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Die
Erfindung betrifft eine zeitweilig einsetzbare Vorrichtung zur Ergänzung des
Hochwasserschutzes.
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Dem
bisherigen Stand der Technik entsprechend werden Hochwasserschutzbauten
auf Erfahrung und Berechnung beruhend in größerem Maßstab so konzipiert, daß sie für einen
nach menschlichem Ermessen unbegrenzten Zeitraum vorübergehenden
Hochwassern standhalten und Überschwemmungen
größerer bewirtschafteter
bzw. besiedelter Gebiete verhindern.
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Dem
Restrisiko wird selten große
Aufmerksamkeit geschenkt, bis die Naturgewalt wieder einmal einen
unbegrenzt geglaubten Zeitraum beendet.
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Dann
wird auf den Sandsack zurückgegriffen,
dessen technisches Niveau im Hochwasserschutz etwa dem technischen
Niveau des Wassereimers in der Brandbekämpfung entspricht.
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Vorkehrungen,
die den Einsatz mobiler Hochwassersperren ermöglichen, die aus Pfählen und
starren Sperrelementen bestehen, sind meist auf Deichdurchlässe oder
relativ kurze Uferabschnitte im Bereich von Städten begrenzt, da ihre Vorhaltung großen Material-,
Lagerungs- und Transportaufwand erfordert.
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Ein
Vorzug der Sandsackmethode liegt in der Aktivierung des Gemeinschaftssinns:
Alle hilfsbereiten Hände
können
in der Not mit zupacken – das
ist wichtig, wenn auch oft vergebens.
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Die
Erfahrung zeigt eben auch die Mängel dieser
Methode:
- 1. Sand ist in großen Mengen vorhanden, hat aber auch
erhebli ches Gewicht. Dies bereitet Transportprobleme, insbesondere
beim Transport auf durchweichte Deiche, die unter der zusätzlichen Last
noch eher zusammenzusacken drohen als durch ihr Eigengewicht.
- 2. Traditionelle Sandsäcke
sind ebenso wie ihre Füllung
nicht wasserundurchlässig.
Sickerwasser durchdringt Sandsackwälle und fördert tendenziell auch ihr
Zusammensacken.
- 3. Höhere
Sandsackbarrieren lassen sich nur unter erheblicher Verbreiterung
der Dammbasis errichten.
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Über den
Rückgriff
auf Sandsäcke
hinaus sind technische Vorrichtungen für den mobilen Hochwasserschutz
durch – hier
in chronologischer Reihenfolge der Anmeldungen aufgeführte Patente
und Gebrauchsmuster – bekannt:
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Darin
sind in den Boden eingelassene Pfähle kombiniert mit platten-
und/oder balkenartigen Sperrelementen als Hochwasserschutz vorgesehen, wobei
die Länge
jedes Sperrelements durch den Abstand von zwei Pfählen definiert
ist.
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Jeder
Pfahlabstand erfordert ein einzelnes dazu passendes Sperrelement
oder – bei
Zusammensetzung aus einzelnen Balken – sogar eine ganze Serie zum
Pfahlabstand passend bemessener Balken.
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In
allen o.a. Schriften sind die Sperrlemente als starre, im wesentlichen
formstabile Körper
vorgesehen. Als solchen sind ihren Abmessungen enge Grenzen gesetzt,
da sie reversibel einsetzbar, druckstabil und transportabel sein
sollen.
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Sofern
es sich nicht um seitlichen Anschluß an ein festes Bauwerk wie
z. B. eine Flutschutzmauer handelt, ist bei diesen Vorrichtungen
jeder Pfahl mindestens als Halterung und Verbindung zwischen zwei plattenartig
ausgebildeten Sperrelementen vorgesehen. Daher sind an jedem Pfahl
mindestens zwei Dichtungsfugen gegeben.
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Zur
Lösung
der damit einhergehenden Dichtungsprobleme sind in den o.a. Schriften
Preßbalken oder
-schienen mit Dichtungsfunktion vorgesehen, durch welche die Enden
der beiden Sperrelemente an den Pfahl gepreßt werden sollen.
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Bei
einigen der o.a. Schriften, nämlich
(1), (2) und (5) besteht darüber
hinaus ein weiterer Grund, warum die jeweiligen Sperrlelemente an
den vorgesehenen Pfählen
enden müssen:
Die
darin vorgesehenen Spannschrauben sind am Pfahl in der Höhendimension
der Sperrelemente angeordnet, und würden daher das Profil einer
durchgehenden Bahn kreuzen, bzw. müßten zu deren Befestigung mit
allen Folgen für
Zugbelastbarkeit, Dichtigkeit und Wiederverwendbarkeit durch diese
hindurchgeführt
werden.
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Im
wesentlichen Unterschied gegenüber dem
Stand der Technik, wie er den o. a. Schriften- zu entnehmen ist,
ist das Ziel der Erfindung das Anbringen einer nach durchgehenden
flexiblen Bahn, die an der Halterung weder endet, noch unterbrochen
oder in irgendeiner Weise perforiert werden muß, um gehalten werden zu können, wohingegen
die in o. a. Schriften vorgesehenen Halterungen nur für das Einspannen
der Enden einzelner aus starren Platten oder Balken bestehender
Sperrelemente vorgesehen und geeignet sind, so daß an jedem
Pfahl zweiseitig bzw. an jedem Einzelelement je zwei Dichtungsprobleme
bestehen, die bei der erfindungsgemäßen Halterung nach Anspruch
1 mit einer auch am Pfahl nicht unterbrochenen, sondern durchgehenden
Bahn gar nicht auftreten.
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Gelöst ist das
Problem der Halterung einer als Hochwassersperre vorgesehenen flexiblen
Bahn, die zum Zwecke der Halterung am Pfahl weder unterbrochen noch
perforiert werden muß,
nach Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch,
daß der
Preßhebel
(5), der den Preßbalken
betätigt,
am Pfahl mittels Gelenk (4) nicht innerhalb des Bahnverlaufs,
sondern – wie
in der Zeichnung 1 dargestellt – oberhalb
der aufgerichteten Bahn angelenkt ist – und im Einsatzfall von oben über die
aufgerichtete Bahnseite hinweggeklappt und wasserseitig vor diese
gelegt werden kann. Eine solche, für die Halterung einer ununterbrochenen
und unperforierten Bahn wesentliche Anbringung ist nach den o.a.
Schriften (1) bis (5) nicht vorgesehen oder möglich.
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Die
erfindungsgemäße Anbringung
ist also wesentlich für
die Lösung
des Problems, denn die flexible Bahn ist erfindungsgemäß nicht
etwa als ergänzendes
Dichtungsmittel vorgesehen, mit dem starre Einzelelementen etwa
in bekannter Weise zusätzlich zu beaufschlagen
wären,
sondern Sie macht diese erfindungsgemäß verzichtbar bzw. kann diese
ablösen.
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Damit
wird erkennbar über
den durch Konvention bedingten Stand der Technik hinausgegangen.
Für eine
als Hochwassersperre taugliche, flexible Bahn wird hier von Materialien
ausgegangen, die bei hoher Druck- bzw. Zugfestigkeit und natürlich Wasserdichtheit
dennoch leicht, dünn
und flexibel sind.
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Solche
Materialien stellt die Technik längst zur
Verfügung.
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Sie
sind an sich aus vielerlei Anwendungen bekannt und erprobt wie beispielsweise
von Flugzeugreifen oder Schwerlastgurten, um nur zwei zu nennen.
Auf ihre Zuverlässigkeit
wird in vielen Lebensbereichen längst
vertraut, nicht jedoch im Hochwasserschutz.
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Im
weiteren Unterschied zu den in allen o.a. Schriften vorgesehenen
Halterungen bzw. Preßbalken
oder -schienen dient der Preßbalken
nach Anspruch 1 erfindungsgemäß nicht
in erster Linie der Lösung
des Dichtunggsproblems, denn das Dichtungsproblem tritt unter der
erfindungsgemäßen Bedingung
einer durchgehenden Bahn am Pfahl gar nicht auf.
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Vielmehr
hat der Preßbalken
erfindungsgemäß zunächst zwei
ande re wichtige Funktionen zu erfüllen:
- 1.
Er hält
die flexible Bahn, die sonst in sich zusammensacken könnte, aufrecht,
- 2. Er dient dazu, die seitlich in der Bahnlängsrichtung wirkenden Zugkräfte aufzufangen,
die aus dem Stauwasserdruck unter der Bedingung einer ihm in gewissen
Grade nachgebenden flexiblen Bahn resultieren. Da die Pfahlabstände bei
durchgehender Bahn erfindungsgemäß nicht
genau definiert sein müssen,
würde die
flexible Bahn ohne Halt durch den Preßbalken dort nachgeben können, wo
durch größere Pfahlabstände größerer Wasserdruck
auf ihr lastet.
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Für die Aufnahme
solcher seitlich wirkenden Zugkräfte
sind die aus o.a. Schriften zu entnehmenden Halterungen nicht vorgesehen, weil
dort starre Sperrelemente vorgesehen sind, bei deren Einsatz seitlich
wirkende Zugkräfte
vernachlässigbar
gering sind.
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Mithin
liegt auch hierin ein wichtiger Unterschied zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Erst
an dritter Stelle kommt der erfindungsgemäßen Halterung am Pfahl auch
eine Dichtungsfunktion zu.
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Für Fälle nämlich, in
denen auch über
weite Strecken und viele Pfahlabstände durchgängige Bahnen einmal enden und
nicht mit Anschlußbahnen verschweißt oder
verklebt werden können,
sind die erfindungsgemäßen Halterungen
nach Anspruch 5 mit Dichtungmitteln beaufschlagt und nach Anspruch 6
dafür vorgesehen,
im Bedarfsfall – wie
aus Zeichnung 2 ersichtlich – auch zwei
Materialbahnen und/oder zwei Materialbahnenden überlappend einzuspannen.
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Auch
dies wiederum im wesentlichen Unterschied zu den in o.a. Schriften
dargestellten Vorrichtungen.
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Darüber hinaus
besteht nur im Falle eines Anschlusses an feste Sperrwerke wie Flutschutzmauern
im Bereich der Anschlußhalterung
eine Fuge, welche durch die vorgesehenen Dichtungsmittel zu schließen ist.
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Gegenüber dem
Stand der Technik, wie er aus den o.a. Schriften zu entnehmen ist,
sind bei der erfindungsgemäßen Hochwasserschutzeinrichtung durch
die bereits genannten wesentlichen Unterschiede völlig andere
Verfahrensweisen im Einsatzfall bedingt:
Nach Anspruch 12 und
13 können
relativ dünne
und flexible, in langen Streifen industriell hergestellte Bahnen,
beispielsweise beschichtete Polyester-, Glasfaser- oder Stahlgewebe,
die mit Kunststoff oder Gummi beschichtet sind, – im Gegensatz zu starren Einzelelementen – für den Einsatz
in aufgerolltem Zustand angeliefert werden.
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Am
Einsatzort können
die Bahnen von Hand geführt
oder maschinell von Lastkraftwagen über längere Strecken am Boden entlang
einer Reihe vorgesehener Pfähle
ausgerollt werden – beispielsweise auf
einer Deichkrone oder einer Uferpromenade – und zum Schluß des Einsatzes
wieder eingerollt werden.
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Sofern
die Bahn erfindungsgemäß nach Anspruch
11 mit Längsfalzung
doppellagig aufgerollt zum Einsatzort kommt, kann dort unter der
Bedingung,
daß beim
wasserseitigen Abrollen entlang der Pfahlreihe der Falz zur Pfahlreihe
hin zu liegen kommt,
die obere Bahnlage zum Pfahl hin hochgeschlagen werden,
während
die untere – wie
nach Anspruch 3 vorgesehen – wasserseitig
am Boden liegend verbleibt.
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Nach
dem Hochschlagen der oberen Bahnlage gegen den Pfahl kann erfindungsgemäß der am oberen
Teil des Pfahls beweglich angelenkte Preßbalken nach Anspruch 1 gemäß Zeichnung 1 von
oben her über
die hochgeschlagene Bahnlage geklappt und wasserseitig gegen diese
gepreßt
werden. Wodurch die Bahnlage beschädigungsfrei gegen den Pfahl
gepreßt
und gehalten wird.
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Da
die Bahn flexibel ist, muß das
Hochschlagen der Bahn nicht auf ganzer Länge zugleich erfolgen, sonden
kann sukzessiv von Pfahl zu Pfahl fortschreitend geschehen.
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Aufgrund
einer solchen, der Erfindung gemäßen bzw.
durch sie ermöglichten
Verfahrensweise kann der Vorgang über größere Strecken zeit- und arbeitsökonomisch
von relativ wenigen Einsatzkräften bewältigt werden.
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Die
nach Anspruch 3 wasserseitig am Boden belassene Bahnhälfte dient
erfindungsgemäß dem im
wesentlichen wasserdichten Anschluß der Barriere zum Boden hin,
da sie dort vom Wasserdruck ähnlich
einer Ventilklappe an den Boden angepresst wird. Um ein Aufschwimmen
zu verhindern, kann sie in an sich bekannter Weise z.B. mit Sandsäcken beschwert
und/oder z.B. mit – vorzugsweise
reversibler – Dichtmasse
an einem haftfähigen
Untergrund fixiert werden.
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Ein
bei größerem Druck
zu erwartendes Unterdurchziehen der bodenseitigen Bahnlage unter der
aufrecht gehaltenen Bahnlage kann auf solche Weise unterbunden werden.
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Außerdem kann
nach Anspruch 15 und 16 zur Sicherung gegen Unterdurchziehen der
liegenden Bahnseite im Bodenbereich zwischen den Pfählen in
an sich bekannter Weise eine Schwelle, Stufe oder Nut angelegt sein.
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Darüber hinaus
kann die am Boden zu liegen kommende Bahnlage nach Anspruch 8 und
9 mehrschichtig so ausgeführt
sein, daß die
obere Schicht relativ fest, die zum Boden hin zeigende Schicht voluminöser und
elastischer ausgeführt
ist, so daß sie bei
entsprechendem Druck von oben an Bodenunebenheiten angeschmiegt
wird. Hierfür
können
z.B. Schaumgummi oder wasserquellbare Faser- und Filzmaterialien
zum Einsatz kommen.
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In
die aufgerichtet zwischen die Pfähle
gespannte Bahnlage können
nach Anspruch 4 erfindungsgemäß quer zur
Bahnlängsachse,
also im Einsatzfall aufrecht orientierte Streben eingearbeitet sein,
welche einem Zusammensinken bzw. einem Ausbauchen unter dem Wasserdruck
entgegenwirken.
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Zudem
dienen die in der eingespannten Bahnhälfte quer zur Längsrichtung
eingearbeiteten Streben nach Anspruch 4 dazu, ein seitliches Durchrutschen
der Bahn zwischen Preßbalken
und Pfahl, das bei ungleichseitiger Zugbelastung der Bahn oder bei
Anstückelungen – wie in
Zeichnung 2 dargestellt – auftreten
könnte,
zu unterbinden.
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Nach
Anspruch 10 können
solche Streben auch nach dem Ausbringen der Bahn am Einsatzort in
dafür vorgesehene
Taschen der aufgerichteten Bahnhälfte
eingeschoben werden – selbstverständlich vor
Eintreten des Wasserdrucks.
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Ebenfalls
der Bahnstabilisierung dienen nach Anspruch 17 an den Pfählen vorgesehene
Halterungen für
Seile, die in Verbindung mit an sich bekannten Befestigungsmitteln
wie den in Anspruch 10 vorgesehenen Mitteln einer Zugentlastung
der flexiblen Bahn dienen können.
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Die
Option eines nicht entlang einer Pfahlreihe ausgerichteten Bahnverlaufs
ist nach Anspruch 7 erfindungsgemäß für Fälle vorgesehen, in denen eine
wasserseitige Deichböschung
gegen Wasserdurchsickerung geschützt
werden soll.
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Dafür kann eine
längere
Bahn quer zur Deichachse und quer zur Pfahlreihe auf der Deichböschung ausgerollt
und ihr oberes Ende zur Erhöhung des
Deiches in die erfindungsgemäße Halterung
eingespannt werden.
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Da
nach Anspruch 1 und 6 doppel- und mehrlagig eingespannt werden kann,
kann eine Deichböschung
auf diese Weise mit einer Reihe z. B. schuppenförmig überlappender Bahnen abgedeckt werden.
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Damit
ist allerdings auch in diesem besonderen Fall zwar die minimale
Bahnbreite durch den Abstand zweier benachbarter Pfahlhalterungen
bestimmt, nicht jedoch die maximale Bahnbreite, da erfindungsgemäß auch in
diesem Fall die durchgehende Bahn in der Breite von mehrere nebeneinander stehenden
Pfahlhalterungen gehalten werden kann.
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Diese
Option bezüglich
der Bahnrichtung stellt daher ebenfalls keine Ähnlichkeit mit den in o.a. Schriften
vorgesehenen Halterungen dar, vielmehr unterscheidet sich die erfindungsgemäße Halterung durch
die Variabilität
ihres Einsatzes ein weiteres Mal wesentlich und vorteilhaft von
diesen.
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Die
Zeichnung 1 zeigt
als ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung nach Anspruch 1 und 3 schematisiert einen Pfahl (1)
in Seitenansicht mit Querschnitt durch die Materialbahn (2/3).
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Der
hochstehende Teil (2) der Bahnbreite ist eingespannt zwischen
dem Pfahl (1) und einem daran mittels Gelenkverbindung
(4) angebrachten Presshebel (5),
an welchem
mittels Gelenk (6) neigbar ein Pressbalken (7)
angelenkt ist,
welcher mittels einer den Pfahl (1)
und den Presshebel (5) umfassenden Zwinge (8)
durch
Drehen der Schraube (9)
gegen den hochstehenden Teil
(2) der Materialbahn (2/3) gedrückt werden
kann.
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Anstelle
der in der Zeichnung 1 dargestellten Zwinge (8)
kann der Anpressdruck zwischen Pfahl (1) und Presshebel
(5) erfindungsgemäß auch durch
andere an sich bekannte Mittel erzielt werden, beispielsweise durch
Keile oder mittels Schraubbolzen.
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Der
Pfahl (1) ist in ein Bodenfundament (10) eingesetzt
und rückwärtig mit
Stütze
(11) und Trittplattform (12) versehen.
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Die
Zeichnung 2
zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung nach Anspruch 1 in Verbindung mit den Ansprüchen 4,
5, 6 und 9
im Querschnitt durch den Pfahl (1) und
den Pressbalken (7) mit daran vorgesehenen Dichtungselementen (13/14)
sowie den Presshebel (5) mit Gelenk (6),
im übrigen als
Draufsicht auf die Zwinge (8) mit Schraube (9)
sowie auf die hochstehenden Teile (2 und 15) zweier
Materialbahnen, die in diesem Fall überlappend zwischen Pfahl (1)
und Pressbalken (7) eingesetzt sind.
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Die
hochstehenden Teile der Bahnen (2 und 15) sind
jeweils zweilagig und mit Stabilisierungselementen (16)
dargestellt.