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Gabionen
sind Körbe
aus geflochtenem oder geschweißtem
Draht- oder Kunststoffgittern, welche in der Regel mit losem Gesteinsmaterial
befüllt
werden. Die Körbe
finden häufig
Anwendung bei Schutzwänden
an Verkehrswegen, insbesondere zur Böschungsstabilisierung sowie
zum Lärmschutz.
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Prinzipiell
sollen Lärmschutzwände eine hohe
Schalldämmung
(Schallisolation) aufweisen. Die Schalldämmung ist der Anteil der auftreffenden Schallwellen,
welcher die Wand nicht durchdringt. Die Schalldämmung setzt sich zusammen aus Schallabsorption
(Schalldämpfung)
und Schallreflexion. Dabei ist die Schallabsorption ein Maß für die von der
Lärmschutzwand
absorbierte Schallintensität
und die Schallreflexion ein Maß für die reflektierte Schallintensität.
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Bei
Schallschutzwänden
aus Gabionenkörben
finden als Füllung
der Körbe
regelmäßig schallabsorbierende
Gesteinsmaterialien Anwendung. Diese können unter Umständen jedoch
erheblich vom Umgebungsfarbbild abweichen. Da dies in landschaftlich
sensiblen Gebieten, wie zum Beispiel in Landschaftsschutzgebieten,
problematisch ist, besteht hier der Wunsch lokal vorkommendes Gesteinsmaterial
einzusetzen Zudem hat die Verwendung von örtlich vorkommenden Materialien ökologische
und wirtschaftliche Vorteile, da lange Anfahrtswege des schallabsorbierenden
Gesteinsmateriales entfallen.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Gabionenkorb zur Errichtung
von Lärmschutzwänden vorzuschlagen,
welcher eine hohe mechanische Stabilität über die normative Nutzungsdauer aufweist
und die Verwendung von örtlich
vorkommendem Gesteinsmaterial ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe gelöst durch
die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorzugsweise Weiterbildungen sind
in rückbezogenen
Unteransprüchen
dargelegt.
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Die
Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die störenden Schallwellen
in eine Richtung zu reflektieren, in welcher diese als nicht störend empfunden
werden. Beispielhaft erscheint an einer Ortsumgehungsstrasse eine
Reflexion der Schallwellen in die dem bebauten Gebiet abgewandte
Richtung nicht störend.
Somit wird ermöglicht,
lokal vorkommendes Gesteinsmaterial zu verwenden, welches sich zudem
besser in das Umgebungsfarbbild integriert. Geeignete, häufig vorkommende
schallreflektierende Gesteine sind Wasserbausteine oder andere Hartgesteine,
wie Zeolithe, Basalte, Granite oder Grauwacke. Wasserbausteine werden
nach der DIN EN 13383 in Klassen eingeteilt angeboten. Die Klasse
I weist die Sieblinie 50/150 auf, Klasse II die Sieblinie 100/300
und Klasse III die Sieblinie 150/450 auf. Für die Verwendung in einem schallreflektierenden
Gabionenkorb sind insbesondere die Klassen II und III geeignet,
da diese eine Größe aufweisen,
mit der sehr gut eine ebene und geschlossene Außenfläche der Gabionenwand geformt
werden kann. Vorteilhaft wird die Sieblinie 100/200 verwendet, da
diese einen guten Kompromiss zwischen Größe der Wasserbausteine und
Handhabbarkeit beim Einsetzen in den Gabionenkorb darstellt.
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Der
erfindungsgemäße Gabionenkorb
besteht aus einem Drahtkorb, welcher mindestens zwei Bereiche aufweist,
welche sich über
die gesamte Höhe
und Breite des Gabionenkorbes erstrecken, so dass sie eine Normalenebene
zur Lärmangriffsrichtung
bilden. Aus Richtung der Schallquelle gesehen, ist der vorderste
Bereich eine Kammer gefüllt
mit losem, frostsicherem, druckfestem, schallreflektierendem Gesteinsmaterial.
Dieses wird vorteilhaft von Hand eingesetzt, um die der Schallquelle
zugewandte Außenfläche möglichst
eben und geschlossen zu gestalten. Daran schließt sich eine fugenlose Tragschicht
aus massivem monolithischem Gesteinsmaterial an. Es gibt zwei prinzipiell
unterschiedliche Varianten für
die Gestaltung der Tragschicht:
In einer ersten Variante wird
ein monolithisches Mauerwerk aus schalldämmendem oder schallreflektierendem
Material eingebracht.
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Bei
der alternativen zweiten Variante wird die Tragschicht aus Ortbeton
am Installationsort gefertigt. Dabei wird die Tragschicht einer
Etage der Gabionenwand in einem Arbeitsgang gegossen. In der aus
neben- und übereinander
angeordneten Gabionenkörben
bestehenden Gabionenwand entsteht dadurch eine durchgehende Betonschicht
als Tragschicht, die keine Unterbrechungen aufweist. Zur Verstärkung der
schallreflektierenden Eigenschaften kann der Beton der Tragschicht
mindestens auf der, der Lärmquelle
zugewandten Seite glatt gestrichen werden.
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Im
Falle einer mit Ortbeton gegossenen Tragschicht werden vor dem Einbringen
des Betons im Gabionenkorb Zwischengitter zur Abgrenzung der Tragschicht
installiert. In der/den angrenzenden Kammer(n) des Gabionenkorbes
wird vor der Befüllung
mit dem losen Gesteinsmaterial eine flexible Folie oder ein technisches
Textil an die Zwischengitter angelegt. Diese hindern den fließfähigen Ortbeton daran,
sich in der/den angrenzenden Kammer(n) auszubreiten. An den Schnittstellen
zu den in der Wand darunter liegenden Gabionenkörben dringt der Beton bis zu
deren, vorzugsweise noch nicht abgebundenen, Betonschichten vor
und verbindet sich mit diesen. Dadurch entsteht im Inneren der Gabionenwand
eine massive monolithische Tragschicht aus Beton. In einer bevorzugten
Ausgestaltung ist die flexible Lage ein Vlies, da Vlies lärmdämmende Eigenschaften
aufweist und zudem kostengünstig
ist. In einer alternativen Ausgestaltung ist die flexible Lage eine
Folie, durch welche der Beton eine glatte, schallreflektierende
Oberfläche
aufweist.
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In
einer alternativen Ausgestaltung wird in die Tragschicht aus Ortbeton
eine Bewehrung eingebracht. Dadurch wird eine außerordentlich hohe mechanische
Stabilität
erreicht.
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Die
Zwischengitter sind bei der ersten Variante mit einer Tragschicht
aus monolithischem Mauerwerk nicht erforderlich. In diesem Fall
genügt
es, das Mauerwerk aus Großblocksteinen
in dem leeren Gabionenkorb zu erreichten und anschließend beide Kammern
des Gabionenkorbes gleichmäßig mit
dem losen Gesteinsmaterial zu befüllen. Bei Bedarf können die
Schnittstellen zu den Tragschichten der benachbarten Gabionenkörbe der
Gabionenwand mit geeigneten Mitteln, wie zum Beispiel Mörtel oder Schaum
verfüllt
werden um Unterbrechungen in der Tragschicht zu vermeiden. Als monolithische
Mauersteine eignen sich insbesondere Lava-Beton-Formsteine oder
Bimsvollsteine.
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Beim
Einsatz als freistehende Lärmschutzwand
schließt
sich in der Regel an die Tragschicht auf der, der Schallquelle abgewandten
Seite noch eine zweite Kammer an. Die Einwirkung der hier verwendeten
Füllstoffe
auf die Lärmschutzwirkung
der Gabionenwand ist gering. Daher kann hier ebenfalls örtlich vorkommendes
Gesteinsmaterial verwendet werden, welches sich gut in das Umgebungsfarbbild integriert.
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Die
Tragschicht aus monolithischem, massivem Gestein ohne Unterbrechungen
bietet mehrere Vorteile. So wird die mechanische Stabilität der Gabionenwand
im Vergleich zu einer Wand ohne Tragschicht aus massivem, monolithischem
Gestein wesentlich verbessert, da das massive Gestein keine Verschiebungen
zulässt.
Zudem wird durch die Tragschicht ebenso wie durch den Einsatz druckresistenter
Hartgesteine, z.B. Wasserbausteinen, ein Ausbauchen der unteren
Gabionenkörbe
bei mehrlagigen Gabionenwänden,
aufgrund der Druckbelastung durch die darüber liegenden Gabionenkörbe effektiv verhindert.
Zudem wird die Standzeit erheblich erhöht, da das Gestein resistent
gegen Umwelteinflüsse,
wie z.B. Frost, Wasser oder Straßensalz, ist.
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Vorteilhafterweise
hat die Tragschicht eine Dicke von 8 cm – 25 cm. Die Gesamtdicke des
Gabionenkorbes sollte zur Gewährleistung
der lärmschützenden
Eigenschaften 80 cm nicht unterschreiten.
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Die
schallisolierenden Eigenschaften wurden an einem Prüfstand getestet.
Zuerst wurden Tests nach der bisher üblichen Prüfmethode durchgeführt. Dabei
liegt die zu testende Schallschutzwand horizontal über einem
Hohlraum, in welchem sich das Mikrofon befindet. Für den Test
werden über der
Lärmschutzwand
Schallwellen ausgesandt, und der Anteil, der das Mikrofon erreicht,
gemessen. Es wurde festgestellt, dass diese Prüfmethode keine realistischen
bzw. vergleichbaren Ergebnisse liefert. Es zeigte sich, dass eine
horizontal liegende Schallschutzwand keine mit einer vertikal stehenden Schallschutzwand
vergleichbaren schallisolierenden Eigenschaften aufweist. Dies wird
darauf zurückgeführt, dass
im Gegensatz zu stehenden Lärmschutzwänden bei
liegenden Wänden
die Schwerkraft in Schallrichtung wirkt, was zu einer Umstrukturierung innerhalb
des losen Gesteinsmaterials der Gabionenkammern und einer einhergehenden Überbewertung
der schallisolierenden Eigenschaften führt. Aus diesem Grund wurden
weitere Tests mit vier ein Quadrat bildenden vertikal stehenden
Wänden
durchgeführt.
Dabei war innerhalb des Lärmschutzwandquadrates
ein Mikrofon zur Messung des eindringenden Lärmes positioniert. Die so ermittelten
Ergebnisse lagen deutlich unterhalb der anhand der üblichen
Prüfmethode
gemessenen. Da diese neue Prüfmethode allerdings
die realen Gegebenheiten wesentlich besser widerspiegelt, ist davon
auszugehen, dass die mit dieser Methode ermittelten Werte das reale
Schallschutzvermögen
einer Lärmschutzwand
deutlich besser darstellen.
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Anhand
beigefügter
Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert.
Dabei zeigen:
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1,
die Schnittdarstellung einer Lärmschutzwand,
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2,
die Draufsicht eines Gabionenkorbes, und
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3,
die Draufsicht auf einen Gabionenkorb, der den seitlichen Abschluss
einer Gabionenwand bildet.
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1 zeigt
anhand einer Schnittdarstellung den prinzipiellen Aufbau einer Lärmschutzwand 1, bestehend
aus zwei übereinander
angeordneten Lagen von erfindungsgemäßen Gabionenkörben 2, 3. Auf
die Lärmschutzwand 1 treffen
vorderseitig Schallwellen 4 auf. Ein Gabionenkorb 2, 3 ist
in drei Bereiche unterteilt, welche sich über seine gesamte Höhe und Breite
erstrecken. Eine den Schallwellen 4 zugewandte Kammer 5 ist
befüllt
mit örtlich
vorkommenden Wasserbausteinen der Klasse 2 und hat eine
Dicke von 30 cm. Bei der Befüllung
der Kammer 5 wurden die Wasserbausteine von Hand gesetzt,
so dass die den Schallwellen 4 zugewandte Außenfläche möglichst
eben und geschlossen ist. An die Kammer 5 schließt sich
die Tragschicht 6 an. Diese besteht aus gegossenem Ortbeton
und hat eine Dicke von 25 cm. Der den Schallwellen 4 abgewandte
Bereich ist eine Kammer 7. Diese ist befüllt mit
lokal vorkommendem, kostengünstigem
Sedimentgestein und hat eine Dicke von 30 cm. An dem Punkt, wo die
Tragschicht 6 der oberen Lage Gabionenkörbe 3 mit der Tragschicht 6 der
unteren Lage Gabionenkörbe 2 aufeinander
treffen, bilden diese einen Stumpfstoß 13. Die Breite und
die Höhe
eines Gabionenkorbes 2, 3 beträgt 1 m.
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Die
Lärmschutzwand 1 dient
als Lärmschutz an
einer Ortsumgehungsstrasse. Durch die Reflexion des Straßenlärmes in
eine dem bebauten Gebiet abgewandte Richtung wird dieses effektiv
vor Straßenlärm geschützt. Zudem
integriert sich die Lärmschutzwand 1 durch
die Verwendung von örtlich
vorkommendem Gestein hervorragend in das Farbbild der sie umgebenden
Landschaft.
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2 zeigt
die Draufsicht eines Gabionenkorbes, welcher an seiner Vorderseite
mit Schallwellen 4 beaufschlagt wird. An der Vorder- und
Rückseite
hat der Gabionenkorb je eine Kammer 5 bzw. 7. Die
den Schallwellen 4 zugewandte vordere Kammer 5 ist
gefüllt
mit Wasserbausteinen der Klasse 2, welche von Hand gesetzt
wurden. Die den Schallwellen 4 abgewandte hintere Kammer 7 ist
mit lokal vorkommendem Sedimentgestein gefüllt und hat eine Dicke von
30 cm. Die mittlere, aus Ortbeton gegossene Tragschicht 6 hat
eine Dicke von 25 cm.
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In
der Mitte befinden sich zwei Zwischengitter 8, welche die
Tragschicht 6 abgrenzen. Im Inneren der zwei Kammern 5 und 7 ist
je eine Lage Textil 12 an das jeweilige Zwischengitter 8 angelegt.
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Der
Aufbau der Gabionenwand ist wie folgt: Zuerst werden die leeren
Gabionenkörbe
einer Ebene auf den vorbereiteten Untergrund an ihre vorgesehene
Position gebracht. Die Zwischengitter 8 sind schon in den
Gabionenkörben
befestigt. Nachdem die Gabionenkörbe
positioniert wurden, werden die textilen Lagen 12 an die
Zwischengitter 8 angelegt und provisorisch befestigt, um
ein Verrutschen während
des Befüllens
der Kammern 5 und 7 zu verhindern. Die textile
Lage 12 ist ein Vlies. Anschließend werden die Kammern befüllt. Dabei
werden in der den Schallwellen zugewandten Kammer 5 Wasserbausteinen
der Klasse 2 von Hand gesetzt und die hintere Kammer 7 mit
Sedimentgestein befüllt.
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Vorteilhaft
werden so die Gabionenkörbe
einer Etage der Lärmschutzwand/Gabionenwand 1 vorbereitet.
Anschließend
erfolgt das Einbringen des Ortbetons C 12/15. Dieser kann sich im
Hohlraum zwischen den beabstandeten Zwischengittern 8 über die
gesamte Breite der vorbereiteten Etage der Gabionenwand 1 ungehindert
verteilen. Die textilen Lagen 12 verhindern ein Eindringen
des Betons in die Kammern 5 und 7.
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Jetzt
werden die Gabionenkörbe
der zweiten Etage der Gabionenwand 1 auf denen der ersten
Etage positioniert. Nach dem erneuten Einbringen der textilen Lagen 12 und
dem Befüllen
der Kammern 5 und 7, wird der Ortbeton in den
dafür vorgesehenen Raum
eingebracht. Der Beton verbindet sich am Stumpfstoß 13 mit
der noch nicht abgebundenen Tragschicht/Betonschicht 6 der
darunter liegenden Etage. Somit bildet sich eine durchgehende monolithische
Tragschicht 6 aus Beton innerhalb der Lärmschutzwand 1.
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3 zeigt
die Draufsicht eines Gabionenkorbes, der den seitlichen Abschluss
einer Gabionenwand bildet. Die Tragschicht 6 sollte aus ästhetischen
Gründen
von außen
nicht sichtbar sein. Aus diesem Grund wurde durch ein Endgitter 9 eine
kleine Endkammer 11 der Tragschicht 6 abgetrennt.
In der Endkammer 11 wird an das Endgitter 9 ebenfalls eine
textile Lage 10 angelegt, um ein Austreten des Ortbetons
in die Endkammer 10 zu verhindern.
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Durch
das Abtrennen der Endkammer 11 ist der Beton nach außen nicht
sichtbar, es sind vielmehr nur lokal vorkommende Gesteine welche
sich in das Farbbild der Umgebung einfügen, sichtbar.
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- 1
- Lärmschutzwand
- 2
- untere
Lage von Gabionenkörben
- 3
- obere
Lage von Gabionenkörben
- 4
- Schallwellen
- 5
- den
Schallwellen 4 zugewandte Kammer
- 6
- Tragschicht
- 7
- den
Schallwellen 4 abgewandte Kammer
- 8
- Zwischengitter
- 9
- Endgitter
- 10
- textile
Lage der Endkammer
- 11
- Endkammer
- 12
- textile
Lage
- 13
- Stumpfstoß