Kaimauern

Warmgewalzte Stahlspundwände werden seit fast einem Jahrhundert zum Bau von Kaimauern verwendet. Eines der ersten dokumentierten Beispiele befand sich im Hafen von Rotterdam (Dokhaven, 1927), dessen Konstrukteure sich für den innovativen Ansatz einer Kaimauer aus Stahlspundwänden entschieden, um die hohen Kosten zu reduzieren, die mit den traditionelleren Lösungen aus Betonkais verbunden waren.

Kaimauern sind in der Regel Erdstützkonstruktionen, an denen Schiffe anlegen können. Sie können sich auf dem Meer, einem See oder einem Fluss, in einem Hafen oder einem Kanal befinden und sind mit den notwendigen Überbauten (Poller, Reibepfähle, Kräne usw.) ausgestattet, um den üblichen Umschlag von Gütern zu ermöglichen.

Aufgrund der wesentlichen Vorteile des Seeverkehrs, der in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich gewachsen ist und voraussichtlich weiter wachsen wird, haben die Hafenbehörden keine andere Wahl, als ihre Anlagen zu erweitern und zu modernisieren. Die Planung und der Bau neuer Kaimauern für immer größere Containerschiffe stellen eine ständige Herausforderung dar.

Das Sortiment an warmgewalzten Stahlspundwandprodukten von ArcelorMittal ermöglicht den Entwurf und den Bau maßgeschneiderter Lösungen, die sich an jede Situation anpassen lassen.

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Standort

 

  • Bodenverhältnisse,
  • Meerwasser (Flut, Ebbe usw.)  & Grundwasserspiegel,
  • Wellenbedingungen,
  • seismische Bedingungen.

Betriebsbedingungen

 

  • Nutzungsdauer (Dauerhaftigkeit),
  • Größe der anlegenden Schiffe (Tiefgang),
  • Lasten (Lagerflächen, Kräne, Poller, Reibepfähle usw.),
  • spezifische Anforderungen des Endnutzers, der Hafenbehörde usw.

Kombinierte Spundwandlösungen

 

Der Wettlauf um den Bau immer größerer Schiffe, die Vertiefung wichtiger Häfen und der daraus resultierende Bedarf an Schwerlast-Liegeplätzen zwangen Stahlhersteller zur Entwicklung innovativer Lösungen wie dem kombinierten Spundwandsystem.

Herkömmliche Stahlspundwände wurden durch kombinierte Spundwände ersetzt, die aus zwei sich ergänzenden Elementen bestehen: einem primären steifen Element (Tragbohle, z. B. ein HZ®-M Trägerprofil, ein Stahlrohr oder ein Pfahlprofil) und einem sekundären flexiblen Element (Zwischenbohle, vorwiegend AZ® Profile).

Das Ergebnis ist eine insgesamt sichere und kostengünstige Hochleistungs-Stützkonstruktion mit hoher Steifigkeit und hoher Biegemomentkapazität.

Space saving when using steel sheet piles as permanent retaining structures

Die gesamte Kaianlage muss zahlreiche Anforderungen erfüllen, die sich aus folgenden Faktoren ergeben:

Standard-Stahlspundbohlen (AZ- und U-Profile)

 

Standard-Spundwände werden in Kaimauern mit geringem bis mittlerem Tiefgang eingesetzt. Sie werden weltweit zum Bau zuverlässiger Konstruktionen in Handelshäfen und Yachthäfen eingesetzt.

Meistens werden AZ-Spundbohlen in maritimen Konstruktionen verwendet, da sie kostengünstiger sind als U-Bohlen (besseres Verhältnis von Widerstand zu Gewicht) und in einer vergleichbaren Umgebung sind ihre Querschnittseigenschaften weniger anfällig für Korrosion (Verlust der Stahlstärke).

Die Entwicklung korrosionsbeständigerer Stahlgüten wie AMLoCor®, von Stählen mit höherer Streckgrenze sowie neuer Formen mit höherem elastischem Widerstandsmoment hat in den letzten Jahrzehnten wesentlich zur Zunahme von Stahllösungen in Seehafenbauwerken beigetragen.

London
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Costa Rica
ncheon-bridge-Korea
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Konstruktionen aus Flachprofilen (AS 500)

 

Konstruktionen aus Flachprofilen lassen sich in zwei Kategorien einteilen: vorübergehend bestehende Bauwerke und dauerhafte Konstruktionen. Für Letzteres wurden Konstruktionen mit Kreiszellen häufig im maritimen Ingenieurwesen verwendet, um massive Kaimauern, Molen, Anlegestellen, Dalben und Wellenbrecher zu bauen. Zellen aus Schlitzwänden sind seltener, vor allem weil das Einbringen im Wasser schwieriger ist.

Zellkonstruktionen sind Schwergewichtskonstruktionen, bei denen horizontale und vertikale Kräfte, die durch den Wasserdruck und den Erddruck innerhalb und außerhalb der Zellen entstehen, durch das Eigengewicht und den passiven Erddruck, der durch die Zellstruktur mobilisiert wird, ausgeglichen werden. Die vom Boden innerhalb der Zellen erzeugten Umfangszugkräfte werden von den Flachprofilen aufgenommen, die als Kreis- oder Flachzellen angeordnet sind.

Zellen sind äußerst wettbewerbsfähig, wenn auf einer Gesteinsschicht gegründet werden muss (wenn keine ausreichende Einspanntiefe für eine Standard-Spundbohle vorhanden ist) und für tiefe Kaimauern.

Fallstudie

Erstatningshavn Færgehavn Nord. Hafen von Kopenhagen, Dänemark

Fallstudie