Intelligente Kombiwand teilt Echtzeit-Informationen

Da das Containeraufkommen im Rotterdamer Hafen in den kommenden Jahren voraussichtlich weiter stark ansteigen wird, soll der Kai im Princess Amaliahaven ausgebaut werden. Der Bau neuer Tiefsee- und Binnenschifffahrtskais ermöglicht es den Umschlagunternehmen, die noch brachliegenden Flächen in diesem Teil des Hafens weiter zu entwickeln. Um das Verhalten der Kaikonstruktion sowohl während der Installations- als auch während der Betriebsphase zu überwachen, setzt der Hafenbetrieb Rotterdam eine von ArcelorMittal Projects gelieferte 'intelligente' Kombiwand ein.

ArcelorMittal ist ein bekannter Name im Hafengebiet. "In der Vergangenheit haben wir in Zusammenarbeit mit dem Hafenbetrieb Rotterdam die Hauptausschreibung auf ihre Machbarkeit geprüft und dabei unsere langjährige Erfahrung eingebracht. Darin sind die Qualitätsanforderungen festgelegt, die der Stahl für die Kombiwände erfüllen muss", beginnt Patrick Mulders von ArcelorMittal. "Wir sind also mit allen Anforderungen vertraut und haben Standard-Qualitätsdokumente wie ITPs (Inspection and Test Plan), einen Qualitätsplan und Messberichte erstellt. Diese beinhalten zusätzliche Anforderungen wie die Geradheit der Rohre und ein zusätzliches Prüfsystem, das den Einsatz von Lagerrohren ermöglicht. Anhand von Stichproben wird überprüft, ob die Spundbohlen tatsächlich in der Schleuse geblieben sind."

Die neuen Hochsee- und Binnenkais sind als Kombiwand konzipiert: Rohre mit Gräben und Zwischenplatten. "Angesichts der Länge von 2,4 Kilometern der neuen Kaimauer sind die Mengen, um die es geht, enorm", so Mulders. ArcelorMittal liefert 15.000 Tonnen Rohrmaterial und 5.000 Tonnen Spundbohlen. "Als ArcelorMittal Projects waren wir in der Lage, den sehr anspruchsvollen Zeitplan des Projekts durch eine Kombination aus unseren Lagerrohren und neu produzierten Rohren zu erfüllen. Der gesamte Stahl wurde von den Produktionsstätten per Schiff zu einem eigens errichteten Entladekai im Princess Amalia Harbour transportiert."

Abgesehen von seiner Größe weist dieses Projekt eine weitere Besonderheit auf. So wurden etwa fünf Rohrpfähle mit einem Überwachungssystem ausgestattet. "Das System besteht aus einem Glasfaserkabel, das auf beiden Seiten über die gesamte Länge des Rohrpfahls geklebt ist. Außerdem gibt es ein Referenzkabel für Temperaturmessungen", erklärt Mulders. "Darüber wird eine Schutzhülle aus Stahl angebracht, damit das System während des Transports und der Installation vor Ort nicht beschädigt werden kann. Mit diesem System ist die Hafenbehörde in der Lage, die Belastung des Rohrpfahls zu überwachen und gleichzeitig Temperatureinflüsse herauszufiltern. Es gibt Aufschluss darüber, wie stark der Pfahl belastet wird und ob Verformungen auftreten. Einerseits kann man damit das Entwurfsmodell testen, aber auch den Zustand des Bauwerks im Laufe der Zeit. Eine höhere Belastung des Bauwerks (physikalisch feststellbar oder durch Korrosion) spiegelt sich in den faseroptischen Ergebnissen wider."

Das Überwachungssystem wurde auf dem Gelände von ArcelorMittal ausgiebig getestet. Mulders: "Alle fünf Rohrpfähle wurden im Betrieb getestet und mit den Vorhersagen verglichen. Zunächst wurden Basismessungen durchgeführt, indem die Rohrpfähle für eine lastfreie Lagerung auf H-Träger gestellt wurden. Anschließend wurden sie weiter getestet, indem die Last auf dem Rohr mit Hilfe einer Schnecke in mehreren Schritten aufgebaut wurde. Auf diese Weise konnten wir die Durchbiegung und Belastung im Rohr messen. Als Backup-System sind die fünf Rohrpfähle mit zwei zusätzlichen Schutzhülsen versehen. Sollte beim Einbau etwas schief gehen, können nachträglich neue Glasfaserkabel durch Verpressen eingebracht werden. Inzwischen ist die gesamte Kombiwand erfolgreich installiert worden, also auch die fünf Rohrpfähle mit dem Überwachungssystem, die über die 2,4 Kilometer lange Kaianlage verteilt sind. 

Das Konzept der intelligenten Kombiwand im Princess Amaliahaven fügt sich perfekt in das kürzlich eingeführte SmartSheetPile-Konzept von ArcelorMittal ein. "Je nach Bedarf des Kunden können wir eine projektspezifische Auslegung des Konzepts anbieten", sagt Mulders. "Mit Hilfe von Sensoren werden alle möglichen Parameter überwacht, sowohl während des Einbaus als auch während der Betriebsphase der Spundwand. Denken Sie zum Beispiel an die Messung von Dehnungen und Verformungen, aber auch an die Überwachung der Korrosion während der Lebensdauer. Es ist auch möglich, Stoßbelastungen und Ausrichtungsfehler zu beobachten. Die Daten werden in Echtzeit überwacht und an ein Online-Dashboard gesendet. Ziel ist es, das Verhalten und die Leistung von Stahlkonstruktionen noch besser in den Griff zu bekommen. Dies kann zur Entwicklung neuer Modelle, neuer Berechnungsmethoden und letztlich zur Optimierung der Stahlverwendung führen."