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Dammbalken
Für die Betriebssicherheit von Wasserbauwerken aller Art sind Notverschlüsse von grosser Wichtigkeit.
Bisher wurden solche Notverschlüsse in der Regel nur bei ganz oder nahezu ganz ausgeglichenem Wasserspiegel eingebracht und gezogen. Meist war die Manövrierbarkeit der Notverschlüsse schon durch die Leistungsfähigkeit des Hebezeuges stark eingeschränkt. So konnten insbesondere die Elemente eines Dammbalkensatzes, die Dammbalken, auch wenn sie mit Laufrädern ausgestattet waren, nur bei minimaler Strömung oder nur bei einer sehr geringen Spaltöffnung des dahinter befindlichen Betriebsverschlusses eingesetzt werden. Diese Dammbalken wurden meist ähnlich wie normale Schützentafeln mit zwei horizon len Hauptträgern versehen oder weisen eine Kastenbauweise auf, wobei die Achse des Kastens horizontal liegt.
Nun ist es aber für die Sicherheit einer Anlage gerade dann von grösster Wichtigkeit, die Notverschlüsse zu verwenden, wenn ausserordentliche Umstände deren Einsatz in schwierigen Situationen erfordern. Letztere entstehen etwa bei Nichtfunktionieren eines Klappenaufsatzes, bei Verklemmen des Betriebsverschlusses, bei dem Bruch eines Lastritzels des Betriebsverschluss-Antriebes, bei Hochwasser od. dgl.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Erweiterung der Verwendungsmöglichkeiten von Dammbalken (als Elemente eines ganzen Satzes oder auch einzeln als Verschluss) im strömenden Wasser, möglichst bis zur vollen Gleichwertigkeit mit den normalen Betriebs-Stauverschlüssen. Soferne die neuartigen Dammbalken bei allen vorkommenden Wasserspiegeldifferenzen und Wassergeschwindigkeiten ebenso verwendet werden können wie die üblichen Schützen, Segmente usw., ergibt sich der Typ des vollkommen betriebssicheren Dammbalkenwehres, das zweckmässig mit einem nichtstationären Hebezeug bedient wird.
Die grössere Verwendbarkeit von Dammbalken im strömenden Wasser kann erreicht werden, wenn es gelingt, die bei der Strömung auf einen Dammbalken und das allenfalls dazugehörige Gehänge wirkenden hydraulischen Kräfte zu reduzieren, den Pulsationsbereich zu verringern und starke Vibrationen auszuschalten. Auf diese Weise wird nicht allein die Stahlkonstruktion der Verschlusselemente selbst mit grösserer Sicherheit gestaltet werden können, sondern auch die erforderliche Leistungsfähigkeit des dazugehörigen Hebezeuges vermindert.
Zu diesem Zwecke werden laut gegenständlicher Erfindung die in die Strömung einzusetzenden Dammbalken aus aneinandergereihten, vertikalen, im allgemeinen oben und unten offenen Zellen gebaut, deren Wände nicht in der Haupttragrichtung, sondern senkrecht dazu gestellt sind. Auf diese Weise werden die hydrodynamisch ungünstig wirkenden Flächen parallel oder nahezu parallel zu den Stromlinien weitgehendst reduziert. Ausserdem muss auf die üblichen grossen Eckaussteifungen (Knotenbleche, Vouten) an den Verbindungsstellen der Zellenwände verzichtet werden. Lediglich eine einfache Auflagerung oder wenig biegungssteife Verbindung ist zweckmässig.
Die Erfindung betrifft daher Dammbalken, die als Notverschlüsse aber auch als Betriebsverschlüsse, Hochwassertore usw. für Wasserbauwerke aller Art (Wehranlagen, Schiffsschleusen, Kraftstationen, Talsperren od. dgl.) verwendet werden können, aus beliebigem Baustoff, mit beliebiger Grundriss- und Quer- sch.. l1ittform sowie mit einer Anordnung der Stauwand in beliebiger Lage (z. B. an der Oberwasserseite, Unterwasserssitc, Mitte), die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Dammbalken aus aneinandergereihten, vorzugsweise oben und unten offenen Zellen besteht, deren dünne, lotrechte Wände miteinander nicht biegungssteif oder nur wenig biegungssteif verbunden sind.
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Nähere Einzelheiten sind aus der Zeichnung zu ersehen, auf der einige willkürlich herausgegriffene Anwendungsmöglichkeiten dargestellt sind.
Fig. l gibt eine besonders charakteristische Ausführungsform der neuartigen Dammbalkenbauweise (z. B. in Beton mit schlaffer Bewehrung oder in Spannbeton) in schiefer Axonometrie wieder, Fig. 2 den dazugehörigen senkrechten Mittelschnitt. Mit Z sind die Zellen, mit 1 die lotrecht angeordneten Wände bezeichnet. Die Stauwand 2 befindet sich in diesem Falle an der Oberwasserseite. Die Wände 1 (ausge- nommen die Stauwand 2) sind mit grossen Löchern 4 versehen. Der Dammbalken ist mit Laufrollen 3 ausgerüstet. Die Fliessrichtung des Wassers ist durch Pfeile gekennzeichnet.
Fig. 3 zeigt einen im Grundriss fischbauchförmigen Dammbalken in Stahlbeton mit Endscheiben.
Fig. 4 und 5 stellen mögliche Querschnittausbildungen zu Fig. 3 dar. Die Bezeichnungen sind die gleichen wie bei den Fig. 1 und 2. Die Wände sind ohne Eckversteifungen, wenig biegungssteif miteinander verbunden bzw. gewissermassen gelenkig gelagert. Die Querwand (ebenfalls ein Wandelement 1) weist eine Ausnehmung 4 auf. Die Endscheibe könnte allenfalls, wie angedeutet, mit einem Rollenkasten aus Stahl verbunden sein.
Die Fig. 6, 7, 8 und 9 beziehen sich auf Ausführungsformen in Stahl nach Art einer unterspannten Platte ohne Endscheiben. Im Falle der Fig. 7 liegt die Stauwand an der Oberwasserseite, bei Fig. 8 an der Unterwasserseite. Die Versteifungen der Gurtplatte liegen hier jeweils in einer Ebene. In den Fig. 7, 8 und 9 sind verschiedene Varianten von Tragquerschnitten der Gurtplatten angedeutet, wobei in Fig. 9 die Stege nicht horizontal, sondern senkrecht verlegt sind.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Ausführungsart in Stahlbeton mit Stauwand 2 in der Mitte.
Die unteren Enden der Stauwände werden zweckmässigerweise schneidenartig ausgebildet, wie dies für Stahl in Fig. 8, für Stahlbeton in Fig. 5 ersichtlich ist.
Die Fig. 12 soll zeigen, dass es mitunter zweckmässig sein kann, die einzelnen Elemente eines Dammbalkensatzes aus verschiedenem Baustoff und in verschiedener äusserer Form auszuführen, z. B. auch in Spritzbeton, Vakuumb-non, Vorspannboton, Betonfertigtellen, Stahl und Stahlbeton kombiniert usw.
(Di, D :, Dg).
Schliesslich wird darauf hingewiesen, dass die neue Bauweise auch für solche Dammbalken zweckmässig ist, welche aus lotrechten Zellen bestehen, die oben offen, unten geschlossen sind und schwimmend an den Ort des Einsatzes gebracht werden und dort durch Füllen bzw. Entleeren von einer oder mehreren, allseits geschlossenen Zellen (Schwimmkasten) im ruhenden Wasser gesenkt bzw. gehoben werden können (Fig. 13, D4, D5, D.). Schwimmkästen können übrigens auch zum Be-und Entlasten für eine Betätigung der Dammbalken im strömenden Wasser Verwendung finden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dammbalken aus beliebigem Baustoff, mit beliebiger Grundriss- und Querschnittform so, de mit Stauwand in beliebiger Lage, als Betriebs- oder Notverschluss geeignet, sowohl über- wie unterströmbar, für Wasserbauwerke aller Art, dadurch gekennzeichnet, dass er aus aneinandergereihten, mindestens an der Oberseite offenen Zellen (Z) besteht, deren Achsen in vertikalen Ebenen liegen und deren in der Fliessrichtung verhältrismässig dünne, einen beliebigen Tragquerschnitt aufweisende Wände (1) miteinander nur wenig oder gar nicht biegesteif verbunden sind.