Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt

Sanierung des südlichen Wehrpfeilers am Eider-Sperrwerk

Vorgeschichte

Historie/Bauwerk
Das in der Zeit von 1967-73 errichtete Eider-Sperrwerk ist Bestandteil der nach der schweren Nordsee-Sturmflut im Februar 1962 festgelegten verkürzten Deichlinie an der deutschen Nordseeküste.

Die Wasserführung zwischen Eider und Nordsee wird über das 224 m lange Sielbauwerk mit seinen 5 Durchlässen á 40 m Breite gesteuert.

Hauptbestandteile des Sielbauwerks sind die 4 Wehrpfeiler und die 2 Widerlager, in denen die 5 Wehrträger seitlich eingebettet sind. Die auf der Binnen- und Seeseite paarweise angeordneten Wehrtore geben ihre Lasten über Drehlager an den Wehrträger sowie über die Torsionsrohre an die Wehrpfeiler bzw. Widerlager ab. Innerhalb der Wehrpfeiler/Widerlager befinden sich die Verschlussantriebe, die über Hebel an die Wehrtore gekoppelt sind .

Pfeiler und Widerlager kommt eine wesentliche Tragfunktion zu, da sie die auf das Sielbauwerk einwirkenden Belastungen aus der Natur (Wasser, Wind und Wellen) und Verkehr aufnehmen und in den tragfähigen Baugrund einleiten.

Die Wehrpfeiler sind an der Basis etwa 65 m lang und 6 m breit. In der Wasserwechselzone laufen sie sowohl see- als auch binnenseitig in tropfenförmige Eisabweiser aus.
Wehrpfeiler und Widerlager selbst bestehen aus massigen Querschnittsteilen mit Abmessungen bis zu 6 m Dicke. In Höhe der Maschinenräume verjüngen sich die Stirnbereiche von 5 auf 2 m, die Flankenwände sind in diesem Bereich größtenteils zwischen 1,2 bis 1,5 m stark.

Die wesentlichen Betonierabschnitte der Wehrpfeiler und Widerlager wurden in der Zeit von Ende 1968 bis Ende 1970 ausgeführt.

Bauwerksinspektion


Im Rahmen von Bauwerksinspektionen wurden nachfolgende Schäden an nahezu allen Wehrpfeilern/Widerlagern festgestellt, die am Wehrfeld 1 am ausgeprägtesten sind :

Schadensbeschreibung:

  • ausgeprägtes Rissbild im Betongefüge
  • Hohlstellen im Beton
  • Schalenrisse bis 20 cm Tiefe bzw. bis zur Bewehrungslage
  • stellenweise korrosiv wirkende Chloridgehalte

Ursachen:

  • Schwind- und Schalenrisse aufgrund von großen Temperaturunterschieden zwischen Kern- und Randzone bei der Herstellung (Hydratation)
  • Alkali-Treibreaktionen
  • konstruktiv ungünstige Bewehrungsführung und -stöße
  • Chloridbeaufschlagung des Betons durch Seewasser (Spritzbereich)

Fazit:
Die Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit des Bauwerks ist gefährdet, da der Beton so stark geschädigt ist, dass die der Statik zugrundeliegenden Betongüten und -eigenschaften (Festigkeiten, Verbundwirkung, Lastverteilung) nicht mehr gegeben sind. Eine Betoninstandsetzung ist zwingend erforderlich, um den Beanspruchungen des Bauwerks wieder gerecht zu werden.

Zielsetzung


Mit der Probeinstandsetzung des Korbbogens am Wehrpfeiler 1 sollen Erfahrungen gesammelt werden, um darauf aufbauend die weiteren Instandsetzungsmaßnahmen zielgerichtet durchführen zu können. Mit der Maßnahme soll die Dauerhaftigkeit des Korbbogens wiederherstellt, weitere Durchfeuchtungen und Rissbildungen vermieden, und der Chlorideintrag in den Beton reduziert werden. Die Instandsetzung ist für eine Nutzungsdauer bis zum Jahr 2048 ausgelegt.

Beschreibung der Instandsetzungsmaßnahme

Bestand
Der instand zu setzenden Bereich des Wehrpfeilers Nr.1 wurde im Jahr 1969 hergestellt. Der Wehrpfeiler wurde seinerzeit in mehreren Betonierabschnitten unter Verwendung von zwei Betonsorten hergestellt. Für die Pfeiler und Widerlager wurde die seinerzeit gültige Betongüte B 300 gefordert, als Bindemittel wurde hüttensandreicher Zement HOZ 275 verwendet.

Aus statischen Gründen und wegen der Wehrträger- und Torsionsrohrlagerung wurden die Baublöcke der Pfeiler oberhalb NN +1,40 m (an den Stirnseiten NN +2,00 m) in Beton B 450 mit Portlandzement PZ 375 hergestellt.

Instandsetzungskonzept

  • Errichtung einer Arbeitsplattform auf dem Eisabweiser (Arbeitsebene auf ca. NN +2,0 m) vom Wehrpfeiler für die Betonabbrucharbeiten mit Roboter und Aufnahme des Arbeits- und Schalungsgerüstes
  • Abbruch des Korbbogens vom Pfeiler bis zu 30 cm tief mit Höchstdruckwasserstrahlen von OK Abdeckung bis auf Höhenlage NN +2,00 m
  • Abbruch des Korbbogens bis zu den Schleifflächen einschließlich einer Kanteninstandsetzung der Schleifbleche
  • Partieller Abbruch der Decke etwa 30 cm tief im Rundungsbereich
  • Korrodierte Kanten der Schleifbleche durch Auftragsschweißungen mit einer Edelstahlelektrode instand setzen
  • Herstellen einer beidseitig bewehrten und rückverankerten Betonschale in 3 Betonierabschnitten von je 2,80 m Höhe
  • Einbau einer KKS Barriere– elektrischer Kathodenschutz mit einer Fremdstromanode in der Horizontalfuge auf NN +2,00 m zur Verhinderung eines Makroelementes zwischen dem hochalkalischem Instandsetzungsbeton (Kathode) und dem Altbeton (Anode). Die KKS Barriere verhindert die Korrosion der Bewehrung im Altbeton nach der Instandsetzung

Randbedingungen

Arbeitsplattform Arbeitsplattform Arbeitsplattform vor dem Absenken

Während der Durchführung der Maßnahme ist der Betrieb des Eidersperrwerks voll aufrecht zu erhalten. Eine Einschränkung des Sperrwerksbetriebs erfolgt nur, wenn Arbeiten vom Wasser aus mit schwimmenden Geräten durchgeführt werden. Die Arbeitsplattform ist so zu bemessen, dass sie auch den auftretenden Strömungskräften aus dem Durchlass der bei geöffneten Toren standhalten muss. "Arbeiten vom Wasser" können ausschließlich nur im "strömungsfreien Zustand" durchgeführt werden und sind daher vom Sperrwerksbetrieb und von den Tidebedingungen abhängig.

Bauvorbereitung/Bauabwicklung

Die Maßnahme wurde im März.2009 öffentlich nach § 3 VOB/A ausgeschrieben und im Mai 2009 vergeben.

Anmerkung:
Bei der Maßnahme handelt es sich um eine "Probeinstandsetzung", die gewonnenen Erfahrungen sind für weitere Sanierungsmaßnahmen an den Wehrpfeilern/Widerlagern richtungsweisend.

Vorbereitung und Montage/Demontage der Arbeitsplattform stellen hohe Anforderungen und zeitliche Aufwendungen an die ausführende Firma, da die "Plattform" unter Wasser bei nahezu unsichtbaren Verhältnissen mit cirka 48 Verbundankern bis zu 90 cm tief in den Eisabweisern zu sichern ist. Für die Anker ist eine Zulassung im Einzelfall erforderlich, entsprechende Probebelastungen sind durchzuführen.

Bauzeit: Juni 2009 bis September 2010
Baukosten: rund 1.200.000 €

Verfasser: Marco Bardenhagen /Traugott Hartkopf

Wenn Sie an weiteren Informationen interessiert sind, wenden Sie sich bitte an:

Herrn Bardenhagen, Tel.: 04861 / 615 - 303, e-mail: Marco Bardenhagen