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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.
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Diese
Aufgabe müssen auch Strom- und Flussdeiche im Binnenland
erfüllen.
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Deiche
müssen diesen Belastungen und den hieraus resultierenden
Schäden für eine gewisse Dauer standhalten, ehe
ein Versagen oder Teilversagen eintritt. Mit Teilversagen wären
beispielsweise begrenzte Überströmungen des Deiches
gemeint, welche nur zu begrenzten Zerstörungen oder lokalen Schäden
am Deich führen. Möglicherweise führen diese
jedoch zu Stabilitätseinschränkungen und damit
zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit des Versagens bei
nachfolgenden Belastungen.
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Wir
untersuchen 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
bestehen in ihrer Grubdstruktur aus einer vorwiegend entlang einer
Gewässerkante (z. B. eutlang der Küste) verlaufenden
Erhöchung, die üblicherweise aus Sand, Erde, Lehm
usw. und einer Abdeckung aus Rasen bestehen. Die die Außenböschung
der Deiche ist flacher als die die Binnenböschung, um Wellen
weniger Angriffsfläche zu bieten. Bei länger andauernden
Hochwassersituationen unterliegt der Deich den unterschiedlichsten
Einflüssen, welche die Standfestigkeit des Erdwalles stark
beeinträchtigen.
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STAND DER TECHNIK
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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, der Durchbruch der Derichkrone.
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Ben
Deichen drohen auch andere Gefahren, zuerst aus auf dem Deich brechenden
Wellen und deren Auflauf von Seegang. Deiche müssen diesen Belastungen
und den hieraus resultierenden Schäden für eine
gewisse Dauer standhalten, ehe ein Versagen oder Teilversagen eintritt.
Mit Teilversagen wären beispielsweise begrenzte Überströmungen
des Deiches gemeint, welche nur zu begrenzten Zerstörungen
oder lokalen Schäden am Deich führen. Möglicherweise
führen diese jedoch zu Stabilitätseinschränkungen
und damit zu einer erhöhten Wahrscheinlichkeit des Versagens
bei nachfolgenden Belastungen.
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Eine
Einrichtung der eingangs genannten Art ist aus dem Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2008 007 795
U1 bekannt. Diese Einrichtung hat zum Ziel, auf die wasserseitige
Deichböschung eine Beschwerung aus eines Satzes der Schläuche
mit Wasser aus dem nahegelegnen Wasserraum aufzubringen, um den Grundbruch
des Deiches zu vermeiden.
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Das
ist aber nur temporäre Schutzvorrichtung, sie bedürft
sich in der ständigen Bedienung, obwohl man nur das Problen
von Beschweren löst. Die Festigkeit der Wand des Schlauches
ist sehr klein, was auf seiner Festigkeit abgespiegelt wird. Man muss
auch die genaue Zeit der Überschwemmung in voraus wissen.
Die Höhe des Deiches anzusetzen es ist, außer
wie von den Sandsäcken, praktisch unmöglich.
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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 abrollbarer Abdichtungsfolien, die wasserseitige
Böschung bedeckt und so vor Durchweichen und Abrutschen
des deiches schützt.
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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. Den 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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Um
die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Wellenbelastung
und Standsicherheit vor Abrutschen zu erhöhen, werden auf
die Böschungen des Deiches die flachen Schilde gelegt.
Man kann sie in zwei Schichten – untere 6 und
obere 7 legen, 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 dem Dicken 0,5 mm. Der Boden ist zur Karkasse geklebt oder geschweißt.
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 gefärbt und mit großen Kieseln
gefüllt.
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Die
Karkasse ist mit zwei Messern 12 versorgt, die zu U-Stahl
bei Seiten angeschweißt sind. Bei den Schilden der unteren
Schicht werden die Messer in die Oberfläche der Böschung
eingesteckt, und die Messer in den Schilden der Oberschicht hacken
sich an die Karkassen von unteren Schilden an. Damit wird ihre Unbeweglichkeit
versorgt.
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Diese
Schilde versorgen die Erhöhung der Standsicherheit des
Erdkörpers des Deiches. Sie können auch für
Ertüchtigung von vorhandenen Deichen dienen. Gleichzeitig
verhidert es das Aussüplen von Erdmassen durch Wasser.
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Diese
Maßnahme läßt, eine Verminderung 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 in dem Verfahren
der Montage.
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Der
Schild vom 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. Für die Bequemlichtkeit der
Montage wird im Blatt die Löcher für den Haken
gemacht. 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 des Oberschiges von der Aktion der Wellen wird bis
zu dem Kontakt mit dem Kiesel des unteren Schildes gebogen. Wobei
werden die Kräfte auf U-Stähle der Schilde der
unteren Schicht übergeben, und dann 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 auf
den Boden des Schildes ist von beiden Seiten identisch und folglich
es wird ausgewogen. 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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In
den beilegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Es
zeigen:
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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
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Es
folgen fünf 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 auf. 3
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202008007795
U1 [0007]
- - DE 19735944 C2 [0009]