Schleusensanierung und -erweiterung für 110 m-Schiffe

Bauherr der umfassenden Sanierungsarbeiten ist das Amt für Neckarausbau Heidelberg, eine Behörde der Wasserstraßen und Schifffahrtsverwaltung des Bundes, die dem Bundeministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur untersteht.

Für rund 2.500 m² Stahlbetonschleusenwände sind gerade mal 300 m² Wandschalung LOGO.3, 1.700 m³ GASS kombiniert mit Teilen des Traggerüstes TG60 als Mietmaterial im Einsatz.
Als weitere Besonderheit, da nach Vorgaben des Bauherren in den neuen Schleusenkammervorsatzschalen keine Durchdringungen vorhanden sein dürfen, wird einhäuptig geschalt. Die Bauarbeiten der mit rund 15 Mio. veranschlagten Modernisierung begannen im Juni 2016 und werden gemeinsam von der Arbeitsgemeinschaft Schleith GmbH, Achern, und der RSW Roßlauer Schiffswerft GmbH & Co KG, Dessau-Roßlau, ausgeführt.
PASCHAL war bereits ab März 2017 involviert und unterstützte die Schleith GmbH zunächst mit Schal- und Rüstvorschlägen, um die technischen Bauherrenvorgaben zu realisieren und für die Bauunternehmung ein günstiges Mietangebot zu entwickeln.

Neue und längere Schleusenkammerwände

Aufgrund von altersbedingten Schäden an der zweiten Schleusenkammer, gesehen vom Ufer, ist deren Grundinstandsetzung notwendig. Die Arbeiten umfassen die Erneuerung der geschädigten Kammerwände sowie das Versetzen des Oberhaupts um 3,60 m zur Optimierung der Schleusenkammer für 110 m-Schiffe. Bei der Erneuerung der Kammerwände wurden durch die Bauunternehmung Schleith GmbH Baugesellschaft Niederlassung Achern zunächst 40 cm der alten Kammerwände sowie die Nischen für Steigleitern und Pollerschienen abgefräst.
Mit dem Entfernen der Vouten am Schleusenkammergrund steht der Schifffahrt eine größere Schleusenkammertiefe zur Verfügung, wodurch die Schiffe mehr Tiefgang haben dürfen und schneller in die Schleusenkammern ein- und ausfahren können.
Die Schleusenhäupter erhalten neue standardisierte Stemmtore, die Antriebe der Schleusentore werden ebenfalls erneuert und ein neues Technikgebäude nimmt nach der Sanierung neue Elektro-, Steuerungs- und Nachrichtentechnik auf, sodass die Schleusenkammer künftig ferngesteuert werden kann. Des Weiteren werden Kranstellplätze für einen schnellen Mobilkraneinsatz errichtet.

Die vier „Schalungsschilder" in Parkposition warten auf ihren nächsten Einsatz. Die Schalungsschilder wurden aus der Kombination von LOGO.3 und Aluschienen aus dem GASS-Programm vor Ort montiert. Die waagerechten Holzkonstruktionen dienen als Transportsicherung beim Kranversatz.

Verankerungen als zusätzliche Sicherungsmaßnahmen

Die statische Instandsetzung ist aus mehreren Gründen erforderlich. Zum einen wurden bei der Bestandsstatik einige Einwirkungen, unter anderem Eisdruck, Trossenzug und Risswasserdruck nicht berücksichtigt. Zum anderen wird durch das Entfernen der Vouten massiv in das statische System eingegriffen. Aus den vorgenannten Gründen bestehen an der Gesamtanlage Defizite im Bereich der inneren und äußeren Standsicherheit während der Bauausführung und im Endzustand. Zur Behebung der Defizite wurden insgesamt 300 Anker und Pfähle eingesetzt
Daher mussten 132 senkrechte Bohrungen für ca. 28 - 35 m lange Litzenanker von der Oberkante der Planie durch die Kammerrestwände senkrecht in den Felsen ausgeführt werden. Zusätzlich wurden 72 Bohrungen mit Längen von 19 m bis 25 m für Einstabanker und für 72 Zugpfähle mit Längen um die 6 m in den Untergrundfels gebohrt. Die oberirdischen Bohrlochhöhen liegen bei ca. 1,60 m über der Schleusenkammersohle. Daran anschließend folgten Abdichtungsarbeiten in Form von Verpressungen mit Harz und Schaum, die ebenfalls von der Schleith GmbH ausgeführt wurden, um beim Betonieren Einschlüsse und Entmischungen durch eindringendes Neckarwasser zuverlässig zu verhindern.

Vorbereitung der Betonage

Aufgrund der beengten Platzverhältnisse für die Baustelleneinrichtung, dem Platz in der Schleusenkammer und den Vorgaben des Bauherrn, dem Amt für Neckarausbau Heidelberg, entwickelten die Schalungsexperten von PASCHAL Schalungsschilder aus der Kombination von LOGO.3 mit Gurtungsschienen aus dem GASS-Programm.
Für jede Kammerwand wurden vier „Schalungsschilder" in den Abmessungen 3,40 m und 2,70 m lang sowie 12,90 m hoch konstruiert. So kann jeweils ein Betoniertakt über die gesamte Höhe und parallel, also an der linken und rechten Kammerseite, ausgeführt werden.
Um das vor Ort praktisch zu ermöglichen, haben die Schalungsexperten in Abstimmung mit Mario Hoffmann, dem verantwortlichen Bauleiter, aus dem Alu-Traggerüst-System GASS und Elementen des Traggerüstes TG60einen horizontal wirkenden Abstandshalter entworfen und nutzten für die differenzierte Schalungsplanung AutoCAD mit PASCHAL-Plan, ergänzend zu der RSTAB von Dlubal für die statische Modellierung und Berechnung der Abstützung.

Links und rechts die zurückgefrästen Schleusenkammerwände und im Hintergrund der überdimensionale „Abstandshalter" für die einhäuptige Schalung und das parallel ausgeführte Betonieren.

Millimetergenau und sicher auf Abstand

Die vier horizontal wirkenden Abstützeinheiten bestehen jeweils aus 7 liegenden GASS-Türmen mit je 6 Stielen und Spindeln auf beiden Seiten.
Die Abstützeinheiten werden auf Wälzwagen gelagert und während des Betoniervorgangs gegen Wegrollen gesichert. Geführt werden die Wälzlager in U-Schienen, aufgeschweißt auf Doppel-T-Trägern. Zum Verfahren zum nächsten Betoniertakt können jeweils zwei Abstützeinheiten auf den Wälzwagen verfahren werden, sodass die Abstützeinheiten in zwei Etappen verschoben werden. Die vier Schalschilder pro Kammerseite werden per
Kran versetzt. Die 11 horizontalen Betonierabschnitte sind zwischen 10,16 m und 12,20 m lang und müssen die vorgegebene Toleranz von 5 mm lichte Weite der Schleusenkammerwände zueinander einhalten. Überprüft wird das im laufenden Baubetrieb durch ein externes Vermessungsbüro.

Überdimensionaler Abstandshalter, millimetergenau spindelbar

Das Volumen des überdimensionalen Abstandshalters beträgt rund 12 m x 12 m x 12 m. Auf der oberen Ebene ist eine großzügige Arbeitsplattform
eingerichtet, die gleichzeitig als Betonierebene dient. Während der Betonage wird immer wechselseitig betoniert, um den vorgegebenen Frischbetondruck von max. 50 kN/m² sicher einzuhalten und den engen Toleranzbereich von nur 5 mm bezogen auf das lichte Endkammerbreitenmaß durch den Auftraggeber, das Amt für Neckarausbau Heidelberg, einzuhalten.
So wird jeder Schleusenkammerabschnitt wechselseitig in 50 cm hohen Betonierabschnitten hergestellt.
Während die andere Seite betoniert wird, wird der Frischbeton auf der anderen Seite verdichtet. Zum genauen Führen der Rüttelflasche werden Wendelbewehrungen genutzt.
Betoniert wird mit einem Beton nach ZTV-W 219 C20/25 LP, XC4, XF3, XM1, WF.
Um bei den Fallhöhen die Entmischung
zuverlässig zu verhindern wird das Mundstück der Betonpumpe mit verschraubbaren Kunststoffrohren verlängert.
Um eine widerstandsfähige Betonoberfläche zu erzielen, hatte die Bauunternehmung Schleith die vier „Schalungsschilder" bauseits mit der Schalungsbahn Zemdrain bespannt.

Im Vordergrund links und rechts an die fertigen Schleusenkammen angelehnt die Schalungsschilder. Dahinter der überdimensionale „Abstandhalter", kombiniert aus dem Alu-Traggerüst-System GASS und dem Allroundgerüst. Auf der obersten Ebene wurde zum Betonieren eine rund 140 m² große Arbeitsplattform eingerichtet, da wechselseitig betoniert und verdichtet wurde.