Sicherheitsnachweis für die Niedersachsenbrücke auch für dynamische Vertäulasten

Stefan Leschka

Die Niedersachsenbrücke in Wilhelmshaven dient vorwiegend dem Umschlag von Kohle für nahegelegene Kraftwerke. Kohle kann hier auch von großen Seeschiffen auf Feeder- und Binnenschiffe umgeladen werden. Während der äußere Liegeplatz für Großschiffe vorgesehen ist, soll der innere Liegeplatz regelmäßig für Feeder- und Binnenschiffe genutzt werden. Als Teil einer statischen Überprüfung durch WK Consult stellte sich heraus, dass die bisher vorliegenden Informationen für Situationen mit zwei zeitgleich vertäuten Schiffen nicht ausreichend sind.

Darüber hinaus machte der Bau des Jade-Weser-Ports in unmittelbarer Nachbarschaft der Niedersachsenbrücke bauliche Anpassungen an der Niedersachsenbrücke selbst erforderlich. Beides führte zu einer Änderung des Strömungsfeldes. Entsprechend führt dies auch zu einer Änderung der Kräfte in Fendern und Trossen im Vergleich zu den Situationen, die in früheren Gutachten betrachtet wurden.

Massengutpier Niedersachsenbrücke und Jade-Weser-Port ©Foto: Ein Dahmer

 

Der Einfluss von vorbeifahrenden Schiffen in der Jade war zudem bislang nicht betrachtet worden. Wenn ein Schiff sich durchs Wasser bewegt, wird eine Anhebung des Wasserspiegels an Bug und Heck sowie ein Absunk entlang des Schiffs hervorgerufen. Dieser Absunk dehnt sich rechtwinklig zum Schiff aus und bewegt sich mit dem fahrenden Schiff.

 

Je nach Schiffsgröße kann der Absunk zu einer deutlichen Bewegung des vertäuten Schiffes führen und so ggf. zur Überlastung der Vertäuung. Aktuelle Technologien für Vertäuberechnungen und hydrodynamische Simulationen (MIKE21 und das Modul Mooring Analysis, MA) erlauben einen Sicherheitsnachweis auch unter Berücksichtigung von diesen dynamischen Lasten.

Zwei der untersuchten Vertäuvarianten in MIKE 21 MA.

Neueste Messungen von Wind und Strömungen fanden in der Untersuchung Berücksichtigung. Informationen über vorbeifahrende Schiffe waren jedoch nur begrenzt verfügbar. So wurde zusätzlich eine Expertise durch das Nautische Büro Bremen angefertigt, die als Grundlage zur hydrodynamischen Berechnung des Absunks durch vorbeifahrende Schiffe an der Niedersachsenbrücke diente.

Das fahrende Schiff und der daraus resultierende Absunk wurden mit Hilfe der Software MIKE 21 HD Flexible Mesh (FM) berechnet. Die dynamische Wasserstandsänderung (Absunk) und das Strömungsfeld dienen wiederum als Eingangsgröße für die Vertäuberechnungen mit der Software MIKE 21 MA (Mooring Analysis).

Neben dem Strömungsfeld aus der Schiffsvorbeifahrt wurden zusätzlich die windinduzierten Wellen aus Nordwest, Tideströmungen und westlicher Wind in den dynamischen Vertäuberechnungen berücksichtigt. Beide Schiffe wurden gleichzeitig mit ihren Vertäusystemen abgebildet. So konnten Doppelbelegungen der einzelnen Poller sofort erkannt und vermieden werden.

Insgesamt wurde eine aus 22 Szenarien bestehende Testmatrix gebildet. Es konnte ermittelt werden, dass von aus der und in die Jade fahrenden Schiffen keine Gefährdung für zwei gleichzeitig vertäute Schiffe ausgeht. Ebenso konnte ein Einfluss der baulichen Veränderungen auf die Sicherheit der vertäuten Schiffe ausgeschlossen werden. Durch die Auswertung der Berechnungen, die eine Vielzahl von verschiedenen Umweltbedingungen berücksichtigt haben, konnten zudem Empfehlungen gegeben werden, die zu einer Verringerung der Vertäulasten führen.

 

Autor: Stefan Leschka

Product Owner Marine MIKE Wave & Maritime Modules at DHI

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