Musterlösung Aufgabe 1 - Technische Universität Braunschweig

Bachelorklausur Hydromechanik SS 2013 3
Aufgabe 2:
Zeit: 22 min.
Sie sind an der Planung und Errichtung des neuen Offshore-Windparks „Westwind 3“
beteiligt. Sie planen, die Gründungspfähle auf einem schwimmenden Ponton zur
Baustelle zu transportieren. Die Länge der Pfähle sowie die Länge des Pontons betragen
l Pfahl = l Ponton = 25 m (s. Abb. 2.1). Erbringen Sie die unten geforderten Nachweise
zur Schwimmfähigkeit und Schwimmstabilität des Pontons.
Gegeben:
w = 1025 kg/m³ g = 9,81 m/s² h Ponton = 2,0 m
l Ponton = 25,0 m b Ponton = 15,0 m d = 1,5 m
m Ponton = 100000 kg m Pfahl = 60000 kg
m Pfahl
l Pfahl
m Ponton
RWS
d
h Ponton
RWS
RWS
b/2 b/2
RWS
t
l Ponton
b Ponton
(Skizze nicht maßstäblich)
Abb. 2.1:
Schwimmender Ponton mit Pfahl
a) Zeichnen Sie qualitativ in Abb. 2.1 die auf den Ponton wirkenden horizontalen
und vertikalen Druckverteilungen sowie die entsprechenden Druckkräfte
mit der dazugehörigen Lage des Körper- und Verdrängungsschwerpunkts ein.
b) Berechnen Sie den Tiefgang t 1 des leeren Pontons (ohne Pfahl) und geben
Sie die Schwimmbedingung an.
c) Berechnen Sie die maximale Last, die mit dem Ponton transportiert werden
kann, ohne einen Freibord f = 1,25 m zu unterschreiten.
Sie transportieren einen Gründungspfahl mit der Masse m Pfahl = 60000 kg, zur Baustelle.
Der Pfahl ist mittig auf dem Ponton positioniert.
d) Überprüfen Sie, ob der beladene Ponton unter dieser Last schwimmstabil ist.
Geben Sie die dazu notwendige Stabilitätsbedingung an.