EP0521857B1 - Barrage, in particular a barrage for closing off a tidal channel during a storm tide - Google Patents
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- EP0521857B1 EP0521857B1 EP91902661A EP91902661A EP0521857B1 EP 0521857 B1 EP0521857 B1 EP 0521857B1 EP 91902661 A EP91902661 A EP 91902661A EP 91902661 A EP91902661 A EP 91902661A EP 0521857 B1 EP0521857 B1 EP 0521857B1
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Classifications
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B7/00—Barrages or weirs; Layout, construction, methods of, or devices for, making same
- E02B7/20—Movable barrages; Lock or dry-dock gates
- E02B7/38—Rolling gates or gates moving horizontally in their own plane, e.g. by sliding
Definitions
- the invention relates to a dam, in particular for the closure of a tidal water course in the event of a storm surge.
- Storm surge barriers are systems in tidal waterways, the closures of which are generally open, which on the one hand enables normal tidal waves to swing in and out unhindered and on the other does not affect the passage of ships.
- the major requirements placed on the passage openings of the barriers include the following: On the one hand, the continuous fairway of at least 200 to 400 m wide and about 12 to 15 m depth under medium low water should not be restricted in any way by the structure. On the other hand, the overall cross-section of the waterway should be changed as little as possible in order to avoid serious effects on the tide course.
- the invention is therefore based on the object to provide a barrage with a barrage which, even with a correspondingly large dimensioning, the requirements for stability can be produced easily, without significant change in the river cross-section, without expensive construction and without great effort, and ensures reliable and safe function in an emergency.
- the barrier proposed for the solution consists of locking elements or parts which can be moved on inclined planes and which have the peculiarity of being telescopically pushed into one another.
- the road inclination to be selected is not only based on the best possible adaptation of the straight inclined path to the irregular river profile. Since the width and height of the navigation channel should not be restricted, the bottom depth of the main fairway at its lateral boundary is a compulsory point for the height of the inclined planes for the closure parts. The low point below the middle of the fairway is then a few meters below the target level for the navigation, whereby the driveway always has a sufficient water level for the draft of large ships even in low water.
- Pushing the locking parts together in the rest position reduces the space required for the elements when not in use.
- the closure parts can be completely moved out of the water and pushed together at least above the average flood level.
- the closure parts can have individual drives and can be moved independently of one another.
- the storage of the closure parts in their rest position outside of the water is advantageous here. As with the basic bodies, the tidal course is not impaired and gentle and maintenance-friendly storage of each closure part is achieved.
- the cross section of the closure elements has a triangular shape, the sea side carrying the dam wall and the inner side predominantly absorbing the supporting forces.
- the baffle walls can be flat or curved, with what a more favorable introduction of the occurring forces into the base body can be connected.
- the angles between the legs of the closure elements at their upper edge result from corresponding calculations of the frame stiffness according to the local conditions and planning.
- a right angle at the top leads z. B. to the favorable design of an isosceles triangle with the force system, the dam wall side as a carrier on two supports, which rests below in the carriageway and on top of the rear support structure.
- Vertical end edges are formed on the closure elements at least where two elements must close in the middle of the river when approaching each other.
- the upper edge of the elements runs approximately parallel to the inclination of the inclined plane, but not steeper than this, so that the upper edge is higher on the upper side than on the river side, also influenced by the individual length and inclination of the road.
- the lowest points of the upper edge lie at the height of the highest storm surge water level to be prevented, whereby an occasional wave overturn is accepted.
- a horizontal solid wall closes the barrier to the shore, the crown of which is at the height of the maximum storm surge water level. In the rest position, the segments are pushed into each other over this wall.
- each closure element In the closed position, all elements seal against each other and against the sole. Seals between the individual elements and on the sole are arranged so that they only lie fully in the final closed position. In the intermediate positions and in the rest position, on the other hand, they release a flow gap, which is achieved by suitable shaping of the surfaces on which the seals bear. Lowering the carriageways for the closed position of each closure element can also support the effective sealing.
- the intermediate seals are attached to the inside of each segment on the edge facing the bank. In the closed position, they are pressed against bead-shaped contact surfaces on the baffle wall of the next higher element.
- the base seal is created by spring plates protruding in front of the baffle wall, which have rubber profiles on their underside, which run along the baffle wall. These sheets are attached to the lower edge of the elements and seal by pressing the water pressure against corresponding contact surfaces.
- the contact surfaces are located in front of the front track of the respective closure part on the base body.
- the closure elements run in lanes, with each closure part traveling in its own lakefront and inland lanes.
- the carriageways are recessed into the base body and have sloping flanks, so that the closure parts are positively centered by the flank slopes during the closing or opening movement.
- the closure elements For guidance in the raceways or lanes, the closure elements have rollers and, for their failure, auxiliary runners which can also act as wheel break supports.
- the roles are attached under the legs of the closure elements so that longitudinal and transverse forces can be transferred well into the base body, for. B. at right angles to each other.
- the flanks of the trough-shaped carriageways, which are loaded by the rollers, are reinforced for this purpose and / or have corresponding internals as supports.
- the bearings of the rollers can be elastic, which ensures improved smoothness in the event of vibrations.
- the problem here is the increased rolling resistance due to deposits on the road surface.
- the barrage according to the invention can of course also be used to shut off river courses.
- the river water In the blocking position, the river water is dammed up in front of the barrier and prevented from flowing out.
- This can e.g. B. happen for the purpose of water storage in dry seasons or to protect densely populated areas downstream from flooding.
- the barrier elements could e.g. B. be hidden in previously provided chambers of the valley walls.
- a tidal stream 4 has z. B.
- the bottom 41 indicated by dash-dotted lines in FIG. 1.
- This river bottom 41 runs steeper towards the bank 42 and is flattened in the middle.
- the bottom 21 of the watercourse 4 which is indicated in Fig. 2, consists of a base body 2, which forms an inclined plane 22, starting from points above the river bank to the deepest point, which is located approximately in the middle of the river course .
- the bottom 21 is flatter and is lower in the middle of the river course 4 than the original bottom 41. This peculiarity benefits the fairway 43 lying in the middle of the river.
- FIG. 2 shows the roadways 23 of the baffle walls 11 and the support walls 12 on the base body 2.
- a storage wall 11 and a support wall 12 together form a closure element la to ld.
- the support walls 12 have no covers and have openings between their supports.
- Fig. 1 shows the sea-side view of the half barrage in the closed position. With 44 the average flood level is indicated and 45 with the maximum.
- closure elements 1a to 1d overlap one another at their vertical end edges 14 and have seals 15 at the overlap points of the baffle walls which rest on the bead-shaped contact surfaces of the next higher element, not shown.
- the closure elements 1a to 1d are the same in shape but of different sizes.
- Your upper edge 13 is inclined according to the inclined plane 22, but can also run differently than shown, for. B. flatter.
- the elements 1a to 1d are getting smaller from the middle of the river to the bank, marked with the letters a to d. 1 z. B. they are shown very exaggerated.
- closure elements 1a to 1d use is made, among other things, of drive sticks or toothed racks, and support for the opening movement by means of traction means driven by winches is also contemplated.
- the required drive machines are housed in the machine house 6.
- the base body 2 which is made of concrete, is shown in section. It contains, among other things, cable channels and operating aisles 28, not shown, of which one, located in the center of the base body 2, is shown as an example. Under the storage wall side of the closure elements 1a to 1d, the base body 2 is anchored by an additional sealing wall 29 in the subsurface or bottom of the watercourse 21 and is protected against being washed out. The lanes 23 for the retaining walls 12 and baffle walls 11 are located on the base body 2.
- lanes 23 are designed identically for both baffle and retaining walls 11, 12 and have a trough-shaped cross section 25 with inclined flanks 26 Closure elements la to ld of the same design lower edges 3 with rollers 31 on the flanks 26 of the trough-shaped roadway 23.
- the flanks 26 have angles of 45 ° and the rollers 31 of the closure elements 1a to 1d are correspondingly arranged at right angles to one another.
- the arrangement of the rollers 31 or the inclination of the flanks 26 is intended to enable the stowage and support walls 11, 12 to be supported favorably. Further configurations with differently inclined flanks are conceivable, to which the rollers 31 are arranged to match.
- a combination of differently inclined flanks in a carriageway or carriageway group 23, in each case according to the storage or support wall 11, 12, is also possible here.
- closure elements 1a to 1d are shown pushed together over the wall 5 in their rest position. Not shown is the seal 15 present on its respective inner side 16 on the front edges 14 (see FIGS. 1 and 2). On the baffle walls 11, the plates 18 are hatched.
- Fig. 4 shows an enlarged section of the lower edge 3 in a roadway 23.
- the flank flanks 26 contain embedded reinforcements 24, z.
- Runners 32 are indicated on both sides, close to the rollers 31, on which a closure element 1 can slide for the rollers as an alternative.
- a sheet 33 projects on its lower edge 3, on the underside 34 of which a rubber profile 35 is fastened.
- This profile 35 which runs along the lower edge 3, lies in a bearing surface 27, which runs in front of the roadway 23 in a channel-like manner, in a sealing manner due to the water pressure and thus prevents the penetration of sea water under the dam walls 11.
- Fig. 5 shows different operating positions a to e of the half barrier.
- position a all closure elements 1a to 1d are in the rest position above the wall 5.
- position b is an element, e.g. B. have been extended for maintenance work in front of the others.
- position c and d show positions of readiness c and increased readiness d in the event of an expected storm surge. Since the flow velocity accelerates extraordinarily with increasing narrowing of the cross-section and an increasing gradient also builds up, which leads to an increasing load on the closure elements 1a to 1d, it should be problematic to have them retract rapidly into the closed position one after the other.
- Position e shows the barrier in the closed position with the maximum flood level 45 indicated.
- the sloping upper edge corresponding to the inclination of the road would have to be replaced by a horizontal support structure for the storage of the storage flaps.
- the flaps which are held approximately horizontally during the retraction of the elements, are only lowered into the inclined position for final closing, which corresponds to the inclination of the storage wall of the other closure elements.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Stauwerk, insbesondere für die Absperrung eines Tidewasserlaufes bei Sturmflut.The invention relates to a dam, in particular for the closure of a tidal water course in the event of a storm surge.
Sturmflutsperrwerke sind Anlagen in Tidewasserläufen, deren Verschlüsse im allgemeinen geöffnet sind, wodurch einerseits das ungehinderte Ein- und Ausschwingen normaler Gezeitenwellen ermöglicht und andererseits die Passage von Schiffen nicht beeinträchtigt wird. Von der Großschiffahrt werden an die Durchfahrtsöffnungen der Sperrwerke unter anderem folgende Anforderungen gestellt:
Zum einen soll das durchgehende Fahrwasser von mindestens 200 bis 400 m Breite und etwa 12 bis 15 m Tiefe unter mittlerem Niedrigwasser durch das Bauwerk in keiner Weise eingeschränkt werden. Zum anderen soll der Gesamtquerschnitt der Wasserstraße möglichst wenig verändert werden, um Schwerwiegende Auswirkungen auf den Tideverlauf zu vermeiden.Storm surge barriers are systems in tidal waterways, the closures of which are generally open, which on the one hand enables normal tidal waves to swing in and out unhindered and on the other does not affect the passage of ships. The major requirements placed on the passage openings of the barriers include the following:
On the one hand, the continuous fairway of at least 200 to 400 m wide and about 12 to 15 m depth under medium low water should not be restricted in any way by the structure. On the other hand, the overall cross-section of the waterway should be changed as little as possible in order to avoid serious effects on the tide course.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse z. B. an der Sohle gelagerte Klappen einzusetzen, die mittels Ölhydraulik oder durch Einblasen von Druckluft aufgerichtet werden. Die Klappen besitzen den Nachteil, daß alle beweglichen Teile ständig unter Wasser liegen und die Wartung daher schwierig ist. Außer den hinzukommenden Versandungsproblemen sind bei Verschlußhöhen von über 20 m große konstruktive Schwierigkeiten zu überwinden.It is known to meet such requirements, for. B. to use flaps mounted on the sole, which are erected by means of oil hydraulics or by blowing in compressed air. The flaps have the disadvantage that all moving parts are constantly under water and maintenance is therefore difficult. In addition to the additional shipping problems, there are major design difficulties to be overcome with closure heights of more than 20 m.
Auch schlauchartige elastische Gebilde auf der Sohle, die durch Füllen mit Wasser einen Staukörper bilden können und einschwimmbare Verschlußkörper, die sich durch Fluten und Absenken an einer Sohlschwelle (Drempel) abstützen, sind unter den im Ernstfall herrschenden schwierigsten Bedingungen nicht sicher oder durch ihre großen Dimensionen schlecht beherrschbar.Even hose-like elastic structures on the sole, which can form a bluff body by filling with water, and floatable closure bodies that are supported by flooding and lowering on a sole sill (drum), are not safe under the most difficult conditions prevailing in an emergency or because of their large dimensions difficult to control.
Ebenfalls scheiden unter den gewünschten Bedingungen des breiten Fahrwassers alle die Bauarten aus, bei denen die Kräfte aus dem Wasserdruck auf seitliche Pfeiler abgetragen werden, weil deren Standsicherheit nicht gewährleistet werden kann. Es sind somit nur solche Konstruktionen geeignet, die die auftretenden Kräfte möglichst unmittelbar an das Grundbauwerk und in die Sohle ableiten können. Solche Konstruktionen sind z. B. Schiebetore, die auf Grundkörpern auf einer waagerechten Bahn aus dockähnlichen Kammern verfahrbar sind.
Ein derartiges Tor mit dreieckförmigem Querschnitt ist z. B. als Schiebetor für Schleusen aus der DE-C- 729 333 bekannt.
Da das Schiebetor waagerecht verfahren wird, muß es zu diesem Zweck eine Kammer haben, die die volle Länge des zu verschiebenden Tores aufnehmen kann, um den Durchfluß in seiner ganzen Breite freizugeben. Das bedeutet einen erheblichen Bauaufwand mit der Folge hoher Kosten, zumal, auch bedingt durch die rechteckige Verschlußfläche, das ganze Flußprofil verändert werden muß und sich in folgedessen die Fließgeschwindigkeit erhöht. Das wirkt sich wiederum negativ auf den Aufwand aus, mit dem der Drempel und die Laufschienen freizuhalten sind, weil durch die erhöhte Fließgeschwindigkeit mit ständigen Eintreibungen zu rechnen ist.Likewise, under the desired conditions of the wide fairway, all types are excluded in which the forces from the water pressure are transferred to side pillars because their stability cannot be guaranteed. It is therefore only suitable constructions that can derive the forces that occur as directly as possible to the base structure and into the base. Such constructions are e.g. B. sliding gates that can be moved on basic bodies on a horizontal path from dock-like chambers.
Such a gate with a triangular cross section is, for. B. known as a sliding gate for locks from DE-C-729 333.
Since the sliding gate is moved horizontally, for this purpose it must have a chamber that can accommodate the full length of the gate to be moved in order to release the flow in its entire width. This means a considerable amount of construction work, which results in high costs, especially since the entire flow profile has to be changed, also as a result of the rectangular closure surface, and the flow rate increases as a result. This in turn has a negative impact on the effort with which the drift and the running rails are to be kept clear because the increased flow rate means that constant collections are to be expected.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Stauwerk zu schaffen mit einem Sperrwerk, das auch bei entsprechend großer Dimensionierung, den Anforderungen der Standsicherheit genügend, ohne nennenswerte Veränderung des Flußquerschnittes, ohne teure Konstruktion und ohne großen Aufwand herstellbar ist, einfach gewartet werden kann und im Ernstfall eine zuverlässige und sichere Funktion gewährleistet.The invention is therefore based on the object to provide a barrage with a barrage which, even with a correspondingly large dimensioning, the requirements for stability can be produced easily, without significant change in the river cross-section, without expensive construction and without great effort, and ensures reliable and safe function in an emergency.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved with the features of the characterizing part of
Das zur Lösung vorgeschlagene Sperrwerk besteht aus auf geneigten Ebenen zu verfahrenden Verschlußelementen bzw. -teilen, die die Eigenart aufweisen, sich teleskopartig ineinanderschieben zu lassen.The barrier proposed for the solution consists of locking elements or parts which can be moved on inclined planes and which have the peculiarity of being telescopically pushed into one another.
Diese geneigten Ebenen bestehen aus Grundkörpern, die vorteilhafter Weise an den natürlichen Flußbettquerschnitt angepaßt eingebaut werden. Dadurch wird der Flußquerschnitt kaum verändert, und wenig beeinflußt, so daß
- 1. Auswirkungen auf den Tideverlauf ausbleiben und
- 2. die Breite der Fahrstraße nicht eingeengt wird, wodurch keine Behinderungen des Schiffsverkehrs entstehen.
- 1. There are no effects on the tide and
- 2. The width of the route is not narrowed, which means that there are no obstructions to shipping.
Die zu wählende Fahrbahnneigung richtet sich nicht nur nach der möglichst guten Anpassung der gradlinigen schrägen Bahn an das unregelmäßige Flußprofil. Da die Breite und Höhe der Schiffahrtsrinne nicht eingeschränkt werden soll, stellt die Sohletiefe des Hauptfahrwassers an seiner seitlichen Begrenzung einen Zwangspunkt für die Höhenlage der schiefen Ebenen für die Verschlußteile dar. Der Tiefpunkt unter der Fahrwassermitte liegt dann einige Meter unter der Sollsohle für die Schiffahrt, wodurch die Fahrstraße auch bei Niedrigwasser in jedem Fall einen ausreichenen für den Tiefgang großer Schiffe erforderlichen Wasserstand hat.The road inclination to be selected is not only based on the best possible adaptation of the straight inclined path to the irregular river profile. Since the width and height of the navigation channel should not be restricted, the bottom depth of the main fairway at its lateral boundary is a compulsory point for the height of the inclined planes for the closure parts. The low point below the middle of the fairway is then a few meters below the target level for the navigation, whereby the driveway always has a sufficient water level for the draft of large ships even in low water.
Das Ineinanderschieben der Verschlußteile in der Ruhestellung verkleinert den Platzbedarf der Elemente bei Nichtbenutzung. Bei entsprechender Länge der die geneigten Ebenen bildenden Grundkörper lassen sich die Verschlußteile vollständig aus dem Wasser herausfahren und zumindest oberhalb des mittleren Hochwasserpegels zusammenschieben. Zu diesem Zweck können die Verschlußteile Einzelantrieb haben und unabhängig voneinander verfahrbar sein. Vorteilhaft ist hier die Lagerung der Verschlußteile in ihrer Ruhestellung außerhalb des Wassers. Dadurch wird wie bei den Grundkörpern der Tideverlauf nicht beeinträchtigt und eine schonende und wartungsfreundliche Lagerung jedes einzelnen Verschlußteiles erreicht.Pushing the locking parts together in the rest position reduces the space required for the elements when not in use. With a corresponding length of the base bodies forming the inclined planes, the closure parts can be completely moved out of the water and pushed together at least above the average flood level. For this purpose, the closure parts can have individual drives and can be moved independently of one another. The storage of the closure parts in their rest position outside of the water is advantageous here. As with the basic bodies, the tidal course is not impaired and gentle and maintenance-friendly storage of each closure part is achieved.
Der Querschnitt der Verschlußelemente hat eine Dreiecksform, wobei die Seeseite die Stauwand trägt und die Binnenseite vorwiegend die Stützkräfte aufnimmt. Die Stauwände können flach oder gewölbt sein, womit eine günstigere Einleitung der auftretenden Kräfte in den Grundkörper verbunden sein kann.Die Winkel zwischen den Schenkeln der Verschlußelemente an deren Oberkante ergeben sich durch entsprechende Berechnungen der Rahmensteifigkeit nach den örtlichen Gegebenheiten und Planungen. Hierbei müssen unter anderem Kippsicherheit und der für das teleskopartige Ineinanderschieben erforderliche Spielraum, z. B. für die Dichtungen, berücksichtigt werden. Ein rechter Winkel an der Spitze führt z. B. zu der günstigen Bauform eines gleichschenkligen Dreiecks mit dem Kräftesystem, die Stauwandseite als Träger auf zwei Stützen anzusehen, der unten in der Fahrbahn und oben auf der rückseitigen Stützkonstruktion ruht.The cross section of the closure elements has a triangular shape, the sea side carrying the dam wall and the inner side predominantly absorbing the supporting forces. The baffle walls can be flat or curved, with what a more favorable introduction of the occurring forces into the base body can be connected. The angles between the legs of the closure elements at their upper edge result from corresponding calculations of the frame stiffness according to the local conditions and planning. Here, among other things, tipping safety and the scope required for telescoping, eg. B. for the seals. A right angle at the top leads z. B. to the favorable design of an isosceles triangle with the force system, the dam wall side as a carrier on two supports, which rests below in the carriageway and on top of the rear support structure.
Senkrechte Stirnkanten sind an den Verschlußelementen wenigstens dort ausgebildet, wo zwei Elemente beim Aufeinanderzufahren in der Flußmitte schließen müssen. Die Oberkante der Elemente verläuft in etwa parallel zur Neigung der schiefen Ebene, aber nicht steiler als diese, so daß die Oberkante jeweils uferseitig, auch beeinflußt von Einzellänge und Fahrbahnneigung, höher als auf der Stromseite liegt. Zwischen zwei Elementen besteht somit eine Höhendifferenz, wobei das näher zum Ufer gelegene Verschlußteil um diese Höhendifferenz niedriger ist als das näher zur Flußmitte gelegene. In der Ansicht des geschlossenen Sperrwerks ergibt sich somit eine schwach sägezahnartige Kontur. Die tiefsten Punkte der Oberkante liegen in der Höhe des höchsten abzuwehrenden Sturmflutwasserstandes, wobei ein gelegentlicher Wellenüberschlag hingenommen wird. Oberhalb des Ufers im obersten Bereich des zu verschließenden dreieckförmigen Sturmflutquerschnittes, der sich etwa an die Deichlinie anschließt und bis an die Linie des mittleren Hochwassers oder etwas darüber reicht, schließt eine horizontale massive Mauer das Sperrwerk zum Ufer hin ab, deren Krone auf der Höhe des maximalen Sturmflutwasserstandes liegt. In der Ruhestellung werden die Segmente über dieser Mauer ineinander geschoben.Vertical end edges are formed on the closure elements at least where two elements must close in the middle of the river when approaching each other. The upper edge of the elements runs approximately parallel to the inclination of the inclined plane, but not steeper than this, so that the upper edge is higher on the upper side than on the river side, also influenced by the individual length and inclination of the road. There is thus a height difference between two elements, the closure part closer to the bank being lower by this height difference than the closer part to the middle of the river. In the view of the closed barrier, there is thus a weak sawtooth-like contour. The lowest points of the upper edge lie at the height of the highest storm surge water level to be prevented, whereby an occasional wave overturn is accepted. Above the bank in the uppermost area of the triangular storm surge section to be closed, which connects to the dike line and extends to the line of the middle flood or slightly above, a horizontal solid wall closes the barrier to the shore, the crown of which is at the height of the maximum storm surge water level. In the rest position, the segments are pushed into each other over this wall.
In der Schließlage dichten alle Elemente gegeneinander und gegen die Sohle ab. Dichtungen zwischen den Einzelelementen als auch an der Sohle sind so angeordnet, daß sie erst in der endgültigen Schließlage voll anliegen. In den Zwischenstellungen und in der Ruheposition dagegen geben sie einen Durchflußspalt frei, was durch geeignete Formgebung der Flächen erreicht wird, an denen die Dichtungen anliegen. Auch eine Tieferlegung der Fahrbahnen für die Schließstellung jedes Verschlußelementes kann die wirksame Abdichtung unterstützen.
Die Zwischendichtungen sind auf der Innenseite jedes Segmentes an der dem Ufer zugewandten Kante angebracht. Sie werden in der Schließstellung gegen wulstförmige Anlageflächen auf der Stauwand des nächsthöheren Elementes gedrückt.
Die Sohldichtung wird bewirkt durch vor die Stauwand ragende Federbleche, die an ihrer Unterseite Gummiprofile tragen, die längs der Stauwand verlaufen. Diese Bleche sind an der Unterkante der Elemente angebracht und dichten, indem sie der Wasserdruck gegen entsprechende Anlageflächen preßt. Die Anlageflächen befinden sich vor der vorderen Laufbahn des jeweiligen Verschlußteiles auf dem Grundkörper.In the closed position, all elements seal against each other and against the sole. Seals between the individual elements and on the sole are arranged so that they only lie fully in the final closed position. In the intermediate positions and in the rest position, on the other hand, they release a flow gap, which is achieved by suitable shaping of the surfaces on which the seals bear. Lowering the carriageways for the closed position of each closure element can also support the effective sealing.
The intermediate seals are attached to the inside of each segment on the edge facing the bank. In the closed position, they are pressed against bead-shaped contact surfaces on the baffle wall of the next higher element.
The base seal is created by spring plates protruding in front of the baffle wall, which have rubber profiles on their underside, which run along the baffle wall. These sheets are attached to the lower edge of the elements and seal by pressing the water pressure against corresponding contact surfaces. The contact surfaces are located in front of the front track of the respective closure part on the base body.
Auf den Grundkörpern laufen die Verschlußelemente in Fahrbahnen, wobei jedes Verschlußteil in eigenen seeseitigen und binnenseitigen Fahrbahnen fährt. Die Fahrbahnen sind in den Grundkörper muldenförmig eingesenkt und weisen schräge Flanken auf, so daß die Verschlußteile während der Schließ- bzw. Öffnungsfahrt durch die Flankenschrägen zwangszentriert werden. Diese Maßnahme trägt den erhöhten Anforderungen an die Standsicherheit jedes Elementes Rechnung, da besonders beim Schließen des Sperrwerkes wegen der beim Verfahren der Verschlußelemente gleichzeitig auftretenden Auftriebs- und Querkräfte eine sichere Führung notwendig ist und eine sichere Lagerung in der endgültigen Schließstelle erfolgt, so daß die Kräfte aus dem Wasserdruck gut in das Grundbauwerk bzw. die Sohle abgeleitet werden können.On the base bodies, the closure elements run in lanes, with each closure part traveling in its own lakefront and inland lanes. The carriageways are recessed into the base body and have sloping flanks, so that the closure parts are positively centered by the flank slopes during the closing or opening movement. This measure takes into account the increased requirements for the stability of each element, since, particularly when the locking mechanism is closed, safe guidance is necessary because of the buoyant and transverse forces that occur simultaneously when the closure elements are moved, and safe storage takes place in the final closing point, so that the forces can be easily derived from the water pressure into the base structure or the sole.
Zur Führung in den Lauf- oder Fahrbahnen haben die Verschlußelemente Rollen und für deren Versagen hilfsweise Kufen, die auch als Radbruchstützen fungieren können. Die Rollen sind unter den Schenkeln der Verschlußelemente so angebracht, daß Längs- und Querkräfte gut in den Grundkörper übertragen werden können, z. B. bei rechtwinkliger Anordnung der Rollen zueinander. Die Flanken der muldenförmigen Fahrbahnen, die von den Rollen belastet werden, sind für diesen Zweck verstärkt und/oder weisen entsprechende Einbauten als Auflager auf. Die Lagerung der Rollen kann elastisch sein, was für verbesserte Laufruhe bei Erschütterungen sorgt.
Problematisch ist hier der durch Ablagerungen auf den Fahrbahnen unter Umständen stark erhöhte Rollwiderstand. Durch an den Unterkanten der Verschlußteile angebrachte Räumelemente, insbesondere vor und hinter den Rollen bzw. Kufen montierte Bleche, können grobe und feine Hindernisse einfach beseitigt, z. B. wie mit Räumflügen zur Seite geschoben werden. Sand und etwaige andere Eintreibungen lassen sich mit an den Grundkörpern befindlichen Spüldüsen über Druckwasserrohre freispülen, wobei eine besonders vorteilhafte Anordnung darin liegt, die Düsen und Rohre unmittelbar in die muldenförmigen Fahrbahnen zu verlegen bzw. die Düsen in die Fahrbahnen hinein auszurichten. Denkbar wäre auch, die Verschlußkörper mit Spüldüsen auszustatten und von in die Konstruktion eingebauten Pumpen versorgen zu lassen.For guidance in the raceways or lanes, the closure elements have rollers and, for their failure, auxiliary runners which can also act as wheel break supports. The roles are attached under the legs of the closure elements so that longitudinal and transverse forces can be transferred well into the base body, for. B. at right angles to each other. The flanks of the trough-shaped carriageways, which are loaded by the rollers, are reinforced for this purpose and / or have corresponding internals as supports. The bearings of the rollers can be elastic, which ensures improved smoothness in the event of vibrations.
The problem here is the increased rolling resistance due to deposits on the road surface. Through on the lower edges of the Closure parts attached broaching elements, in particular sheets mounted in front of and behind the rollers or runners, can easily remove coarse and fine obstacles, e.g. B. be pushed aside with clearing flights. Sand and any other driving in can be flushed out using flushing nozzles located on the base bodies via pressurized water pipes, a particularly advantageous arrangement being to lay the nozzles and pipes directly into the trough-shaped carriageways or to align the nozzles into the carriageways. It would also be conceivable to equip the closure bodies with flushing nozzles and to have them supplied by pumps built into the construction.
Das erfindungsgemäße Sperrwerk kann selbstverständlich auch zur Absperrung von Flußläufen verwendet werden. In der Sperrstellung wird das Flusswasser vor dem Sperrwerk gestaut und am Abfließen gehindert. Dies kann z. B. zum Zweck der Wasserbevorratung in Trockenzeiten geschehen oder zum Schutz dicht besiedelter flußabwärts gelegener Gebiete vor Überschwemmung.
In engen Tälern könnten die Sperrwerkselemente z. B. in davor vorgesehenen Kammern der Talwände verborgen sein.The barrage according to the invention can of course also be used to shut off river courses. In the blocking position, the river water is dammed up in front of the barrier and prevented from flowing out. This can e.g. B. happen for the purpose of water storage in dry seasons or to protect densely populated areas downstream from flooding.
In narrow valleys, the barrier elements could e.g. B. be hidden in previously provided chambers of the valley walls.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit prinzipiellen Zeichnungen, die ohne Maßstab sind, erläutert.The invention is explained below using an exemplary embodiment with basic drawings that are not to scale.
Es zeigt,
- Fig. 1
- eine stark überhöhte Seitenansicht des halben Sperrwerks in Schließstellung,
- Fig. 2
- eine Draufsicht nach Fig. 1,
- Fig. 3
- einen Querschnitt durch den Grundkörper mit den Verschlußelementen in Ruhestellung,
- Fig. 4
- einen teilweisen Querschnitt durch eine Fahrbahn und eine darin laufende Stauwand und
- Fig. 5
- eine Darstellung des halben Sperrwerks bei verschiedenen Betriebsstellungen.
- Fig. 1
- a greatly inflated side view of the half barrier in the closed position,
- Fig. 2
- 2 shows a top view according to FIG. 1,
- Fig. 3
- a cross section through the base body with the closure elements in the rest position,
- Fig. 4
- a partial cross section through a roadway and a baffle running therein and
- Fig. 5
- a representation of the half barrage in different operating positions.
Eine Tidewasserlauf 4 hat teilweise z. B. die in Fig. 1 strichpunktiert angedeutete Sohle 41. Diese Flußsohle 41 verläuft zum Ufer 42 hin steiler und ist in der Mitte abgeflacht. Am Sperrwerk besteht der Boden 21 des Wasserlaufes 4, der in Fig. 2 angedeutet ist, aus einem Grundkörper 2, der eine schiefe Ebene 22 bildet, beginnend von Punkten oberhalb der Flußufer bis zum tiefsten Punkt, der sich etwa in der Mitte des Flußlaufes befindet. Im Uferbereich 42 verläuft der Boden 21 flacher und ist in der Mitte des Flußlaufes 4 tiefer als die ursprüngliche Sohle 41. Diese Eigenheit kommt dem in der Flußmitte liegenden Fahrwasser 43 zugute.A
Aus Fig. 2 sind die Fahrbahnen 23 der Stauwände 11 und der Stützwände 12 auf dem Grundkörper 2 erkenntlich. Eine Stauwand 11 und eine Stützwand 12 bilden zusammen jeweils ein Verschlußelement la bis ld. Die Stützwände 12 verfügen über keine Abdeckungen und weisen zwischen ihren Trägern Öffnungen auf.2 shows the
Fig. 1 stellt die seeseitige Ansicht des halben Sperrwerks in Schließstellung dar. Mit 44 ist der mittlere Hochwasserstand angegeben und 45 mit der maximale.Fig. 1 shows the sea-side view of the half barrage in the closed position. With 44 the average flood level is indicated and 45 with the maximum.
In der Schließstellung ist dargestellt, wie sich die Verschlußelemente 1a bis 1d an ihren senkrechten Stirnkanten 14 untereinander überlappen und an den Überlappungsstellen der Stauwände Dichtungen 15 aufweisen, die auf nicht dargestellten wulstförmigen Auflageflächen des nächsthöheren Elementes aufliegen. Die Verschlußelemente 1a bis 1d sind in ihrer Form gleich, aber von unterschiedlicher Größe. Ihre Oberkante 13 ist entsprechend der schiefen Ebene 22 geneigt, kann aber auch anders als abgebildet verlaufen, z. B. flacher. Die Elemente 1a bis 1d sind von der Flußmitte zum Ufer hin kleiner werdend, mit den Buchstaben a bis d gekennzeichnet. In der Darstellung der Fig. 1 z. B. sind sie stark überhöht abgebildet.In the closed position it is shown how the
In der Praxis bilden z. B. ca. 3 bis 5 Elemente eine Sperrwerkseite, wobei die Bauhöhe des größten Elementes 25 bis 30 m und deren jeweilige Länge zwischen 100 und 200 m betragen kann. Die Überlappungen für die Zwischendichtungen 15 sind dabei beispielsweise ein bis mehrere Meter lang. Für die Dichtungen des obersten beweglichen Verschlußelementes 1d ist auf dem oberen Teil der schiefen Ebene 22 eine Mauer 5 mit entsprechender Anlagefläche 51 gebaut. Über dieser Mauer 5 werden die Verschlußelemente 1a bis 1d oberhalb des mittleren Hochwasserstandes 44 teleskopartig ineinandergeschoben, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet.In practice, e.g. B. about 3 to 5 elements a barrage side, the overall height of the
Zum Verfahren der Verschlußelemente 1a bis 1d kommen unter anderem Triebstöcke bzw. Zahnstangen zum Einsatz, auch an eine Unterstützung der Öffnungsbewegung durch mit Winden angetriebenen Zugmittel ist gedacht. Die erforderlichen Antriebsmaschinen sind in dem Maschinenhaus 6 untergebracht.To move the
In Fig. 3 ist der Grundkörper 2, der aus Beton hergestellt ist, im Schnitt dargestellt. Er enthält unter anderem nicht gezeichnete Kabelkanäle und Betriebsgänge 28 von denen hier einer, in der Mitte des Grundkörpers 2 befindlich, beispielhaft abgebildet ist. Unter der Stauwandseite der Verschlußelemente 1a bis 1d ist der Grundkörper 2 durch eine zusätzliche Dichtungswand 29 im Untergrund beziehungsweise Boden des Wasserlaufes 21 verankert und gegen Unterspülung geschützt.
Auf dem Grundkörper 2 befinden sich die Fahrbahnen 23 für die Stützwände 12 und Stauwände 11. Diese Fahrbahnen 23 sind für beide Stau- und Stützwände 11, 12 gleich gestaltet und haben muldenförmigen Querschnitt 25 mit schrägen Flanken 26. In den Fahrbahnen 23 lagern die bei allen Verschlußelementen la bis ld gleich gestalteten Unterkanten 3 mit Rollen 31 auf den Flanken 26 der muldenförmigen Fahrbahn 23.In Fig. 3, the
The
Die Flanken 26 haben Winkel von 45° und die Rollen 31 der Verschlußelemente 1a bis 1d sind entsprechend im rechten Winkel zueinander angeordnet. Die Anordnung der Rollen 31 bzw. die Neigung der Flanken 26 soll eine günstige Abstützung der Stau- und Stützwände 11, 12 ermöglichen. Weitere Ausgestaltungen mit anders geneigten Flanken sind denkbar, zu denen die Rollen 31 jeweils passend angeordnet sind. Auch eine Kombination von verschieden geneigten Flanken in einer Fahrbahn oder Fahrbahngruppe 23 jeweils nach Stau- oder Stützwand 11, 12 ist hierbei möglich.The
Die Verschlußelemente 1a bis 1d sind ihrer Ruhestellung zusammengeschoben über der Mauer 5 dargestellt. Nicht abgebildet ist die an ihrer an jeweiligen Innenseite 16 an den Stirnkanten 14 vorhandenen Dichtung 15 (siehe Fig. 1 und 2). Auf den Stauwänden 11 sind deren Platten 18 schraffiert gekennzeichnet.The
Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Unterkante 3 in einer Fahrbahn 23. Die Fahnbahnflanken 26 enthalten eingebettete Verstärkungen 24, z. B.Doppel-T-Träger auf denen die Rollen 31 ablaufen; die Flanken 26 bzw. Verstärkungen 24 können auch ein Schienenprofil aufweisen. Beidseitig, dicht neben den Rollen 31, sind Kufen 32 angedeutet, auf denen ein Verschlußelement 1 ersatzweise für die Rollen gleiten kann.Fig. 4 shows an enlarged section of the
Vor die teilweise im Schnitt dargestellte Stauwand 11 eines Verschlußelementes 1 ragt an ihrer Unterkante 3 ein Blech 33, an dessen Unterseite 34 ein Gummiprofil 35 befestigt ist. Dieses Profil 35, welches längs der Unterkante 3 verläuft, legt sich in eine Anlagefläche 27, die rinnenartig vor der Fahrbahn 23 verläuft, durch den Wasserdruck dichtend an und verhindert so das Eindringen von Seewasser unter den Stauwänden 11.In front of the
Fig. 5 zeigt verschieden Betriebsstellungen a bis e des halben Sperrwerks.
In Position a befinden sich alle Verschlußelemente 1a bis 1d in der Ruhestellung über der Mauer 5.
In Position b ist ein Element, z. B. für Wartungsarbeiten vor die anderen herausgefahren worden. Bei mittlerem Niedrigwasserstand 46 steht es völlig außerhalb des Wassers bei mittlerem Hochwasserstand 44 teilweise darin.
Die Positionen c und d zeigen Stellungen der Bereitschaft c und der erhöhten Bereitschaft d bei einer zu erwartenden Sturmflut.
Da sich bei zunehmender Verengung des Querschnittes die Strömungsgeschwindigkeit außerordentlich beschleunigt und sich ebenfalls ein zunehmendes Gefälle aufbaut, das zu einer wachsenden Belastung der Verschlußelemente 1a bis 1d führt, dürfte es problematisch sein, diese zügig nacheinander in die Schließlage einfahren zu lassen.
Durch den Einzelantrieb und die von einander unabhängige Verfahrbarkeit der Elemente la bis ld ist es möglich, den Querschnitt teilweise zu verbauen und im Ernstfall zu einer kürzeren Schließzeit zu kommen, wobei gleichzeitig das Hauptfahrwasser 43 sehr lange offengehalten werden kann (Position d). Entsprechend kann auch schnell geöffnet werden, wodurch sich die Sperrzeit für den Schiffsverkehr verkürzt.
Die Position e zeigt das Sperrwerk in Schließstellung mit angedeutetem maximalen Hochwasserstand 45.Fig. 5 shows different operating positions a to e of the half barrier.
In position a, all
In position b is an element, e.g. B. have been extended for maintenance work in front of the others. At medium
Positions c and d show positions of readiness c and increased readiness d in the event of an expected storm surge.
Since the flow velocity accelerates extraordinarily with increasing narrowing of the cross-section and an increasing gradient also builds up, which leads to an increasing load on the
Due to the individual drive and the independent movement of the elements la to ld, it is possible to partially obstruct the cross section and, in an emergency, to achieve a shorter closing time, while at the same time the
Position e shows the barrier in the closed position with the
Da der Strömungsdruck des auflaufenden Wassers erhebliche Zusatzkräfte auf die einfahrenden Verschlußelemente 1a bis 1d ausübt, ist es günstig in den Stauwänden 11 der einzelnen Elemente la bis ld zur Entlastung Durchflußöffnungen vorzusehen, die erst nach dem Einfahren in die endgültige Schließlage geschlossen werden, z. B. Rollschütze auf geneigten Bahnen oder Jalousie-Verschlüsse.
Je nach Bauhöhe der Elemente kommen verschiedene Vorrichtungen in Betracht, die z. B. auch die Höhe der Oberkante der Verschlußelemente veränderbar machen können, z. B. eine Konstruktion mit hängenden Klappen in einer Rahmenstruktur.Since the flow pressure of the incoming water exerts considerable additional forces on the retracting
Depending on the height of the elements, various devices are considered, the z. B. also make the height of the upper edge of the closure elements changeable can, e.g. B. a design with hanging flaps in a frame structure.
Die der Fahrbahnneigung entsprechende schräge Oberkante müßte durch eine horizontale Tragkonstruktion für die Lagerung der Stauklappen ersetzt werden. Die während des Einfahrens der Elemente etwa waagerecht gehaltenen Klappen werden erst zum endgültigen Schließen in die Schräglage abgesenkt, die der Neigung der Stauwand der übrigen Verschlußelemente entspricht.The sloping upper edge corresponding to the inclination of the road would have to be replaced by a horizontal support structure for the storage of the storage flaps. The flaps, which are held approximately horizontally during the retraction of the elements, are only lowered into the inclined position for final closing, which corresponds to the inclination of the storage wall of the other closure elements.
Claims (10)
- Barrier, more especially for closing-off a tidal channel during a storm tide, including a closing-off mechanism having a substantially triangular cross-sectional configuration, one inclined wall of said mechanism forming a damming wall (11) and the other wall forming a supporting wall (12), which walls are interconnected via a common upper edge (13), and said mechanism is displaceable on a main body (2) between a position of rest at the edge of the channel and a closed position in the channel, characterised in that the closing-off mechanism includes a plurality of displaceable gate elements (1a, 1b, 1c, 1d), in that the main body (2) forms inclined ramps (22), which are adapted to the base of the channel (21) and on which the gate elements (1a, 1b, 1c, 1d) are displaceable, in that all of the gate elements (1a, 1b, 1c, 1d) have a geometrically similar, triangular cross-sectional configuration but, depending on their position, are of different sizes in the closed position and are formed and disposed so that they are telescopically fitted into one another in the position of rest at the edge, preferably on the bank, of the channel, and are extended in the closed position to the lowest point of the channel according to size, and in that resilient seals (15) are disposed on the leading edges (14) of the damming walls (11) and, in the closed position, each seal the gap between two overlapping gate elements (la, 1b, 1c, 1d), and in that means are provided on the lower edge of the damming walls and seal towards the bed in the closed position.
- Barrier according to claim 1, characterised in that the leading edges (14) of the damming wall (11) and supporting wall (12) of the gate elements (1a, 1b, 1c, ld) are at least partially so adapted that they define vertical planes.
- Barrier according to claim 1 or 2, characterised in that the damming wall (11) is curved, and the supporting wall (12) is frame-like.
- Barrier according to one of claims 1 to 3, characterised in that the main body (2) contains parallel tracks (23), which tracks (23) extend longitudinally of the inclined ramp (22) and have a trough-shaped cross-section (25), the cross-section (25) having inclined flanks (26).
- Barrier according to claim 4, characterised in that the gate elements (1a, 1b, 1c, 1d) are each guided, by resiliently mounted rolling and/or sliding devices situated on the lower edges (3) of the gate elements (1a, 1b, 1c, 1d), in a track (23) beneath the damming wall (11) and in a track (24) beneath the supporting wall (12), respectively, and are thereby supported at least on the flanks (26) of the trough-shaped cross-section (25), whereby they centre themselves.
- Barrier according to one of claims 1 to 5, characterised in that obstruction-clearing means are provided on the lower edges (3) of the gate elements (1a, 1b, 1c, 1d), and at least some of such means comprise plates in front of and behind each rolling and/or sliding device (31, 32).
- Barrier according to claim 4 and possibly one of claims 5 or 6, characterised in that water pipes are situated on the main body (2) and are disposed at least partially in the tracks (23, 24), the water pipes having nozzles from which compressed water emerges, and the tracks (23) are freely rinsable by the compressed water.
- Barrier according to one or more of claims 4 to 7, characterised in that the seals (15) are provided on the leading edges (14) of the damming walls (11) on the inside (16) of the gate elements (1a, 1b, 1c, 1d) facing the bank, in that bearing faces (17) are situated, with a bead-like configuration, on the damming wall (11) at the leading edge (14) facing the flow, and in that the seals (15) are compressible by water pressure against the bead-like bearing faces (17) of the next higher gate elements (1b, 1c, 1d).
- Barrier according to one of claims 1 to 8, characterised in that plates (33) are continuously provided on the lower edges (3) of the damming walls (11), which plates protrude in front of the damming walls (11) and are provided, on their underside (34), with a rubber profile (35), which extends longitudinally of the lower edges (3) of the damming walls (11), and in that abutment faces (27) are situated on the main body (2) in front of the damming wall, the plates (33) being compressible by the water pressure against the abutment faces (27).
- Barrier according to one of claims 1 to 9, characterised in that the gate elements (1a, 1b, 1c, 1d) have closable apertures in their damming wall (11), through which apertures a pressure balance is rendered possible during the extension movement into the closed position.
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