GRK 1096:  Seehäfen für Containerschiffe zukünftiger Generationen: Interaktion von Schiff, Fluid, Struktur und Boden

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur ; Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451665

Weltweit werden enorme Wachstumsraten im Containerumschlag verzeichnet. Die größten Schiffseinheiten liegen derzeit bei 8000 TEU. Die Maßeinheit TEU (twenty-foot-equivalent-unit) bezeichnet das Volumen eines 20 Fuß langen, acht Fuß breiten und 8,5 Fuß hohen Standard-Containers. Es gibt bereits Entwurfsstudien für Schiffsgrößen von 18000 TEU mit einer Länge von über 400 m, einer Breite von 70 m und einem Tiefgang von 21 m.
Mit dem Bau von Seehäfen sind hiermit zukünftig enorme Herausforderungen verbunden. Die Manövrierbarkeit dieser Schiffsriesen unter Flachwasserbedingungen im beengten Fahrwasser ist offensichtlich schwierig. Die Wahrscheinlichkeit von Berührungen bzw. Kollisionen dieser Schiffe mit Hafenanlagen nimmt zu. Durch Nutzung von leistungsstarken Bugstrahlrudern können tief reichende Kolke (Tiefwasserstellen) entstehen, die ihrerseits wieder das Tragverhalten der Hafenanlagen negativ beeinflussen. Der Anlegedruck der Schiffe an den Kai ist erheblich größer als bei kleinen Einheiten. Des Weiteren können durch die Schiffe Schwall und Hafenresonanzen in komplexen Hafenanlagen entstehen.
Die großen Schiffseinheiten erfordern hohe Umschlagsleistungen der Containerbrücken. Die Folge sind höhere dynamische Lasten für die Kaikonstruktion. Für bereits vorhandene Kaikonstruktionen sind Konzepte zur Verstärkung und Vertiefung auszuarbeiten. Für die gestiegenen Anforderungen an Seehäfen zukünftiger Containerschiffsgenerationen sind Grundlagenforschungen auf dem Gebiet der Interaktion von Schiff, Fluid, Struktur und Boden erforderlich.
Das Forschungsprogramm und das darauf ausgerichtete Studienprogramm sollen diese Grundlagen erarbeiten. Das Forschungsprogramm ist thematisch unterteilt in Fragestellungen zur Herstellung von Kaikonstruktionen großer Abmessungen, betriebliche Belastungszustände und extreme Belastungssituationen. Aufgrund der Komplexität ist eine interdisziplinäre Zusammenarbeit von Forschern aus dem Schiffbau, der Mechanik und Meerestechnik, des Stahl- und Massivbaus sowie der Geotechnik erforderlich. Dieser ganzheitliche Betrachtungsansatz ist innovativ und eine notwendige Voraussetzung zur Bewältigung der weltweit anstehenden Herausforderungen für den Seehafenbau für Containerschiffe zukünftiger Generationen.

• DFG-Verfahren: Graduiertenkollegs
• Antragstellende Institution: Technische Universität Hamburg
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Jürgen Grabe
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professor Dr.-Ing. Moustafa Abdel-Maksoud; Professorin Dr.-Ing. Katrin Ellermann; Professor Dr.-Ing. Otto von Estorff; Professor Dr.-Ing. Edwin Kreuzer; Professor Dr.-Ing. Eike Lehmann (†); Professor Dr.-Ing. Thomas Rung; Professor Dr. Viktor Sigrist