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TECHNISCHES GEBIET
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Sicherung von vorhandenen Deichen ist seit langem bekanntest Problem, wobei die unterschiedlichsten, bisher jedoch unzureichenden Schutzsysteme angewandt wurden. Eine Erhöhung der Gesamtstabilität und der Gesamtsicherheit des Deiches als Teil eines übergreifenden Küstenschutzsystems ist das dringende Notwendigkeit bei dem geschehenden Klimawandel und wegen der steigenden Meereswasserstände. Die Deiche müssen höchsten Sicherheitsanforderungen genügen, um den Schutz von Menschen, Landschaften, Verkehrswegen, Infrastrukturen und Wirtschaftsgütern auch unter extremen und langfristig veränderlichen Wasserstands- und Sturmflutbedingungen zu gewährleisten. Wichtig sind hierbei vor allem die Höhe der auf dem Deich brechenden Wellen und deren Auflauf. Diese Aufgabe müssen auch Strom- und Flussdeiche im Binnenland erfüllen. Deichen drohen auch andere Gefahren, zuerst aus auf dem Deich brechenden Wellen und deren Auflauf von Seegang. Deiche müssen alle Belastungen und den hieraus resultierenden Schäden für eine gewisse Dauer standhalten, ehe ein Versagen eintritt.
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Bei Deichen gibt es viele Bedrohungen, die wichtigste sind: das Abwaschen, das Durchfließen des Wassers, das Ausweichen des Erdkörpers und Gründungen, die Sackung, die ungenügende mechanische Festigkeit des Erdkörpers und Erosion der Oberfläche.
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STAND DER TECHNIK
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Es gibt ein Durchströmbares Böschungsdeckwerk (Schlussbericht über das Forschungsprojekt „Bemessung wellenbelasteter Hohldeckwerke", 2001, S. 5, Fachhochschule Bielefeld, Labor für Hydromechanik und Wasserbau bekannt, das aus einem Satz der Betonschilde „Hollow Cubes” besteht, die dicht in eine Schicht gelegt sind. Solcher Betonschild mit der Leere innen läßt dem Wasser zu, den Kontakt mit der Oberfläche der Böschung zu haben. Dieser Satz der Betonschild e ist für die Verkleinerung der nach dem Schlag zurückkehrenden Wellen vorbestimmt.
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Den Mangel dieser Lösung besteht in der Labilität des Satzes der Betonschilde, die bei den grossen Wellen aus der eigenen Stelle ausgerissen sein können und dann werden fortgeschwemmt. Der zweite Mangel besteht darin, dass die Betonschilde die Erosion der Böschung des Deiches verhindern nicht kann. Und die mit dem Erosionsprozess verknüpften Versagenswarscheinhichleiten des Deiches sind sehr hoch. Das kann man sehen aus dem Bericht Ne. 877 „Probabilistische Bemessungsmethoden für Seedeiche (ProDeich), 2002, S. 183, Technische Universität Braunschweig, Leichtweiß-Institut für Wasserbau, Hydromechanik und Küsteringemieurwesen. Und schräger Wellenanlauf fortschwemmt die Partikeln des Grundes und träg sie zur Seite bei der Erosion aus.
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Es gibt eine Vorrichtung zur Stabilisierung von Flussdeichen bei Hochwasser, die gemäß der Patentanschrift
DE 197 35 944 C2 bekannt. Sie besteht aus abrolibarer Abdichtungsfolien, die wasserseitige Böschung bedeckt und so vor Durchweichen und Abrutschen des deiches schützt. Ihr Mangel besteht in Abwesenheit der Biegenfeszigkeit, wegen wessen sie nicht fähig ist, den Erdkörper des Deiches von mechanischer Wirkung von dem Seegang zu schützen.
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Bekannte Deichabdichtungen aus Stahlbeton sind teuer und mit umfangreichen Betonierungsarbeiten im Deich verbunden. Der sich unter dem Wasser befindenden Teil des Deiches, im allgemeinen auf diese Weise ist es unmöglich zu schützen.
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TECHNISCHE LÖSUNG
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Man untersucht einen Deich 1, der aus einer Krone 2, einer Außenböschung 3 und einer Binnenböschung 4 besteht und liegt auf dem Deichgrund 5. Die üblichen Deiche befinden sich auf einer vorwiegend entlang einer Gewässerkante (z. B. entlang der Küste) verlaufenden Erhöchung und bestehen in ihrer Grubdstruktur üblicherweise aus Sand, Erde, Lehm usw. Sir haben eine Abdeckung aus Rasen Bei länger andauernden Hochwassersituationen unterliegt der Deich den unterschiedlichsten Einflüssen, welche die Standfestigkeit des Erdwalles stark beeinträchtigen. Falls der Deich die ausreichende Höhe und Breite für einen Hochwasser von der gegebenen Stufe hat, so fängt die Zerstörung des Deiches immer um den Erscheinen einer Flecke der Erosion auf ihrem Oberfläche an.
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Um die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Wellenbelastung und Standsicherheit vor Abrutschen zu erhöhen, werden auf die Böschungen des Deiches die flachen Schilde gelegt. Man legt sie in zwei Schichten – untere 6 und obere 7, um für höheren Stabilität die Kupplund zwischen den Schilden zu benutzen. Teilweise liegen die Schilde unter Wasser der See 8 und unter durchsinkerndes Wasser 9.
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Der Schild ist rechteckig und mit der Karkasse 10, aus den Stahlteilen erledigt, konkret aus U-Stahl warmgewalzter rundkantiger z. B. h = 50 mm. Die Karkasse ist geschweißt. Von unterer Seite der Karkasse befindet sich ein Boden 11 aus dem Stahlblech mit der Dicke 0,5 mm. Der Boden ist zur Karkasse geklebt oder geschweißt. Die Schilde sind gefarbt. Der U-Stahl ist von außerer Seite mit Klettbändern beklebt, es läßt zu, den Satz der Schilde in die ununterbrochene Hülle für den Deich umzuwandeln. Die Schilde sind mit grossen Kiesel gefüllt.
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Die Karkasse der unteren Schicht 7 ist mit zwei Messern 12 versorgt, die zu U-Stahl von unten angeschweißt sind. Diese Messer sind in die Oberfläche der Böschung eingesteckt. Die Schilden der Oberschicht 6 hacken sich an die Karkassen von unteren Schilden an mit zwei Haken 13. Damit wird ihre Unbeweglichkeit von allen Schilden versorgt.
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Die Löcher 14 im Boden des Schildes dienen für die Bequemlichtkeit der Montage der Schilde, dorthin kann man den Haken des Hebemechanismus hineinlegen oder mit der Hand es greifen. Außerdem kann man durch diese Löcher, die flexible Verbindung 15, zum Beispiel, eine Kette oder einen Draht verlegen und verschließen, was die Stabilität des aus den Schilden geschaffenen Hülle versorgt. Ebenso können die anliegenden Reihen der Schilde nach der Höhe der Böschung verbunden sein. Diese Schilde versorgen die Erhöhung der Standsicherheit des Erdkörpers des Deiches gegen Umläufigkeit von unten, oben oder zwischen den Schilden, weil das Wasser keinen Platz dafür hat, und dadurch verhidern das Aussüplen von Erdmassen durch Wasser. Sie können auch für Ertüchtigung von vorhandenen Deichen dienen.
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Diese Maßnahme läßt, eine Vergrößerung der Böschungsneigung zu erledigen und die Umfänge des Deiches zu verringern. So werden bei Neubauten und Ertüchtigungen vorhandener Deiche erheblich an Material und Grundfläche sowie Anbauzeit eingespart.
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Der Größe des Schildes klärt sich aus dem Verfahren der Montage. Der Schild mit der Größe 1 m × 1 m wiegt weniger als 30 Kilogramm, und ihn können zwei Menschen heben. Für den Aufstieg des Schildes des größeren Umfanges wird der Hebemechanismus gefordert. Die Montage mit Hilfe von Hubschrauber ist auch möglich. Die Schilde auf den Unterwasserteil des Deiches stellen die Taucher auf. Nach der Montage der Schilde der unteren Schicht, werden sie mit Kiesel gefüllt. Danach beginnt die Montage der Oberschicht der Schilde.
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Der flexible Boden der Schlde des Oberschihtes wird von der Drück der Wellen bis zu dem Kontakt mit dem Kiesel des unteren Schildes gebogen. Wobei werden die Kräfte auf U-Stähle der Schilde an der unteren Schicht übergeben, und werter auf den Erdkörper des Deiches, dort werden sie verteilt nach der großen Fläche. Deshalb rufen diese Kräfte die Zerstörungen des Deiches herbei nicht. Im ruhigen Zustand der See dank der Löcher im Boden des Schildes unter den statischen Druck des Wassers biegen die Boden des Schildes nicht, weil der Drück von beiden Seiten identisch ist und folglich es ausgewogen wird. Der statische Druck des Wassers auf den Körper des Deiches ruft ihre Zerstörungen herbei nicht. Das versorgt die Stabilität und die Sicherheit des Deiches während der dauernden Einwirkung der See auf dem Deich.
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Da die Oberfläche des Deiches jetzt unerschutterlich ist und kann nicht von den Wellen zerstört sein, kann man auf die Oberfläche des Deiches eine wasserdichte Schicht des Asphaltes oder den wasserdichten Film legen.
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Freilich, werden sie die zerrissenen Löcher von den Messern haben, aber der Größe von dieser Löcher ist klein und ist von Messer praktisch vollständig gefüllt. Im Falle mit dem Asphalt, letzter wird das Messer verhüllen, und die zusätzlichen Maßnahmen werden nicht gefordert. Im Falle des Filmes – man kann um das Messer auf U-Stahl der Karkasse eine flachen Gummiring aufzukleben, das vor dem Treffen des Wassers im Deich schützen wird. Es wird die Durchsickerung verhindern.
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In den beilegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Es zeigen:
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Bezugszeichenliste
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- 1
- der Deich
- 2
- die Krone
- 3
- die Außenböschung
- 4
- die Binnenböschung
- 5
- der Deichgrund
- 6
- der Schild der äußerlichen Schicht
- 7
- der Schild der inneren Schicht
- 8
- die See
- 9
- durchsinkerndes Wasser
- 10
- der Karkasse des Scildes
- 11
- der Boden des Scildes
- 12
- der Messer
- 13
- der Haken
- 14
- die Loch
- 15
- flexible Verbindung
- 16
- wasserdichte Schicht
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Es folgen 10 Zeichnungen:
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1 – Schematische Darstellung von einen Deich in Querschnitt
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2 – Fragment A auf 1
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3 – Schild, Ansicht von oben
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4 – Querschnitt 1-1 auf. 3
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5 – Querschnitt 2-2 für 7 auf. 3
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6 – Querschnitt 2-2 für 6 auf. 3
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7 – Ansicht nach B
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8 – Querschnitt 4-4 auf 7
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9 – Knoten 1 auf 2
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10 – Querschnitt 3-3 auf 9
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- „Bemessung wellenbelasteter Hohldeckwerke”, 2001, S. 5, Fachhochschule Bielefeld, Labor für Hydromechanik und Wasserbau [0003]
- Bericht Ne. 877 „Probabilistische Bemessungsmethoden für Seedeiche (ProDeich), 2002, S. 183, Technische Universität Braunschweig, Leichtweiß-Institut für Wasserbau, Hydromechanik und Küsteringemieurwesen [0004]
