DE69500111T2 - Schleusentor - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Pontontore, deren Aufgabe es ist, das dichte Schließen der Eingänge von in das Meer führende Trockendocks zu gewährleisten, um die Reparatur von Schiffen zu ermöglichen.
• Im wesentlichen besteht ein Pontontor aus einer Ummantelung und einem inneren Skelett, welches die Konstruktion verstärkt und sie in Abteilungen trennt, wovon die meisten Ballastzellen sind. Entlang seinem Boden und seinen Seiten weist die Ummantelung eine mit einer Dichtung ausgestatteten Auflagefläche auf, welche sich an das Mauerwerk des zu verschließenden Beckens anlegt. Im allgemeinen ist in den Böden ein Ballast vorgesehen, und eine Pump- und Abflußvorrichtung ermöglicht das selektive Füllen oder Entleeren der verschiedenen Ballastzellen.
• Die Form, das Gewicht, die Stabilität, die Anordnung der Ballastzellen und ihre Volumen sind so festgelegt, daß das Pontontor sowohl frei mit den unterschiedlichen Tiefgängen schwimmen, als auch am Boden aufliegen und den Beckeneingang bei einer negativen Schwimmfähigkeit (Vormachtstellung des Sicherheitsstroms) verschließen kann. Bei geleertem Becken wird die Stabilität des Pontontors allein durch den meerseitigen Wasserdruck gewährleistet.
• Seit jeher wurden Pontontore aus genieteten, oder für die neuesten Ausführungen aus geschweißten Stahlblechen gefertigt. Ihre Formen und Abmessungen werden von den verschiedenen Schwimmfähigkeitsbedingungen bestimmt. Daher ist der untere Teil im allgemeinen bauchig gegenüber einem weniger breiten oberen Teil, um das Gewicht der Konstruktion zu reduzieren und annehmbare Stabilitätseigenschaften zu erzielen.
• Der wesentliche Nachteil dieser Pontontore besteht in der Tatsache, daß sie aufgrund der ständigen Beanspruchung durch abwechselndes Ein- und Auftauchen stark korrosionsanfällig sind, wodurch sowohl innen als auch außen regelmäßige und aufwendige Wartungs- und Oberflächenbehandlungsarbeiten erforderlich werden.
• Die Erfindung hat zum Zweck, diesen Nachteil zu beheben, indem für den Bau von Pontontoren Verbundwerkstoffe, z.B. Glasfasern-Harz, verwendet werden, welche den Vorteil bieten, korrosionsbeständig zu sein.
• Ein weiteres angestrebtes Ziel war das Konzept einer neuen, der Verwendung von Verbundwerkstoffen angepaßten Architektur für Pontontore, welche bei Erfüllung aller technischen Anforderungen in Form und Konstruktion einfach ist und eine reduzierte Breite aufweist und daher preisgünstiger ist.
• Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Pontontor zum Verschließen des Trockendock-Eingangs, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei verschiedenen Teilen besteht:
• - eine Ummantelung aus Verbundmaterial in der üblichen Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds oder eines geraden Prismas mit trapezförmigen Längswänden, innen durch ein internes Skelett in eine Vielzahl von Ballast-Abteilungen unterteilt,
• - ein diese Ummantelung entlang ihrem Boden und ihren Seiten umrandender Rahmen aus einem Material mit geeignetem spezifischen Gewicht und entsprechenden mechanischen Eigenschaften, um einerseits eine Ballastfunktion im Bereich des oberen Teils der Ummantelung auszuüben, und andererseits eine starre, sich gegen das Mauerwerk des Beckeneingangs anlehnende Auflage zu bilden,
• wobei die Ummantelung und der Rahmen anhand von Befestigungselementen miteinander verbunden sind.
• Diese zweiteilige Architektur ermöglicht es, die Ummantelung und den Rahmen unabhängig voneinander herzustellen und sie nur anschließend zu montieren. Sie ermöglicht ebenfalls eine höchst vereinfachte Form der Ummantelung, wodurch die Konstruktion aus Verbundmaterial weitgehend erleichtert wird; nur der Rahmen hat gewisse Formgebungsanforderungen zu berücksichtigen, um die Auflage gegen das Mauerwerk des Beckeneingangs, für welchen das Pontontor bestimmt ist, zu bilden.
• Der Rahmen ist vorteilhaft aus Beton vorgesehen, zumindest was seinen unteren Teil mit Ballastfunktion betrifft. Die Befestigung der Ummantelung und der Teile des Rahmens aus Beton erfolgt durch Verschraubung mit im Beton verankerten Gewindestiften.
• In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rahmen im Bereich der Verbindung ein Profil mit annähernd der gleichen Breite wie die Ummantelung auf. Er überdeckt folglich die Ummantelung total entlang dem Boden und den beiden Seiten und überträgt der Einheit seine mechanischen Eigenschaften, insbesondere seine Stabilität.
• Diese sowie weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen klarer aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen hervor, in welchen:
• die Abbildung 1 einen vertikalen Längsschnitt einer Ausführungsform des Pontontors gemäß der Erfindung,
• die Abbildung 2 einen horizontalen Halbschnitt gemäß der Linie II-II der Abbildung 1,
• die Abbildung 3 einen vertikalen Querschnitt gemäß der Linie III-III der Abbildung 1, und
• die Abbildung 4 eine Horizontalschnitt-Ansicht des Details A der Abbildung 2 darstellt.
• Von vorne gesehen hat das in den Zeichnungen dargestellte Pontontor ein allgemein trapezförmiges Profil, welches der Form des Anschlags im Mauerwerk des Beckeneingangs, für welchen er bestimmt ist, entspricht. Es handelt sich hier um eine übliche Form, da die Seitenwände der Trockendocks meist abgestuft sind und der Anschlag also deren Gefällinie folgt.
• Gemäß der Erfindung wird dieses trapezförmige Profil des Pontontors im Bereich des äußeren Umfangs eines Rahmens 2, welcher den eigentlichen Körper des Tors entlang seinem Boden und seinen beiden Seiten einfaßt, hergestellt. Innen weist der Rahmen an jeder Seite einer ebenfalls planen Fläche mit horizontaler Basis 20 zwei vertikale Planflächen 21 auf, um eine Ummantelung 1 in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds als Körper des Tors aufzunehmen. Als Variante kann die Ummantelung 1 auch prismatisch sein, mit schenkelgleichen trapezförmigen Längswänden 13, um eine Erweiterung der Seiten des Rahmens nach oben zu vermeiden.
• Die Ummantelung 1 wird ausschließlich aus Verbundmaterial, vorzugsweise vom Typ Glasfaser-Harz (CVR), hergestellt. Ihre Bodenwand 10, die obere Wand 11 sowie die Seitenwände 12 und Längswände 13 definieren ein durch verschiedene horizontale Plattformen 14 und vertikale Trennwände 15 in Abteilungen 17 unterteiltes Innenvolumen. Die Abteilungen sind in der Mehrzahl Ballastzellen; die anderen erhalten die zum Betrieb des Pontontors erforderlichen Organe, z.B. Pumpen 18, Abbildung 1.
• Die Plattformen 14 und Trennwände 15 bilden außerdem ein Skelett, welches zur Stabilität der Ummantelung 1 beiträgt. Die Plattformen 14 sowie die Innenseiten der Grundwand 10 und der Oberwand 11 der Ummantelung 1 erhalten Querversteifungselemente 16.
• Das Verwenden von Verbundmaterial für die Ummantelung 1 bewirkt eine bedeutende globale Reduzierung des Gewichts im Vergleich zu einer Ausführung in Stahl. Da die Wände aus einer Übereinanderlagerung von Faltungen bestehen, ist es außerdem leicht, die Anzahl der Faltungen und somit die Dicke und das Flächengewicht zwischen den verschiedenen Wänden und sogar zwischen mehreren Zonen einer selben Wand entsprechend ihrer Position in der Ummantelung, welche in ihrem unteren Teil einen größeren Widerstand als im oberen Teil erfordert, zu modulieren. Dementsprechend können die Wände 10 und 13 der Ummantelung, die Plattformen 14 und die Trennwände 15 von unten nach oben immer dünner werden. Die Ummantelung 1 ist am oberen Teil, wo sie weniger beansprucht wird, wo sich das Gewicht jedoch auch negativ auf die Stabilität auswirkt, also leichter.
• Die feinen Linien der Abbildung 3 stellen die Kästen 30 in einfacher Form dar, welche in bestimmten Fällen, insbesondere, wenn die durch den Tiefgang ausgeübten Beanspruchungen kritisch sind, beiderseits der Ummantelung 1 angebracht werden können.
• Der Rahmen 2, welcher einerseits als Ballast im Bereich des unteren Teils der Ummantelung 1 dient und andererseits eine steife und verzugsfreie Peripherie-Auflage bildet, um ein dichtes Schließen an den Anschlag am Beckeneingang zu gewährleisten, ist in einer zufriedenstellenden Ausführungsform aus beispielsweise mit Glasfaserrohren bewehrtem Beton vorgesehen, dessen Vorteile wie bei Verbundwerkstoffen in der einfachen Anwendung und in der Korrosionsbeständigkeit liegen.
• Der Rahmen 2 hat an der der inneren Fläche 20 oder 21 entsprechenden Seite einen symmetrischen Querschnitt gegenüber einer normalen Mittelachse. Ab dieser inneren Fläche 20 oder 21 weist der Profilkörper eine konstante Breite auf, welche über eine gewisse Länge d, Abbildung 3, annähernd der Breite der Ummantelung 1 entspricht. Danach verringert sich die Breite bis zum Ansatzpunkt eines peripherischen Flügels 22, welcher die Verschluß- und Dichtungsauflage des Rahmens bildet. Die Auflagefläche des Flügels 22 ist mit einer Dichtung aus Elastomer 23 versehen.
• Die Länge d ist entlang dem horizontalen Basisteil 2a des Rahmens 2, wo sie hauptsächlich vom gewünschten Ballastgewicht abhängt, konstant. Über die Länge der Träger 2b des Rahmens hingegen erhöht sie sich linear von unten nach oben aufgrund der trapezförmigen Erweiterung der peripherischen Auflage 22. Um das Gewicht des Rahmens am oberen Teil zu reduzieren, kann man jedoch ein evolutives Profil der Träger 2b vorsehen, beispielsweise in der von den Strich-Punktlinien 24 in Abbildung 2 schematisch dargestellten Form. Als Variante oder Ergänzung kann man in den Beton des oberen Teils der Träger ein Belastungselement mit niedrigem spezifischem Gewicht integrieren. Außerdem wäre es möglich, für die Konstruktion der Basis 2a sowie der Träger 2b verschiedene Werkstoffe zu verwenden.
• Aus praktischen Gründen wird der Rahmen 2 in mehreren Etappen gebaut oder aus mehreren einzelnen Elementen montiert, zum Beispiel der Basisteil 2a und die Träger 2b, welche anschließend mit der Ummantelung 1 verbunden werden. Eine Befestigungslösung zwischen den Boden- und Abschlußwänden der Ummantelung 1, einerseits, und dem Rahmen, andererseits, wird in der Abbildung 4 im Detail dargestellt: die Gewindestifte aus Metall 3 werden im Beton des Rahmens in regelmäßigen Abständen in zwei am Rand umlaufenden Reihen auf den Flächen 20, 21 seines Innenumfangs verankert. Die Stifte 3 werden in die in den Wänden 10 und 12 der Ummantelung angebrachten Löcher gesteckt und mit Druckbolzen gesichert. Die Markierung 4 bezeichnet die Befestigungselemente, welche rahmenseitig im Beton versenkt werden und mit den mit den Wänden der Ummantelung in Kontakt stehenden Flächen 20, 21 auf gleicher Ebene liegen.
• In der gemäß der in den Zeichnungen dargestellten und vorstehend beschriebenen Architektur gebauten Prototypausführung, welche sich insbesondere für die Stabilitätseigenschaften als zufriedenstellend erwiesen hat, wies die ca. 15 m lange Ummantelung 1 eine Breite von nur 1,6 m bei einer Höhe von 7,5 m auf, welches einem Breiten-/Höhenverhältnis von ca. 0,2 entspricht.

Claims (10)

1) Pontontor zum Verschließen des Eingangs eines Trockendocks, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei verschiedenen Teilen besteht:

- eine Ummantelung (1) aus Verbundmaterial in der üblichen Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds oder eines geraden Prismas mit trapezförmigen Längswänden (13), innen durch ein internes Skelett in eine Vielzahl von Ballast-Abteilungen (17) unterteilt,

- ein diese Ummantelung (1) entlang ihrem Boden (10) und ihren Seiten (12) umrandender Rahmen (2) aus einem Material mit geeignetem spezifischen Gewicht und entsprechenden mechanischen Eigenschaften, um einerseits eine Ballastfunktion im Bereich des oberen Teils der Ummantelung auszuüben, und andererseits eine starre, sich gegen das Mauerwerk des Beckeneingangs anlehnende Auflage zu bilden,

wobei die Ummantelung (10) und der Rahmen (2) anhand von Befestigungselementen miteinander verbunden sind.

2) Pontontor gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Basisteil (2a) des Rahmens (2) aus Beton besteht.

3) Pontontor gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) im Bereich der Verbindung ein Profil mit einer der Ummantelung (1) annähernd gleichen Breite aufweist.

4) Pontontor gemäß Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Ummantellung (1) mit den Elementen des Betonrahmens anhand von Verschraubungen mit im Beton verankerten Gewindestiften (3) erfolgt.

5) Pontontor gemäß einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton des Rahmens (2) mit Glasfaserelementen bewehrt ist.

6) Pontontor gemäß einem der Patentansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Beton im oberen Teil des Rahmens (2) eine schwächere Massendichte aufweist als im unteren Teil.

7) Pontontor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (2) seinen Seitenträgern (2b) entlang ein evolutives Profil im Sinne einer Reduzierung seines Querschnitts und folglich seines Gewichtes nach oben aufweist.

8) Pontontor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (1) aus Verbundmaterial, z.B. Glas-Harz, besteht.

9) Pontontor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den horizontalen Wänden (10, 11, 14) der Ummantelung (1) Querversteifungen (16) vorgesehen sind.

10) Pontontor gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Breiten-/Höhenverhältnis der Ummantelung 1 ca. 0,2 beträgt.