DER

SCHIFFAHRTS = CONGRESSE

X. C0NGRESS-MA1LAND-1905

I. Abteilung : Binnenschiffahrt 3. Frage

DIE SYSTEME

die zum Ausgleiche der grossen Höhenunterschiede

ZWISCHEN DEN KANALHALTUNGEN GEEIGNET SIND.

BERICHT

VON

Oberbaurat det Dortmund-Ems-Kanal-Verwaltung in Münster i/W

UND

PRUSMA1¥]¥

Regierungs- und Battrai zitgeteilt der Kaiserlich deutschen Bats haft in Wien,

NECESSE

NAVIGARE

BRÜSSEL

BUCHDRUCKEREI DER ÖFFENTLICHEN ARBEITEN (GES. M. B. H.)

18, Rue des Trois-Têles, 18

38

1905

m-'

H

CD

%

£

ân\

>

v (3 'W

KR A

i£?Jîi*ch'n\c£^

T- 'tWSß

oji

l

4

Biblioteka Politechniki Krakowskie]

100000299425

DIE SYSTEME,

z* '

die zum Ausgleiche der grossen Höhenunterschiede

ZWISCHEN DEN KANALHALTUNGEN GEEIGNET SIND,

BERICHT

VON

K1EKMAXX

Oberbaurat der Dortmu7id-Ems-Kanal-Verwaltung in Minister if W

UND

PRÜSMAI¥I¥

Regierungs- und Baurat, zugeteilt der Kaiserlich Deutschen Botschaft in 'Wien.

Grosse Leistungsfähigkeit und billige Güterbeförderung neben Gewährleistung einer ausreichenden Sicherheit für Erhaltung der Kanalbauwerke und für ungestörten Kanal- und Schiffahrtsbetrieb sind die Hauptbedingunden einer zweckmässigen Kanalanlage. Nur wenn diese erfüllt sind, kann ein Kanal seiner wirtschaftlichen Aufgabe hinsichtlich der billigen Massengüter-Beförderung gegenüber der Eisenbahn möglichst vollkommen gerecht werden. Von grossen Einfluss auf Leistungsfähigkeit und Schiffsgeschwindigkeit sind die Abmessungen des Kanals, der Schiffszug, die Schiffsbegegnungen und die Schleusen. Die hier zu behandelnden Schleusen und anderen Schiffshebewerke bilden Verkehrshindernisse, deren grosse Zahl bei vielen und bedeutenden Höhenunterschieden der Kanalhaltungen ins Gewicht fällt und deren Ueberwindung daher mit möglichst geringem Zeit- und Geldaufwand zu erstreben ist.

Es sollen in dem vorliegenden Bericht die Schiffshebewerke zur Ueberwindung grösserer Geländehöhen nur vom wirtschaftlichen Standpunkt untersucht werden, wobei vier Arten : Schleusen, senkrechte Schwimmer-Hebewerke, quergeneigte Ebenen und längsgeneigte Ebenen zur Vergleichung heangezo-gen sind, ohne auf die Bauwerke selbst und ihre mechanischen Bewegungseinrichtungen näher einzugehen.

Allgemeine Annahmen.

In Fachschriften veröffentlichte Beispiele von Schiffshebewerken aller Art bieten für die unmittelbare Vergleichung keine genügenden Angaben, weil darin die Abmessungen der Kanäle und Hebewerke, Schiffsgrössen und Hubhöhen verschieden sind und auch die Annahmen für Berechnung der Schleusungszeiten Abweichungen zeigen, besonders was die Bemessung der Ein-und Ausfahrtzeiten der Schiffe und die vor und hinter den Hebewerken zurückzulegenden, aber zur Schleusung hinzuzurechnenden Kanalstrecken betrifft. Um einen gleichen Masstab zu erhalten, sollen daher folgenden Annahmen gemacht werden, wobei die Abmessungen neuerer grosser Binnenschiffahrtskanäle für Schiffe von 600 Tonnen (vergl. Dortmund-Ems-Kanal) (1) zu Grunde gelegt wurden :

Kanal mit 2,50 m Wassertiefe, 18,0 m Breite der Sohle, 30 m Breite des Wasserspiegels.

Nur grosse Schiffe: 65,0 m Länge, 8,2 m Breite, 1,8 m Tiefgang, 600 t Tragfähigkeit, 120 t Rückfracht oder durchschnittlich 360 t, Fahrgeschwindigkeit auf freier Kanalstrecke 1,1 m/Sek, oder 4 km/Stunde.

Nur einfache Schleusen : 67 m Länge, 9,0 m Breite, 3,0 m Wassertiefe über dem Unterdrempel, 4,50 m über dem Oberdrempel. Voller Schleusenbetrieb, ununterbrochenes Auf- und Abwärtsschleusen während täglich 15 Stunden.

Nur einfährige Hebewerke, der Trog hat 2,50 m Wassertiefe, 9,0 m Breite. Schiffe sind schwimmend zu heben.

Schleusungsdauer.

1. Kammer schleusen mit Seitenbecken und elektrischem

Betrieb :

genau zu

Für die Berechnung wird vorausgesetzt, dass längeres Warten an den Schleusen nicht stattfindet (siehe nachstehend bei Berechnung von V), vielmehr soll das einzelne Schiff dem Zeitpunkt eintreffen, wenn der Schleusungsvorgang des entgegenkommenden Schiffes beendet ist. Nach Tafel I Fig. I bildet das Kanalstück I-II die etwa 350 m lange Schleusungs-

(1) Vergleiche : Zeitschrift für Bauwesen, Berlin 1901 u. 1902.

strecke. Darin darf bei dem hier angenommenen ununterbrochenen Schleusungsbetrieb (entsprechend der Höchstleistung des Hebewerkes) nur das in der Schleusung begriffene mit 1 be-zeichnete Schiff liegen, das erst durch die Strecken c und b nach dem Unterwasser ausgefahren sein muss, bevor das zu Berg fahrende Schiff 2 mit einem kleinen Dampfboot oder einem anderen Zugmittel an das Leitwerk nach Strecke c gebracht werden kann. Seitliches Verholen von Schiffen soll nicht stattfinden, weil dies bei so grossen Schiffen unzweckmässig ist und mehr Zeit erfordert als die längere Vorwärtsbewegung. Die durchschnittliche Schleusungsdauer für voll beladene und mit 1/5 Rückfracht beladene (nachstehend mit leer bezeichnete) Schiffe in der Strecke I-II berechnet sich dann, wenn X die Hubhöhe bedeutet folgender-massen :

Anfahrt durch Strecke b und c = 140 m lang mit einer mittleren Geschwindigkeit von 0,5 m/Sek (einschliesslich Verzögerung beim Verlassen der Ruhelage in Strecke a, Richtungsänderung in b und Aufnahme des Spillseils am Leitwerk in

140

c)

0,5

= 4 Minuten 40 Sekunden.

Einfahrt mit Spillzug in die offene Schleuse durch Strecke d vom Unterwasser her. Nach Tafel I Figur 2 sind 2 Umläufe : (mit besonderen Ausmündungen nach dem Unterwasser), von je 3,50 qm Querschnitt in den Kammerwänden vorhanden, so-dass bei einer Einfahrtsgeschwindigkeit von 0,30 m/Sek (einschliesslich Anhalten des Schiffas und Festmachen in der Schleuse), die verdrängte Wassermenge von 15,0. 0,30 = 4,5 cbm/ Sek eine Rückströmungsgaschwindigkeit des Wassers von

70

fahrt

0,30

Schliessen des Untertores 1 Minute.

=0,24 m erzeugt und die mittlere relative Schiffsgeschwindigkeit = 0,30 + 0,24 = 0,54 m beträgt. Demnach dauert die Ein-3 Minuten 53 Sekunden.

Schiffshebung oder Senkung soll nur zu 2,5 cm/Sek angenommen werden, obwohl eine grössere Geschwindigkeit angasetzt werden könnte, wie eine besondere Berechnung ergibt, die hier wegen Raummangel (1) nicht wiedergegeben werden kann.

(1) Ausführlichere Mitteilungen über Vergleichung verschiedener Hebewerke erscheinen in einer Sonderbearbeitung des Regierungs- u. Baurats Prüsmann im Juliheft der Zeitschrift für Bauwesen in Berlin, wovon eine Anzahl Abdrücke an die Congressmitglieder verteilt werden wird.

0,025.60

Demnach erfordert bei X m Hubhöhe die Schiffshebung =

X

Minuten.

Oeffnen des Obertores = 1 Minute.

Ausfahrt aus der Schleuse erfolgt nach Tafel I Figur 3 bei 4,5 m tiefem Oberdrempel mit einer mittleren Geschwindigkeit von 0,34 m/Sek, wenn hier ebenfalls die relative Schiffsge-

70

0,34

schwindigkeit von 0,54 m eintreten soll, oder erfordert 3 Minuten 26 Sekunden.

Abfahrt des Schiffes von Strecke c nach g erfordert für einen etwa 40 m langen Brückenkanal (oder für die Aussenhäupter

40

vor und hinter der Schleusenkammer == — und für die übrige

100

100 in lange Strecke    zusammen = 4 Minuten 27 Sekunden.

Die Gesamte Schleusungsdauer setzt sich demnach zusammen aus :

An- und Abfahrt 4 M 40 Sek + 4 M 27 Sek

9 Min

7 Sek

Ein- und Ausfahrt aus der Schleuse = 3 M 53 Sek+ 3 M 26 Sek = 7 M 19 Sek, wovon für die Hälfte leerer Schiffe 2.1 = 2 Minuten oder für alle Schiffe 1 Minute abzuziehen ist............

Tore schliessen und öffnen = 2.1 .    .    .    .

Hebung oder Senkung des Schiffes .    .    .

6 Min 19 Sek 2 Min ■—    »

0,025 . 60

Min.

Schleusungsdauer ....    17,43 +

0,025 . 60

Minuten.

Die Ansätze für Schiffsbewegungen können als reichlich bemessen gelten. Es ist aber zu beachten, dass hierin alle eintretenden Störungen, etwa durch mangelhafte Schiffsführung und Schleusenbedienung, Wind, Witterung, schlechte Beleuchtung u. s. w. eingeschlossen sind, wofür keine besonderen Ansätze gemacht wurden. Die Absicht war, den Durchschnittverhältnissen, wie sie sich beim Schleusenbetrieb ergeben, Rechnung zu tragen, ferner durch Einsetzen einer geringen Hebungszeit = 0,025 m/Sek zu verhüten, dass die Annahmen für Schleusen zu günstig erscheinen.

2. Senkrechte Schwimmer-Hebewerke

An- und Abfahrt wie bei der Schleuse .    .

Tore schliessen und öffnen, desgl. .    .    .

Schiffshebung oder Senkung mit einer Geschwindigkeit von 11 cm/Sek, wie in

Henrichenburg..........

9 Min 7 Sek

0,11 . 60

Min

Ein- und Ausfahrt aus dem Trog. Nach Tafel I Figur 4 u 5 ist die Schiffsgeschwin-digkkeit bei vollen Schiffen =0,19 m/Sek bei leeren (120 t Rückfracht) = 0,38 m/Sek, wenn wiederum die relative Geschwindigkeit des Schiffes 0,54 m beträgt, woraus sich 6 Min 1 Sek, beziehungsweise 3 Min 4 Sek oder durchschnittlich für Ein-und Ausfahrt ergeben.......

9 Min 5 Sek

2.2 =

Anschluss des Trogs an die Häupter und Lösung erfordern für Einstellen des Dichtungskeils, Verriegelung, Spaltwasser Ein- und Auslassen

Schleusungsdauer

24,20 -f

0,11 . 60

Min

3. Einfährige Quer-Ebenen mit Vor- und Hinterhäfen (Tafel I Fig. 6 u. 7). Troggeschwindigkeit 0,50 m/Sek und Neigung der Ebene 1 :8.

An- und Abfahrt fallen für Berechnung der Schleusungsdauer aus, weil das von rückwärts in den Trog einfahrende Schiff nicht auf das vorhergehende ausfahrende Schiff zu war-

ten hat

— Min

— Sek

Sek oder

37 »

Einfahrt mit 0,6 m/Sek, Ausfahrt mit 0,7 m/ 70    70

0,60    0,70    ......

Tore schliessen und öffnen (je 2 oben und unten) =2(1 Min 30 Sek) ......

Anschluss des Troges an die Doppelhäupter, Dichtungskeile, Spaltwasser (je 2 Anschlüsse gleichzeitig) oben und unten 2.3 Trogfeststellung dem Wasserstand entsprechend und Lösung oben und unten-

einschliesslich etwaigen Wasserausgleichs zwischen Trog und Kanalhaltung 2. 2,5

5 Min — Sek

v. sin cp . 60’

wird für v — 0,50 m/Sek, sin. cp = ^

O

Schiffshebung oder Senkung =

0,5 .

SOI I—

. 60

0,062.60

Min

Sclileusungsdauer .    .    .    17,62 -f-

0,062 . 60

Min

9 Min 7 Sek

cp • 60

v.

Min

4. Einfährige Längs-Ebene

An- und Abfahrt wie bei 2......

Ein- und Ausfahrt aus dem Trog wie bei 2 Tore schliessen und öffnen, oben und unten 2.1............

Anschluss des Troges an die Häupter und Lösung (Dichtungskeit, Verriegelung, Spaltwasser) oben und unten 2.2 .    .    .

Ausgleichung der Wasserstände zwischen Trog und Haltungen durch Ein- und Auslassen von Wasser (oben und unten 2.1,5

Schiffshebung oder Senkung =

für v = 1,0 und sin cd == ~    -    - —

15    1,0.1.60    0,067.60

15

y

Sclileusungsdauer = 27,20 -f

0,067 . 60

Min

Leistungsfähigkeit

Die Leistungsfähigkeit Z, oder die Anzahl der in 24 Stunden geschleusten Schiffe beträgt demnach :

1. für Schleusen :

Z =

24.60

2160

17,43 +

26,2+ X

0,025.60

9504

2. für Schimmer-Hebewerke :

24.60

24,20 -f

159,7 + X

0,11.60

3. für Quer-Ebenen : 1 : 8 u. v = 0,5 m

1440

24.60

17,62 +

17,62 +

0,062.60

4. für Längs-Ebenen : 1 : 15 u. v = 1,0 m

0,062.60

24.60

1440

27,20 +

0,067.60

27,20 +

0,067.60

Reisegeschwindigkeit in 1 Minute.

Die durchsnittliche Reisegeschwindigkeit V des Schiffes beträgt, wenn der mittlere Neigungswinkel des Geländes = a ist und die Fahrgeschwindigkeit in der ausserhalb der 350 m langen Schleusungsstrecke (1) liegenden freien Kanalstrecke = 1,10 m/Sek angenommen wird :

X. Neigung des Geländes

Schleusungszeit + 5,0 Min. Wartezeit + freie Kanalstrecke

1,10.60

Es ist mechanischer Schiffszug vorausgesetzt, der gestattet, dass das Abgeben und Aufnehmen des Zugmittels nur je 2,5 Minuten oder zusammen 5 Minuten Wartezeit, erfordert, hieraus folgt :

1. für Schleusen :

X. cotg a

17,13 + X ^ 0,67 +

cotg a

66

2. für Schwimmer-Hebewerke :

X. cotg a

3. für Quer-Ebenen :

4 für Längs-Ebenen :

23,90 + X ^ 0,15 +

X. cotg a 29,82 + X ^ 0,27 +

X. cotg a

cotg a

66

cotg a

66

26,92 + X ^ 0,25 +

cotg %

66

(1) Die Schleusangsstrecke ist für Derechnung von V irrtümlich zu 350 m angesetzt, während sie tatsächlich 350 + (70 m für die Ausfahrt des Scniffs) = 420 beträgt. Die Werte für V werden dadurch etwass grösser, aber nur unbedeutend.

Günstigste Hubhöhe X.

Für verschiedene Geländeneigungen ist die günstigste Hub

Dieser wird erreicht werden, wenn die wirtschaftliche Leistung eines Hebewerkes mit seinem zugehörigen

höhe X der Hebewerke zu bestimmen, wobei angenommen werden (Soll, dass das Gelände in sehr grosser Erstreckung die Neigung a hat, es sich also nicht um Ueberwindung nur eines bestimmten Gefälles zwischen zwei Kanalhaltungen handelt. Die Formeln für Leistungsfähigkeit Z bestätigen, was auch die einfache Ueberlegung sagt, dass Z am grössten wird, wenn Hubhöhe X möglichst klein ist. Aus den Formeln für Reisegeschwindigkeit V ergibt sich dagegen umgekehrt, dass die grösste Geschwindigkeit bei möglichst grossem X eintritt. Es fragt sich also wie das günstigste X oder V bestimmt werden kann ? In erster Linie wird es wohl immer darauf ankommen, die Schleusen und Hebewerke bezüglich der Zahl der Schleusungen leistungsfähig zu gestalten und weniger Wert auf die Reisegeschwindigkeit des Schiffes zu legen, weil eine bedeutende, das durchschnittliche Mass erheblich übersteigende Schleusungsleistungsfähigkeit wegen der erfahrungsmässig häufig eintretenden grossen Ungleichheit der zu befördernden Schiffszahl nicht entbehrt werden kann. Besonders ist dies der Fall bei Kanälen, die mit Flüssen in Verbindung stehen, deren Schiffsbetrieb naturgemäss von den wechselnden Flusswasserständen abhängig ist. Auch handelt es sich bei der Schiffahrt vorzugsweise um minderwertige Massengüter, deren Verzögerung durch eine längere Schleusen- oder Hebewerkstreppe nicht so nachteilig wie bei anderen Gütern erscheint, zumal bei längeren Schiffsreisen die nur an einzelnen Stellen auftretenden Verlangsamungen der Reisegeschwindigkeit im Ganzen wenig ausmachen. Andererseits darf die Erzielung einer möglichst günstigen Reisegeschwindigkeit nicht unbeachtet bleiben, die nicht allein der Güterbeförderung, sondern auch der besseren Ausnutzung des Schiffsparks zu statten kommt. Keinesfalls wird zu Gunsten der Schleusenleistung die Hubhöhe X so verringert werden dürfen, dass die Verminderung der Geschwindigkeit ein zulässiges Mass überschreitet. Schleusen haben nicht den Zweck nur Schiffe zu heben und zu senken, sie müssen vielmehr in Zusammenhang mit der anschliessenden Kanalstrecke so eingerichtet sein, dass sie der flotten Weiterbeförderung des Kanalgutes einen möglichst geringen Widerstand bieten.

Kanalstück, das bis zum nächsten Hebewerk reicht, oder die tonnenkilometrische Leistung dieser Strecke d. h. das Produkt aus V. Z am grössten wird.

Demgemäss ist die Berechnung von X erfolgt, indem durch Multiplikation der vorstehenden Werte für Z und V die Gleichung : V. Z = Funktion (X, cotg a) gebildet und aus dieser in bekannter Weise durch Differenzierung nach dx und Setzung des Differenzialquotienten = 0 das Maximum für X gefunden wurde.

Es wird dann das günstigste X :

1. für Schleusen :

s/

447,9

0,67 +

cotg a

66

2. für Schwimmer-Hebewerke :

3.817,3

0,15 +

cotg a

66

3. für Quer-Ebenen (1 : 8 u. v = 0,5 m) :

V °'²⁷(

525,4

0,27 +

cotg a

66

4. für Längs-Ebenen (1 : 15 u. v = 1,0 m) :

Y °>²⁵ (

732,8

0,25 +

cotg a

66

Durch Einsetzen verschiedener Werte für die Geländeneigung a ergeben sich die zugehörigen Werte für X, Z und V, die in Tafel II für die in Frage stehenden vier Hebewerksarten graphisch aufgezeichnet und in folgender Uebersicht in Zahlen zusammengestellt sind.

cotg a

28,50

33,75

48,75

67.50

90,60

120

200

300

500

2000

10000

Hubhöhe

— io —

Leistungsfähigkeit der Rebewerke (Wartezeit = 5 Minuten

SCHLEUSEN

Leistung

Schiffszahl in 24 Stunden

Jährliche

Gütermenge

z.

z 0,097

Anzahl Mili t

14,9    52,6    5,11

vom Hundert: 100

13,4|    54,5    5,30

vom Hundert: 100

11,0|    58,2    5,66

vom Hundert: 100

9,3| 61,2    5,95

vom Hundert:    100

^    Mittlere

Reisegeschwindigkeit

Jährliche

IN Kliometrische Leistung

Hubhöhe

SCHWIMMER-HEBEWERKE

QUER EBENEN

Leistung

Schiffszahl in 24 Stunden

Jährliche

Gütermenge

Z.

0,097

Z 0,097

Mitt'ere

Reisegeschwindigkeit

Jährlicl e

CS Kilometrische Leistung

Leistung

Hubhöhe

Schiffszahl in 24 Stunden

PC

©•

S3

m/Sek.

0,47

0,53

0,64

0,71

0,79

0,94

1,7) 77,6    7,54    1,03

vom Hundert:    100

Bemerkungen.

Mill

tkm

2,40

Ino

2,81

100

3,62

100

4,22

100

4,96

100

6,59

00

7,77

100

Anzahl

Mill t

m/Sek.

Mili

tkm

Anzahl

40,0 50,7

40,0 50,7

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

20,0

11,2

5,0

52,9

5,14

0,48 2,47

36,5 51,2

52,9

52,9

52,9

52,9

52,9

55,6

57,7

5,14

101

5,14

47

5,14

91

5,14

86

5,14

82

5.61

74

0,56    2,88    34,6 53,3

120

0,63 3,24

115

0,76 3,91

109

0,85 4,37

0,93

1,02

1,08

30,7 55,6

24,3

59,5

104

4,78

96

5,52

84

6,06

78

600 + 120

20,1

15,7

8,0

2,8

62,6

65,8

72,8

78,2

— Die Schiffszahl Z in 24 Stunden multipliziert mit 270 ^

Y.Z. 97200 tkm oder V.Z. 0,097Mill tkm die kilometrische Leistung

Cotg a = 28,50 ist die Grenze der Anwendbarkeit für 100 m hohe

desgl. desgl. desgl. desgl.

)=Z. 97200

Cotg a = 33,75 Cotg a = 48,75 Cotg a = 67,50 Cotg a = 90,60

vr

— n —

und Schiffsgeschwindigkeit in freier Strecke — 1,10 m Sek).

il : 8 und v = 0.5 m/SekQ LÄNGS EBENEN(1:15 und v =

1,0 m/Sek )

LÄNGS EBENEN 100 m. hoch (1:15. u. v = 1,0 m/Sek.)

Leistung

Jährliche

Gütermenge

Mittlere

Reisegeschwindigkeit

Jährliche

Hubhöhe

Leistung

Schiffzahl in 24 Stunden

Jährliche

Gütermenge

Mittlere

Reisegeschwindigkeit

z.

0,097

Mill t

4.93

4,93

4,98

5,19

102

5,40

102

5,78

102

m/Sek

Mill t km

0,37    1,82

0,46

2,27

0,53 2,64

0,60 3,11

130

0,65 3,51

125

0,74 4,28

117

6,08    0,78 4,74

102

112

6,40

102

7,08

101

7,60

101

0,86 5,50

0,97

1,10

z.

Z 0,097

Anzahl

Mill t

39,9    38,9

31,1

25,4

<1

Jährliche

2$ X Kilometrische Leistung

Hubhöhe

Leistung

Schiffszahl in 24 Stunden

tsi

O ^

Gütermenge

Jährliche

Mittlere

Reisegeschwindigkeit

Jährliche

N Kilometrische Leistung

0,097

m/Sek

Mill

tkm

Anzahl

Mill t

m/Sek

Mill

tkm

3,76    0,57

3,76    0,66

3,76    0,73

74

3,78    0,80

73

41,2    4,00

43,0

115

3,01

107

111

6,87

104

8,36

108

19,7    44,9

9,9

4,4

48,5

50,9

52

0,91    2,44

101

100,0    27,6    2,68

51

0,95

2,55

41

71

0,87 3,48

96

4,18    0,89 3,72

70

SS

100,0    27,6    2,68

47

1,01    2,71

75

100,0    27,6    2,68

45

1,03 2,76

65

4,36

69

4,71

07

4,95

0,93 4,05

1,01

1,06

82

4,76

72

5,25

68

100,0    27,6    2,68

100,0

100,0

27,6

27,6

43

2,68

38

2,68

30

1,06

1,09

1,10

2,84

57

2,92

14

2,95

38

Die Schiffszahl Z bedentet kreuzenden Schiffsverkehr an den Hebewerken.

Tonnen ode,- Z. 0,097 Mül Tonnen ist die jährliche Höchst Leistung des Hebewerkes der Kanalstrecke.

Längs Ebenen, wenn zwischen zwei Hebewerken 1350 m Kanalstrecke liefen Quer Ebenen,    desgl.    ö

Längs Ebenen,    des°l

Schwimmerhebewerke,    des°1.

Schleusen,    desgl

und

Die für vollen Schleusenbetrieb von täglich 24 Stunden und jährlich 270 Tagen berechnete Uebersicht lässt erkennen, dass die mit «100 vom Hundert» bezeichneten Leistungen Z und V.Z der Schleusen durchweg von den Querebenen überholt werden. Bei Schwimmer-Hebewerken ist dies nur für steileres Gelände (cotg a =67,5 u. 90,6) der Fall und bei Längs-Ebenen nur bei V.Z und ebenfalls nur bei steilem Gelände, während Z einen bedeutend geringeren Wert aufweist. Noch viel geringer sind die Leistungen der zum Vergleich beigefügten Längsebene von 100 m Hubhöhe, woraus ohne Weiteres und ohne Rücksicht auf die nachstehend zu behandelnde Kostenfrage geschlossen den kann, dass die Zusammenlegung vieler kleinen Hebewerke zu einem einzigen sehr hohen Hebewerk mit derselben Gesamthöhe nicht zweckmässig ist. Dieser Unterschied der Hebewerksleistung wird wesentlich geändert, wenn man von der Gegenüberstellung der auf einer Linie «stehenden Zahlen (d. h. für dieselbe Geländeneigung) absieht, und für kleinere Hebewerke, etwa Schleusen oder Schwimmer-Hebewerke, eine flachere Geländeneigung annimmt, wie sie in Wirklichkeit meistens gefunden werden kann.

wer-

Ausserdem wurden ähnliche Untersuchungen (1) angestellt für Längsebenen 1 :20 und 1 :25 mit Troggeschwindigkeiten von 0,5 bis 1,0 m ferner mit einer längeren Wartezeit von 30 Minuten (an Stelle der hier angesetzten 5 Minuten), wie sie bei Fehlen eines mechanischen Schiffszuges etwa in Frage kommen kann. Die Ergebnisse waren sämtlich ungünstiger und betrugen zum Beispiel für Längsebenen bei 1 :25 u. v = 0,5 m nur etwa die Hälfte der vorliegenden. Für alle Schleusen und Hebewerke ergab sich :

1.    mit flacherem Gelände (cotg. a) wird das günstigste X kleiner ;

2.    mit abnehemenden X werden Z und V grösser ;

3.    mit abnehmender Wartezeit werden X kleiner, Z und V grösser ;

4.    mit abnehmender Schiffsgeschwindigkeit in der freien Kanalstrecke wird X kleiner, Z grösser und V. Z. kleiner ;

5.    mit zunehmender Troggeschwindigkeit und steilerer Neigung der Ebenen werden X, Z und V grösser.

Die hier angenommenen Neigungen und Troggeschwindig-

(1) Vergleiche Fussbemerkung auf Seite 3 betreffend besondere Veröffentlichung.

keiten der Ebenen, für Quer-Ebenen 1:8 und v = 0,5 m, für Längs-Ebenen 1:15 u. u = l,0 sind die günstigsten der untersuchten Fälle und dürften kaum noch überschritten werden können. Für Quer-Ebenen kommt je nach der Bodenbeschaffenheit in Betracht, dass eine zu geringe Entfernung der langen, in verschiedener Höhenlage nebeneinander herlaufenden Kanalenden wegen Wasserdurchsickerung eine Gefahr für den Bestand des Bauwerkes bieten könnte. Für Längsebenen 1 :15 erhält der 67 m lange Trogwagen an seinem Hinterende schon etwa 12 m Höhe und erfordert ein dockähnliches trockenes Unterhaupt von derselben Tiefe, deren Vergrösserung nicht Tätlich erscheint. Ferner ist zu beachten, dass die Geschwindigkeiten 0,50 und 1,0 m die mittlere Reisegeschwindigkeit des Troges bedeuten, sodass mit Rücksicht auf langsame Einleitung und Hemmung der Fahrt (besonders bei einem starken Wasserschwankungen ausgesetzten Längstrog) bei Hubhöhen von 40 m sich etwa 0,60 und 1,25 m als Fahrgeschwindigkeiten des Troges ergeben, die zwar sehr hoch erscheinen, aber gewählt wurden, um die Annahmen für Ebenen keinesfalls ungünstig erscheinen zu lassen.

Für die praktische Anwendung mussten die Hubhöhen der Hebewerke beschränkt werden. Schleusen konnten in der vorstehenden Tabelle das rechnungsmässig günstigste X = 14,9 m behalten, weil Schleusen von dieser Höhe noch ausführbar erscheinen. Die Höhe der Schwimmer-Hebewerke wurde auf 20,0 m beschränkt wegen der selbst bei sehr gutem Baugrund schwierigen Brunnenherstellung. Für Quer- und Längsebenen erschien 40,0 m als obere Hubgrenze zweckmässig, weil die Leistungen Z u. V. Z bei grösserem X so erheblich abnehmen (siehe Tafel II), dass der Vergleich mit Schleusen und Schwimmer-Hebewerken ungünstig werden würde. Durch diese Begrenzung der Hubhöhe der letzten drei Hebewerke bei sehr steiler Geländeneigung, d. h. in der Nähe der in der Tabelle bezeichneten Anwendungsgrenzen, wird Leistung Z vermehrt, während V und V. Z geringe Einbusse erleiden. Zum Vergleich sind Werte für eine Längsebene von 100 m auch in Tafel II eingetragen.

Bau- und Betriebskosten.

Bau- und Betriebskosten von Hebewerken für 600 t Schiffe waren für Schleusen und Schwimmer-Hebewerke aus Angaben der königlichen Kanal-Verwaltung in Münster i. W. über

ausgeführte Beispiele der Dortmund-Ems-Kanals zu entnehmen. Hierbei wurde für Schleusenkosten die Lieckfeldt’sche Formel nach Zentrablatt der Bauverwaltung 1895, S. 303 und für Schwimmer-Hebewerke die Beschreibung des Dortmund-Ems-Kanals in der Zeitschrift für Bauwesen 1901 und 1902 verwendet. Für Quer- und Längsbahnen sind angaben von Schönbach in der Zeitschrift des österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereines 1898, Nr. 24 über den Entwurf einer 100 m hohen Quer-Ebene 1 :5 u. u = 0,9 m und die Veröffent lichung des Entwurfes emer 36 m hohen Längsebene 1 :25 und v — 0,5 m in der österreichischen Wochenschrift für den öffentlichen Baudienst 1904, Heft 49 benutzt, unter schätzungsweiser Ergänzung für die vorliegenden Verhältnisse. Die Zunahme der Baukosten bei Vergrösserung der Hubhöhe unterscheidet sich dadurch, dass bei Schleusen für 1 m Hubvermehrung eine beträchtliche, mit der Höhe wachsende Summe, dagegen bei den übrigen Hebewerken, besonders aber bei Schwimmer-Hebewerke und Längsebenen, nur eine geringe und gleichbleibende Summe für die Verlängerung der Zwischenteile eintritt. Teilung einer hohen Schleuse in mehrere Schleusen von derselben Gesamthöhe bringt daher keine Vermehrung der Baukosten, während bei den übrigen Hebewerken eine solche Teilung nahezu eine Kosten-Vervielfältigung der Gesamtanlage hervorbringt.

Diese Kostenangaben nebst Betriebskosten u. s. w. sind in folgender Tabelle für Gefälle von 15 bis 100 m zusammengestellt.

Bei den Betriebskosten sind 15 ständiger Tagesdienst, einfache Besetzung der Bedienungsmannschaft und jährlich 270 Schleusungstage angenommen. Für Verzinsung des Baukapitals wurde 3 vom Hundert angesetzt, für Abschreibung 3 von Hundert bei Metalleilen und 0,5 von Hundert bei Bauarbeiten. Entsprechend der in die Kanallinie fallenden Länge des Hebewerks ist für ersparte Kanalbaukosten ohne Grunderwerb ein Abzug von 400.000 M/km gemacht, bei Querebenen dagegen für die durch Vor- und Hinterhäfen entstehende Verlängerung der Kanalstrecke ein gleicher Kosten-Zusatz bewirkt.

Die eingesetzten Beträge für Wasserpumpen bilden die Gesamtkosten für Hebung der ganzen bei der Schleusung verlorenen Wassermenge vom Unterwasser in das Oberwasser, einschliesslich Verzinsung und Abschreibung, wobei für 1 cbm/ Sek/m der nach Erfahrungen ausreichende Satz von 0,025 Pfg in Rechnung gebracht wurde. Hierbei kommen je nach der

Sparbecken-Anordnung für Schleusen von 4 bis 7 m Höhe Wassermengen von 1.700 bis 2.200 cbm und für Schleusen von 8 bis 15 m Höhe Mengen von 2.500 bis 3.150 cbm in Betracht. Da aber diese Wassermenge für eine Doppelschleusung verbraucht wird und in der grösseren Hälfte der Schleusenbetriebszeit, im Frühjahr und Herbst, in jedem Kanal (wie auch in der durch Wasserpumpen gespeisten Scheitelstrecke des Dortmund-Ems-Kanales ) durch Zulauf kleiner Bäche genügend Wasser für Schleusungen vorhanden ist, bleibt nur 1/4 der angegebenen Wassermenge für ein Schiff zu pumpen, wonach sich für Schleusen von 4,0 m Hub nur 0,50 M und für 15,0 m Hub nur 2,20 M Kosten ergeben. Bei hohen Schleusen empfiehlt sich ausserdem die Hinzufügung zweier besonderer Sparbecken, von denen das obere im gefüllten Zustand mit dem Oberwasser sich ausspiegelt und das untere im geleerten Zustand mit dem Unterwasser gleich hoch liegt. Hier-duch wird die beim Schleusen aus dem Kanal unmittelbar zu entnehmende oder dahin abzugebende Wassermenge auf die Hälfte verringert und infolge dessen eine Mässigung der Wasserbewegung in den Vorhäfen erreicht. Die nur einige hundert cbm betragenden Verluste für Wasserausgleichung zwischen Trog und Kanalhaltung bei mechanischen Hebewerken, besonders bei Längsebenen, sowie kleine Verluste durch Torundichtigkeit u. s. w. sind wegen des undedeutenden Geldwertes unberücksichtigt geblieben. Sie gleichen sich aus gegen die ebenfalls vernachlässigten geringen Kosten für Wasser der Betriebsturbinen an den Schleusen und für Torundichtigkeit daselbst.

Schleusungskosten bei Zugrundelegung verschiedener Höhen der zu überwindenden Gefalle des Geländes.

(Von 15m bis 100 m Röhe.)

KOSTEN FUR 1 SCHIFF bei 15 Stunden täglich

LEISTUNGS-FÄHIGKEIT

JÄHRLICHE KOSTEN

BEMERKUNGEN

jqiqos uxa anj naaiuiBsnz

2,21 + 1,10 Wasserpumpen = 3,34 M 1,56+1,00    »    =2,56

1,37+1,05    »    =2,42»

Es wurde angenommen, dass die reinen Betriebskosten etwa die Hälfte der Gesammtkosten für Pumpen ausmachten.

» »

ï=«sî

ncćrs

3.

ä*,

i?

gąą

+++

* s.ąs

3,80-1- 1,80 Wasserpumpen *=5,10M 2.76+ 1.65    »    K 4 41 »

2,39+1,60    »    «= 3,99 »

2 29+ 1,75    »    =1,04»

asserpumptn = b,58.vi

1,86 »

I! Il II II

Snfr-g

4-++++

co co co

g C0005 |    | |

sjsssBAsStmsnapjog sap g uadrandjny

.BIPS nia jnj uaisoji pmBsap)

na^soj sSunppîqiapifl -a    g

sqauqag; auiapj    ^

Jährlich

Täglich

oîoirf I I !

-st' — O? CC Tt< Ci

, SSîo^S

oF-4—

Ci —■ LC

2222Î I I I

00005©

S22SÎ2 I I I

s^s.ssą

-T co rc ^ ^

4.53    + 2,70 Wasserpumpen = 7,23 M

3,99 + 2 40    »    = 6,39 »

3.53    + 2,10    »    =5,63»

3,36 + 2,45

= 5,81 »

5,56+ 2,85 Wasserpumpen = 8,41 M 4,58 + 3,00    »    = 7,58

1,47 + 2,50 3.89 + 2.70 3,62 + 2,80

= 6,97 » = 6.59 = 6,42

<c

14,48+7,70Wasserpumpen =72,18 M 13,23+7.20 11.40+7,50 10 56+6,50 9,13+7,(X)

=Î0,43» =18.90» = 17,UC» = 10,13»

©i>oo CO Ol ot

©TR 1> Tji LO rf —"des

O) 1^ Tjl

Ol Ol CO

. §j§pss

©ocqonq CO CO CO CO

O/ł> O —i I> 05 05

i> •+ oi oj cd 05 cd* —• ■—¹ —• ^ CO O i CO

*    •++’io OS ‘—I

CO (M C9 OJ —I    —<

i*

1 098 => MOS I

aSnanuapija

napnnpg gp ar

a^ej, 018

uapnnjg gp

oi

napunis fZ

ni

uaiso\f agorpupep uauunBsnz

Snnqiajqosqy

pnn

SnntnnzjeA

E

toS-

tä?§

III

ge<*

s

3i!

aSupHBUBj apnaTtoajds}iia Jap Sxizqy xpmi jaq? ‘qaaÄjapmug anqo napso^tiBg

HUBHÖHE

«Na

DER

ZAHB

HEBEWERKE

nciQH npnptao apnapaiA Jaqn nz

Mill t

Schiffszahl

Schiffs-

Schiffs-

zahl

1 000 M

1.000 M

1.000 M

IS‘8

3,89

4,18

3,30

3,99

2,82

silili

od ö —105 —i t>

33

40

53

43

34

41

29

64

SOI

69

54

99

47

88

84

180

281

250

8S88f28

05 co iq co cc co —<’ ~F ~ oi co CÔ

1    Schleuse von 15,0 m Hub

2    Schleusen » 7,5 »    »

» 5,0 »    »

1 Swimmerhebewerk von 15,0 m Hub 1 Quer-Ebene 1 Längs-Ebene

ąąssee

cdcd+dcdcd

10.260 11.070 11.610 8.910 10.530 7.560

§83383883

§8883$

SSS§8!

8SS88£

su d; 5î 8 5: ôo

cq —<—<oost# <N C'i oi co co cd

® ft J=*

+

05

°t-o ^ O COLO" J

u « «I

ca

J» « »

-O

-=

CO

MCO^-H

<=>

1 Quer-Ebene

1 Längs-Ebene

co" co" + d co" co" oi

9.450

10.530

11.840

11.610

9.450

9.990

7.290

8838883

§S2§§1|

2o2l§§^^

—; 05 !>; v5 Ci © IO

cd c4 <m‘ c<i -+ ■+ cd

2 Schleusen von 12,5 m Hub » 8,3 »    »

»    6,2 »    »

5    »    »    5,0 »    »

2 Schwimmerhebewerke von 12,5 mHub

)> 25,0 » • » » » » »

1 Quer-Ebene 1 Längs-Ebene

3,21    4,38    22,8    4^    27,2

3,69    3,«    17,8    4,5    22,3

3,89    3,15    16,2    4,0    20,2

4,08    2,91    15,4    3,5    18,9

4,18    2,76    14,4    4,2    18,6

3,30    10,9    39,2

3,40    10,4    32,5

2,53    12,7    39,9

8.910

10.260

10.800

11.340

11,610

9.180

9.450

7.020

gH89$93S£

204

183

176

175

168

360

307

279

§§§§§§§§

3.912

3.498

3.365

3.300

3.186

5.200

4.168

3.647

2 Schleusen von 15,0 m Hub

2 Schwimmerhebewerke von!5,0mHub

» 80,0 » «

1 Quer-Ebene

1 Längs-Ebene

03 O t—

mm

■tZOłO

io"

00 05 LO 00    00

çs^çoçqqcqx

*    ^ r —. ' * o 70

^ł⁴ CO coco —• —• —«

CO CO    d co" co" 03

8882828

l> LO CO CO —I 05 t> 05 O -4 -4 05 od co

^808888

231

220

210

206

380

315

289

SSSSSSS

—'OiOłi-■

O) O 05 o — co Tfif^OCOOO

o88888f2 ^ OJ 05 00 lO Ol l> TÏ 'CP CO CO lÓ ^ 0Ô

3 Schleusen von    12,0    m    Hub

»    9,0    »    »

»    6,0    »    »

»    5,0    »    »

2 Schwimmerhebewerke von 18,0 m Hub » 36,0 » »

» » » »

1 Quer-Ebene 1 Längs-Ebene

00 00 CO 05

hqqqq lO*cdIT5 idd

O00 00 05C000C000

*    '•'>■''<    V* {    \| '

lO ^    70 CC — —< —

!>CilOCiCQOiOCO

• 3|~-pS£S

88882öqz:g?

co" co' CO CO d co" co" 03

53ąs$225JSg2

co" co co" co" d co'——I

§1111118

05 0 0^ — odoócd

888888d8

266

244

240

231

224

400

322

297

§§l!§g§ig

'—'t'-t-~C0(Cv)O'łlC0

888^^880

ococqcqojqcqoq

XO TJ CO CO

3 Schleusen von 13,3 m Hub

2 Schwimmerhebewerke von 20,0 m Hub

1 Quer-Ebene

1 Längs-Ebene

28882288 cc q 03 ooqœqoc od 05 o o —od d ^’

S88S8S?^8

675

649

810

593

560

1.000

402

395

CO rj< CO 05 -d< O CO CO OÎ 05 t— lO LO l" o io >o ^    (>• o? or

88l- 2:8888

8882:88s^

05' rr¹ co co o lo —i oioi-^oididid

7 Schleusen von 14,3 m Hub

Ä Ä Ä- Ä

l>LO

Ä’ Ä Ä Ä

2E28

5 Schwimmerhebewerke von 20,0 mHub

1 Quer-Ebene

1 Längs-Ebene

25,0

c=>

CO

<=)

<=3

«=•

Beispiele mit Annahme bestimmter Verkehrsgrössen.

Vorstehende Berechnungen bezogen sich auf die Höchstleistung der Hebewerke, die man bei einem Kanalentwurf durch Wahl der Art, Hubhöhe und Entfernung der Bauwerke nach Möglichkeit auszunutzen suchen wird. Zweckmässig sollte bei Annahme von gleichem Durchgangsverkehr die Leistungsfähigkeit Z bei allen Hebewerken gleich gross sein. Weil das aber nach den örtlichen Verhältnissen meistens nicht erreichbar ist, muss wenigstens eine untere Grenze der Leistung eingehalten werden, die mit Sicherheit erwarten lässt, eine bestimmte für den Kanal in Aussicht zu nehmende Verkehrsmenge unter Berücksichtigung der erwähnten Verkehrsschwankungen befördern zu können. Auch die spätere Vermehrung der Leistungsfähigkeit durch Vferdoppelung und Verdreifachung der Hebungsanlagen sollte bei Kanälen, die viele Gefälle zu überwinden haben und starken Verkehr voraussetzen lassen, von vornherein für Wahl und Anordnung der Hebewerke mitbestimmend sein. Im Allgemeinen wird man jedoch bei der ersten Anlage aus Gründen der Kostenersparnis nur einfache Hebewerke vorsehen können, hierbei aber derjenigen Anlage den Vorzug geben müssen, die nicht so bald eine Erweiterung erforderlich macht. Bei Anwendung verschiedener Arten und Höhen von Hebewerken in derselben Kanalstrecke erhält die ungleiche Leistungsfähigkeit in Hinsicht auf die Baukosten eine viel grössere Bedeutung als aus den vorstehenden Berechnungen mit Ausnutzung der ganzen Leistungsfähigkeit hervorgeht, wie an einem Beispiel erörtert werden möge. Annahme : ein Kanal (etwa der geplante Kanal Berlin-Stettin) zweige aus einem Fluss ab, habe eine Geländeerhebung von 36,0 m zu überwinden und setze sich dann in flacherem Gelände mit 4,0 m hohen Schleusen fort. Es ergeben sich dann die in folgender Uebersicht zusammengestellten Möglichkeiten und zwar unter Zugrundelegung von 2,43 Mill. t Güterverkehr (Höchstleistung einer Längs-Ebene von 36,0 m Hub), ferner von 3,50 Mill. t (Höchstleistung von Schleusen von 12,0 m Hub) und von 4,37 Mill. t (Höchstleistung der oberhalb anschliessenden 4,0 m hohen Schleusen.

Hieraus geht für alle drei Fälle die wirtschaftliche Ueberle-genheit der Schleusen hervor. Bei voller Ausnutzung der Schleusenleistungsfähigkeit im Falle 2 betragen für 1 Schiff die reinen Betriebs- und Unterhaltungskosten nur 1/4 bis 1/3 der

Beträge für die übrigen Hebewerke und die jährlichen Kosten einschliesslich Verzinsung, Abschreibung, Wasserpumpen und Wert für Schleusungsaufenthalt nur die Hälfte der übrigen. In den Fällen 1 und 3 weisen die Schleusen für reinen Betrieb und Unterhaltung die Hälfte der Kosten auf, für die jährlichen Gesamtkosten sind die Kosten annähernd gleich, es wird hierbei aber etwa 40 vom Hundert der Schleusen-Leistungs-fähigkeit nicht ausgenutzt. Von den übrigen Hebewerken würde die Berechnung für Quer-Ebenen das nächst günstigste Ergebnis bringen. Am ungünstigsten sind Schwimmer-Hebewerke, weil bei 36,0 m Hub schon eine Zweiteilung durch Herstellung von zwei Hebewerken zu je 18,0 m Hub stattfinden muss, wodurch die Kosten bedeutend wachsen. Aus demselben Grunde kann im Gegensatz zu Schleusen eine Teilung der Quer- und Längs-Ebenen, wie vorstehend bereits erwähnt, nicht in Frage kommen, obwohl damit die Leistungsfähigkeit ver-grössert werden könnte.

In die Kosten ist für Schleusen der Betrag für Wasserpumpen und für alle Hebewerke der Geldwert für die Schleusungsdauer abzüglich des Werts für die während der Schleu-zung zurückgelegte Reisestrecke eingerechnet, wobei für Schiff und Tag 30 Mark angesetzt wurden. Damit sind die Vorteile der mechanischen Hebewerke bezüglich ihrer grösseren Reisegeschwindigkeit in Anrechnung gebracht.

Die bekannte an Schleusen zeitweilig eintredende Ansammlung von Schiffen (Schleusenrang), und die daraus entstehende oft recht lange Wartezeit sind keine dem Schleusensystem anhaftende Eigentümlichkeiten, sie würden bei anderen weniger leistungsfähigen Hebewerken sich ohne Zweifel in erhöhtem Masse zeigen müssen. Auf die vorliegende Vergleichs-Berechnung sind sie ganz ohne Einfluss, weil innerhalb der aus 3 Stufen bestehenden Schleusentreppe keine solche Ansammlung stattfinden kann. Bei gleicher Leistungsfähigkeit der Schleusen tritt ein Warten nicht ein, vorausgesetzt, das wenigstens in dieser Strecke ein geordneter mechanischer Schiffszug besteht und die Schleusenabstände einer vom Schiff in der Schleusungszeit zurückzulegenden Wegelänge oder einem Vielfachen davon entsprechen.

Hiernach sind Schleusen für den vorliegenden Fall eines 36,0 m hohen Gefälles die wirtschaftlich vorteilhaftesten Hebewerke, in zweiter Linie stehen Quer-Ebenen, iDesonders wegen ihrer an-näkernd gleichen Leistungsfähigkeit.

Die für die Berechnung

der Schleusungskosten

zu Grunde gelegten

VERKEHRSMENGEN

(1) Jährlich 2,43 Mill t Gütermenge in 6750 Schif fen zu durchschnittlich 360 t (Höchstleistung einer Längsebene mit Neigung 1 : 15 Troggeschwindigkeit = 1,0 m Hubhöhe von 36,0 m und täglich 15 Betriebsstunden).

(2) Jährlich 3.50 Mill t Gü-

termenge in 9720 Schif-

fen zu durchschnittlich

360 t (Höchstleistung

einer Schleuse v. 12,0 m Hub und täglich 15 Betriebsstunden.)

(3) Jährlich 4,37 Mill t Gütermenge in 12150 Schiffen zu durchschnittlich 360 t (Höchstleistung einer oberhalb des 36 m hohen Gefälles angenommene Schleuse von 4,0 m Hub u. 15 Betriebsstunden.)

Schleusungskosten bei Zugrundelegung bestimmteyeykehrsmengen für eine Geländeerhebung von 36,0 m.

ZAHL und HUBHÖHE

DER

HEBEWERKE.

3 Schleusen v. 12,0 m

Hub

2 Schwimmerhebewerke v. 18,0 m Hub

1 Querebene v. 36,0 m

Hub

1 Längsebene v.36,0 m

Hub

3 Scheusen v. 12,0 m. Hub

4 Schwimmerhebewerke v. 18,0 m Hub (2 nebeneinander)

2 Querebenen v.36,0m Hub (2 nebeneinander)

2 Längsebenen v,36,0 m Hub (2 nebeneinander)

6 Schleusen v. 12,0 m Hub (2 nebeneinander)

4 Schwimmerhebewerke v. 18,0 m Hub (2 nebeneinander)

2 Querebenen v.36,0m Hub (2 nebeneinander)

2 Längsebene v. 36,0 m Hub (2 nebeneinander)

Gesamte Baukosten ohne Grunderwerb.

1.000 M

4.401

5.580

4.283

3.773

4.401

11.160

8.566

7.546

8.802

11.160

8.566

7.546

Jährliche Kosten

Leistungfäigkeit

der

Hebewerke

reine Betriebsund Unterhai tungs kosten.

Betriebs, Unterhaltungskosten

Verzinsung u. Abschreibung

Täglich in

24 Stunden

15 Stunden

LEISTUNGFÄHIGKEIT

DER

HEBEWERKE

Für die

Kostenrechnung

ANGENOMMENE

Verkehrsleistung.

SCHLEUSUNGSKOSTEN FUR 1 SCHIFF BEI TÄGLICH 15 BETRIEBSSTUNDEN.

Jährlich in 270 Betriebstagen

Jährlich 270 Tage mit

Schiffe

bei

24

15

Betriebsstunden

Gütermenge

bei

24    |    15

Betriebsstunden

SS

Schiffszahl ~

Gütermenge g-

ö

Reine Betriebs und Unterhaltungskosten

Gesamtkosten einschl. Verzinsung und Abschreibung

Wasserpumpkosten

einschl.

Verzinsung u. Abschreibung

Wert für

Aufenthalt beim Schleusen

Zusammen

BEMERKUNGEN

l.COO M i.000 M

Schiffszahl

'Schiffszahl

Mili t

Schiffsz. Mill t

44

231

57

36

15.550

9.720

5,60

3,50

6.750

2,43

6,5

(9,2)

34,2

5,4

2,4

42,0

* 6,5+ 2,7 = 9,2 M mit W asserpumpen

100

380

54

34

14.690

9.180

5,28

3,30

6.750

2,43 14,8

56,3

1,7

58,0

101

93

44

200

202

186

88

200

202

186

315

289

231

760

630

578

462

760

630

578

53

40

57

108

106

80

114

108

106

80

33

25

36

68

66

50

72

68

66

50

14.260

10.800

- i

15.500

29.380

28.520

21.600

31.100

29.380

28.520

21.600

8.910

6.750

9.720

18.360

17.820

13.500

19.440

18.360

17.820

13.500

5,14

3,89

5,60

10,56

10,28

7,78

11,2

10,56

10,28

7,78

3,21

2,43

3,50

6,60

6,42

4,86

7,00

6,60

6,42

6.750

6.750

9.720

9.720

9.720

9.720

12.150

12.150

12.150

4,86 12.150

2,43 14,8

2,43 13.8

3,50

3,50

3,50

3,50

4,37

4,37

46,7

42,8

23,8

5,4

1,3

0,9

2,4

48,0

43,7

31,6

**4,5 + 2,7=7 2M mit Wasserpumpen

05

00

io

***

7,3

(10,0)

16,5

4,37 16,6

4,37 15,3

78,2

64,8

59,5

38,0

62,6

51,9

47,6

1,7

1,3

0,9

79,9

66,1

60,4

5,4

2,4

1,7

1,3

0,9

45,8

7,3+2,7=10,0 M mit W asserpumpen

***

64,3

53,2

48,5

Etwaige Verbesserungen.

Es fragt sich, ob Verbesserungsvorschläge zur Erzielung grösserer Leistungsfähigkeit und geringere Kosten möglich sind ?

Wie bereits erwähnt, kann für Schleusen eine Abkürzung der Schiffshebung wohl in Frage kommen, die vorstehend mit nur 0,025 m/Sek Hubgeschwindigkeit angesetzt ist, gegenüber 0,110 m bei Schwimmerhebewerken, 0,062 m bei Quer-Ebenen und 0,067 m bei Längs-Ebenen.

Ferner würde die Abkürzung der Dauer der Schiffsbewegung in der Schleuse oder dem Trog in Betracht zu ziehen sein, die wegen der Schwerfälligkeit der 600 t Schiffe und mit Rücksicht auf Sicherheit von Schiff und Bauwerk eine geraume Zeit in Anspruch nimmt. Diese beträgt für Schleusen 6 Min 19 Sek, für Quer-Ebenen 3 Minuten 37 Sekunden, für Schwimmer-Hebewerke und Längsebenen 9 Minuten 5 Sekunden. Für Schleusen könnte durch geringe Vertiefung der Drempel ohne erhebliche Kosten eine Verbesserung erzielt werden, wobei zu bemerken ist, dass das Bauwerk durch Gegenfahren eines nicht rechtzeitig gehemmten Schiffes kaum beschädigt werden würde, weil bei der Einfahrt vom Oberwasser die bei hohen Schleusen vertieft liegenden Untertore nicht getroffen werden können. Quer-Ebenen mit beiderseits hochzuziehenden Toren sind für Schiffsbewegung und Torsicherung vollkommen und nicht verbesserungsfähig. Dagegen haben Schwimmer-Hebewerke und Längs-Ebenen den Nachteil, dass bei jeder nicht regelrecht ausgeführten Einfahrt des Schiffs, trotz etwaiger Prellbalken, die Tore und der den Stoss aufnehmende Trog oder seine Führungen gefährdet erscheinen. Wasserumläufe nach Art der bei Quer-Ebenen angewendeten Vor- und Hinterhäfen und zwar in Höhe des Ober- und Unterwassers, wie sie an einem Schwim-mer-Hebewerks-Modell auf dem Pariser-Binnenschiffahrts-Con-gress 1892 angebracht waren, können für Schwimmer-Hebewerke die Tor- und Troggefährdung beseitigen, ausserdem eine erhebliche Vergrösserung der Schiffsgeschwindigkeit gestatten. Für Längs-Ebenen dagegen könnte nur durch seitlich an den Trog anschliessende Umläufe zwar die Schiffsgeschwindigkeit erhöht werden, Trog- und Torgefährdung würde aber in verstärktem Masse bestehen bleiben. In beiden Fällen würden erhebliche Mehrkosten und für den Betrieb Zeitver-säumniss durch jedesmalige doppelte Troganschlüsse ein treten.

Ermässigung der für alle Hebewerke gleichmässig mit 9 Minuten 7 Sekunden bemessenen Zeit für An- und Abfahrt (die Quer-Ebene kommt hierbei nicht in Betracht) könnte nur die Vorteile der Schleusen noch mehr erhöhen, weil eine Ermässi-sigung auf die an sich schon geringere Schleusungszeit verhältnismässig mehr ausmachen würde, als be iden übrigen Hebewerken, und weil durch Anordnung mehrerer hintereinander liegender zu einer Treppe vereinigter Schleusen die Wirkung in der Zeitberechnung sich vervielfachen müsste.

Weiter ist darauf hinzuweisen, dass seitliche Kuppelung zweier Hebewerke zu einem gemeinsam zu betreibenden Schleusungswerk keinen Vorteil bringt. Für gekuppelte Schleusen ist bekannt, dass die Leistung nur 2/3 von der Leistung zweier einzelnen Schleusen beträgt. Für Schwimmer-Hebewerke und Quer-Ebenen kann bei so grossen Schiffen eine Kuppelung überhaupt nicht in Betracht kommen und für Längs-Ebenen hat die Rechnung ergeben, dass Leistung und Kosten einer Ebene mit 2 von einander abhängigen Trögen 2/3 der Leistung und 2/3 der Kosten von zwei einzelnen Ebenen mit Gegengewichten ausmachen, also zwar die Leistungsfähigkeit von jährlich 2,43 Mill t auf etwa 3,24 Mill t gesteigert werden könnte, aber die Kosten für 1 Schiff bei grösstem Verkehr dieselben bleiben würden, bei kleinerem Verkehr aber stark wachsen müssten.

Endlich ist zu erwähnen, dass auch eine andere Art des Schiffahrtsbetriebes an Stelle des bisher vorausgesetzten Verkehrs mit nur einzeln fahrenden Schiffen nicht zu Gunsten der Schwimmer-Hebewerke und Ebenen ausfallen würde. Wählt man zum Zweck der besseren Ausnutzung des Schiffsschleppmittels die bewährte Anordnung von zwei zu einem Schleppzug zusammengesetzte 600 t Schiffe, die vor der Schleuse getrennt und hinter der Schleuse wieder vereinigt werden, so ist ohne Weiteres einleuchtend, dass die Schleuse als leistungsfähigste Vorrichtung auch bei diesem Schiffahrtsbetrieb den grösseren Erfolg aufweisen wird. Bei Einrichtung von Schleppzugschleusen, womit beide zusammengehörige Schiffe in einem Hub gemeinschaftlich durchgeschleust werden können, treten dieselben Verhältnisse ein wie bei einer Längsebene mit 2 von einander abhängigen Trögen.

Schlussbemerkungen.

Die Schleuse bildet das einfachste Mittel um Schiffe schwimmend und gefahrlos auf dem kürzesten Wege von einer Haltung zur anderen zu bringen, ohne Anwendung mechanischer Vorrichtungen zur Stützung eines Schiffstroges und ohne hieraus entspringende Nachteile für Sicherheit und Betrieb. Schwankungen der Kanalwasserstände, für welche im regelmässigen Betriebe je 0,50 m über und unter dem gewöhnlichen Wasserstand und 1,50 m Vertiefung unter dem Normalstand bei aussergewöhnlichen Anlässen (Reparaturen u.s.w.) eintreten können, haben auf Aufrechterhaltung des Schleusenbetriebs keinen Einfluss. Zeitweilig zur Verfügung stehendes Kanal-Wasser, sei es der erwähnte Überschuss über den für Verdunstung und Versickerung erforderlichen Streckenverbrauch im Frühjahr und Herbst, oder Zuleitung von einer Haltung zur anderen zum Zweck der Kanalspeisung und von Wasserstandsregulierungen, kann mit Verminderung oder gänzlicher Ersparung der Kosten für Wiederaufpumpen des verlorenen Schleusungswassers jederzeit unmittelbar für die Schiffshebung verwendet werden.

Das mit kürzestem Wege senkrecht auf- und niedertauchende Schwimmer-Hebewerk mit Gegengewichtsschwimmern veranlasst fast keine Reibung in dem tragenden Wasser, nur Parallelführungen und Antrieb mit geringer Maschinenkraft erfordern mechanische Vorrichtungen, die allerdings im Vergleich mit Schleusen leichter Betriebsstörungen und Gefahren bringen können. Die Anfahrt des Troges erfolgt immer in Höhe des jeweiligen Kanalwasserstandes (in Henrichenburg von 0,50 m über bis 1,50 m unter den gewöhnlichen Kanalwasserständen), ohne den 2,50 m tiefen Wasserstand und damit das Gewicht des Troges zu ändern. Ueberschüssiges Kanalwasser kann für die Schiffshebung nur durch Vermittlung besonderer Kraft- und Kraftsammleranlagen nutzbar gemacht werden.

Der durch rollende Gegengewichte im Gleichgewicht gehaltene Trogwagen der Quer-Ebene wird mit Aufwendung grosser Maschinenkraft auf Rädern weiterbewegt, wobei Betriebsstörungen und Gefahren für Maschinen, Trogwagen, besondere Parallelführung und das in ruhiger Lage zu haltende Schiff möglich sind. Die immerhin beträchtliche Länge des Hebewerks, für 36 m Höhe und Neigung 1:8 = 304 m, wird bei gutem Wetter die Uebersicht der Gesamtanlage noch ermöglichen lassen. Die Anfahrt des Troges an die Kanalhäupter kann sich den wechselnden Kanalwasserständen durch Verschiebung der Troghaltestelle in geringen Grenzen etwa bis zu Wasserschwankungen von + 0,20, bis — 0,20 m anpassen, darüber hinaus hat nach Anfahrt eine Zeit erfordernde x4usspie-gelung zwischen Trog- und Kanalwasserstand stattzufinden und vor Abfahrt durch Ablassen oder Aufpumpen von Wasser eine Wiederherstellung des normalen Troggewichtes für 2,50 m Wassertiefe zu erfolgen, wenn nicht die Betriebsmaschinen auch für die erhöhte Kraftleistung genügen. Ueberschüssiges Kanalwasser kann zur Schiffshebung nur mit Hilfe langer Wasserleitungen, Turbinen und Kraftsammlern mit stark ver-minderter Wirkung verwertet werden.

Die Längs-Ebene mit Gegengewichten unterscheidet sich von der Quer-Ebene vorteilhaft durch Vereinfachung der Parallelführung des Trogwagens, aber die Gefahren für Trogwagen und Schiff wachsen mit Rüchsicht auf die wegen des längeren Weges wünschenswerte grössere Fahrgeschwindigkei und wegen der die ruhige Lage des Schiffes stärker beinflussenden Wasserschwankungen des längsgerichteten Schiffstroges. Die Unveränderlichkeit der Anfahrtsstellen an den Kanalhäuptern erfordert für alle von der gewöhnlichen Höhe abweichenden Kanalwasserstände eine Ausspiegelung zwischen Trog- und Kanalwasserstand,und vor Abfahrt die bei der Quer-Ebene angegebenen Gewichtsregulierungen. Ausnutzung etwaigen Ueberflusswassers ist wegen grösserer Länge des Hebewerkes von 610 m bei 36 m Höhe und Neigung 1 :15 noch schwieriger und unwirksamer als bei der Quer-Ebene. Diese grosse Länge erschwert auch die Unterhaltung der Fahrbahn und macht selbst bei gutem Wetter die Uebersicht der Anlage für die Betriebsleitung nahezu unmöglich.

Nach den Darlegungen dieses Berichts möchte auch für U eberwindung höherer Gefälle einer Schleusenanlage im allgemeinen der Vorzug vor den genannten mechanischen Hebewerken einzuräumen sein. Die Erfüllung der Hauptbedingungen für einen wirtschaftlich angelegten Kanal, grosse Leistungsfähigkeit, billige Güterbewegung und Betriebssicherheit wird durch eine Schleusenanlage leichter, sparsamer und zuverlässiger erreicht. Nur in besonderen durch örtliche Verhältnisse gegebenen Fällen, etwa bei sehr steilen nicht zu umgehenden

— 26 —

Abhängen von felsigem Untergrund, dann aber unter Verzichtleistung auf die Vorteile der Schleusen, würden mechanische Hebewerke der vorstehenden Arten und in erster Linie Quer-Ebenen und Schwimmer-Hebewerke in Betracht kommen können.

Als Studium für weitere Kanalentwürfe ist zu empfehlen für Schleusenentwürfe : Bau von Schleusen bis 20,0 m Höhe und weitere Ausbildung der Zeit und Wasser ersparenden Einrichtungen,

für mechanische Hebewerke : Erstrebung grösserer Leistungsfähigkeit für Längs-Ebenen und Wirtschaftlichkeit der Anlagen neben ausreichender Betriebssicherheit für alle Hebewerke.

Hermann und Prüsmann.

jfn

JT~

JT

b    '

7 o ----->k-.....

Unterer Vorhafen J_

*-S *

-—>*.....70

----------350 m

.....70 -------70

->

ObererYormfen

Y,

~7~

INTERNATIONALER STÄNDIGER VERBAND

iefvrchfalift/

'7/

DEK

XX

)| Leitwerk'

y.

35

</

SCHIFFAHRTS-CONGRESSE

s -d

9 o r»v    ,20m breiter ■ —

I Srückenkanal

bei h oh Schleuse oder.} 'eberverk

ScJi leusunçsstrecke

Fig. Z

Fig b.

f-/.*/..

82/V7?

-///

fU

3;o_

JA

35<jm

\ 'Ws,l/bssss/cwM-r\ ???/?/WM S

e7 -F/-F} \ Troyqii&rschiutt- 9.2.5 = 22.5am

V/T/y \ Schiff ;    -ĄS-a

Schleusenquerschnitt- 9o.3o-r2.35*30-qm «    ~ 3‘2.1‘8~1¥8 * 15 *

Schiffs »

J)a.nn ist fitr cUe retative desckwindrq fceil MeSchifktjes ch windig fait

Wasserquerschnitt = f.7 gm -- Z> * O‘5b frv

Il215. -    - 0, 1Ç /rv

brcF X7r/4h,8

X. fMGRESS - MAILAND -1903

licj . 6

TU

b/eibtfur Ttüdcströmunq des Wassers 19qrn

Fig 3.

Fig 5

e-

......7 0-----

--no --

--no --

--no- -

-->{•---------70-----

t

! Unterltanal

-X

(77

—■) t

-- 70

„ ow

<-

8’ 2

I. Abteilung : Binnenschiffahrt

3. Frage

---*---*

^4""'

•*----

Y'""

freie

l <5 7 f

-TnzfaæzæærzÆ    Yasser querschnitt - 15'9 m - b

Trog quersck n,itt • 22'5 qrn. Sctutï

=3lJ<

■f

3-

"o"

!€

<--2 7

/<

ilàitwçrl

Vn

terna

upl^

'd

Li ^frf-fa jij

Sann ist fur die relatiue 5es ch vin cl 1 g keit Die Schiffs g es ch windig fceiî*

ï-oiif ₌ 15'9-OSb

ł> + &

-    0’5b rn

-    0 38 .

1.' 8

Fläche derSchleusenöffruuig - 9o b5- ¥05qm . v des Schilf es    -15c -

BERICHT

•5-

a

VON

bleibt Wasserqu ers ch n 1 tt

-- 26 0 orn

A. HERMANN und A. PRUSMANN

16

I-----1

Fig F

Sehnitl durch Sir ecke d

Bi.att I

t-

70

S' A7W

cç

Oberkanal

~~Ftî7itdrik I r

Oberhaupt

BAI iPiùrerffT

y~< >'

--^--

Fntrrkarial

1 ^

=55.

Wiś

-4-

il-

ni

"" i/»

-------Ci

Ci

I-

-•te

Z'

jsr.

Oberka.mil

K.....- -

------₁--

-- 34 0 m

:■

l;

V

1

'm

,

:

\

J

'

*

-

v

*

7,

*

«

i

RRHMB

*

Einschloß un len

>4

ZelsbwEsfaMêkeit vm SchiffshebewentezL

Vg.--

VJJÏ

für

beflfUJ-

?5tó

INTERNATIONALER STÄNDIGER VERBAND

9"

100,0

DER

----- —------------------qZùP__________q—-------—

X für Längs - Ebenen 7:76,    7,0 m f 7ûûn? fub/?o/?e)

-----yçoj    .^rrSL.—

_3*g^ -

««s.    —"

Hebejsi.⁶-

ft

ÇK

______^2(S£____

»•

!

li

"ils

o

■ *1

SCH IFFAHRTS-CONG RESSE

3,ej

y-

Fil

:hiS^

---

_____Si

V.Z iïrLtLgsJte"-—

jÔVt.

1, CONGRESS - MAILAÎ ’J - r.KK

£2.9

o--^

3,2

52.a<s/'Z fî/rSehmmmer

'Tvér/re

--ißäL

-4&Ł

ŚŁŹ0

ZJZhz.

f*-

50;7-'7

3, r/ó'

I. Abteilung : Binnenschiffahrt 3. Fra^e

BERICHT

VON

A. HERMANN und A. PRÜSMANN

Blatt II.

X‘ L/ubhöths Ln Meiern

fe W

/- lo/sLiwo (So/n/TszaZ/J //? 2b SfanZe/?

<//

! w

ll

WÎ-—

**>#

•I

2,81

! 2,71 KZ fur Längs jfbenen_(f]J>lm ZffŁLZJ.__________— —c/^--------

mil 100,0m Hubhöhe.

■i&ó

/UC

/ X / / ^

/ /Z-'

----

__—¹    O

II

üâè)

v-

•V

2,00

j!

1-jA V* 1i0rn

ii.Sfiïï’--® —

_____Ó-'

m____

-----iâs/---------

!    h

■■^SLIPL^ tom

____ôHÂ.—

y 2 /z/£^

Ebenÿl.

1ô

y-Äfj?⁷-

v.zJZ

,-0~

Einschluss oben

$?°ó

!!

'!

■ii

i!

ii

ii

2fi

b-,9€

ii

Schleuß    n

VZßtS&BiP?¹*^ $

HeDevw lko -jj

i'

-----çff'-Lt____

LP

../A.

I ^2o,o__i2go____l'l2qo /fürSel/wm/ner/Lebewerfe

1,2/,% z für längs Ebene., 100,0 m hoch

__rß£2—.

■T=^“

^Jjfc

vr,

ri*

JT1

Ut,9

<i

13.it-

20,0

y&Z

¥*

11,0

'i

X bur Schleusen

9,3

ôeiande - Neigung *

*v»

<7 Cot]

B2.it,

Kl

0,1

Ń!

200

(wvr

53

300

i 0.1

I

----

V

K|| «ap

#

/

,

km

t

t

ï

<!v^va

<:

,

'

y

■

ïV

*

\

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

11-349888

Bib'-oteka Politechniki Krakowską

100000299425