Einbringung von Magnettechnologie in unterirdische Forschungsanlage

Sicher über die kurvenreiche Berg- und Talbahn: Am GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt sollten zwei 53,5 t und 64 t schwere Komponenten der Magnettechnologie in die Anlage eines Schwerionenbeschleunigers eingebracht werden. Als Herausforderungen erwiesen sich dabei der lange, unebene Fahrweg zum geplanten Anlagenstandort sowie die Einbringung in 30 m Tiefe. Die anspruchsvolle Aufgabe konnte mit einer detaillierten Baustellenbesichtigung, exakten Vermessung und technischen Planung von SCHOLPP gelöst werden.

Hightech-Forschung und besondere Sicherheitsumgebung

Das GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt betreibt eine Beschleunigeranlage für Ionen. Forschende aus aller Welt nutzen die Anlage für Experimente, um neue Erkenntnisse über den Aufbau der Materie und die Entwicklung des Universums zu gewinnen. Darüber hinaus entwickeln sie neuartige Anwendungen in Medizin und Technik.

Derzeit entsteht bis 2027 ein neuer Forschungskomplex, die internationale Beschleunigeranlage FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research). Im SIS100-Ringbeschleuniger werden in Zukunft Ionen auf bis zu 99% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Um die Teilchen auf ihren Bahnen zu lenken, sind starke Magnetfelder nötig, die nur durch Supraleitung zu erreichen sind: Mit extremen Tiefsttemperaturen kann der elektrische Widerstand in Materialen nahezu verschwinden, so dass hohe elektrische Ströme in den Elektromagneten fließen können.

Exakte Umsetzung: Erfahrene Projektleitung durch SCHOLPP

SCHOLPP war in den vergangenen Jahren bereits mehrmals bei GSI/FAIR tätig, um sehr schwere Komponenten unter komplizierten Raumverhältnissen einzubringen. Gefragt ist dabei das Engineering-Team vom SCHOLPP-Standort Dietzenbach bei Frankfurt/Main. Diesmal lautete die Aufgabe, Ausbringung, Transport und Einbringung von zwei Komponenten der Magnettechnologie zu begleiten.

Mit einem Planungsvorlauf von drei Wochen inspizierte die Projektleitung zunächst den Fahrweg, den die 53,5 t und 64 t schweren Teile von der GSI-Werkhalle zur FAIR-Anlage nehmen mussten. Ein selbstfahrenden Schwerlastfahrwerk SEFIRO des Partnerunternehmens Fahrenholz aus Bremen sollte den Transport übernehmen. Zwei Stellen auf dem stellten sich als neuralgische Punkte heraus: erstens eine Passage mit sehr weichem Untergrund; zweitens ein Streckenabschnitt mit Gefälle.

Technische Planung: Analyse des Lastverhaltens auf unebenen Transportwegen

Im ersten Fall entschied man sich, sehr lastfähige Kunststoffplatten nahtlos zu verlegen. Diese würden ein Einsinken des SEFIRO-Selbstfahrers auf jeden Fall verhindern. Im zweiten Fall berechneten die Planer die zu erwartende Lastwirkung beim Überwinden des Gefälles und legten die Landungssicherung entsprechend aus. Zudem wurde geprüft, ob der Antrieb des ausgewählten Selbstfahrers diesen Abschnitt sicher überwinden kann.

 Als diese technischen Fragen geklärt waren, galt es, die organisatorischen Fragen zu klären: Wann sind die beiden Teile bei GSI verfügbar und können ausgebracht werden? Können sie ohne Verzug transportiert und am selben Tag in die FAIR-Anlage eingebracht werden? Steht dann auch der SEFIRO-Selbstfahrer samt Pilot von Fahrenholz zur Verfügung? Ist an diesem Tag auch der 80 t-Hallenkran der FAIR-Anlage einsetzbar?

Der Projektablauf: Zwei Teile in zwei Tagen

Nach Abschluss der technischen Planung wurde der Projektablauf festgelegt: An Tag 1 sollte die leichtere Magnetbaugruppe (53,5 t), an Tag 2 die schwerere Magnetbaugruppe (64 t) verlagert werden. Aus der GSI-Werkhalle wurden die Komponenten von GSI selbst mit einem Luftkissensystem ins Freie bewegt. Ein Autokran nahm die Last mittels einer Rahmentraverse und Schwerlastschlingen auf und setzte sie auf den SEFIRO-Selbstfahrer.

Das SCHOLPP-Team übernahm dabei sowohl das Anschlagen der Last am Kran als auch die Ladungssicherung auf dem Selbstfahrer. Ein erfahrener SEFIRO-Operator der Firma Fahrenholz manövrierte dann in langsamer, kontrollierter Fahrt die Anlagenteile über die kurvenreiche „Berg- und Talbahn“ an ihren Bestimmungsort. In der FAIR-Halle angekommen, wurde jedes Teil von einem Hallenkran (80 t) über Rahmentraverse und Schwerlastschlingen aufgenommen und über den Einlassschacht verfahren.

Absenken der Last in einen 30 m tiefen Einlassschacht

Dort waren in 30 m Tiefe bereits die Basisplatten der Magnetbaugruppen auf einem Schwerlastrollwerk (53,5 t-Teil) bzw. Luftkissen (64 t-Teil) platziert. Beim Absenken der Lasten mit dem Hallenkran stand nicht viel Spielraum zur Verfügung. Die Positionierung jedes Teils auf seiner Basisplatte sollte in einem Zug und millimetergenau vonstatten gehen.

Mit der Luftkissen-Technik transportierten die GSI-Kollegen dann die schwere Magnetbaugruppe (64 t) und die SCHOLPP-Monteure mit einem Schwerlastrollwerk das leichtere Teil (53,5 t) zu einem Zwischenlagerplatz. Die endgültige Positionierung wird in den nächsten Wochen stattfinden, wenn weitere Komponenten der FAIR-Anlage installiert sind.