Untersuchungen zur Querfestigkeit langer Binnentankschiffe ohne Mittellängsschott

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die in der aktuellen Auflage der Bauvorschriften des Germanischen Lloyds für Binnenschiffe veröffentlichten Dimensionierungsformeln für die Querbauteile von Doppelhüllen-Binnentankschiffen wurden in den 50er Jahren basierend auf Rechnungen nach der Balkentheorie entsprechend den damaligen Randbedingungen entwickelt. Diese Randbedingungen sind heute allerdings nicht mehr gültig.
Zum einen hat sich die Konstruktionsweise geändert. Bis vor einigen Jahren wurden Doppelhüllen-Binnentankschiffe noch mit einem durchgehenden Mittellängsschott gebaut. Die heutigen Neubauten werden dagegen ohne Mittellängsschott ausgeführt. Statt dessen werden bei jedem Rahmenspant die Deckrahmen über ein Rund-Vollprofil auf Mitte Schiff an der Bodenwrange abgestützt. Hierdurch ergeben sich für die Rahmenbauteile (Deckrahmen, Seitenrahmen und Bodenwrange) andere Lager- und Kopplungsbedingungen. Die Balkenersatzsysteme, mit denen in den 50er Jahren die Rahmenspantkonstruktionen berechnet wurden, sind von der Modellierung der Lagerungen auf die heutigen Konstruktionen nicht mehr anwendbar.
Zum anderen sind mittlerweile auf dem Rhein auch größere Schiffe zugelassen. Früher waren die maximalen Abmessungen auf eine Länge von 110m und eine Breite von 11,4m beschränkt, heute werden Längen bis zu 135m genehmigt. Containerschiffe sind in dieser Größe schon gebaut worden, sie weisen z.T. eine Gesamtbreite von 14,4m auf. Für Tankschiffe liegen hier allerdings noch keine Erfahrungswerte vor.
Damit wird eine Überarbeitung und Modernisierung der GL-Bauvorschriften notwendig. Im Rahmen dieser Diplomarbeit soll deshalb die Querfestigkeit von Doppelhüllen-Binnentankschiffen vom Typ C (Chemikalientanker) entsprechend den heute gültigen Randbedingungen untersucht werden. Zu beachten war hierbei u.a. auch die Einhaltung der vom Gesetzgeber in der Verordnung über die Beförderung gefährlicher Güter auf Binnengewässern „ADNR“ gestellten Anforderungen an diesen Tankschiftlyp.
Gang der Untersuchung:
Der erste Schritt dieser Arbeit ist die Untersuchung der Querfestigkeit der Tankräume von Schiffen, die in der derzeitigen Konstruktionsweise gebaut wurden über FEM-Analysen. Hierzu wurden geeignete FEM-Modelle entwickelt, sowie die maßgeblichen Lastfälle und Lagerungsbedingungen festgelegt.
In einem zweiten Schritt wird für die betrachteten Rahmenspanten eine Berechnung über ein entsprechendes Balkenersatzsystem hergeleitet. Ein Vergleich der in der FEM-Analyse und in der […]