DE102014108274A1 - Flood protection system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochwasser-Schutzsystem mit im Gründungsbauwerk angeordneter Spundwand, deren oberer Abschnitt mit dem Gründungsbauwerk abschließt oder aus diesem herausragt. Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik soll ein System geschaffen werden, das sich durch wesentlich geringere Baukosten auszeichnet. Ferner soll auf die Errichtung eines Fundamentes in Stahlbeton-Beton-Ausführung verzichtet werden können. Als Lösung wird ein System vorgeschlagen, bestehend aus einer Reihe nebeneinander angeordneter Spundwandelemente 1, 1‘ 2, 2‘, 3 und köcherartigen Befestigungseinheiten 9 zur Aufnahme vertikaler Stützen. Jede köcherartige Befestigungseinheit 9 ist in einem trapezförmigen Freiraum 31, der sich zwischen zwei 1‘, 2‘ oder drei benachbarten Spundwandelementen 1, 2, 3 befindet, angeordnet. Die Befestigungseinheit 9 ist an einer Seite mit einem oder zwei Spundwandelementen 1, 2 und an der gegenüberliegenden Seite mit mindestens einer stabilen seitlichen Abdeckplatte 18 fest verbunden. Diese ist mit den benachbarten Spundwandelementen 1, 1‘, 2, 2‘, 3 fest verbunden. Auf der Befestigungseinheit 9 liegt eine Stützenauflage 12 mit einer Aufnahmeöffnung für die Stütze 21 auf.The invention relates to a flood protection system with a sheet pile wall arranged in the foundation structure, the upper section of which ends with the foundation structure or protrudes therefrom. Based on the disadvantages of the known prior art, a system is to be created which is distinguished by significantly lower construction costs. Furthermore, it should be possible to dispense with the establishment of a foundation made of reinforced concrete and concrete. As a solution, a system is proposed, consisting of a row of sheet pile elements 1, 1 '2, 2', 3 arranged next to one another and quiver-like fastening units 9 for receiving vertical supports. Each quiver-like fastening unit 9 is arranged in a trapezoidal free space 31, which is located between two 1 ″, 2 ″ or three adjacent sheet pile wall elements 1, 2, 3. The fastening unit 9 is firmly connected on one side to one or two sheet pile wall elements 1, 2 and on the opposite side to at least one stable side cover plate 18. This is firmly connected to the adjacent sheet pile wall elements 1, 1 ', 2, 2', 3. A support support 12 with a receiving opening for the support 21 rests on the fastening unit 9.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochwasser-Schutzsystem mit im Gründungsbauwerk angeordneter Spundwand, deren oberer Abschnitt mit dem Gründungsbauwerk abschließt oder aus diesem herausragt. The invention relates to a flood protection system with sheet pile wall arranged in the foundation structure, the upper section of which terminates with the foundation structure or protrudes therefrom.
Zum Schutz gegen Hochwasser ist bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungen bekannt. For protection against floods a variety of different devices is already known.
Viele dieser Vorrichtungen werden in Spundwandbauweise ortsfest errichtet und bleiben auch in hochwasserfreien Zeiten unverändert bestehen. Many of these devices are built stationary in sheet pile construction and remain unchanged even in flood-free periods.
In Städten oder an Küsten errichtete Hochwasserschutzanlagen vorgenannter Bauart sind aus optischen Gründen unerwünscht und beeinträchtigen den üblichen Stadt- oder Besucherverkehr. Built in cities or coastal defenses of the aforementioned type are undesirable for visual reasons and affect the usual city or visitor traffic.
In Erholungsorten im Küstenbereich gibt es Strandpromenaden und Fahrradwege, die von einer großen Anzahl an Besuchern genutzt werden und nur außerhalb der Saisonzeiten einen Hochwasserschutz erfordern. Coastal resorts offer beach promenades and bicycle lanes that are used by a large number of visitors and require flood protection only during off-season.
Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an Hochwasserschutzanlagen, die nur für bestimmte Zeiträume innerhalb eines Jahres errichtet werden. Derartige Anlagen sollten sich mit vergleichsweise geringem Aufwand montieren und demontieren lassen. There is therefore a considerable need for flood protection systems, which are built only for specific periods within a year. Such systems should be assembled and disassembled with comparatively little effort.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass insbesondere in am Meer gelegenen Gebieten oft klimatische Bedingungen herrschen, die extrem hohe Anforderungen an die Qualität und Funktionssicherheit von Hochwasserschutzanlagen stellen. Dies trifft insbesondere für Küstenbereiche mit Sturmflutgefahr zu, wo bedingt durch kurze Vorwarnzeiten die Forderung besteht, dass Hochwasserschutzanlagen schnell und sicher montierbar sein müssen. It must be borne in mind that climatic conditions often prevail, especially in seaside areas, which place extremely high demands on the quality and functional safety of flood defenses. This is particularly true for coastal areas with storm surge danger, where due to short warning times there is a demand that flood protection systems must be installed quickly and safely.
Zur Errichtung von zeitweise benötigten Hochwasserschutzanlagen sind insbesondere Ausführungen (
Eine Lösung ähnlicher Bauart ist auch aus der
Bei Bedarf werden die Stützen mittels Kran hochgezogen und in ihrer Gebrauchslage verriegelt. Zwischen zwei benachbarten Stützen werden zur Errichtung einer Schutzwand Dammbalken eingesetzt. If necessary, the supports are lifted by crane and locked in their position of use. Between two adjacent columns dam beams are used to build a protective wall.
Aus der
Die Befestigungseinheit besteht aus einem stabilen Bauteil mit einer zentrisch angeordneten, rohrförmigen Aufnahme mit zwei gegenüberliegend angeordneten, axial verlaufenden Führungsnuten und einer im unteren Abschnitt angeordneten ringförmig verlaufenden Nut, die durch mindestens einen Anschlag unterbrochen ist, der versetzt zu den axialen Führungsnuten angeordnet ist. Das obere Ende der rohrförmigen Aufnahme ist von einem flanschförmigen Abschnitt umgeben und der untere Abschnitt der Stütze ist rohrförmig ausgebildet und passgenau in die rohrförmige Aufnahme einsetzbar. Im unteren Bereich des rohrförmigen Abschnitts ist mindestens ein in axialer Richtung bewegbares Arretierungselement vorgesehen, das nach dem Einsetzen und Drehen der Stütze in Richtung Anschlag formschlüssig in die ringförmig verlaufende Nut eingreift. Mittels mindestens einer in axialer Richtung wirkenden Spannvorrichtung ist die Stütze fest in Einbaulage arretierbar. Am oberen Ende des rohrförmigen Abschnitts der Stütze ist eine Abdeckung vorgesehen, die im verriegelten Zustand der Stütze mit dem flanschförmigen Abschnitt der Befestigungseinheit in Berührungskontakt steht und die rohrförmige Aufnahmeöffnung dicht verschließt. The fastening unit consists of a stable component with a centrally arranged, tubular receptacle with two oppositely disposed, axially extending guide grooves and an annular groove arranged in the lower portion, which is interrupted by at least one stop, which is arranged offset to the axial guide grooves. The upper end of the tubular receptacle is surrounded by a flange-shaped portion and the lower portion of the support is tubular and fits accurately into the tubular receptacle used. In the lower region of the tubular portion, at least one locking element movable in the axial direction is provided which, after the insertion and rotation of the support in the direction of the stop, engages positively in the annular groove. By means of at least one clamping device acting in the axial direction, the support is firmly locked in the installed position. At the upper end of the tubular portion of the support, a cover is provided which is in the locked state of the support in contact with the flange-shaped portion of the fixing unit and sealingly closes the tubular receiving opening.
Der Nachteil dieses Systems besteht darin, dass die Befestigungseinheiten in einem Stahlbeton/-fundament gegründet werden müssen. The disadvantage of this system is that the fastening units must be established in a reinforced concrete / foundation.
Bei eintretendem Hochwasser und Sturm, insbesondere in Küstenbereichen, treten erhebliche Kräfte (Biegemomente, Querkräfte, Torsionskräfte und Normalkräfte) auf, die über die Stützen in das Fundament eingeleitet werden. Die Fundamente erfordern daher einen hohen Bewehrungsgrad, der materialseitig und vom Herstellungsaufwand mit hohen Kosten verbunden ist. In the event of flood and storm, especially in coastal areas, considerable forces (bending moments, shear forces, torsional forces and normal forces) occur, which are introduced into the foundation via the supports. Therefore, the foundations require a high degree of reinforcement, the material side and the production cost associated with high costs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Hochwasser-Schutzsystem zu schaffen, das sich durch wesentlich geringere Baukosten auszeichnet und bei dem ohne nachteilige Auswirkungen hinsichtlich der Belastbarkeit auf die Errichtung eines Fundamentes in Stahlbeton-Beton-Ausführung verzichtet werden kann. The invention has for its object to provide a generic flood protection system, which is characterized by significantly lower construction costs and in which without adverse Impact in terms of resilience on the construction of a foundation in reinforced concrete-concrete design can be dispensed with.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10. According to the invention the object is achieved by the features specified in
Das Hochwasser-Schutzsystem umfasst eine im Gründungsbauwerk angeordnete Spundwand, deren oberer Abschnitt aus dem Gründungsbauwerk herausragt. Die Spundwand besteht aus in einer Reihe nebeneinander angeordneten Spundwandelementen, die über ein Spundwandschloss miteinander verbunden sind. Zur Aufnahme vertikaler Stützen sind in vorgegebenen Abständen köcherartige Befestigungseinheiten vorgesehen. Die einzelnen köcherartigen Befestigungseinheiten sind zwischen zwei oder drei benachbarten Spundwandelementen angeordnet. Jede Befestigungseinheit ist an einer Seite mit einem oder zwei Spundwandelementen und an der gegenüberliegenden Seite mit mindestens einer stabilen seitlichen Abdeckplatte fest verbunden. Die Abdeckplatte, die auch aus mehreren Teilstücken gebildet sein kann, ist mit den benachbarten Spundwandelementen fest verbunden. Die Verbindung bzw. Befestigung der Befestigungseinheit sowie der Abdeckplatte erfolgt vorzugsweise durch Schweißen. Auf der Befestigungseinheit liegt eine Stützenauflage mit einer Aufnahmeöffnung für die Stütze auf. Zum Hochwasserschutz sind zwischen den Stützen in an sich bekannter Art Dammbalken oder Sichtwandelemente angeordnet. The flood protection system comprises a sheet piling arranged in the foundation structure, the upper section of which protrudes from the foundation structure. The sheet piling consists of sheet piling elements arranged next to one another in a row, which are connected to one another via a sheet piling lock. To accommodate vertical supports quiver-like fastening units are provided at predetermined intervals. The individual quiver-like fastening units are arranged between two or three adjacent sheet pile wall elements. Each mounting unit is fixedly connected at one side to one or two sheet pile elements and at the opposite side to at least one stable side cover plate. The cover plate, which may also be formed from several sections, is firmly connected to the adjacent sheet pile wall elements. The connection or attachment of the fastening unit and the cover plate is preferably carried out by welding. On the mounting unit is a support support with a receiving opening for the support. For flood protection dam beams or visual wall elements are arranged between the supports in a conventional manner.
Der Vorteil der Kombination einer in den Boden angeordneten Spundwand mit den köcherartigen Befestigungseinheiten ermöglicht, die bei Hochwasser durch den anliegenden Wasserdruck auftretenden Kräften besser aufzunehmen und in das Erdreich abzuleiten. Dadurch kann die Belastbarkeit von Deichen mit derartigem Hochwasserschutz verbessert werden. Die Kräfte werden direkt von den Stützen in die Spundwandgründung eingeleitet. The advantage of combining a sheet piling arranged in the ground with the quiver-like fastening units makes it possible to better absorb the forces which occur during high water due to the applied water pressure and to discharge them into the soil. As a result, the resilience of dykes with such flood protection can be improved. The forces are introduced directly from the columns into the sheet pile foundations.
Außerdem wird im Vergleich zu herkömmlichen, auf einem Stahlbetonfundament gegründeten, Hochwasserschutzanlagen mittels der vorgeschlagenen Lösung der Aufwand zur Errichtung eines Hochwasser-Schutzsystems erheblich verringert. In addition, compared to conventional, based on a reinforced concrete foundation, flood protection systems by means of the proposed solution, the cost of establishing a flood protection system is significantly reduced.
Aufgrund der möglicherweise auftretenden hohen Belastungen bei Hochwasser (Biegemomente, Querkräfte, Torsionskräfte und Normalkräfte) müssen Stahlbetonfundamente einen hohen Bewehrungsgrad aufweisen. Dies ist mit einem großen Aufwand und hohen Kosten verbunden. Due to the potentially high levels of floods (bending moments, shear forces, torsional forces and normal forces), reinforced concrete foundations must have a high degree of reinforcement. This is associated with a great effort and high costs.
Die Befestigungseinheit ist vorzugsweise aus vier stabilen Seitenwänden aus Stahl gebildet, die zu einem im Querschnitt rechteckförmigen Hohlkörper zusammengefügt sind. Die Befestigungseinheit besitzt zwei parallele Seitenwände, die in ihrer Länge die beiden anderen Seitenwände überragen, wodurch vier Befestigungsabschnitte entstehen. Entlang dieser Befestigungsabschnitte werden die Schweißnähte zur Verbindung der köcherartigen Befestigungseinheit mit dem zugehörigen Spundwandelement bzw. der Abdeckplatte gelegt. The fastening unit is preferably formed of four stable side walls made of steel, which are joined together to form a rectangular cross-section hollow body. The fastening unit has two parallel side walls, which protrude beyond the other two side walls in their length, whereby four fastening sections arise. Along these attachment portions, the welds for connecting the quiver-like attachment unit with the associated sheet pile wall element or the cover plate are placed.
Zwischen benachbarten Stützen sind die Spundwandelemente mittels Spundwandholmen abgedeckt. Diese bilden mit den Abdeckplatten der Stützen oder den einzeln aufgelegten Abdeckplatten, wenn die Stützen entfernt sind, eine Ebene. Between adjacent columns, the sheet piling elements are covered by sheet pile spars. These form with the cover plates of the supports or the individually placed cover plates, when the supports are removed, a plane.
Zwischen den Spundwandholmen und der Oberseite der Spundwandelemente ist eine Dichtung angeordnet, entweder an der Unterseite der Spundwandholme oder als Aufsteckprofil auf die nach oben zeigenden Stirnseiten der Spundwandelemente. Die Stützenauflage besitzt eine im Querschnitt eine rechteckförmige Vertiefung zur Aufnahme einer Dichtung und einer bündig abschließenden Abdeckplatte, die entweder als Einzelteil ausgeführt ist oder fester Bestandteil der Stütze ist. Between the sheet pile spars and the top of the sheet pile wall elements, a seal is arranged, either on the underside of the sheet pile spars or as Aufsteckprofil on the upwardly facing end faces of the sheet pile wall elements. The support support has a cross-section a rectangular recess for receiving a seal and a flush final cover plate, which is either designed as a single part or is an integral part of the support.
Die als U-Profil ausgeführten Spundwandelemente bestehen aus einem Spundwandrücken und zwei in eine Richtung zeigende Spundwandstege. Spundwandelemente in einer Ausführung als Z-Profil besitzen einen Spundwandsteg und zwei in entgegengesetzter Richtung abgewinkelte Spundwandflansche, die miteinander verbunden, den Spundwandrücken bilden. The U-shaped sheet pile wall elements consist of a sheet pile back and two sheet piles pointing in one direction. Sheet piling elements in one embodiment as a Z-profile have a sheet pile web and two sheet pile wall flanges angled in the opposite direction and, connected to one another, form the sheet pile back.
Die in die köcherartigen Befestigungseinheiten eingesetzten vertikalen Stützen sind mit Mitteln zur Verriegelung ausgerüstet. The vertical supports used in the quiver-like fastening units are equipped with means for locking.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen, The invention will be explained in more detail below by way of example. In the accompanying drawing show
Der in
Die einzelnen in einer Reihe, abwechselnd seitenverkehrt, angeordneten Spundwandelemente
Zwischen den Spundwandelementen
Die köcherartige Befestigungseinheit
Wie in
In diesem Fall wird mit zwei über ein Spundwandschloss
Auf die montierte bzw. angeschweißte Befestigungseinheit
Die Stützenauflage
Die Spundwandelemente und die köcherartigen Befestigungseinheiten bilden den stationären Teil des Hochwasser-Schutzsystems, der dauerhaft im Boden bzw. Gründungsbauwerk verbleibt. Die nach oben offenen Bereiche der Spundwandelemente zwischen zwei benachbarten Befestigungseinheiten bzw. Stützen werden mittels aufgelegter Spundwandholme
Bei Einsatz des Hochwasser-Schutzsystems sind die köcherartigen Befestigungseinheiten
Zwischen zwei benachbarten Stützen
Der obere Abschnitt
Die einzelnen Absperr- bzw. Dammbalken bestehen aus einem Aluminium-Kastenprofil gleichen Querschnitts. Bei Hochwasser füllen sich die Hohlräume der Kastenprofile bzw. Dammbalken mit Wasser, wodurch dem Auftrieb durch Hochwasser entgegengewirkt wird. Die benachbarten, horizontal verlaufenden Ober- und Unterseiten der Dammbalken
Zur Montage der Stütze
Das untere Verriegelungselement
Durch Drehbewegungen der Gewindestange
Die bei Hochwasser auftretenden Kräfte und Biegemomente werden von den Stützen über die köcherartige Befestigungseinheit direkt auf die Spundwandgründung übertragen. Das System lässt sich im Vergleich zu bekannten Systemen mit wesentlich geringeren Baukosten erstellen. The forces and bending moments occurring during flood are transferred from the supports via the quiver-like fastening unit directly to the sheet pile foundations. The system can be compared to known systems with significantly lower construction costs.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: WEIDNER STERN JESCHKE PATENTANWAELTE PARTNERSC, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: TERRA INFRASTRUCTURE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP BAUTECHNIK GMBH, 45127 ESSEN, DE Owner name: THYSSENKRUPP INFRASTRUCTURE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP BAUTECHNIK GMBH, 45127 ESSEN, DE |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: MEISSNER BOLTE PATENTANWAELTE RECHTSANWAELTE P, DE |
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R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: TERRA INFRASTRUCTURE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: THYSSENKRUPP INFRASTRUCTURE GMBH, 45127 ESSEN, DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |