Kann der Ausbau der Hafeneinfahrten an der deutschen Nord- und Ostseeküste mit dem Trend zu immer größeren Schiffe mithalten? Und wie können etwa Schleusenbauwerke an Flüssen und Kanälen für den Binnenschiffsverkehr mit überlangen Großmotorgüterschiffen fit gemacht werden? Leidet die Sicherheit des Verkehrs, wenn immer größere Schiffe die Wasserstraßen befahren? Mit den beiden Schiffsführungssimulatoren der BAW lassen sich Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit und der Qualität der Wasserstraßen schon in der Planungsphase überprüfen und Engpässe ihrer Befahrbarkeit analysieren. Der Trend zu immer größeren Schiffen erhöht die Anforderungen an See- ebenso wie an Binnenschifffahrtsstraßen. Kurzum, es wird allenthalben enger. Noch vor wenigen Jahrzehnten reichte es beispielsweise völlig aus, für die Trassenplanung in Binnengewässern die Fahrspurbreite und damit den Flächenbedarf eines Schiffes aus dem zu fahrenden Kurvenradius, den Schiffsabmessungen und dem Driftwinkel, den das Schiff in der Kurvenfahrt einnimmt, zu berechnen. Aber schon im Zuge des Wasserstraßenausbaus nach Berlin zu Beginn der 1990er Jahre zeigten sich deutlich die Grenzen dieses geometrischen Bemessungsverfahrens: Die bis dahin angestrebten Mindestradien von 600 m für 185 m lange Schubverbände und 110 m lange Großmotorgüterschiffe hätten zum Beispiel beim Ausbau der Havel bei Berlin zu gewaltigen Landschaftsveränderungen in einem Naturschutzgebiet geführt.
Das Ziel des Vorhabens ist es, das neue Instandsetzungssystem „Textilbewehrte Mörtel und Betone“ dahingehend weiter zu entwickeln, dass der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung geeignete, ausschreibungsreife Lösungen für bestimmte Randbedingungen (freibewittert / Wasserwechselbereich; mit / ohne Spaltwasserdruckansatz etc.) zur Verfügung gestellt werden können. Aufgabenstellung und Ziel Die BAW hat in der Vergangenheit im Rahmen von zwei FuE-Vorhaben die Möglichkeit einer Instandsetzung von Wasserbauwerken mittels Vorsatzschalen aus textilbewehrtem Spritzmörtel und Spritzbeton eruiert (Westendarp et al. 2016). Die Vorteile dieser Systeme gegenüber den derzeit in ZTVW LB 219, Abschnitt 3 und 4 geregelten verankerten und bewehrten Vorsatzschalen aus Beton und Spritzbeton sind u. a. der Ersatz der korrosionsgefährdeten Bewehrung und die geringen Dicken. Gegenüber den in ZTV-W LB 219, Abschnitt 5 geregelten dünnschichtigen, unbewehrten Spritzmörteln und Spritzbetonen haben textilbewehrte Systeme den Vorteil einer gezielten Rissbreitensteuerung. In einem anschließenden FuE-Vorhaben (Rahimi 2022) wurde das BAWMerkblatt „Flächige Instandsetzung von Wasserbauwerken mit textilbewehrten Mörtel- und Betonschichten (MITEX)“ in Zusammenarbeit mit dem Institut für Bauforschung (ibac) der RWTH Aachen erarbeitet und veröffentlicht. In diesem Merkblatt werden die Anforderungen und Prüfungen für Schichten aus textilbewehrtem Spritzmörtel und -beton für die flächige Instandsetzung gerissener Wasserbauwerke beschrieben, die einer freien Bewitterung (kein Riss- und Spaltwasserdruck und mit Haftverbund) ausgesetzt sind. Des Weiteren wurde durch die Beteiligung am C³-Vorhaben Carbon Composite Concrete, Teilvorhaben V 4.9 „Regelwerksgerechte Instandsetzung von Wasserbauwerken mit C³“ in erster Linie ein Pflichtenheft und eine Datenanalyse über den Verbund und die Dauerhaftigkeit von derartigen Systemen im Verkehrswasserbau aufgestellt bzw. durchgeführt sowie die Projektpartner in ihren Aufgabenstellungen unterstützt. Das Ziel dieses Vorhabens ist es, das neue Instandsetzungssystem mit textilbewehrten Mörtel- und Betonschichten dahingehend weiterzuentwickeln, dass der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) geeignete, ausschreibungsreife Lösungen für bestimmte Randbedingungen (freibewittert/Wasserwechselbereich; mit/ ohne Risswasser- und Porenwasserdruck etc.) zur Verfügung gestellt werden können. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Mit dem neuen Instandsetzungssystem aus textilbewehrten Mörteln oder Betonen und durch den Ersatz korrosionskritischer Bewehrung könnte der WSV ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dessen Hilfe sich Instandsetzungen insbesondere an älteren massiven Wasserbauwerken zielsicherer und kostengünstiger als bislang realisieren ließen. Untersuchungsmethoden Folgende Aktivitäten werden durchgeführt: - weiterführende Aktivitäten mit dem Institut für Bauforschung Aachen (ibac) der RWTH Aachen: a) praktische Untersuchungen für das Lastszenario 2 (kein Haftverbund, konstruktive Verankerung, kein Risswasser- und Porenwasserdruck) b)theoretische und praktische Analysen zum Lastszenario 3 (kein Haftverbund, statische Verankerung, Risswasser- und Porenwasserdruck) - Planung und Durchführung einer Probeinstandsetzungsmaßnahme (Schleuse Anderten) - Bearbeitung der Fragestellungen zu Spaltwasserdruck, Ansatz Adhäsion, Temperatureinflüsse etc.
Hauptverwaltung Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt, Oberste Naturschutzbehörde Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen Berliner Forsten Bezirke Untere Naturschutzbehörden Umweltämter Friedhofsverwaltungen Die Landesbeauftragte für Naturschutz und Landschaftspflege (LB) berät in allen Fragen des Naturschutzes. Der Sachverständigenbeirat beschließt Empfehlungen zu grundsätzlichen und aktuellen Fragen von Naturschutz und Landschaftspflege in Berlin Die Landesbeauftragte erstellt oder koordiniert fachliche Grundlagen, z.B. zur Flora Berlins, zu Roten Listen oder zu naturschutzfachlichen Bewertungen. Die Landesbeauftragte organisiert und leitet: Vorträge, Tagungen, Ausstellungen, Führungen und naturschutzfachliche Fortbildungen; gibt Interviews und erstellt Pressemitteilungen, Broschüren und CDs. Die Landesbeauftragte berät und erteilt Auskünfte in grundsätzlichen und speziellen naturschutzfachlichen Fragen. Behörden/Vereine verschiedene Senatsverwaltungen, Landesumweltamt Brandenburg, Bundesamt für Naturschutz, ehrenamtliche Naturschützer und Vereine, speziell Berliner Landesarbeitsgemeinschaft Naturschutz (BLN), Botanischer Verein von Berlin und Brandenburg, Ökowerk und Stiftung Naturschutz Institutionen im Bauwesen Grün Berlin GmbH, Bauträger im Siedlungsbau, Straßen -, Bahn – und Wasserstraßenbau Forschung Kooperation mit den Berliner Universitäten Politik Abgeordnetenhaus von Berlin, Bundesumweltministerium Denkmalschutz Landesdenkmalamt/Gartendenkmalpflege, Stiftung Preußische Schlösser und Gärten Botanische Gärten Botanischer Garten Berlin-Dahlem, Botanischer Garten Potsdam Weitere Institutionen u.a. Pflanzenschutzamt, Planungs- und Ingenieurbüros, Bürgerinitiativen, Privatpersonen, spez. Nutzergruppen, Schulen, Freilandlabore
1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Das Forschungsprogramm KLIWAS des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung soll klimabedingte Änderungen auf Wasserstraßen für den Zeitraum bis 2100 abschätzen. KLIWAS trägt dazu bei, den umweltfreundlichen Verkehrsträger Wasserstraße leistungsfähig zu erhalten und dabei ökologische und ökonomische Aspekte gleichermaßen zu berücksichtigen. Die BAW ermittelt im Teilprojekt 4.04 u. a. am Beispiel der Anpassungsoption 'Fahrrinne in der Fahrrinne' (FiF) die notwendigen Mindestfahrrinnenbreiten. Im Rahmen der wasserbaulichen Untersuchungen im KLIWASTeilprojekt 4.03 wird geprüft, ob durch Reduzierung der Breite der Fahrrinne mit begrenztem Aufwand bei Niedrigwasser durchgängig eine größere, durchgängige Tiefe erreichbar ist. Technischer Standard bei der Fahrrinnendimensionierung ist derzeit die Anwendung von Trassierungsverfahren. Diese sind nach Ergebnissen des BAW-FuE-Vorhabens nur bei schwach eingeschränktem Fahrwasser und geringen Querströmungsgeschwindigkeiten aussagefähig. Zudem müssen Einflüsse z.B. aus dem 'human factor' oder starker Turbulenz durch Zuschläge berücksichtigt werden. Hinsichtlich des Verkehrsflächenbedarfs können die Ergebnisse solcher Trassierungen z.T. weit auf der unsicheren Seite liegen. Die Anwendung von Schiffsführungssimulatoren haben diese Einschränkungen generell nicht. Einflüsse aus instationärer Turbulenz oder extrem eingeschränkter Fahrwasserverhältnisse in Tiefe oder/und Breite führen allerdings auch diesen genauen Verfahren immer noch an Grenzen. Deshalb und vor allem wegen des großen Aufwandes zur statistisch angemessenen Berücksichtigung des 'human factor' durch eine entsprechend große Anzahl von Simulatorfahrten mit verschiedenen Schiffsführen werden im Rahmen des vorliegenden KLIWAS-Projektes sowohl empirische Methoden, die möglichst nahe an Messwerten zum Verkehrsflächenbedarf bleiben und deterministische Simulationsverfahren mit Autopilotierung eingesetzt. Die letzteren vor allem deshalb, weil sie einen direkten Variantenvergleich ermöglichen, der diesbezüglich nicht von 'human-factor-Effekten' überprägt ist. Hierzu dient das experimentelle fahrdynamische Modell PeTra2D, das die BAW zusammen mit der Universität Rostock (Dissertation Kolarov) entwickelt wurde. Es ist der Lage, den Verkehrsflächenbedarf im seitlich und tiefenmäßig begrenzten Fahrwasser mit begrenztem Aufwand für verschiedene Fahrzeuge realistisch abzubilden. 1.2 Bedeutung für die WSV: Um die volkswirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der Binnenschifffahrt als Verkehrsträger zu erhalten, muss die WSV geeignete Maßnahmen für den Fall treffen, dass extreme Wasserstände zukünftig tatsächlich häufiger eintreten und länger andauern. Da die Effizienz vieler Anpassungsoptionen stark von der angestrebten Fahrrinnenbreite abhängt, sind nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen, sondern auch aus Gründen der Sicherheit zuverlässige Modellprognosen notwendig. usw.
Der Datensatz enthält alle städtischen Nivellementpunkte (Höhenpunkte) mit der aktuellen Höhe. Gleichzeitig werden Skizzen und Fotos zur Identifikation der Punkte bereitgestellt. Höhenfestpunkte bilden die Grundlage für weitere Detail- und Ingenieurvermessungen, z.B. für den Straßenbau, Eisenbahn- und Wasserstraßenbau, für die Herstellung von topographischen Karten und geophysikalische Arbeiten.
An verschiedenen Bauwerken der WSV (u.a. Schleuse Kriegenbrunn) wurden mehrkomponentige, relativ schnell reagierende Reaktionsharze auf Acrylat- und Methacrylatbasis ('Acrylatgele') für die Instandsetzung undichter Bewegungsfugen eingesetzt. Die genannten Produkte wurden bereits oder sollen auch bei anderen Anwendungen in der WSV verwendet werden (u.a. Injektion von Hohlräumen hinter Klinkervorsatzschalen). Verschiedene Literaturstellen weisen auf Anwendungseinschränkungen für Acrylatgele bei metallhaltigen Betonbauteilen hin. In Anbetracht der kontroversen Expertenmeinung soll die grundsätzliche Anwendbarkeit von Acrylatgelen und vergleichbaren Stoffen für Instandsetzungsmaßnahmen an Bauwerken der WSV überprüft werden.
Ziel dieses Projekt ist es, die Schifffahrt auch bei Niedrigwasser zu erhalten, und dabei eine sichere und leichte Navigation zu ermöglichen. Hierfür werden Anpassungsoptionen analysiert und fahrdynamisch untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der minimalen Fahrrinnenbreite für eine sichere und leichte Schifffahrt. Besonders durch die Anpassungsoption Fahrrinne in der Fahrrinne' können durch Ausnutzung vorhandener Übertiefen im Rahmen der nautischen Möglichkeiten heutiger Schiffe und durch die Begrenzung auf Mindestbreiten die Kosten für die Tieferunterhaltung verringert werden. Die Mindestbreiten werden mit Hilfe eines fahrdynamischen Modells bestimmt, das zunächst um die Instabilität des Schiffspfades, die verminderte Ruderwirkung bei geringen Wassertiefen, um moderne Steuereinrichtungen, Autopiloten und verbesserte Informationssysteme auf zukünftigen Schiffen ergänzt wird. Der Einfluss von menschlichen Fähigkeiten und evtl. häufigere Fahrfehler durch erhöhte Anforderungen in Engpässen wird durch den sogenannten human factor erfasst. Erkenntnisse dieser Untersuchungen dienen als Entscheidungsgrundlage für die Planung und Umsetzung zukünftiger Maßnahmen.
1.1 Ingenieurwissenschaftliche Fragestellung und Stand des Wissens: Im Bereich des Verkehrswasserbaus werden Betonoberflächen durch Hydroabrasion in unterschiedlicher Ausprägung beansprucht (Tosbecken, Wehrrücken, Sparbeckenzuläufe, Schleusensohlen, Schleusenkammerwände). Ein Verschleiß der Betonoberflächen erfolgt insbesondere durch die im Wasser mitgeführten Feststoffe, die eine kombinierte schleifende und stoßende Beanspruchung auf die Betonoberflächen ausüben können. Der Grad der Beanspruchung wird unter anderem durch die Fließgeschwindigkeit des Wassers und durch Anteil, Härte, Form und Größe der Feststoffe im Wasser beeinflusst. Auf europäischer Ebene wird der Verschleißwiderstand im Regelwerk der EN 206-1 nicht gesondert behandelt. Im nationalen Anwendungsdokument der DIN 1045-2 wird zur Beschreibung der Intensität der mechanischen Verschleißbeanspruchung eine Expositionsklasseneinteilung XM1 bis XM3 vorgenommen. Diese wurde bei der Erarbeitung der ZTV-W LB 215 bzw. 219 übernommen. Inwiefern die im Wesentlichen aus Verkehr herrührende Expositionsklassensystematik der DIN 1045-2 auch die Hydroabrasion angemessen beschreibt, ist ungewiss. Eine Überprüfung und ggf. Anpassung der Regelungen wäre daher erforderlich. Auch auf der Widerstandsseite, die durch den Beton beschrieben wird, sind noch viele Fragen offen, beispielsweise in wiefern die deskriptiven Regelungen der DIN 1045-2 zur Sicherstellung eines ausreichenden Widerstandes gegenüber Verschleiß durch Hydroabrasion angemessen sind. Der Betonoberfläche kommt eine wichtige Bedeutung zu, da die Beanspruchung stets von der Oberfläche her stattfindet. Derzeit existiert kein standardisiertes Prüfverfahren mit festgeschriebenen Abnahmekriterien, welches diese kombinierte Beanspruchung zufrieden stellend abbilden kann. Aussichtsreiche Untersuchungsmethoden basieren derzeit auf der Verschleißprüfmaschine nach Bania (Bania, A., 1989). Weiterentwicklungen dieser Prüfeinrichtung werden in (Haroske, G., 1998), (Vogel, M.; Müller, H. S., 2009) beschrieben. In der BAW wurde in der Vergangenheit die Unterwassermethode nach ASTM C1138M zur Untersuchung des Widerstands gegenüber Hydroabrasion verwendet. In (Helbig, U.; Horlacher, H.-B. (2007)) wird auf Betonuntersuchungen mit einer Versuchseinrichtung in Anlehnung an das Prüfgerät zur Bestimmung der Abriebbeständigkeit von Geotextilien nach RPG (RPG, 1994) verwiesen. 1.2 Bedeutung für die WSV: Hydroabrasion ist eine Beanspruchung des Betons, die wesentlich im Verkehrswasserbau auftreten kann. Bei Bauwerken wie beispielsweise Tosbecken oder Wehrrücken, die einer solchen Beanspruchung ausgesetzt sind, ist es daher von zentraler Bedeutung, dort Betone oder Betonersatzsysteme einzusetzen, die der Beanspruchung einen ausreichenden Widerstand entgegensetzen. Aufwendige Instandsetzungen derartiger Bauteile sollen damit künftig möglichst vermieden bzw. erforderliche Instandsetzungsmaßnahmen dauerhaft gegenüber dieser Beanspruchung ausgeführt werden.
Problemstellung und Ziel: Die Deichabdeckung weicht in Abhängigkeit des Deichbaumaterials, der Einbaubedingungen, der Rissbildung, der Grasnarbe, der Bodenstruktur, Wühlgängen, Einbauten, der Zeit und Höhe des hydraulischen Ereignisses, vorhergehender meteorologischer Ereignisse sowie Aufsättigung des Deichkerns unterschiedlich stark auf, was zu einem Deichversagen führen kann. Des Weiteren wirken im Sturmflutfall Wellenangriff und Wellenüberlauf auf die Grasnarbe und die Deichabdeckung, wodurch diese erodieren kann. Der Einfluss aller Faktoren und die jeweiligen Abhängigkeiten sollen im Feld bzw. im Labor ermittelt und in einem numerischen Modell zusammengeführt werden. Durch die Verwendung eines numerischen Modells, können sich Versagensmechanismen frei entwickeln und sich überlagernde physikalische Phänomene zusammen berücksichtigt werden. Bedeutung für die WSV: Für den Festlandschutz sind funktionstüchtige und widerstandsfähige Deiche gegenüber den Einwirkungen aus Sturmfluten - vor dem Hintergrund eines säkularen Meeresspiegelanstiegs - unerlässlich. Im Rahmen von Ausbauprojekten von Bundeswasserstrassen im Tidebereich werden Deichschäden sowie Schäden im Hinterland häufig auf den Wasserstrassenausbau zurückgeführt. Im Rahmen der Unterhaltung von Bundeswasserstrassen fallen große Mengen an Baggergut an. In Kenntnis des säkularen Meeresspiegelanstiegs sind Deichverstärkungsmaßnahmen erforderlich. Zur Bewertung zu verstärkender Deichquerschnitte mit Baggergut (Kubatur, Zusammensetzung) auf bestehenden Deichen sollen die physikalischen und numerischen Untersuchungen herangezogen werden. Durch die numerische Simulation können auftretende Schäden auf verursachende Mechanismen zurückgeführt werden. Die Ursachen können benannt und verhindert werden. Untersuchungsmethoden: Mittels Feld- und Laborversuchen werden die Eigenschaften von charakteristischen Deichabdeckmaterialien (Klei (SUIST, TL, TM, TA), Mergel (ST, TL), Baggergut) unter unterschiedlichen meteorologischen Ereignissen (Starkregen, Dauerregen, Trockenperiode) an unterschiedlich alten Deichquerschnitten (schwarz, 5 Jahre, älter als 15 Jahre - zur Erfassung von Alterungseinflüssen und Bioturbation auf die Bodenstruktur) und zu unterschiedlichen Jahreszeiten bestimmt. usw.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 40 |
| Kommune | 1 |
| Land | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 38 |
| Text | 3 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 3 |
| offen | 39 |
| unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 43 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 21 |
| Webseite | 21 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 30 |
| Lebewesen und Lebensräume | 38 |
| Luft | 28 |
| Mensch und Umwelt | 43 |
| Wasser | 31 |
| Weitere | 43 |