Diplomarbeit "Schleuse Minden"

Entwurf und Dimensionierung der Baugrube und des Neubaus der Schleuse Minden unter Berücksichtigung des Verformungsverhaltens 

Dipl.-Ing. Sabrina Swieter

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Im Zuge des Ausbaus des Mittellandkanals wird am Wasserstraßenkreuz in Minden eine neue Schleuse geplant. Die vorhandene Schachtschleuse genügt mit ihren Abmessungen nicht mehr den Anforderungen der heutigen Binnenschifffahrt. Die geplante Schleuse wird östlich der vorhandenen Schachtschleuse mit einer Nutzlänge von 139 m und einer Breite von 12,50 m errichtet (s. Bild 1). Der Baubereich wird mit einer Dichtwand eingefasst, um die Auswirkungen der Wasserhaltung zu begrenzen.

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Um für dieses Bauwerk eine geeignete Verbauart der Baugrube zu wählen, wurden verschiedene Verbauvarianten hinsichtlich ihrer Ausführbarkeit und Wirtschaftlichkeit untersucht. Dabei wurden u.a. folgende Sicherungskonstruktionen betrachtet:
- vernagelte Baugrubenböschung,
- verankerte Bohrpfahlwand (s. Bild 2).

Bild_3

Die Standsicherheitsnachweise wurden mit Hilfe der Programme STABILITY und RETAIN der GGU-GMBH geführt. Für die weiteren Berechnungen wurde eine Kombination aus einer 4-fach rückverankerten, überschnittenen Bohrpfahlwand zur bestehenden Schachtschleuse und einer Böschung auf der gegenüberliegenden Seite gewählt.

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In einer numerischen Simulation wurde die gewählte Konstruktion hinsichtlich der Entwicklung der Verformungen und einer eventuellen Beeinträchtigung der alten Schleuse untersucht. Das nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) entwickelte Modell ist in Bild 3 bzw. Bild 4 dargestellt. Die Berechnungen erfolgten mit dem FEM-Programm PLAXIS (Version 7.2). Die Ergebnisse zeigen, dass durch die gewählte Verbauart keine Schäden an der denkmalgeschützten Schachtschleuse zu erwarten sind.

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Das Simulationsmodell ist geeignet, durch Variationen der Querschnittswerte die Konstruktionsquerschnitte in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht zu optimieren. Ferner kann der Neubau im Sinne der Beobachtungsmethode effektiv überwacht werden. Dabei sind die berechneten Verformungen in den Bau- und Betriebszuständen mit zu messenden Kontrollwerten zu vergleichen. Bei Abweichungen können ggf. rechtzeitig konstruktive Eingriffe erfolgen.