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Sehützcnwehr.
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Dreigurtschützenwehren auszunutzen, wird erfindungsgemäss der Abkröpfwinkel so gewählt, dass der abgekröpfte Teil der Stauwand bzw. die Tangente der Abrundungskurve senkrecht auf der Ebene der Hauptträger des Dreigurtsystems liegt. Hiedurch wird das Abkröpfen der Gurtwinkel bei Anschluss der Gurte an eine lotrechte Stauwand vermieden und zugleich erreicht, dass die Befestigungsnieten einwandfrei geschlagen werden können.
Die Erfindung bezweckt weiterhin die Nutzbarmachung des erfindungsgemässen Dreigurtquerschnittes für solche Wehre, bei denen die Zuggurte der Wehrhauptträger an der Stauwand liegen. Eine solche Ausführung kann vorkommen, wenn aus irgendwelchen Gründen die Anordnung der Tragkon- struktion des Wehrkörpers auf der Unterwasserseite nicht möglich ist. Dies ist z. B. bei den Unterschützen solcher geteilter Wehre der Fall, bei denen die Obertafel auf der Unterwasserseite und die Untertafel auf der Oberwasserseite der Stauhaltungswand liegen. Das gleiche gilt für die Obertafeln solcher geteilter Wehre, bei denen die Obertafel auf der Oberwasserseite und die Untertafel auf der Unterwasserseite der Stauhaltungswand liegen.
In beiden Fällen erhält nach der Erfindung der Wehrkörper des oberwasserseitig von der durch die Stauwände von Ober- und Unterschütz gebildeten Stauwand angeordneten Schützes einen gemeinsamen Druckgurt und getrennte Zuggurte. Dadurch werden die vorteilhaften statischen Eigenschaften des Dreigurtquersehnitts auch für die im Oberwasser liegenden Staukörper nutzbar gemacht. Aber auch die Vorteile dieses Wehrquerschnittes in hydraulischer Hinsicht kommen hiebei zur Geltung, indem der nach der Strömungszone zu liegende Hauptträger und der gemeinsame Gurt aus dem Bereich der grössten Wassergeschwindigkeit entfernt werden.
Demgegenüber besitzt die bekannte Ausführung zweiteiliger Wehre, bei denen die einzelnen
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Die Erfindung bezweckt ausserdem eine Verbesserung der statischen Eigenschaften des Wehr- körpers hinsichtlich der Aufnahme der auf ihn einwirkenden hydrodynamischen und sonstigen Kräfte durch Verbesserung des Anschlusses des Wehrkörpers an die in den Nischen liegenden Endschotte (Lauf- 1 adträger), insbesondere bei Schützenwehren von grosser Stützweite. Es handelt sich dabei um die Übertragung der auf den Wehrkörper einwirkenden Drehmomente und die Vermeidung von Schwingung- erscheinungen. Ausserdem sollen aber gleichzeitig Nachteile anderer Art, wie unnötige Verbreiterung der Wehrnische oder Vergrösserung des Radstandes der Wehrlaufräder, vermieden werden.
Diese Nach- teile hat man bisher bei Schützenwehren dadurch umgangen, dass man die Hauptträger des Wehrkörpers an ihren Enden stark einschnürt, um sie an ein Endschott von verhältnismässig geringer Höhe anzu- schliessen, das sich auf die unterwasserseitig von ihm angeordneten Laufräder abstützt. Infolge der Einschnürung der Hauptträger war aber die Fähigkeit der Wehrkörperenden und des Anschlusses an die Endschotte, Drehmomente zu übertragen, stark herabgemindert, und die so ausgeführten Wehr- körper zeigten bei weitgespannten Wehren häufig bedeutende Schwingungserscheinungen als Folge pulsierender hydrodynamischer Kräfte.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile der bisherigen Wehrkonstruktionen nun dadurch. dass der Wehrkörper in der vollen, durch die waagrechte Hauptträgerhöhe bedingten Breite an die Endschotte angeschlossen wird und diese zugleich eine solche Form erhalten, dass der lotrechte Abstand der Wehr- laufräder so gering gehalten werden kann, wie es die sichere Übertragung des Wasserdruckes auf den
Pfeiler noch zulässt, und die Laufschiene dicht hinter die unterwasserseitige Begrenzung des Wehrkörpers gelegt werden kann.
Die Erfindung wird durch mehrere Figuren erläutert. Die ersten vier Figuren stellen Wehr- konstruktionen der bisher üblichen Bauart, die letzten elf Figuren Wehrkonstruktionen gemäss der
Erfindung dar. Durch diese Gegenüberstellung wird eine klarere Veransehaulichung des Neuartigen der Erfindung angestrebt.
Die Fig. 5-15 zeigen das den Erfindungsgegenstand darstellende Dreigurtsystem als Trag- konstruktion für Schützenwehre.
Auf den Fig. 5-7 und 12-15 ist eine Bauart gemäss der Erfindung ohne die zur Verbesserung der Wasserführung ebenfalls erfundene Abkröpfung der oberen und unteren Kante der lotrechten Stau- wand dargestellt, auf den Fig. 8-11 dagegen eine Bauart gemäss der Erfindung mit dieser Abkröpfung.
In den Fig. 16-19 ist eine Anwendungsform des erfindungsgemässen Dreigurtquerschnittes al1f
Wehre dargestellt, bei denen die Tragkonstruktion auf der Oberwasserseite angeordnet ist, sowie auf geteilte Wehre, bei denen entweder die Ober-oder die Untertafel auf der Oberwasserseite der Stau- baltungswand liegt.
In den Zeichnungen sind gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Bauelemente benutzt.
Die Figuren stellen folgendes dar : Fig. 1 einen Querschnitt der bisher üblichen Wehrkonstruktion :
Fig. 2 einen Querschnitt der bisher üblichen Konstruktion des Anschlusses des Wehrkörpers an die Endschotte bzw. Laufradträger ; Fig. 3 einen Grundriss eines bisher üblichen Wehrkörpers mit Anschluss an die Endschotte entsprechend Fig. 2 ; Fig. 4 einen Querschnitt des in Fig. 3 dargestellten Wehrkörpers durch Linie C-D ; Fig. 5 einen Querschnitt eines Wehrkörpers gemäss der Erfindung ; Fig. 6 einen Quer
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schnitt eines Wehrkörpers eines versenkbaren Schützenwehres gemäss der Erfindung ; Fig. 7 einen Querschnitt eines Wehrkörpers mit einer Stauklappe gemäss der Erfindung ;
Fig. 8 einen Querschnitt mit einer Stauklappe und verbesserter Stromlinienführung gemäss der Erfindung ; Fig. 9 einen Querschnitt der neuartigen Konstruktion des Wehrkörpers mit verbesserter Stromlinienführung mit einer Ansicht des Anschlusses desselben an die Endschotte gemäss der Erfindung ; Fig. 10 einen Grundriss des neuartigen Wehrkörpers mit Anschluss an die Endschotte nach Fig. 9 gemäss der Erfindung ; Fig. 11 einen Querschnitt durch den neuartigen Wehrkörper nach Linie C-D der Fig. 10, Fig. 12 einen Querschnitt der neuartigen Anschlusskonstruktion des Wehrkörpers an die Endschotte gemäss der Erfindung in Anwendung auf ein Viergurtschütz üblicher Bauart ; Fig. 13 einen Grundriss eines Viergurtschützes üblicher Bauart mit neuartigem Endanschluss nach Fig. 12 ;
Fig. 14 einen Querschnitt des üblichen Wehrkörpers der Fig. 13 durch Linie C-D ; Fig. 15 eine von der Unterwasserseite her gesehene Seitenansicht des Wehrkörpers nach Fig. 13 ; Fig. 16 einen Querschnitt eines einteiligen Wehres mit oberwasserseitiger Tragkonstruktion gemäss der Erfindung ; Fig. 17 einen Querschnitt eines geteilten Schützenwehres mit Ober-und Untertafel gemäss der Erfindung, wobei die Tragkonstruktion der Untertafel im Oberwasser liegt ; Fig. 18 einen Querschnitt eines geteilten Wehres mit Ober-und Untertafel gemäss der Erfindung, wobei die Tragkonstruktion der teilweise angehoben dargestellten Obertafel im Oberwasser liegt ; Fig. 19
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In Fig. 1 ist der bisher üblich gewesene Querschnitt mit zwei parallelen Hauptträgern dargestellt.
Die getrennten Zuggurte des unteren Hauptträgers 2 und des oberen Hauptträgers 3 sind mit 6u und 60 bezeichnet. R ist die Wasserdruckresultierende, zu der die Hauptträger 2 und 3 in gleichem lotrechtem Abstande a gelegt sind, eine Anordnung, die zur Erzielung einer günstigen Baustoffausnutzung meist gewählt wird. Die Zuggurte 60 und 6u sind durch einen lotrechten Verband 7 gegeneinander verbunden.
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der Erfindung. Mit 4 ist der stauwandseitige Gurt des unteren, mit 5 der des oberen Hauptträgers bezeichnet. 6 ist der gemeinsame Gurt beider Hauptträger.
In Fig. 6 ist ein in die Wehrsohle absenkbares Sehützenwehr gemiiss der Erfindung in teilweise abgesenkter Stellung dargestellt. Infolge der teilweisen Absenkung des Wehres tritt das Wasser über den oberen Rand des Wehres und fliesst auf der Abdeckllllg 15 des oberen Hauptträgers in das Unterwasser.
Fig. 7 stellt ein Schützenwehr nach der Erfindung dar. das oben mit einer Stauklappe zur Abführung von Wasser über die Wehrkrone hinweg ausgerüstet ist und das in der Staustellung auf der Wehr-
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körper, so dass das Wasser sowohl über die Klappe als auch unter dem Wehrkörper hindurch in das Unterwasser strömt. Zur Kennzeichnung gleicher Teile sind wiederum dieselben Ziffern verwendet wie bei Fig. 5. Die Klappe ist mit 16 bezeichnet.
Bei einem Wehr nash Fig. a, bsi dem nur bei Überschreitung des Sa'jxieles Wasser über die Wehr-
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steifigkeit des Systems und in dem günstigen Verhalten des Systems gegen die hydrodynamischen Kräfte des bei angehobenem Wehr unter diesem durchtretenden Wasserstrahles und des Unterwassers. Die Überlegenheit des Dreigurtsystems nach der Fig. 5 gegenüber dem Viergurtsystem nach Fig. 1 in statischer Hinsicht liegt vor allem darin begründet, dass die Gurte 4 und 5 beim Dreigurtträger in einem Abstand voneinander liegen, der angenähert gleich der vollen Stauwandhöhe ist. Sie erhöhen daher das für die
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der Stauwand bedeutend wirksamer als die im Abstand S a voneinander liegenden Gurte des Systems nach Fig. 1.
Der Abstand 2 a der Hauptträger nach Fig. 1 ist nämlich kleiner als zwei Diittel der Stauwandhöhe, da die Wasserdruckresultierende im Abstande von einen Drittel der Stauwandhöhe von der Sohle liegt und der untere Hauptträger aus konstruktiven Gründen un ein bedeutendes Mass über die Wehrsohle erhoben werden muss. Damit wird ein wesentlicher Nachteil der nach Fig. 1 gebauten Wehre, der häufig zu Betriebsstörungen geführt und die Anwendung derartiger Wehre verhindert hat, beseitigt.
Aber nicht nur die Widerstandsfähigkeit der Tragkonstruktion gegen die Schwingungen erzeugenden dynamischen Kräfte des unter dem Wehr durchtretenden Wasserstrahles und des bewegten Unterwassers wird durch die Erfindung erhöht, sondern der Angriff solcher Kräfte auf das Wehrsystem wird auf ein Mindestmass beschränkt. Bei der Ausbildung des Wehrquersehnittes nach Fig. 1 wird nämlich der tiefliegende untere Hauptträger bei teilweise angehobenem Wehrkörper von dem hinter dem Sohlenbalken des Wehres auch nach oben divergierenden Wasserstrahl getroffen und ausserdem wird der Zuggurt 6 u dieses Hauptträgers von der im Unterwasser sich bildenden Deckwalze erfasst (vgl. hiezu Darstellung des Wasserstrahls und der Deekwalze in Fig. 7).
Diese rhythmisch wirkenden Kräfte erzeugen Schwingungen im Wehrkörper, die gefährlich werden können, wenn dessen Eigensehwingungszahl mit dem Rhythmus dieser Kräfte zusammenfällt.
Bei der Querschnittsausbildung nach den Fig. 5,6 und 7 hingegen trifft der unter dem Wehr durchfliessende Wasserstrahl infolge des steilen Anstieges des unteren Hauptträgers 2 diesen nicht mehr, und der Zuggurt ist ebenfalls dem Einfluss der Deckwalze entzogen. Durch die Erfindung wird also
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sowohl die Ursache der bekannten Schwingungserscheinungen von Wehren mit zwei parallelen Haupt- trägern praktisch beseitigt und zugleich die Unempfindlichkeit des Tragsystems gegen derartige Ein- wirkungen beträchtlich erhöht.
Diese Vorteile werden selbstverständlich auch bei Anwendung des Dreigurtsystems auf absenk- bare Wehre, z. B. nach Fig. 6, und auf Wehre mit Aufsatzklappe nach Fig. 7 gewahrt.
Bei absenkbaren Wehren kommt noch der Vorteil hinzu, dass die zum Schutze der Tragkonstruktion erforderliche Abdeckung, auf der das übertretende Wasser nach dem Unterwasser abfliesst, unmittelbar auf dem oberen Hauptträger 3 angebracht werden oder dieser selbst als Gleitfläche ausgeführt werden kann. Eine besondere Stützkonstruktion hiefür, wie sie bei der Konstruktion nach Fig. 1 erforderlich ist, wird hiedurch überflüssig.
Ganz besonders vorteilhaft gestaltet sich die Anwendung der Erfindung auf Wehre mit aufgesetztem Klappenaufsatz, wie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt. Bei solchen Wehren wird nämlich die Höhe der Stauwand 1 um die Bauhöhe der aufgerichteten Klappe niedriger als die Stauhöhe. Infolgedessen ist die Vergrösserung ihres Trägheitsmomentes durch die weitgespreizten stauwandseitigen Gurte der Hauptträger besonders wertvoll.
Die günstigen statischen Wirkungen der Erfindung kommen daher in diesem Anwendungsfalle ganz besonders zur Geltung, die günstigen Verhältnisse in hydrodynamischer Beziehung bleiben voll gewahrt und ausserdem wird durch den starken Abfall des oberen Hauptträgers 3 nach dem Unterwasser hin ein besonders reichlicher freier Raum für den Endträger der Klappe pue 16 (Rohr, ebener Träger od. dgl.) geschaffen. Dieser kann also ohne die sonst gebotene Einschränkung durch die Tragkonstruktion des Wehrkörpers bemessen werden.
Ausserdem gleiten Eisschollen und andere feste Körper, die über die Klappe bei einer solchen Stellung überfallen, in der die Klappe die darunter liegende Wehrkonstruktion nicht völlig abdeckt, oder bei Verwendung einer den Wehrkörper nicht in ganzer Breite abdeckenden Klappe auf dem geneigten Hauptträger ins Unterwasser, ohne Sehaden anzurichten, während sie auf einem waagrecht angeordneten Hauptträger mit grosser Gewalt auftreffen, Beschädigungen anrichten und liegenbleiben können, wenn nicht eine besondere geneigte Abdeckung geschaffen wird.
Die weitere Erfindung einer verbesserten Wasserführung bei Wehrkörpern durch Abkröpfung der Wehrkanten ist durch Fig. 8 veranschaulicht. Auf der Figur ist 1 die lotrechte Stauwand des Schützenwellres, 17 die obere und 18 die untere abgekröpfte Kante der Stauwand, 19 ist die an die obere Abkröpfung anschliessende Überfallkontur, 20 die an die untere Abkröpfung der Stauwand anschliessende stromlinienförmige Kontur des Dichtungsbalkens. 3 ist der obere, 2 der untere Hauptträger des Dreigurtsystems ;
die oberwasserseitigen Gurte 5,22 bzw. 4, 21 dieser Hauptträger, die hier beispielsweise als Winkeleisen dargestellt sind, werden rechtwinklig an die abgelaöpften Stauwandkanten 17 bzw. 18 und an die Hauptträgerwände angeschlossen, da die letzteren zu den Stauwandkanten 17 und 18 unter einem Winkel von 90 liegen.
Die weitere Erfindung eines neuartigen Anschlusses von Wehrkölper an Endschotte bzw. Lauf-' radträger ist in den Fig. 9-15 der bisherigen durch Fig. 2-4 veranschaulichten Konstruktion gegen- iibergestellt.
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und 6u mit den Indizes 1, 2, 3 bezeichnet, also 601'602'603 usw.
Aus Fig. 2-4 ist ersichtlich, dass die Hauptträger von der Systemhöhe A in der Nische um das Mass e eingeschnürt und daher nur mit der Höhe h-e an das Endschott 8 angeschlossen sind, weil die unterwasserseitigen Gurte bei geradliniger Verlängerung bis in die Ebene des Endschotts 8 (gestrichelte Linienführung in Fig. 3) in den Raum treffen würden, wo zweckmässig die Laufräder angeordnet werden.
Man müsste in diesem Falle, wie in Fig. 2 gestiiehelt dargestellt, die Laufradwagen entweder in lotrechter Richtung auseinanderziehen oder sie weiter nach dem Unterwasser hin verlegen. Ersteres bedingt eine grössere Länge und Biegungsbeanspruchung des Endschottes , also bedeutenden Mehraufwand an Eisenkonstruktionen und meist eine Grube in dem Nischenboden sowie eine Verlängerung des Pfeiles nach oben, was einen Mehraufwand an Mauerwerk und zugleich betriebstechnische Nachteile mit sich bringt (Verschlammung oder Versetzung der Laufradgrube mit Steinen). Letzteres erfordert eine wesentliche Vergrösserung der Nischenbreite b und damit des Pfeilers, also ebenfalls einen Mehraufwand an Mauerwerk.
Aus diesen Gründen hat man auch bisher hievon abgesehen und lieber die Einschnürung der Hauptträger mit ihren nachteiligen Folgen hinsichtlich der Schwingungssteifigkeit des Wehres in Kauf genommen.
Bei der erfindungsgemässen Ausführung nach Fig. 9-11 wird der unterwasserseitige Gurt 6 eines Dreigurtsehützes geradlinig bis in die Ebene des Endschottes 8 durchgeführt und mit diesem verbunden.
Das Endsehott 8 erhält nach dem Unterwasser hin eine etwa dreieckförmig gestaltete Verlängerung zum
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Anschluss des Gurtes, der zugleich als Mitnehmer für die Laufwagen 11, 12 ausgebildet werden kann, die in günstiger Lage oberhalb und unterhalb des Gurtes angeordnet werden können, ohne dass die Länge des Endschottes 8 vergrössert oder die Nische 14 verbreitert zu werden braucht. Es wird also die in statischer und hinsichtlich der Vermeidung von Wehrschwingungen günstigste Bauart des Wehrkörpers mit dem geringsten Aufwand an Wehrkörper-und Pfeilerbaustoff verbunden, ohne dass in anderer Hinsicht Nachteile in Kauf genommen werden müssen.
Die Fig. 12-15 zeigen einen Weg, um auch beim Viergurtschütz die Vorteile des Erfindungsgedankens nutzbal zu machen. Die Endstäbe 601 bzw. ssMi der unterwasserseitigen Gurte der Hauptträger 2 und 3 werden im Endfelde aus den waagrechten Hauptträgerebenen so abgekröpft, dass sie sich in der durch sie gelegten lotrechten Ebene in der Ebene des Endschottes schneiden. Sie bilden so ein Stabdreieck in der Ebene des die Gurte 60 und 6u verbindenden lotrechten Verbandes, der damit in seiner Ebene auf den Endschotten 8 unmittelbar aufgelagert ist. Das Endschott 8 erhält hiebei etwa die gleiche Ausführung wie bei dem in Fig. 9-11 dargestellten Dreigurtschutz.
Bei der in Fig. 16-19 dargestellten Anwendungsform der Erfindung, bei der der neue Dreigurtquerschnitt für ein-und mehrteilige Wehre mit oberwasserseitiger Tragkonstruktion des Ober-oder Unterschützes nutzbar gemacht wird, ist 23 der obere Hauptträger, 24 der untere Hauptträger und 25 die Stauwand des im Oberwasser liegenden Schützes ; 26 und 27 sind die an der Stauwand liegenden Gurte und 28 ist der gemeinsame Gurt beider Hauptträger, der Druckbeanspruchungen erhält. 3 und 2 sind
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dessen Ausbildung der Fig. 5 entspricht. Die an der Stauwand liegenden Gurte der Hauptträger sind mit 5 und 4, der gemeinsame Gurt ist mit 6 bezeichnet. Dieser erhält Zugbeanspruchungen.
Man erkennt, dass die weiter oben geschilderten Vorteile des Dreigurtschützes mit gemeinsamem Zuggurt in statischer und hydrodynamischer Hinsicht auch bei den Schützen gewahrt sind, deren gemeinsamer Gurt Druckbeanspruehungen erhält.
Für die Erfindung ist es ohne Belang. ob Fachwerkträger oder Vollwandträger als Hauptträger oder Verbände verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Sehützenwehr, dadurch gekennzeichnet, dass der Wehrkörper als Dreiecksquerschnitt ausgebildet ist derart, dass die gegeneinander geneigten Hauptträger (2, 3) und die Stauwand (1) die Seiten und die beiden stauwandseitigen Gurte (4, 5) und der gemeinsame Gurt (6) der Hauptträger die Ecken des Dreiecksquerschnittes bilden.