Die Kleine Anfrage: Muss die Kanalbrücke mehr tragen, wenn ein Schiff darüber fährt?

Minden, Weser Kanalbrücke

Die Kleine Anfrage: Muss die Kanalbrücke mehr tragen, wenn ein Schiff darüber fährt?

Von Aeneas Rooch

Ein durchschnittliches Kanalschiff ist rund 100 Meter lang und 12 Meter breit. Es wiegt, inklusive Ladung, oft 2.000 Tonnen. Muss eine Kanalbrücke dieses enorme Gewicht zusätzlich tragen, wenn das Schiff die Brücke passiert?

Das möchte ein Leonardo-Hörer aus Bottrop wissen. Nachwiegen konnte Die Kleine Anfrage nicht, aber am Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme in Duisburg kennt man sich mit solchen Themen aus. Die Kleine Anfrage hat die Experten besucht.

Die Brücke spürt das Schiffsgewicht nicht

Ein Schiff ist so schwer wie 2.000 Autos. Wenn das Schiff eine Brücke passiert, muss die Brücke allerdings selbst dieses enorme Gewicht nicht zusätzlich tragen: Von der Masse des Schiffs merkt die Brücke nichts.

Das Archimedische Prinzip

Historischer Stich von Archimedes.

Historischer Stich von Archimedes.

Das liegt daran, dass das Schiff schwimmt. An der Stelle, an der sich das Schiff befindet, ist kein Wasser mehr, das Schiff hat es zur Seite geschoben, und zwar genau so viel, wie es selbst wiegt. Schon vor rund 2.000 Jahren hat der griechische Physiker und Mathematiker Archimedes von Syrakus beobachtet, dass ein schwimmendes Objekt im Wasser genau so viel Wasser verdrängt, wie es selbst wiegt. Dieses so genannte "Archimedische Prinzip" bedeutet für einen Kanal: Ein Schiff mit Gewicht 2.000 Tonnen verdrängt 2.000 Tonnen Wasser, sodass es für die Brücke keinen Unterschied macht, ob ein Schiff über sie fährt, oder sich das Schiff woanders auf dem Kanalabschnitt befindet.

Wasserspiegel schwankt

Wie viel eine Kanalbrücke tragen muss, hängt also, das Eigengewicht der Brücke außer Acht gelassen, nur davon ab, wie viel Wasser sich im Kanal befindet. Am Wasserstraßenkreuz Minden beispielsweise wird der Mittellandkanal in einer 400 Meter langen Brücke über die Weser geleitet. Der Kanal hat übliche Kanalabmessungen (etwa vier Meter tief und 40 Meter breit), sodass die Brücke ungefähr 400x40x4 Kubikmeter Wasser tragen muss, etwa 64.000 Tonnen.

Kanalbrücke

Kanalbrücke im Ruhrgebiet

Der Wasserspiegel schwankt natürlich: Durch Regen kommt Wasser hinzu, durch Verdunstung verliert der Kanal welches; Wind kann Wasser zusammenschieben und lokal aufstauen, und durch einen Schleusvorgang – egal in welche Richtung geschleust wird – wird Wasser vom Oberwasser, dem höher gelegenen Kanalabschnitt, ins Unterwasser, den niedriger gelegenen, verschoben - doch je nach Schleuse wird das auch wieder zurückgepumpt oder der Kanal durch Flüsse oder Seen wieder aufgefüllt. Kurzum: Durch diese kleinen Schwankungen im Wasserspiegel wiegt ein Kanal stellenweise und kurzfristig mehr oder weniger, und damit muss auch eine Brücke mehr oder weniger tragen; das hat aber nichts mit Schiffen zu tun.

Schiffe verursachen Wellen

Ganz streng genommen kann aber auch ein Schiff den Wasserspiegel punktuell ändern: Weil Wasser träge ist, braucht es etwas Zeit, einem Schiff Platz zu machen und sich um ein Schiff neu zu verteilen, und so schiebt jedes Schiff eine kleine Welle vor sich her, und rund um das Schiff ist das Wasser in Bewegung. Natürlich ändert das nicht die Gesamtwassermenge: Schon mit dem Auge sieht man, dass als Ausgleich für die Bugwelle rings um das Schiff auch Mulden im Wasser entstehen - kleinen Absenkungen, an denen die Wassertiefe geringer ist. Im Durchschnitt ist der Wasserspiegel rund um ein Schiff konstant; und nach kurzer Zeit hat sich das Wasser sowieso wieder beruhigt.

Nur ein gesunkenes Schiff belastet die Brücke

Es gibt nur eine einzige Situation, in der eine Kanalbrücke ein nennenswertes Zusatzgewicht tragen muss, wenn ein Schiff über sie fährt - und die tritt glücklicherweise äußerst selten ein: Wenn ein Schiff leck ist und auf den Boden sinkt, während es über die Brücke fährt. Physikalisch betrachtet, ändert sich in diesem Fall die spezifische Dichte des Schiffs: Die Hohlräume, die vorher mit Luft gefüllt waren und für den Auftrieb gesorgt haben, sind nun mit Wasser gefüllt. Das Schiff verdrängt also weniger Wasser, und damit ist die Auftriebskraft geringer. Das Schiff sinkt zu Boden, und die Kanalbrücke muss das Schiffsgewicht tragen. Für solche Notfälle sind Kanalbrücken aber ausgelegt.

Stand: 09.03.2017, 11:31