Antarktis: Neumayer-Station III erfolgreich angehoben

Hydraulische Hebevorrichtungen verhindern, dass die Neumayer-Station III im Eis versinkt: Die Schnee- und Eisoberfläche in der Antarktis wächst kontinuierlich, so dass die Forschungsstation jährlich angehoben werden muss. Baukonzept und Technik bewähren sich auf Anhieb.
(awi) Fast die doppelte Menge Neuschnee im Vergleich zu anderen antarktischen Wintern lagerte sich an der Neumayer-Station III während des Polarwinters 2009 ab. "Wegen des ungewöhnlich hohen Schneezutrags musste das Stationsgebäude gleich dreimal nacheinander mit der Hydraulikanlage angehoben werden", sagt Dr. Eberhard Kohlberg, seit Dezember 2009 Logistikkoordinator an der Forschungsstation des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft. Um das geplante Niveau zu erreichen, durchlief die Station seit November zwei Hubvorgänge, bei denen sie jeweils einen Meter höher aus dem Schnee wuchs. Der dritte und für diese Saison letzte Hub wird jetzt vollendet.

Mit Hilfe der Hydraulik heben die Techniker bei jedem Vorgang die Füße der Station einzeln an. Dann wird neuer Schnee untergeschoben und der Stahlfuß wieder abgesetzt (siehe Infokasten). Der Prozess ist anspruchsvoll, denn die Schneehaufen müssen die tonnenschwere Gebäudelast schon nach kurzer Zeit stabil abstützen. Der normale Betrieb läuft dabei nahezu ohne Einschränkungen weiter. Die Bewohner der Antarktis-Station bemerken lediglich durch leichtes Vibrieren, dass sich die hydraulischen Stützen gerade bewegen.

Auch zukünftig wird die Station jährlich im Sommer angehoben, so dass die Schneemassen des vorigen Winters die Forschungsarbeit nicht behindern. Voraussetzungen sind eine gute Wettervorhersage und eine vorausschauende Planung. Damit die Gesamtstruktur des Bauwerks nicht unter starken seitlichen Druck gerät, sind geringe Windgeschwindigkeiten erforderlich. "Erfreulicherweise gab es diesen Sommer genügend geeignete Wetterfenster", sagt Dr. Hartwig Gernandt, Projektleiter in der Logistik des Alfred-Wegener-Instituts. "Die Aufgabe konnte mit großem Erfolg bewältigt werden. Beim zweiten und dritten Erhöhungsdurchgang arbeiten alle bereits routiniert."

Wie die Neumayer-Station III angehoben wird
Die Verantwortung für das Anheben des Stationsgebäudes liegt bei den Ingenieuren des Alfred-Wegener-Instituts, die im antarktischen Sommer an der Station arbeiten.
Auf dem Leitstand im so genannten Hydraulikcontainer, Stationsebene U1, steuert eine speziell entwickelte Software die Hydraulikzylinder - Bipoden - in den 16 Stützen: Sie tragen das etwa 2.600 t schwere Stationsgebäude. Der komplette Hub besteht aus zwei Arbeitsgängen:
1- Beim eigentlichen Heben werden alle 16 Bipoden um die Hubhöhe von etwa 1,20 Metern ausgefahren. Der Vorgang dauert etwa zwei Stunden. Jetzt ist das gesamte Gebäude auf erhöhter Position.
2- Die Fundamente müssen nun paarweise hochgehoben werden, um frischen Schnee darunter zu schieben. Erst wenn er ausgehärtet ist, können die Fundamentplatten aufgesetzt und die Last in den frisch aufgefüllten Schnee abgetragen werden.
Der gesamte Prozess dauert bei günstigen Wetterbedingungen etwa 14 Tage und umfasst folgende Arbeitsschritte:
- Anheben des Gebäudes durch Ausfahren aller 16 Bipoden. Kabel- und Rohrverbindungen, die aus dem Gebäude in das Gelände verlegt sind, müssen vorher getrennt oder gelockert werden.
- Paarweises Anheben der Fundamentplatten mit den Bipodzylindern.
- Unter die freien Fundamentplatten füllen die Ingenieure neuen Schnee mit Kettenfahrzeugen mit Schiebeschild und einer Schneefräse. Für die letzten Feinheiten ist Handarbeit mit Schaufeln nötig, um eine gleichmäßige Verteilung des Schnees zu gewährleisten.
- Der frisch angefüllte Schnee muss nun aushärten. Die Fundamentplatten werden langsam und schrittweise auf die Schneehügel gesetzt. Dabei gibt der Schnee unter der Belastung zunächst nach. Dieses Setzen des Schneefundaments muss sehr genau kontrolliert werden. Erst wenn es einen Grenzwert unterschreitet, der nach etwa 24 Stunden erreicht ist, kann die volle Belastung erfolgen. Jetzt ist die kristalline Struktur des Schnees wieder stabil genug, um die hohe Belastung aufzunehmen.
- Wenn alle 16 Bipod-Stützen auf diese Weise unterfüttert sind, wird die gesamte Garage bis zum nun höheren Niveau mit Schnee gefüllt. Damit ist ein Hubvorgang abgeschlossen. Sofern erforderlich, kann das Stationsgebäude jetzt ein weiteres Mal angehoben werden.

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der sechzehn Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Link: www.awi.de

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