 15 14 13 12

Block No.4

10 9

1110

1 2 3 65 4

Block No.6

Block No.5

CONTAINER LOADING / UNLOADING AREA

Case-2 8,000TEU + 1,300TEU container ship moored (plan)

BALLAST 9°

49°

14°

10°

17°

56 °

10°

TOP OF VESSEL : (+) 9.18m (CD) 5°

(+) 0.58m (CD)

8°

FULLY

L. W. L

20°

14°

° 70

14°

17°

55°

L. W. L

(+) 0.58m (CD)

12°

TOP OF VESSEL : (+) 16.98m (CD) 44°

° 80

64°

23°

20°

TOP OF VESSEL : (+) 21.98m (CD)

TOP OF VESSEL : (+) 5.58m (CD)

400,000

18 17 16 15 1413

1 2 3 6 54 87 12 11

Block No.1

Block No.2

Block No.5

Block No.6

CONTAINER LOADING / UNLOADING AREA

Bild 5. Bemessungsansätze der Mooringanalyse Fig. 5. Mooring analysis input parameters

rungs- und Betonqualität wurde im Rahmen der Bauüberwachung kontinuierlich diskutiert und kontrolliert. Die Qualitätskontrolle vor Ort erforderte ein hohes Maß an Flexibilität in der Bauausführung. Ein intensiver Austausch zwischen allen Planungsbeteiligten unter Beachtung der lokalen Gegebenheiten führte letztendlich zu gemeinsamen Lösungen und einer Akzeptanz in der Herstellung der Einzelbauteile sowie Montage der Gesamtstruktur. Aus der Vorfertigungsstätte wurden alle Betonelemente über Transportbargen zum Einbauort transportiert

und anschließend positioniert (Bild 8). Dabei war der Tidenwasserstand zu beachten, da bei Hochwasser eine sichere Positionierung der Halbfertigteile nicht möglich war. Nach Ergänzung der Ortbetonbewehrung und der jeweils notwendigen Einbauteile erfolgte blockweise die Betonage der monolithischen Ortbetonergänzung sowie die Nachbehandlung des Betons. Einen Höhepunkt in der Fertigstellung der Kajenstruktur markierte die Lieferung und Aufstellung der Containerbrücken (Bild 9). Die Kaje ist für den Betrieb von bis zu sieben Containerbrücken ausgelegt. Derzeit sind vier

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T. Günzl · Neubau Containerterminal in Cai Mep/Vietnam

Bild 9. Detailansicht Kajenstruktur nach Fertigstellung Fig. 9. Detail of quay structure after completion Bild 6. Verformungsberechnung unter Erdbebeneinfluss Fig. 6. Calculation of deformation caused by earthquakes

Bild 10. Luftbild der Kajenstruktur des Hafens Cai Mep Fig. 10. Aerial photograph of the quay structure at Cai Mep port Bild 7. Beton – Halbfertigteil in der Vorfertigungsstätte Fig. 7. Concrete – semi-prefabricated component at the works

Mit der Abfertigung des ersten Containerschiffes im April 2011 wurde die erste Ausbaustufe des Terminals in Betrieb genommen. Die offizielle Einweihung des Terminals fand als Festakt unter großer politischer Beteiligung Anfang Dezember 2011 statt und bedeutet einen Meilenstein in der Infrastrukturentwicklung des gesamten Landes. Parallel werden die Bauleistungen der 2. Ausbaustufe durchgeführt, sodass mit einer Übergabe des Gesamtterminals im Frühjahr 2012 gerechnet werden kann. Mit Fertigstellung des Terminals sind die Planungsleistungen nach insgesamt fünf Jahren beendet.

5 Zusammenfassung

Bild 8. Montage der Halbfertigteile Fig. 8. Installation of semi-prefabricated components

Containerbrücken des Typs ZPMC installiert, zwei weitere Containerbrücken sind bereits bestellt. Bild 10 zeigt die betriebsbereite Kajenanlage als Luftbild.

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Die Planung und Überwachung von Terminalanlagen im Ausland erfordert neben fundierter Fachkenntnis für den Bau derartiger Anlagen ein hohes Maß an Einsatzbereitschaft der einzelnen Mitarbeiter. Insbesondere die Herausforderungen aus Baugrundeigenschaften, den extremen Verkehrslasten sowie der zu wählenden Herstellungstechnologie stellten sowohl in der Planung, der gesamten Bauvergabe als auch in der Überwachung der Herstellung höchste Ansprüche an die Projektbeteiligten. Die INROS LACKNER AG hat dabei den Gesamtprozess von der Planung über die Ausschreibung bis hin zur Realisierung maßgeblich für den Bauherren gestaltet.

T. Günzl · Neubau Containerterminal in Cai Mep/Vietnam

Insgesamt wurde bei diesem Projekt, das sich innerhalb von drei Jahren aus einem nicht zugänglichen Flussgebiet zu einem modernen Containerterminal entwickelte, eine Kajenanlage mit 600 m Kajenlänge und 55 m Kajenbreite sowie drei Zugangsbrücken hergestellt. Nach seiner endgültigen Fertigstellung wird dieser Terminal als ein wesentlicher Hub innerhalb des transatlantischen Seeverkehrs in Richtung Nordamerika sowie des asiatischen Verkehrs unter anderem mit Thailand und Kambodscha dienen. Dabei garantiert die moderne Umschlagstechnik eine hohe Effizienz und Leistungsfähigkeit des Terminals. Inzwischen sind in der Umgebung weitere große Hafenbauvorhaben in der Umsetzung. Davon profitiert die gesamte Region, die sich zu einer wirtschaftlichen Boomregion entwickelt, mit einem starken Wachstum an Einwohnern und Arbeitskräften in den Provinzstädten.

Dipl.-Ing. Tobias Günzl Projektleiter und Fachbereichsleiter Wasserbau INROS LACKNER AG Rosa-Luxemburg-Str. 16 18055 Rostock tobias.guenzl@inros-lackner.de

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Fachthemen DOI: 10.1002/best.201200008

Michael Dormann Johannes Herbort

Erneuerung der Umschlagufer im Rheinhafen Bendorf Im Rahmen der Erneuerung der Umschlagufer wird der Rheinhafen Bendorf zu einem modernen und leistungsfähigen Binnenhafen ausgebaut. Auf einer Länge von 430 m werden die über 80 bis 110 Jahre alten, teilweise geböschten Uferwände durch neue Stahlspundwände ersetzt, des Weiteren wird die Hafensohle vertieft. Zur Lagerung hochwertiger Güter wird eine neue ca. 12.000 m² große hochwassersichere Betriebsfläche geschaffen. Gefahrgutliegeplätze zum Umschlag von Mineralölprodukten werden um zusätzliche Dalben erweitert. Renewal of the bank reinforcement of the Rhine-Port Bendorf In the course of the renewal of its bank reinforcement, the Rhine port of Bendorf will be developed to a modern and efficient inland port. New sheet piling walls will be built for a length of 430 m, and the water depth in the harbour will be increased. A new storage area of 12,000 m² will then be protected even at the highest water levels. The situation for tankers will be improved by the erection of new steel piles

Bild 1. Alte Uferwand vor der Baumaßnahme Fig. 1. Old bank wall before start of construction

2 Vorgeschichte 1 Einleitung Der Rheinhafen Bendorf befindet sich im Südwesten der Stadt Bendorf, ca. 10 km nördlich von Koblenz. Er erstreckt sich auf einer Länge von knapp einem Kilometer von Rhein-km 598,900 bis 599,875 am rechten Rheinufer. Hauptumschlagprodukte sind Schüttgüter, insbesondere Ton und Basalt aus dem nahegelegenen Westerwald, sowie Mineralölerzeugnisse. Mit Ufermauern von ca. 980 m Länge, einer Gesamtfläche von ca. 30 ha, Freilagerflächen von 30.000 m² und einem Tanklagerraum von 145.000 m³ ist der Rheinhafen Bendorf nach Andernach der zweitgrößte Hafen am Mittelrhein. Die Gründung des Rheinhafens Bendorf geht auf die Jahre 1899/1900 zurück, aus dieser Zeit stammt auch die Uferwand im mittleren Bereich des Hafens. Hierbei handelt es sich um eine geneigte Eisenbetonwand mit einer Gesamtlänge von ca. 550 m (Bild 1). In den Jahren 1928/1929 erfolgte eine Erweiterung des Umschlagufers in westlicher Richtung mit dem Bau einer ca. 140 m langen Schwergewichtswand aus Stahlbeton. Die Ufereinfassung im östlichen Bereich des Hafens besteht aus einer rückwärtig verankerten Stahlspundwand mit einem Stahlbetonholm und einer davorliegenden gepflasterten Uferböschung auf einer Länge von ca. 290 m. Die Errichtung der Stahlspundwand erfolgte in den Jahren 1970/1971.

Aufgrund der geböschten bzw. teilgeböschten Ufer, dem damit verbundenen wasserstandsabhängigen Abstand der Schiffe zum Ufer und der daraus resultierenden Schwierigkeiten beim Festmachen bzw. Be- und Entladen der Schiffe sowie des hohen Alters und der eingeschränkten Tragfähigkeit der Uferwände bestanden seitens der Rheinhafen Bendorf GmbH seit den 1990er Jahren Überlegungen zu einer Erneuerung der Umschlagufer. Die Planungen in den Jahren 1999 bis 2001 sahen vor, die vorhandenen Ufereinfassungen teilweise durch vorgesetzte Stahlspundwände zu ersetzen und durch Aufschüttungen einen neuen hochwassersicheren Lagerplatz herzustellen. Planungen ab dem Jahr 2003 berücksichtigten darüber hinaus den Bau eines neuen Containerterminals, diese wurden zwischenzeitlich aber wieder verworfen.

3 Ausbauplanung Im Juni 2006 beauftragte die Rheinhafen Bendorf GmbH das Ingenieurbüro grbv Ingenieure im Bauwesen GmbH & Co. KG aus Hannover mit der Objekt- und Tragwerkplanung für die Erneuerung des Umschlagufers im westlichen Teil des Hafens auf einer Länge von ca. 430 m und die Vertiefung der Sohle im gesamten Hafengewässer bis zur Fahrrinne des Rheins (Bild 2). Der Planungsauftrag

M. Dormann/J. Herbort · Erneuerung der Umschlagufer im Rheinhafen Bendorf

Verlängerung der Liegeplätze

Bau einer hochwassersicheren Betriebsfläche

430m Neubau einer senkrechten Uferwand Rhein

Anpassung der Hafensohle an den Mittelrheinausbau

Bild 2. Lageplan Rheinhafen Bendorf Fig. 2. Site plan of the Rhine port of Bendorf

wurde in den folgenden Jahren um die Oberflächenbefestigung und Entwässerung der neuen Betriebsflächen sowie um die Verlängerung der bestehenden Dalben-Liegeplätze für den Umschlag von Mineralölprodukten er weitert.

3.1 Uferspundwand Abschnitt 1 Die Erneuerung des Umschlagufers im Abschnitt 1 betrifft die 1928/1929 errichtete Stahlbeton-Schwergewichtswand im westlichen Bereich des Hafens. Hier wird eine neue Stahlspundwand auf einer Länge von ca. 150 m in einem Abstand von ca. 5 m vor die alte Uferwand eingebracht. Um in diesem Bereich eine neue hochwassersichere Betriebsfläche zu schaffen, wird die Spundwandoberkante ca. 4 m über der Oberkante der alten Stahlbetonwand angeordnet. Als Spundwandabdeckung dient ein Wulstholm aus Stahl. Für die neue Spundwand ergibt sich eine rechnerische freie Höhe von 14,10 m. In der Uferwand sind drei Treppennischen in einem Abstand von ca. 60 m angeordnet, dazwischen befinden sich Steigleitern. Bei der Spundwand selbst handelt es sich um volleingespannte, zweifach rückwärtig verankerte Spundbohlen (Bild 3). Die Rückverankerung in der unteren Ankerlage erfolgt mit unter 45° geneigten Microverpresspfählen, die unterhalb der alten Uferwand verlaufen. Die Pfähle tragen die Ankerkräfte in die anstehenden Flusskiese ab, die rechnerische Krafteintragungslänge beträgt ca. 19,60 m. Die Rückverankerung in der oberen Ankerlage erfolgt mit horizontalen Rundstahlankern und einer Ankerwand, die im Zuge der Geländeauffüllung eingebaut wurden.

3.2 Uferspundwand Abschnitt 2 Die Erneuerung des Umschlagufers im Abschnitt 2 betrifft den westlichen Teil der 1899/1900 errichteten Eisenbeton-

wand und schließt sich unmittelbar an den Abschnitt 1 an. Hier wird eine neue Uferspundwand auf einer Länge von ca. 280 m in einem Abstand von ca. 9 m vor die alte Uferwand eingebracht. Die Oberkante der neuen Spundwand befindet sich nur wenige Zentimeter über der Oberkante der alten Uferwand. Als Spundwandabdeckung dient auch hier ein Wulstholm aus Stahl (Bild 4). Von der Berechnungssohle bis zur Oberkante ergibt sich somit eine freie Länge von 10,30 m. In der neuen Uferwand im Abschnitt 2 sind vier Treppennischen in einem Abstand von ca. 60 m angeordnet, dazwischen befinden sich wieder Steigleitern. Aufgrund der geringeren Höhe kann die neue Uferspundwand als volleingespannte, einfach rückwärtig verankerte Stahlspundwand ausgeführt werden. Die Rückverankerung erfolgt mit unter 45° geneigten Microverpresspfählen, die auch unterhalb der alten Uferwand verlaufen. Die Pfähle tragen die Ankerkräfte ebenfalls in die anstehenden Flusskiese ab, die rechnerische Krafteintragungslänge beträgt in der Regel 11,80 m bzw. 18,80 m im Bereich der Poller.

3.3 Vertiefung der Hafensohle Im Zuge des Mittelrheinausbaus durch die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) in den Jahren 1999/2000 wurde im Bereich des Hafens Bendorf eine Fahrrinnentiefe von 2,50 m unter dem gleichwertigen Wasserstand (GlW) hergestellt, die Breite der Fahrrinne wurde von 150 auf 120 m verringert. Eine Vertiefung der Sohle im Hafengewässer blieb vorerst aus. Im Rahmen der Erneuerung der Umschlagufer erfolgt nun auch eine Anpassung der Hafensohle an den Mittelrheinausbau. Hierbei wird im gesamten Hafengewässer eine gegenüber der Fahrrinne um 30 cm tiefere Sohle hergestellt, um die künftige Sohlerosion im Rhein und das damit verbundene Ab-

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

M. Dormann/J. Herbort · Erneuerung der Umschlagufer im Rheinhafen Bendorf

Bild 3. Querschnitt Spundwand Abschnitt 1 Fig. 3. Cross section showing section 1 of sheet piling

Bild 4. Querschnitt Spundwand Abschnitt 2 Fig. 4. Cross section showing section 2 of sheet piling

sinken der Niedrigwasserstände zu berücksichtigen. So können alle Schiffe, die auf dem Rhein verkehren, in Zukunft problemlos den Rheinhafen Bendorf anlaufen.

3.4 Geländeauffüllung, Oberflächenbefestigung und Entwässerung Im Rheinhafen Bendorf standen keine ausreichenden hochwassersicheren Lagerflächen zur Verfügung. Um in Zukunft auch hochwertige Güter lagern zu können, wird hinter der neuen Uferspundwand im Abschnitt 1 mit Auffüllungen bis zu 4 m Höhe eine ca. 12.000 m² große hoch-

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

wassersichere Lagerfläche geschaffen. Im Abschnitt 2 vergrößert sich die vorhandene Betriebsfläche um ca. 2.500 m², da hier die neue Spundwand in einem Abstand von ca. 9 m vor die alte Uferwand eingebracht wird. Sämtliche neuen Flächen erhalten eine Befestigung mit einem Betonverbundsteinpflaster und ein neues Entwässerungssystem.

3.5 Verlängerung der Dalben-Liegeplätze Im mittleren Teil des Hafens befinden sich zwei Gefahrgutliegeplätze für den Umschlag von Mineralölprodukten.

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Abb. vorläufig

Q Die Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau sind zukünftig nach dem EC 7-1 zu führen. Das Buch zeigt die Änderungen zur bisherigen Nachweisführung auf und bildet daher für Geotechniker und Bauingenieure ein unverzichtbares Hilfsmittel bei der Einarbeitung in das neue Regelwerk. In dem vorliegenden Buch werden die Grundlagen und Begriffe der Nachweisführung vorgestellt. Soweit nötig wird dabei auch auf die mit geltenden Normen und Empfehlungen wie z. B. die Geländebruchnorm DIN 4084 oder die Erddrucknorm DIN 4085 sowie die EAB, EAU, EA-Pfähle und die EBGEO eingegangen. Die erforderlichen Nachweise werden erläutert und anhand von Ablaufdiagrammen und zahlreichen Beispielen verdeutlicht. Dabei werden alle gängigen geotechnischen MARTIN ZIEGLER Aufgaben wie Flächengründungen, Pfahlgründungen, Geotechnische Baugrubenwände, Verankerungen, Stützbauwerke sowie Nachweise nach EC7 die Versagensformen durch Grundbruch, Geländebruch und DIN 1054 und hydraulisch bedingtes Versagen angesprochen. Einführung in Beispielen Im Juli 2012 sollen die Eurocodes ohne Übergangsfrist Reihe: Bauingenieur-Praxis BiP bauaufsichtlich eingeführt werden. Die in diesem Buch ent3., neu bearb. Auﬂage haltene Beispielsammlung ermöglicht einen schnellen Einstieg 2012. ca. 300 S. ca. 150 Abb. in das neue Normenwerk und bildet daher für Geotechniker Br. und Bauingenieure ein unverzichtbares Hilfsmittel bei der Anca. € 55,– wendung des neuen Regelwerks in der praktischen Tätigkeit. ISBN: 978-3-433-02975-6 Erscheint Frühjahr 2012

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H . - J . I R M S C H L E R , P. S C H U B E R T,

F. F I N G E R L O O S ( S E I T 2 0 0 9 )

W. J Ä G E R ( B I S 2 0 0 6 )

Beton-Kalender 2012 Schwerpunkte: Infrastrukturbau, Befestigungstechnik, Eurocode 2

Mauerwerk-Kalender 2012 Schwerpunkt: Eurocode 6 2012. ca. 700 S. ca. 500 Abb. Gb. ca. € 13 ,– Fortsetzungspreis: ca. € 11 ,–

Teile 1 und 2 2011. 1136 S., 688 Abb., 173 Tab., Gb. € 165,– Fortsetzungspreis: € 145,–

ISBN: 978-3-433-02987-9 Erscheint Februar 2012

ISBN: 978-3-433-02989-3

Der Beton-Kalender bietet seit 100 Jahren umfangreiches Q Fachwissen, präsentiert in übersichtlicher und praxistauglicher Form. Beiträge aus Praxis und Wissenschaft, Details, Normen – kompaktes Wissen zu jedem Thema! Q J ährliche Schwerpunkte: 2003 – Hochhäuser, Geschossbauten 2004 – Brücken, Parkhäuser 2005 – Fertigteile, Tunnel 2006 – Turmbauwerke, Industriebauten 2007 – Verkehrsbauten, Flächentragwerke 2008 – Konstruktiver Wasserbau, Erdbebensicheres Bauen 2009 – Aktuelle Massivbaunormen, Konstruktiver Hochbau 2010 – Brücken, Betonbau im Wasser 2011 – Kraftwerke, Faserbeton

Für die Bemessung und Ausführungsplanung schadenfreier Q Konstruktionen geben namhafte Bauingenieure praxisgerechte Hinweise rund ums Mauerwerk. Q B eitragsreihen: Schadenfreies Konstruieren / Instandsetzung / Genauere Bemessung nach dem Teilsicherheitskonzept / Beispiele / Mauerwerkkonstruktionen Q J ährliche Schwerpunkte: 2007 – Eurocode 6, Ertüchtigung 2008 – Abdichtung und Instandsetzung, Lehmmauerwerk 2009 – Ausführung von Mauerwerk 2010 – Normen für Bemessung und Ausführung 2011 – Nachhaltige Bauprodukte und Konstruktionen

HRSG.: U. KUHLMANN

HRSG.: N. A. FOUAD (AB 2006)

Stahlbau-Kalender 2012 Schwerpunkte: Eurocode 3 – Grundnorm, Brückenbau

E. CZIESIELSKI (BIS 2005)

Bauphysik-Kalender 2012 Schwerpunkt: Gebäudediagnostik

2012. ca. 800 S. ca. 600 Abb. Gb. ca. € 13 ,– Fortsetzungspreis: ca. € 11 ,–

2012. ca. 700 S. ca. 500 Abb. ca. 200 Tab. Gb. ca. € 13 ,– Fortsetzungspreis: ca. € 11 ,–

ISBN: 978-3-433-02988-6 Erscheint April 2012

ISBN: 978-3-433-02986-2

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Erscheint März 2012

Der Stahlbau-Kalender dokumentiert und kommentiert Q den aktuellen Stand des deutschen Stahlbau-Regelwerkes. Herausragende Autoren vermitteln Grundlagen und geben praktische Hinweise für Konstruktion und Berechnung.

Ein Kompendium praxisgerechter Lösungen für Konstruktion, Q Berechnung und Nachweisführung des Wärme- und Feuchteschutzes sowie des Brand- und Schallschutzes. Normen, Kommentare, Beispiele und Details runden die Titel ab.

Q J ährliche Schwerpunkte: 2004 – Schlanke Tragwerke 2005 – Verbindungen 2006 – Dauerhaftigkeit 2007 – Werkstoffe 2008 – Dynamik, Brücken 2009 – Stabilität 2010 – Verbundbau 2011 – Eurocode 3 – Grundnorm, Verbindungen

Q J ährliche Schwerpunkte: 2003 – Schimmelpilze in Gebäuden 2004 – Zerstörungsfreie Prüfungen in Gebäuden 2005 – Nachhaltiges Bauen und Bauwerksabdichtungen 2006 – Brandschutz 2007 – Gesamtenergieeffizienz von Gebäuden 2008 – Bauwerksabdichtung 2009 – Schallschutz und Akustik 2010 – Energetische Sanierung von Gebäuden 2011 – Brandschutz

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HRSG.: K. BERGMEISTER,

M. Dormann/J. Herbort · Erneuerung der Umschlagufer im Rheinhafen Bendorf

Zum Anlegen und Festmachen der Tankschiffe sind je Liegeplatz vier Dalben vorhanden, die im Einspannbereich mit Rücken- und Schräglamellen verstärkt wurden. Zum Umschlag ist je Liegeplatz ein Steiger vorhanden, der auch die einzige Zugangsmöglichkeit zu den Schiffen darstellt. Um auch modernen großen Tankschiffen ein sicheres Anlegen und Festmachen zu ermöglichen, werden beide Liegeplätze verlängert, der östliche Liegeplatz wird um einen neuen Dalben, der westliche Liegeplatz um zwei neue Dalben erweitert. Um einen sicheren zweiten Flucht- und Rettungsweg zu schaffen, wird jeder Liegeplatz mit einer zusätzlichen Landgangmöglichkeit ausgerüstet, die jeweils aus einem ca. 21 m langen Steg als geschweißte Fachwerkkonstruktion besteht, der auf wasser- und landseitigen Treppentürmen aufgelagert wird. Die Konstruktionsunterkante des Steges befindet sich oberhalb eines 100-jährlichen Hochwassers, bei Mittelwasser ist an der wasserseitigen Treppe damit eine Höhe von ca. 8 m zu überwinden.

4 Genehmigungsverfahren Das bereits im Jahr 2000 eingeleitete Planfeststellungsverfahren für die Erneuerung der Umschlagufer wurde aufgrund von Überlegungen zum Bau eines neuen Containerterminals zunächst unterbrochen. Ein erneuter Antrag im aktuellen Umfang erfolgte dann im August 2008. Die Antragsunterlagen enthielten neben der technischen Planung eine Umweltverträglichkeitsstudie (UVS), in der die Auswirkungen des Vorhabens auf die Schutzgüter Mensch, Flora und Fauna, Boden, Wasser, Luft, Klima und Landschaft sowie Kultur- und sonstige Sachgüter untersucht wurden. Unvermeidbare Beeinträchtigungen konnten entsprechend des Landschaftspflegerischen Begleitplans (LBP) ausgeglichen werden. Aufgrund der räumlichen Nähe des Rheinhafens Bendorf zu den FFH-Gebieten „Brexbach- und Saynbachtal“ sowie „Mittelrheintal“ wurde eine FFH-Verträglichkeitsvorstudie erforderlich. Ebenso wurde eine ArtenschutzVerträglichkeitsvorstudie erstellt, auf deren Grundlage für insgesamt sieben Arten eine Einzelfallprüfung im Rahmen einer Artenschutz-Verträglichkeitsstudie durchgeführt wurde. Zur Untersuchung der Auswirkungen der neuen Spundwände auf die Wasserspiegellagen im Rhein wurde ein Gutachten der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Karlsruhe erstellt. Das Gutachten kommt zu dem Schluss, dass die Baumaßnahme nur marginale Auswirkungen auf die Wasserspiegellagen im Rhein hat. Zur Beurteilung der Betriebsgeräuschimmissionen wurde eine schalltechnische Untersuchung einschließlich Messungen der tatsächlich vorhandenen Betriebsgeräuschimmissionen zu Tagesund Nachtzeiten durchgeführt und in einem Gutachten bewertet. Der Planfeststellungsbeschluss durch die SGD Nord erging dann am 30.03.2010.

5 Bauausführung Die Spundwandarbeiten wurden europaweit ausgeschrieben und im November 2010 mit einer Auftragssumme von 5,2 Mio. Euro an die Hülskens Wasserbau GmbH & Co. KG aus Wesel vergeben. Die Arbeiten begannen dann im

Dezember 2010 mit der Baustelleneinrichtung und dem Räumen der Rammtrasse. Die Arbeiten zur Geländeauffüllung, Oberflächenbefestigung und Entwässerung wurden im Juni 2011 mit einer Auftragssumme von 1,0 Mio. Euro an die Dr. Fink-Stauf GmbH & Co. KG aus Much vergeben, mit den Arbeiten wurde unmittelbar nach Auftragsvergabe begonnen.

5.1 Kampfmittelsondierungen Die Auswertung von alliierten Luftbildern durch den Kampfmittelräumdienst Rheinland-Pfalz ergab zwar keine Anzeichen auf Kampfmittel aus dem Zweiten Weltkrieg, aufgrund der schlechten Qualität der Bilder konnten Blindgänger aber nicht definitiv ausgeschlossen werden. Daher wurden bereits im Vorfeld der eigentlichen Baumaßnahme Kampfmittelsondierungen mittels Geomagnetik im Bereich der geplanten Spundwandtrasse und an den geplanten Standorten der neuen Dalben und wasserseitigen Treppentürme auf einer Fläche von insgesamt ca. 6.000 m² durchgeführt. Die insgesamt 15 festgestellten Anomalien wurden im Rahmen des Bauauftrags durch Taucher untersucht, wobei neben Metallschrott auch eine Handgranate aufgefunden wurde. Zusätzliche Taucheruntersuchungen waren auch im Bereich der beiden Treppentürme erforderlich, weil die zuvor durchgeführten Sondierungen aufgrund von Magnetfeldüberlagerungen nicht auswertbar waren. Ebenfalls nicht auswertbar waren die Sondierungen im Bereich der Stahlbetonwand in nord-westlichen Bereich des Hafens. Hier erfolgten die Aushubarbeiten zur Räumung der Rammtrasse unter Beaufsichtigung eines Feuerwerkers. Im übrigen Hafengewässer waren aufgrund der regelmäßig durchgeführten Unterhaltungsbaggerungen keine weiteren Maßnahmen erforderlich.

5.2 Bauablauf Da der Umschlagbetrieb auch während der Bauarbeiten ständig aufrechterhalten werden musste, wurde zusammen mit der Rheinhafen Bendorf GmbH und den beiden Betreibern B.U.S. und Oiltanking ein detaillierter Bauablaufplan entwickelt. Dieser sah vor, mit den Arbeiten im westlichen Bereich des Hafens zu beginnen, der zum damaligen Zeitpunkt weniger genutzt wurde als die übrigen Bereiche. Hier erfolgte im ersten Bauabschnitt die Errichtung der neuen Uferspundwand einschließlich der Geländeauffüllung für die neue hochwassersichere Betriebsfläche. Parallel konnte die Verlängerung der Dalben-Liegeplätze durchgeführt werden. Während dieser Arbeiten wurde das Hauptgeschäft eines Betreibers, die Verladung von Ton, über zwei Förderbandanlagen abgewickelt, die im Bereich der noch zu errichtenden neuen Uferspundwand des zweiten Bauabschnitts positioniert waren. Nach der Fertigstellung des ersten Bauabschnitts stand eine neue Betriebsfläche zur Verfügung, auf die ein Teil des Tonumschlags verlegt wurde, um anschließend mit den Spundwandarbeiten im zweiten Bauabschnitt zu beginnen. Wesentlich für die Bauausführung der neuen Uferspundwand im Bauabschnitt 2 war, dass ständig ein mindestens 110 m langer Bereich von sämtlichen schwimmenden Baugeräten freigehalten wird, damit weiterhin jederzeit ein Schiff von der Förderbandanlage bedient werden kann.

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

M. Dormann/J. Herbort · Erneuerung der Umschlagufer im Rheinhafen Bendorf

Bild 5. Spundwandarbeiten bei Hochwasser Fig. 5. Sheet piling work during high water

Bild 7. Einbringen der Spundwand, Teilhinterfüllung Fig. 7. Insertion of sheet piling, partial backfilling

Bild 6. Einbau der Microverpresspfähle Fig. 6. Installation of pin piles

Bild 8. Nassbaggerarbeiten Fig. 8. Dredging works

5.3 Einbringen der Spundwände, Gurtung und Verankerung

Gurt- und Ankerlage analog (Bild 7). Im ersten Bauabschnitt wurden ca. 1.250 lfd. m Rundstahlanker und 75 t Ankerwand eingebaut. Das Gewicht der Gurtung im ersten und zweiten Bauabschnitt beträgt insgesamt ca. 105 t, die Gesamtlänge der Microverpresspfähle zusammen ca. 4.500 lfd. m.

Die Arbeiten zum Einbringen der Spundwände begannen mit dem Räumen der Rammtrasse. Die Spundwandarbeiten erfolgten rein vom Wasser aus, sämtliche Geräte waren auf Stelzenpontons positioniert. Das Gesamtgewicht der Stahlspundwände des ersten und zweiten Bauabschnitts beträgt zusammen ca. 1.820 t. Im ersten Bauabschnitt erfolgte nach dem Einbringen der Stahlspundwände (Bild 5) eine erste Teilhinterfüllung, bevor die untere Gurtung eingebaut wurde (Bilder 5 und 6). Anschließend konnte die untere Ankerlage aus Microverpresspfählen hergestellt werden (Bild 6). Es folgte die restliche Hinterfüllung bis ca. zur Höhe der vorhandenen Stahlbetonwand, bevor die obere Gurtung eingebaut wurde. Parallel erfolgten die Herstellung der Ankerwand in einem Abstand von 18 m hinter der neuen Uferspundwand und der Einbau der Rundstahlanker. Anschließend konnten hier die Erdarbeiten zur Geländeauffüllung der hochwassersicheren Betriebsfläche durchgeführt werden. Der Bauablauf zur Herstellung der Spundwand im zweiten Bauabschnitt erfolgt mit veränderten Höhenkoten und mit Ausnahme der oberen

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

5.4 Nassbaggerarbeiten Im Zuge der Nassbaggerarbeiten wurden ca. 12.000 m³ Material gebaggert, von denen ein Großteil für die Spundwandhinterfüllung und die Geländeauffüllung verwendet werden konnte (Bild 8). Die Größe der Baggerfläche betrug ca. 65.000 m².

5.5 Geländeauffüllung, Oberflächenbefestigung und Entwässerung Für die Geländeauffüllung zur Schaffung der neuen hochwassersicheren Betriebsfläche wurden ca. 22.000 m³ Boden benötigt. Da nur ein Teil bei den Baggerungen im Hafengewässer gewonnen werden konnte, war die Lieferung zusätzlichen Materials erforderlich.

Wir können nicht übers Wasser gehen. Aber erstklassig damit umgehen.

Element Wasser braucht keine Wunder – sondern Know-how, Kreativität und Erfahrung.

Innerhalb des Hülskens-Firmenverbandes ist Hülskens Wasserbau der Experte für wasserbauliche Herausforderungen. Mit modernster Technik und innovativen Verfahren realisieren wir selbst anspruchsvolle Großprojekte im Wasser- und Hafenbau. Zuverlässig. Terminsicher. Fachgerecht. Kein Wunder also, das Hülskens Wasserbau zu den führenden Unternehmen der Branche zählt.

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■ Im Kommentar werden ausführliche Begründungen und Erklärungen gegeben, mit denen das Verständnis für die neuen Begriffe, Regeln und Festlegungen geweckt werden soll. Mit den Beispielen wird gezeigt, wie die neuen Festlegungen im konkreten Fall in die Praxis umgesetzt werden. Sie sind so gewählt, dass alle wesentlichen Rechenschritte nachvollziehbar werden. Das Buch zeigt, wie die üblichen Standsicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau, z. B. für Flachgründungen, Pfahlgründungen, Stützbauwerke, Baugrubenkonstruktionen, Verankerungen und Böschungen, sowie der Nachweis der Sicherheit gegen Auftrieb und hydraulischen Grundbruch zu erbringen sind.

Abb. vorläuﬁg

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Kommentar zum Handbuch Eurocode 7 – Geotechnische Bemessung Allgemeine Regeln

HRSG.: BERND SCHUPPENER

Kommentar zum Handbuch Eurocode 7 – Geotechnische Bemessung Allgemeine Regeln 2011. ca. 450 S., ca. 200 Abb., Gb. ca. € 89,–* ISBN: 978-3-433-01528-5

Der Herausgeber: Dr.-Ing. Bernd Schuppener ist Obmann des zugehörigen Normenausschusses NABau-FB 05 Grundbau, Geotechnik.

Erscheint Dezember 2011

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Der Umgang mit dem

Brandschutz 2010

BrennerCongress 2011

2010. 92 Seiten. € 22,–* Bestell-Nr.: 21341005

2011. 196 Seiten. € 25,–* Bestell-Nr.: 2134 (PDF-Version)

■ Auf dem Terrain des technischen Brandschutzes ist Deutschland leider immer noch Entwicklungsland. Das Sonderheft widmet sich deshalb neben der Erstellung von Brandschutzkonzepten und der Durchführung von Brandprüfungen und -simulationen vor allem Brandschutzbeschichtungen, Abschottungen, Brandschutzverglasungen, Brandschutztüren und -toren, Rauchschürzen, Brand- und Rauchmeldesystemen, RWA-Anlagen und Softwarelösungen für den Brandschutz.

Kraftwerksbau

2010. 66 Seiten. € 22,–* Best-Nr.: 51340909

2010. 112 Seiten. € 22,–* Best-Nr.: 51340908

www.er nst-und-sohn.de/Sonderhefte

Schulen und Kindertagesstätten 2011

2011. 74 Seiten. € 22,–* Bestell-Nr.: 21341104

■ „Das Flachdach – alles andere als eine flache Sache“ überschreiben Prof. Dr.-Ing. Klaus Sedlbauer und Dr. Wolfgang Zillig ihr Editorial für die dritte Ausgabe des Sonderhefts. Die ständig steigenden Anforderungen an eine effektive Abdichtung nehmen auch in dieser Ausgabe breiten Raum ein. Weitere Schwerpunkte sind energieeffiziente Tageslichtsysteme, Rauch- und Wärmeabzug, Begrünung, Solartechnik, Flachdächer in Holzbauweise, Dämmung, Entwässerung und Monitoring.

■ Das internationale Symposium informierte über den Realisierungsstand des Brenner Basistunnels und griff Themen aus Forschung und Praxis rund um Verkehrsinfrastruktur im Alpenraum auf. Die 24 Beiträge gliedern sich in die Themenblöcke Alpenquerende Basistunnel, Planung und Ausführung von alpinen Straßentunneln und Instandhaltung von Straßen und Autobahnen. Das Sonderheft enthält zusätzlich die Beiträge aus zwei Workshops: Einer vergleicht die Vortriebsmethoden NATM, ADECO und TBM, während sich der zweite auf das Thema Natursteine konzentriert.

Flughafenbau

■ Im Fokus steht der Airport Berlin Brandenburg International BBI. Es werden aber auch Objekt- und Produktberichte zu Planung, Bau und Umbau / Erweiterung anderer Flughäfen veröffentlicht.

Flachdächer 2011

Messtechnik im Bauwesen 2011 2011. 98 Seiten. € 22,–* Bestell-Nr.: 21341101

■ „Nur was man misst, kann man wirklich verbessern“, schreibt Prof. Bernd Hillemeier im Vorwort zu dieser neuen Ausgabe des Sonderheftes. Schwerpunkte sind deshalb geodätische und geometrische Messungen, Baudynamik und Schallmessung, Bauwerksdiagnostik und Bauwerksmonitoring, Feuchte- und Temperaturmessungen sowie die Prüfung von Werkstoffen und Bauteilen. Fachartikel namhafter Experten werden ergänzt durch Produkt- und Objektberichte.

■ Das Heft befasst sich primär mit den traditionellen Kraftwerksbauten Es ist ein Kompendium diverser E&S Fachzeitschriftenartikel zu den unterschiedlichen baulichen Anlagen, die höchsten Anforderungen genügen müssen. Es wird die Vielfalt der Bauaufgaben beim Kraftwerksbau aufgezeigt. Auf die relevanten Aspekte wie Materialeinsatz, Konstruktion, Sicherheitsaspekte und Ausführungsspezifikation wird detailliert eingegangen.

Bestellfax: +49 (0)30 47031-240 oder www.ernst-und-sohn.de/sonderhefte Stück

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2011. 122 Seiten. € 22,–* Bestell-Nr.: 21341102

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■ Auch wenn das Konjunkturpaket II ausgelaufen ist - Sanierung, Umbau, Erweiterung und Neubau von Schulen und Kindertagesstätten bleiben wichtige Aufgaben für Kommunen und private Träger. Die dritte Ausgabe des Sonderheftes stellt zahlreiche Projekte im Detail vor; weitere Schwerpunkte sind mobile Raumsysteme und Modulbauweise, die Gebäudehülle, energieeffizientes Bauen, Brandschutz, Innenausbau, Beleuchtung und Sicherheit, Bodensysteme, Raumakustik und Raumlufthygiene.

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Vertrauensgarantie: Dieser Auftrag kann innerhalb zwei Wochen beim Verlag Ernst & Sohn, Wiley-VCH, Boschstr. 12, D-69469 Weiheim, schriftlich widerrufen werden.

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■ Sonderhefte

M. Dormann/J. Herbort · Erneuerung der Umschlagufer im Rheinhafen Bendorf

Bild 9. Herstellung Oberflächenbefestigung Fig. 9. Installation of hard surfacing

Bild 10. Einbringen der Dalben Fig. 10. Installation of mooring dolphins

Die Oberflächenbefestigung der neuen Fläche im Abschnitt 1, der Zufahrtsrampe und der neuen Fläche zwischen neuer Spundwand und alter Ufermauer im Abschnitt 2 erfolgt mit einem Verbundsteinpflaster auf ca. 16.500 m² (Bild 9). Für die Entwässerung der Flächen wurden insgesamt ca. 900 lfd. Meter Rohrleitungen und ein Absetzbecken eingebaut.

Bild 11. Fertige Spundwand Abschnitt 1 Fig. 11. Completed sheet piling, section 1

che. Die Verlängerung der Dalbenliegeplätze für den Mineralölumschlag ist bis auf einige Restarbeiten ebenfalls größtenteils abgeschlossen. Im zweiten Bauabschnitt sind die Spundwände eingebracht, allerdings konnte die Verankerung mit Microverpresspfählen aufgrund des lange anhaltenden Niedrigwassers im Herbst 2011 nicht planmäßig durchgeführt werden. Die Gesamtfertigstellung verzögert sich daher auf das Frühjahr 2012. Nach der Fertigstellung steht der Rheinhafen Bendorf GmbH und den Betreibern ein moderner und leistungsfähiger Hafen zur Verfügung. Anstelle von geböschten bzw. teilgeböschten Ufern ist nun ein ca. 430 m langes senkrechtes Ufer vorhanden, das auf fast der gesamten Länge den Einsatz eines neuen Hafenmobilkrans mit einer Tragfähigkeit bis 84 t zulässt und den Schiffen deutlich verbesserte Anlege- und Festmachmöglichkeiten bietet. Die neue, 12.000 m² große hochwassersichere Betriebsfläche bietet nun auch die Möglichkeit zur Lagerung von hochwertigen Gütern. Für den Mineralölumschlag stehen zwei Liegeplätze mit einer Gesamtlänge von ca. 280 m zur Verfügung, die auch Tankschiffen bis 5.000 t ein sicheres Anlegen und Festmachen ermöglichen und jeweils mit zwei Flucht- und Rettungswegen ausgestattet sind.

5.6 Einbringen der Dalben Das Einbringen der Dalben für die Verlängerung der Gefahrgutliegeplätze erfolgte freireitend mit einem Seilbagger (Bild 10). Sämtliche Arbeiten wurden vom Wasser aus mithilfe von Stelzenpontons durchgeführt.

6 Stand der Arbeiten, Ausblick Ende 2011 wurden sämtliche Arbeiten im ersten Bauabschnitt abgeschlossen. Die Uferspundwand ist einschließlich Gurtung, Verankerung und Ausrüstung fertig gestellt (Bild 11), ebenso die neue hochwassersichere Betriebsflä-

Dipl.-Ing. Michael Dormann info@grbv.de

Dipl.-Ing. Johannes Herbort info@grbv.de

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Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

Impressum Die Zeitschrift „Beton- und Stahlbetonbau“ veröffentlicht Beiträge über Forschungsvorhaben und -ergebnisse sowie über Entwurf, Berechnung, Bemessung und Ausführung von Beton-, Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen im gesamten Bauwesen. Mit der Annahme eines Manuskripts erwirbt der Verlag Ernst & Sohn das ausschließliche Verlagsrecht. Grundsätzlich werden nur Arbeiten zur Veröffentlichung angenommen, deren Inhalt weder im In- noch im Ausland zuvor erschienen ist. Das Veröffentlichungsrecht für die zur Verfügung gestellten Bilder und Zeichnungen ist vom Verfasser einzuholen. Der Verfasser verpflichtet sich, seinen Aufsatz nicht ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages Ernst & Sohn nachdrucken zu lassen. Für das Verhältnis zwischen Verfasser und Redaktion oder Verlag und für die Abfassung von Aufsätzen sind die „Hinweise für Autoren“ maßgebend. Diese können beim Verlag angefordert oder im Internet unter www.ernstund-sohn.de/zeitschriften abgerufen werden. Die in der Zeitschrift veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form reproduziert werden. Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder Gebrauchsnamen, die in der Zeitschrift veröffentlicht werden, sind nicht als frei im Sinne der Markenschutz- und Warenzeichen-Gesetze zu betrachten, auch wenn sie nicht eigens als geschützte Bezeichnungen gekennzeichnet sind. Manuskripte sind an die Redaktion zu senden. Auf Wunsch können von einzelnen Beiträgen Sonderdrucke hergestellt werden. Anfragen sind an den Verlag zu richten. Aktuelle Bezugspreise Die Zeitschrift „Beton- und Stahlbetonbau“ erscheint mit 12 Ausgaben pro Jahr. Neben „Beton- und Stahlbetonbau print“ steht „Beton- und Stahlbetonbau online“ im PDF-Format über den OnlineDienst Wiley OnlineLibrary im Abonnement zur Verfügung. Bezugspreise

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Studentenpreise gegen Vorlage der Studienbescheinigung. Preise excl. MwSt. und inkl. Versand. Die Preise sind gültig vom 1. September 2011 bis 31. August 2012. Irrtum und Änderungen vorbehalten. Persönliche Abonnements dürfen nicht an Bibliotheken verkauft oder als Bibliotheks-Exemplare benutzt werden. Das Abonnement gilt zunächst für ein Jahr. Es kann jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. Ohne schriftliche Mitteilung verlängert sich das Abonnement um ein weiteres Jahr. Im Testabonnement werden drei Hefte zum Preis für zwei geliefert. Ohne schriftliche Mitteilung innerhalb 10 Tage nach Erhalt des dritten Heftes wird das Abonnement um ein Jahr verlängert. Nach Verlängerung kann jederzeit mit einer Frist von drei Monaten zum Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden. Ohne schriftliche Mitteilung verlängert sich das Abonnement um ein weiteres Jahr. Bankverbindung: Dresdner Bank Weinheim Kto 7511188 00 BLZ 670 800 50 SWIFT: DRESDEFF670 Periodical postage paid at Jamaica NY 11431. Air freight and mailing in the USA by Publications Expediting Services Inc., 200 Meacham Ave., Elmont NY 11003. USA POSTMASTER: Send address changes to Beton- und Stahlbetonbau, c/o Wiley-VCH, 111 River Street, Hoboken, NJ 07030.

Beton- und Stahlbetonbau Spezial 2012 – Häfen und Kaianlagen

Redaktion: Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad Bergmeister Dipl.-Ing. Kerstin Glück Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau Peter-Jordan-Straße 82, A-1190 Wien Tel.: 00 43-1/476 54-52 53, Fax: 00 43-1/476 54-52 92 E-Mail: bust@iki.boku.ac.at Wissenschaftlicher Beirat: Prof. Dr.-Ing. Manfred Curbach TU Dresden, Institut für Massivbau 01062 Dresden Tel.: 0351/46 3376 60, Fax: 0351/46 3372 89 E-Mail: manfred.curbach@tu-dresden.de Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Oliver Fischer TU München, Lehrstuhl für Massivbau 80290 München Tel.: 0 89/28 92 30 38, Fax: 0 89/28 92 30 46 E-Mail: oliver.fischer@tum.de Dr.-Ing. Lars Meyer Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. Postfach 110512 Kurfürstenstraße 129, D-10835 Berlin Tel.: 0 30/23 60 96-0, Fax: 0 30/23 60 96-23 E-Mail: meyer@betonverein.de Dr.-Ing. Karl Morgen WTM ENGINEERS GmbH Beratende Ingenieure im Bauwesen Ballindamm 17, D-20095 Hamburg Tel.: 0 40/350 09-0, Fax: 0 40/350 09-100 E-Mail: info@wtm-hh.de Verantwortlich für Produkte & Objekte: Dr. Burkhard Talebitari Verlag Ernst & Sohn Rotherstraße 21, D-10245 Berlin Tel.: 0 30/470 31-273, Fax: 0 30/470 31-2 29 E-Mail: btalebitar@wiley.com Gesamtanzeigenleitung Verlag Ernst & Sohn: Fred Doischer Tel.: 0 30/470 31-2 34 Anzeigen: Annekatrin Gottschalk Rotherstraße 21, D-10245 Berlin Tel.: 0 30/470 31-2 49, Fax: 0 30/470 31-2 30 E-Mail: annekatrin.gottschalk@wiley.com Kunden-/Leserservice: Abonnementbetreuung, Einzelheft-Verkauf, Probehefte, Adressänderungen WILEY-VCH Kundenservice für Ernst & Sohn Boschstraße 12, D-69469 Weinheim Tel.: +49 (0) 62 01/6 06-4 00, Fax: +49 (0) 62 01/6 06-184 E-Mail: service@wiley-vch.de Satz: TypoDesign Hecker GmbH, Leimen Druck: Meiling Druck, Haldensleben Gedruckt auf säurefreiem Papier. © 2012 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin.

Beilagenhinweis: Diese Ausgabe enthält folgende Beilage: Verlag Ernst & Sohn, 10245 Berlin

GERD MÖLLER

Geotechnik Grundbau 2., vollständig überarbeitete Auﬂage - April 2012 ca. 600 S., ca. 430 Abb., ca. 50 Tab., Br. ca. € 55,–* ISBN: 978-3-433-02976-3

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Geotechnik Bodenmechanik

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2007. 424 S., 304 Abb., 82 Tab., Br. € 59,–* ISBN: 978-3-433-01858-3

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Q Das komplexe und technisch hoch spezialisierte Gebiet der Geotechnik bildet ein Fundament des Bauingenieurwesens, dessen Herausforderungen heute u. a. im innerstädtischen Infrastrukturbau, im Bauen im Bestand oder in der Gestaltung tiefer, in das Grundwasser hineinreichender Baugruben liegen. Das vorliegende Buch befähigt Bauingenieure, grundbauspeziﬁsche Probleme zu erkennen und zu lösen. Prägnant und übersichtlich führt es insbesondere in alle wichtigen Methoden der Gründung und der Geländesprungsicherung ein. Auch Themen wie Frost im Baugrund, Baugrundverbesserung und Wasserhaltung werden behandelt. Dem Leser werden bewährte Lösungen für viele Fälle sowie eine große Zahl von Hinweisen auf weiterführende Literatur an die Hand gegeben. Alle Darstellungen basieren auf dem aktuellen technischen Regelwerk. Die Darstellung der Berechnung und Bemessung anhand zahlreicher Beispiele ist eine unverzichtbare Orientierungshilfe in der täglichen Planungs- und Gutachterpraxis.

Q Das Buch vermittelt alle wichtigen Aspekte über den Aufbau und die Eigenschaften des Bodens, die bei der Planung und Berechnung sowie bei der Begutachtung von Schäden des Systems Bauwerk-Baugrund zu berücksichtigen sind. Schwerpunkte sind die Baugrunderkundung, die Ermittlung von Bodenkennwerten im Labor, sowie die Behandlung von Setzungs- und Tragfähigkeitsnachweisen einschließlich des Erddrucks. Der Unterstützung des Verständnisses dienen zahlreiche Beispiele, die nachvollziehbar erläutert werden. Alle Darstellungen basieren auf dem aktuellen technischen Regelwerk. Das Buch ist eine unverzichtbare Orientierungshilfe in der täglichen Planungs- und Gutachterpraxis.

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Geotechnik