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Wasserbauverschlüssorgan
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserbauverschlussorgan, wie Wehrschützen, Schleusentore, Notverschlüsse od. dgl., mit parallel zueinander angeordneten Hauptträgern und einer einen Gurt derselben bildenden Stauwand, wobei man unter Stauwand jenen flächenförmigen Bestandteil der Konstruktion versteht, der das Wasser unmittelbar abdämmt und aus den Staublechen und den fallweise erforderlichen Versteifungs- und Tragelementen besteht.
Bei den bisherigen Ausführungen dieser Art ist eine solche Stauwand in der Regel als stetige Fläche, d. h. entweder eben oder nach einer stetigen Kurve verlaufend gestaltet. Bei derartigen Ausbildungsformen werden die Stauwandelemente, das sind die Stauwandbleche und die örtlichen Versteifungs- und Tragelemente, nicht nur als Gurt des Tragsystems, sondern auch durch die örtliche Einwirkung der Wasserdrücke zusätzlich auf lokale Biegung beansprucht. Naturgemäss erfordert diese zusätzliche Beanspruchung einen erhöhten Materialaufwand.
Des weiteren sind seit neuerer Zeit Konstruktionen bekannt, bei denen die Bleche der Stauwände schalenartig gekrümmt sind, derart, dass diese Schalen die Feldweiten des Tragsystems zwischen den Knotenpunkten membranartig überspannen. Die Achsen. dieser Schalen liegen somit senkrecht zum Tragsystem ; das Tragsystem selbst kann beliebig lotrecht oder waagrecht gespannt sein.
Die Membranspannungen unter der örtlichen Wasserlast sind vornehmlich zugleich die Gurtspannungen des Tragsystems ; bei geeigneter Ausbildung derartiger Stauwandelemente gelingt es, die Wasserdrücke ohne örtliche Biegung der Stauwandelemente in die Knotenpunkte des Tragsystems zu überleiten. Naturgemäss sind derartige Konstruktionsweisen vor allem für Verschlüsse geeignet, deren Spannweiten relativ gross gegenüber der hiezu senkrechten Abmessungen der Verschlüsse sind.
, Für anders geartete Verhältnisse wird nunmehr eine Konstruktionsweise vorgeschlagen, die eine Schar parallel zueinander angeordneter Hauptträger aufweist, zwischen denen als Stauwand gewölbte Zug- oder Druckmembranschalen gespannt sind, deren Achsen somit parallel zu den Hauptträgern sind. Diese Schalen bilden in einer Richtung die Gurte der Hauptträger, in der anderen Richtung haben sie die Aufgabe, die örtlich anfallende Flächenlast auf die Hauptträger zu übertragen und erzeugen in dieser Funktion Schübe, die über versteifte Endscheiben örtlich durch Spannglieder in Form von Stäben oder Verbänden gegenseitig ausgeglichen werden.
Die Pfeile dieser Membranschalen müssen naturgemäss so gewählt werden, dass die Schübe in den einzelnen Membranfeldem unter den zugehörigen Wasserdrücken einandergleich werden, da ansonsten das System nicht im Gleichgewicht wäre. Diese Ausspiegelung der geometrischen Verhältnisse ist selbstverständlich nur für eine. Belastungsart möglich, also z. B. für eine Trapezbelastung mit einem bestimmten Verhältnis der Grenzordinaten. Bei variablen Belastungsarten, also wenn z. B. bei demselben Verschluss verschiedenartige Trapezbelastungen oder Trapez-und Dreiecksbelastungen möglich sind, ist das vorgeschlagene System zur Ausführung unmittelbar nicht geeignet.
Aus diesem Grunde ist daher diese erfindungsgemässe Ausbildung auf Verschlüsse mit lotrecht liegenden Hauptträgem beschränkt.
Die erfindungsgemässen Verschlüsse besitzen somit lotrecht stehende Hauptträger, lotrecht stehende, konvex oder konkav gewölbte Zug- oder Druckmembranschalen, lotrechte versteifte Endscheiben und waagrecht liegende örtliche Spannglieder. Bei dieser Anordnung werden alle nebeneinanderlie- genden Schalen in jeder Stellung des Verschlusses durch gleich grosse Wasserdrücke beansprucht, so dass das zuvor geschilderte sekundäre Tragsystem in jeder Stellung des Verschlusses voll zur Wirkung gelangt.
Bei gleichem Abstand der Hauptträger sind deshalb die Pfeile der Membranschalen gleich, bei ungleichen Abständen müssen die Pfeile so gewählt werden, dass die Schübe der einzelnen Membranfelder einander ausgleichen.
Grundsätzlich ist die Grössenordnung der Pfeil- höhen der Druck- oder Zugmembl1anschalen frei wählbar ; je kleiner die Pfeilhöhe der Schalen gewählt wird, umso grösser sind die Schübe der Schalen. Bei j'kleinen Pfeilhöhen werden diese Schübe nicht nur durch die konstruktive Formgebung, son-
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dern auch durch die Formänderung, die die Schalen unter der Belastung erfahren, beeinflusst.
Den Grenzfall bilden ebene Schalen, sogenannte Flachbleche, bei denen der konstruktive Pfeil gleich Null ist und die infolge ihrer Schlankheit nicht als Biegeplatten, sondern als Zugmembranschalen zur Wirkung kommen. Die Schalenwirkung wird hiebei erst unter der Belastung durch die seillinienartige Verformung der Flachbleche erzeugt. Auch diese Ausbildung erfordert alle Bauteile, die zuvor aufgezählt sind, also auch versteifte Endscheiben und örtliche Spannglieder.
Unter beliebiger Flächenbelastung treten hiebei in den einzelnen Membranfeldern seillinienartige Formänderungen von derartiger Grösse auf, dass die Schübe in den einzelnen Feldern einander ausgleichen. Infolgedessen sind derartige Konstruktionsweisen gemäss der Erfindung sowohl für lotrecht stehende als auch für waagrecht liegende Hauptträger geeignet.
In den Bereich der Erfindung fallen somit Verchlüsse mit lotrecht oder waagrecht angeordneten parallelen Hauptträgern, zwischen denen ebene Flachbleche gespannt sind, die unter dem unmittelbaren Einfluss der Wasserdrücke mit Hilfe von versteiften Endscheiben und Spanngliedern als sich seillinienartig verformbare Form- änderungszugmembranschalen zur Wirkung gelangen.
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Wasserbauver-sch1ussorgane. dargestellt ; Fig. 1 bzw. 2 zeigt einen Verschluss mit lotrecht stehenden Hauptträgern und dazwischen gespannten gewölbten Zugmembranschalen im Horizontalschnitt bzw. in Ansicht und Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Verschluss mit waagrecht liegenden Hauptträgern und dazwischen gespannten ebenen Formänderungszugmembranen.
Der Verschluss nach den Fig. l und 2 besitzt eine Schar paralleler, lotrecht stehender Hauptträ- ger J, zwischen denen lotrecht stehende gewölbte Zugmembranschalen 2 gespannt sind. Die Angriffsrichtung des Wasserdruckes ist durch den Pfeil angedeutet. Am linken und rechten Ende des Verschlusses sind, parallel zu den Schalen 2 ver-
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örtlich durch Spannglieder 4 gegeneinander abge- stützt sind.
Der Verschluss nach Fig. 3 besitzt waagrecht liegende Hauptträger 1 mit dazwischen gespannten ebenen Formänderungszugmembranen 2, die sich
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und unteren Ende ist der Verschluss durch versteifte Endscheiben 3 und örtliche Spannglieder 4 ausgesteift.
Im Rahmen der Erfindung sind mannigfaltige Abänderungen der dargestellten Ausführungen möglich. So kann der Verschluss nach den Fig. 1 und 2 an Stelle der Zugmembranschalen 2 auch mit entgegengesetzt zu den dargestellten Membranen gewölbten Druckmembranschalen ausgestattet werden ; daneben ist es aber auch möglich, an Stelle
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Membranschalen ebene:Die Spannglieder 4 müssen nicht unbedingt die Membranscbalen durchdringen, sondern können bei entsprechender Steifigkeit unter Belassung eines Abstandes'von ihnen angeordnet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Wasserbauverschlussorgan mit parallel zueinander angeordneten Hauptträgern und einer einen Gurt derselben bildenden Stauwand, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen lotrecht stehenden Hauptträgern lotrecht stehende gewölbte Zugoder Druckmembranschalen oder ebene, zwischen den Hauptträgern seillinienartig verformbare Zugmembranschalen sowie an beiden Enden lotrechte versteifte Scheiben vorgesehen sind. die miteinan- der durch quer zu den Haupttr : igern liegende Spannglieder verbunden sind.