Kautschukkompetenz für Wasserstraßen
- Fördergurtmaterial von ContiTech dichtet Betonfugen von Schleusen nachhaltig ab.
Hannover, im August 2017. Wasserstraßen, zu denen neben Kanälen auch alle schiffbaren Flüsse zählen, nutzten Menschen in Europa bereits seit der Mittelsteinzeit (ca. 9600 v. Chr.) zum Reisen. Die großen Flusssysteme Nordeuropas stellten über viele Jahrhunderte sogar die wesentlichen Transportrouten für den Schwerlast- sowie den Personenverkehr dar. In den Provinzen des Römischen Reiches entstanden vermutlich die ersten künstlichen Wasserstraßen. In Asien und Nordafrika begann der Bau der Kanäle bereits zu Zeiten des Pharaos Necho II. (reg. 610-595 v. Chr.). In Ägypten bildete die Verbindung zwischen dem Nil bzw. Mittelmeer und dem Roten Meer den geographischen Vorläufer des Suezkanals. An den Kanalausgängen standen nach Auskunft antiker Geographen bereits Schleusen. In China erfand Qiao Weiyue, stellvertretender Kommissar für Transport in Huaina, bereits im Jahr 984 n. Chr. die Kanalschleuse für Schiffe. Bis dahin bewältigten Schiffe die Höhenunterschiede in den Kanälen mit Hilfe von Rutschbahnen oder Rampen. Beschädigungen an den Schiffen waren die Folge, zudem gehörten Diebstähle bei der Ladung zur Tagesordnung. Trockenheit stellte eine weitere Schwierigkeit dar. Qiao Weiyue ließ zwei hängende Tore im Abstand von 50 Schritten (76 m) errichten. Den Zwischenraum ließ er überdachen und das Ufer befestigen. So baute er eine Schleuse und Schiffe konnten die Höhenunterschiede von 1,2 bis 1,5 Metern pro Schleuse problemlos überwinden.
Pilotprojekt: Die Bundesanstalt für Wasserbau nutzt die Generalüberholung der Schleuse in Kleinostheim, um ein Dichtungsverfahren mit einem Fugenband von ContiTech zu testen.
Doch es war erst die Erfindung der Kammerschleuse im Jahr 1325 n. Chr., die den Anstoß für die großen Kanalbauten Mitteleuropas gab. Zwischen 1700 und 1850 erfolgte der systematische Ausbau der Flüsse. Von jeher bevorzugen Schiffer die sicheren und ruhigeren Fahrwasser der Kanäle gegenüber Flüssen mit starken Strömungen, Sandbänken und gefährlichen Ufern. Das weltweite Binnennetz beläuft sich auf rund 600.000 Kilometer.
Inzwischen helfen Schleusen den Binnenschiffern dabei, Höhenunterschiede von bis zu 25 Metern im Wasserstand des Wasserverlaufs durch eine oder mehrere verschließbare Schleusenkammern zu meistern. Gegen das Oberwasser und das Unterwasser wirken dabei je zwei wasserdicht schließbare Schleusentore. Wird ein Schiff in der Kammer geschleust, dann werden beide Tore geschlossen. Die Kammer mit dem Schiff wird auf das obere oder untere Wasserstandniveau gehoben oder entsprechend gesenkt, indem die Kammer mit Wasser gefüllt oder geleert wird.
Positiver Feldeinsatz
Versuchsaufbau: ContiTech Hubgurt mit Stahlseil-Zugträgern
In Deutschland umfasst das Wasserstraßennetz insgesamt 7.300 Kilometer Binnengewässerstraßen und 23.000 Quadratkilometer Seewasserstraßen. Die Anzahl der Schiffe, die auf den Wasserstraßen unterwegs sind, um Menschen und Güter zu transportieren, steigt stetig. Dies funktioniert nur dann sicher und zuverlässig, wenn eine leistungsfähige Infrastruktur vorhanden ist. Verkehrswasserbauwerke wie Brücken, Sperrwerke, Schiffshebewerke und Schleusen müssen nach einigen Jahren gewartet und modernisiert werden. So stehen aktuell bei etwa 30 Prozent der 315 Schleusen Wartungsarbeiten, Umbauten oder Instandsetzungen an. Sie haben ihre theoretisch ermittelte Nutzungsdauer erreicht oder bereits überschritten. In Kleinostheim am Main war es im Mai letzten Jahres Zeit, die Nordkammer der Schleuse generalzuüberholen. Sie sollte gründlich saniert und neu abgedichtet werden. Es war die erste grundlegende Fugensanierung der Schleuse seit vielen Jahren. Bei dem Vorhaben entschied sich das Bundesamt für Wasserbau für ein Produkt aus einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit ContiTech.
ContiTech Anwendungstechniker Michael Möschen ist immer auf der Suche nach neuen Einsatzbereichen für Fördergurte.
„Fördergurtmaterial von ContiTech kommt bereits erfolgreich bei Wassersperren, sogenannten Schlauchwehren, zum Einsatz und zeichnet sich dabei unter anderem durch seine große Widerstandsfähigkeit auch gegen mutwillige Zerstörungen aus“, erzählt ContiTech Anwendungstechniker Michael Möschen. Gemeinsam erprobte das Forschungsteam ein neues Dichtungsverfahren für Schleusenkammerfugen in der Praxis. Die Fragestellung hierbei: Wie bekomme ich eine Schleuse nachträglich und nachhaltig dicht?
Anders als bei durchgehenden Bauwerken bestehen die Wände von Schleusen aus mehreren Abschnitten. Zwischen diesen Abschnitten dienen Dehnungs- bzw. Dichtungsfugen dazu, dass sich der Beton an heißen Tagen ausdehnen kann, ohne dass es zu Spannungen im Material kommt. Ohne die Fugen könnte der Druck die Wand beschädigen. Damit kein Wasser durch die Fugen dringt, wurden sie beim Bau der Schleusen in Kleinostheim mit PVC-Dichtungsprofilen abgedichtet. Doch nach über 50 Jahren sind diese marode und Wasser dringt vom Main und der anderen Schleusenkammer aus ein.
Bereits 2010 brachte ContiTech in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Wasserbau in Karlsruhe im Rahmen eines Pilotprojektes ein Kautschukband ins Spiel, das in solchen Fällen hilfreich ist. Hierbei handelte es sich um einen sogenannten Hubgurt mit einem Stahlseil-Zugträger für das Heben und Senken von Pkw-Rohkarosserien in den Fertigungsstraßen der Automobilhersteller. Nach drei Entwicklungsstufen mit unterschiedlichen Profilen sowie aufwendigen Laborversuchen mit einem Betonmodell für die Fugensimulation in den Hallen der Bundesanstalt für Wasserbau, war es Zeit für das Pilotprojekt in Kleinostheim. Das Team legte den Gurt endlos auf eine Fuge im Pumpentunnel und verschraubte ihn zu beiden Seiten. Über die Verschraubung kamen Schutzplatten. „Nach etwa fünf Jahren im Praxistest hat sich gezeigt, dass unser Fördergurtmaterial sehr gut gehalten hat und dass es sich einfach perfekt für diesen Einsatzzweck eignet. Letztes Jahr sind wir dann in die nächste Baustufe gegangen und haben das Verfahren weiter optimiert. Unser gemeinsames Ziel mit dem Bundesamt für Wasserbau ist es, dass sich unsere Lösung zur Dichtung von Schleusenfugen als normgerechtes Bauverfahren durchsetzen wird“, sagt Michael Möschen.
Weniger Großbaustellen
Bei der weiterentwickelten Methode zur Instandhaltung mit Fördergurten von ContiTech können die notwendigen seitlichen Bohrarbeiten während des Betriebs bei gefüllter Schleuse erfolgen. Lediglich für die Arbeiten an der Sohle muss die Schleuse leergefahren sein. „Die Schleusen müssen nur für einen kurzen Zeitraum trocken liegen. Innerhalb von zwei Wochen können Arbeiter zusammen mit unseren Monteuren unsere Kautschukbänder installieren. Das spart Zeit und Kosten“, ergänzt Möschen. Da das Kautschukband besonders langlebig ist, werden in Zukunft voraussichtlich weniger Großbaustellen entstehen, denn die Schleusen müssen weniger häufig gewartet werden.
„Als Fördergurtspezialist sind wir immer auf der Suche nach neuen Einsatzgebieten für unsere Produkte und Materialien – auch fernab von herkömmlichen Anwendungen wie dem Bergbau. Mit dem Verfahren zur Dichtung von Schleusenfugen haben wir uns in neues Fahrwasser begeben. Jetzt gilt es abzuwarten, ob sich diese Anwendung in Zukunft durchsetzen wird. Nach etwa fünf Jahren im Einsatz wird das System überprüft. Wenn es als der Norm entsprechendes Bauverfahren anerkannt wird, halten wir eine Lösung in der Hand, mit der bei allen Schleusen künftig Fugensanierungen durchgeführt werden“, so Möschen.
Wolfgang Reinert
Head of Media & Public Relations
ContiTech