EP0710747A1

EP0710747A1 - Hochwasserschutzelement aus Stahl

Info

Publication number: EP0710747A1
Application number: EP95117039A
Authority: EP
Inventors: Kurt Loose
Original assignee: Kossbiel Ernst
Current assignee: Kossbiel Ernst
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1996-05-08
Also published as: DE4439754A1

Abstract

Das mobile Hochwasserschutzelement aus Stahl ist für den Einsatz auf befestigten Flächen (48) vorgesehen. Es hat ein Rahmengestell aus Winkelprofilen (28 bis 36). An diesem Rahmengestell sind Platten (24, 26) angeschraubt, sie füllen die Flächen des Rahmengestells aus. Das Hochwasserschutzelement ist L-förmig aus einem parallel zur befestigten Fläche (48) verlaufenden und mit Dichtungen (50) an seiner Unterseite versehenen Bodenschenkel (22) und einem vertikalen Schenkel (20) aufgebaut. Im praktischen Einsatz drückt das Hochwasser auf die Oberseite des Bodenschenkels (22), der dem Wasser zugewandt ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein mobiles Hochwasserschutzelement aus Stahl für den Einsatz auf befestigten Flächen.
Eine Vielzahl von Städten hat Probleme mit Hochwasser. An Flüssen gelegene Städte und Siedlungen leiden häufig darunter, daß die Flüsse über die Ufer treten, beispielsweise während der Schneeschmelze oder nach heftigen Regenfällen. Bei Städten, die im Einflußbereich eines Meeres und in einer Höhe nicht merklich oberhalb des Meeresspiegels liegen, kommt es bei außergewöhnlichen Fluten zu Hochwasser. Aber auch andere Naturereignisse können ungewöhnlich hohe Wasserstände in einem Siedlungsbereich, insbesondere also einer Stadt, auslösen.
Üblicherweise schützen sich Städte durch Deiche und andere permanente Hochwasserschutzanlagen gegen Hochwasser. Diese Anlagen sind aber nur bis zu einem gewissen Stand (Pegel) des Hochwassers ausgelegt, steigt das Hochwasser über diese Anlagen oder brechen sie, so werden wie wirkungslos. Man behilft sich dann mit mobilen Hochwasserschutzeinrichtungen, insbesondere mit Sandsäcken. Diese erfordern aber einen hohen Aufwand für Herstellung, Lagerung, Transport und insbesondere für die Anordnung am Einsatzort. Für einen mobilen Hochwasserwall wird eine große Anzahl von Sandsäcken benötigt, sie müssen herantransportiert, abgeladen und aufgeschichtet werden. Später, nach Ablaufen des Hochwassers, müssen die Sandsäcke wieder aufgenommen und abtransportiert werden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bisher eingesetzten Hochwasserschutzeinrichtungen so weiterzubilden und neu auszugestalten, daß mit möglichst wenig Einsatzkräften auch bei beschränkter Transportkapazität rasch eine Hochwasserschutzeinrichtung aufgebaut werden kann, die ebenfalls rasch wieder entfernbar ist.
Viele Städte haben vertieft liegende Bereiche, also Straßenzüge, die in einigen Bereichen tiefer liegen als anderswo oder als benachbarte Straßen und die bei Hochwasser überflutet sind. Für den Aufbau eines mobilen Hochwasserschutzwehrs zum Schutz derartiger Bereiche ist die Erfindung typischerweise gedacht.
Ausgehend von den bekannten Hochwasserschutzeinrichtungen, wie sie eingangs erwähnt wurden, wird diese Aufgabe nach der Erfindung durch ein mobiles Hochwasserschutzelement aus Stahl für den Einsatz auf befestigten Flächen gelöst, das aus einem Rahmengestell aus Winkelprofilen und an diesem Rahmengesteil angeschraubten und es ausfüllenden Platten besteht, wobei das Hochwasserschutzelement L-förmig aus einem parallel zu der befestigten Fläche verlaufenden und mit einer Dichtung an seiner Unterseite versehenen Bodenschenkel und aus einem vertikalen Schenkel besteht und im praktischen Einsatz das Hochwasser auf die Oberseite des Bodenschenkels drückt.
Das L-förmige Hochwasserschutzelement nach der Erfindung kann wesentlich einfacher gehandhabt und rascher aufgestellt werden als bekannte Hochwasserschutzvorrichtungen, insbesondere als ein Wall aus Sandsäcken. Es besteht aus zwei im wesentlichen flächigen Schenkeln, nämlich einem Bodenschenkel und einem vertikalen Schenkel. Der Bodenschenkel ist der Wasserseite zugewandt. Im folgenden wird unter vorn stets die Wasserseite verstanden, hinten ist die durch das Hochwasserschutzelement geschützte, möglichst trockene Seite. Mit dem Bodenschenkel liegt das L-förmige Hochwasserschutzelement auf der befestigten Fläche, auf der es aufgestellt wird, auf. Mindestens eine Dichtung ist an seiner Unterseite vorgesehen, die eine Abdichtung gegenüber der befestigten Fläche bewirkt und auf dieser aufliegt. Im praktischen Einsatz drückt das Hochwasser auf die Oberseite des Bodenschenkels, bewirkt also eine Belastung nach unten, die einerseits zu einem besseren Andruck der Dichtungen auf der befestigten Fläche führt und andererseits den Halt des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzelements auf der befestigten Fläche gewährleistet.
Der vertikale Schenkel ist das eigentliche Schutzelement, das das Hochwasser abhält. Dieser Schenkel ist typischerweise so hoch wie eine Sandsackbarriere, beispielsweise 1 m hoch.
Aufgebaut ist das Hochwasserschutzelement im wesentlichen aus einem Rahmengestell und aus zwei Platten, die mit diesem dicht verschraubt sind. Das Rahmengestell ist aus Winkelprofilen erstellt, vorzugsweise sind diese Winkelprofile L-förmig. Sowohl das Rahmengestell als auch die Platten sind aus Eisen bzw. Stahl gefertigt und vorzugsweise verzinkt, damit sie gegen Rost geschützt sind. Der Rostschutz ist während der normalerweise recht kurzen Einsatzdauer eigentlich nicht notwendig, wohl aber während der Lagerung.
Das erfindungsgemäße Hochwasserschutzelement läßt sich stapeln, indem die L-förmigen Elemente ineinander angeordnet werden. Für eine Hochwasserbarriere mit den erfindungsgemäßen Hochwasserschutzelementen wird wesentlich weniger Lagerplatz und insbesondere Transportraum benötigt, als für eine gleich hohe Barriere aus Sandsäcken. Die Hochwasserschutzelemente nach der Erfindung sind auch deutlich leichter als die entsprechende Anzahl von Sandsäcken. Insbesondere aber lassen sich die erfindungsgemäßen Hochwasserschutzelemente wesentlich schneller aufbauen, mit wenigen Hilfskräften und sogar ohne zusätzliche, mechanische Hilfen können rasch Hochwasserschutzvorrichtungen erstellt werden. Die geschilderten Vorteile zeigen sich auch beim späteren Abbau nach der meist nur wenige Tage dauernden Einsatzzeit.
Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße mobile Hochwasserschutzelement also eine deutliche Verbesserung gegenüber den bislang eingesetzten Hochwasserschutzbarrieren, der Aufbau ist in kurzer Zeit möglich, was bei Hochwassersituationen oft zu einem entscheidenden Zeitgewinn führt. Verwiesen wird hier auf Dammbrüche und andere Katastrophensituationen.
Das Rahmengestell hat vorzugsweise nur zwei Öffnungen, die durch zwei Platten ausgefüllt werden, nämlich eine Öffnung im Bereich des vertikalen Schenkels und eine Öffnung im Bereich des Bodenschenkels. Üblicherweise sind die Platten rechteckförmig. Aus den erfindungsgemäßen Hochwasserschutzelementen können dann geradlinige Verläufe von Dämmen erstellt werden. Um auch Knicke im Verlauf des Hochwasserdamms erstellen zu können, sind spezielle Elemente vorgesehen, bei denen der Bodenschenkel schräg verlaufende Begrenzungen hat, beispielsweise die dort eingesetzten Platten Trapezform haben. Auf diese Weise können mit den erfindungsgemäßen Hochwasserschutzelementen polygonzugförmige Verläufe erstellt werden.
Als besonders bevorzugt hat es sich erwiesen, die Tiefe des Bodenschenkels größer zu wählen als 60 % der Höhe des vertikalen Schenkels. Dadurch wird die Größe der Fläche, auf die das Hochwasser vertikal drückt, ausreichend groß in Bezug zur Fläche, gegen die es horizontal ansteht.
In einer günstigen Ausbildung hat der vertikale Schenkel eine Einknickung zur Wasserseite hin. Die Einknickung bewirkt, daß der Winkel zwischen einem unteren Bereich des vertikalen Schenkels und der Bodenplatte etwas kleiner als 90 Grad ist, beispielsweise 83 Grad beträgt. Ein oberer Bereich des vertikalen Schenkels ist dann wieder rückgeknickt. In einer bevorzugten Ausbildung befindet sich die Oberkante des vertikalen Schenkels praktisch lotrecht oberhalb der Unterkante. Durch die Einknickung wird optisch eine wirksamere Abstützung signalisiert, auch wenn technisch durch die Einknickung praktisch kein Effekt erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführung haben die seitlichen Profilteilbereiche des Rahmengestells Bohrungen für ein Verschrauben mit einem weiteren, benachbarten Hochwasserschutzelement. Zwischen zwei benachbarten Elementen wird eine Dichtung angeordnet, beispielsweise ein Streifen aus einem geschlossenzelligen Schaumgummi. Durch die Bohrungen werden Schrauben gesteckt, es werden Muttern aufgesetzt und die benachbarten Elemente miteinander befestigt, wobei die Dichtung angezogen wird.
In einer weiteren, vorzugsweisen Ausbildung weisen die wasserseitigen, vorderen Winkelprofile des Bodenschenkels Löcher für eine Befestigung, vorzugsweise ein Verschrauben auf der befestigten Fläche auf, weiterhin ist unter diesen Winkelprofilen eine durchlaufende Dichtung angeordnet. Der Halt eines Hochwasserschutzelements wird durch Verdübeln der vorn liegenden Winkelprofile auf der befestigten Fläche erreicht. Hierzu wird durch die Bohrungen ein Loch in die befestigte Fläche gebohrt, es wird ein Dübel eingesteckt und eine Schraube eingedreht. Ähnlich werden Gummielemente für Verkehrsflächen, beispielsweise Temposchwellen, befestigt. Das Andrücken der vorderen Winkelprofile durch Schrauben dient dazu, einerseits die Dichtung gegen die befestigte Fläche zu drücken, so daß eine Abdichtung erzielt wird, und andererseits das Hochwasserschutzelement zu fixieren, beides bei beginnendem Hochwasser. Hat erst einmal das Hochwasser ausreichend Höhe erreicht, genügt das auf dem Bodenschenkel lastende Gewicht des darüber befindlichen Wassers für einen ausreichenden Andruck und eine ausreichende Fixierung.
Zwischen den Platten und den Winkelprofilen sind flache Dichtstreifen eingespannt. Sie bewirken eine wasserdichte Verbindung zwischen Platten und Winkelprofilen. Zusätzlich kann noch der Kehlbereich des Winkelprofils mit einem Dichtungsmaterial, beispielsweise Silikon, ausgefüllt werden. Als Dichtstreifen werden vorzugsweise Silikonstreifen verwendet.
Als günstig haben sich Versteifungslatten (Streben) erwiesen, die in Form eines Netzwerkes die Winkelprofile des vertikalen Schenkels miteinander verbinden. Sie bewirken, daß sich die Platte des jeweiligen Schenkels unter dem Wasserdruck nicht plötzlich und mit Geräuschentwicklung ausbeulen kann. Für ein Abfangen des Wasserdrucks sind sie grundsätzlich aber nicht erforderlich.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, das unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigen

Fig. 1: eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Hochwasserschutzelementes,
Fig. 2: eine Draufsicht (Grundriß) auf das erfindungsgemäße Hochwasserschutzelement,
Fig. 3: ein Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4: einen Schnitt durch zwei benachbarte Hochwasserschutzelemente entsprechend dem Verlauf der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1.

Der aus Fig. 1 ersichtliche vertikale Schenkel 20 eines Hochwasserschutzelementes hat eine Länge von 1,5 m, seine Höhe beträgt 1 m. Der aus Fig. 2 ersichtliche Bodenschenkel 22 hat bei gleicher Länge eine Tiefe von 61 cm. Beide Schenkel 20, 22 werden im wesentlichen jeweils durch eine Platte 24 bzw. 26 aus verzinktem Stahlblech und mit einer Dicke von 1,5 mm sowie aus randseitig die jeweilige Platte 24, 26 umrahmenden Rahmenteilen gebildet, beide Rahmenteile der beiden Schenkel 20, 22 bilden zusammen ein Rahmengestell. Dieses ist aus Winkelprofilen gefertigt. Mit Ausnahme des Profils an der Vorderkante des Bodenschenkels 22 werden L-Profile eingesetzt mit den Abmessungen 65/50/5 mm. Das Winkelprofil an der Vorderkante ist ein T-Profil, es ist aus Fig. 3 ersichtlich, es hat die Abmessungen 40/80/7 mm.
Der vertikale Schenkel 20 hat ein oberes Profilteil 28, zwei seitliche Profilteile 30 und ein unteres Profilteil 32. Diese vier Profilteile 28 bis 32 zusammen ergeben einen Rahmen mit nach vorne weisenden, freien Schenkeln, in diesen Rahmen ist die Platte 24 des vertikalen Schenkels 20 eingelegt.
Der Bodenschenkel 22 hat gemeinsam mit dem vertikalen Schenkel 20 das untere Profilteil 32, weiterhin hat er zwei seitliche Profilteile 34 und ein Profilteil 36 an der Vorderkante. Die freien Schenkel der L-förmigen Profile bzw. des T-Profils von 36 weisen nach oben. In den so gebildeten Rahmen ist die Platte 26 eingelegt.
Die Profilteile 28 bis 36 werden abgelängt, teilweise auf Gehrung geschnitten, teilweise nicht, anschließend in den Eckbereichen zusammengeschweißt und danach verzinkt.
Zur Befestigung der Platten 24, 26 im jeweiligen Schenkel 20, 22 sind M6 Gewindebohrungen 38 vorgesehen. Sie sind in regelmäßigen Abständen, beispielsweise alle 10 oder 12 cm, angeordnet. In den Platten 24 bis 26 sind entsprechende, mit ihnen fluchtende Löcher vorgesehen. Mittels Schrauben erfolgt die Befestigung der Platten 24 bzw. 26 am Rahmengestell. Für die Abdichtung sind Dichtungsstreifen 40 aus Silikon zwischengelegt, sie sind aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich. Ihre Dicke beträgt 1 bis 2 mm. Schließlich sind die Kehlbereiche der Profilteile 28, 30, 34 und 36 mit einer Einlage 42 aus Dichtungsmaterial versehen, verwendet wird auch hier Silikon.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verläuft der vertikale Schenkel 20 zunächst in einem Winkel < 90 Grad, nämlich etwa 83 Grad, zum Bodenschenkel 22. In einer Höhe von 40 cm befindet sich eine Einknickung, von hier aus läuft der vertikale Schenkel 20 nach oben in einem Winkel > 90 Grad, beispielsweise 95 Grad, zum Bodenschenkel 22. Die obere, rückwärtige Ecke des oberen Profilteils 28 liegt bei dieser Anordnung etwa lotrecht oberhalb der entsprechenden Ecke des unteren Profilteils 32, aus Fig. 3 ist dies ersichtlich.
Im Profilteil 36 der Vorderkante sind Löcher 46 mit einem Durchmesser von 18 mm vorgesehen. Sie dienen der Befestigung des Hochwasserschutzelements auf einer befestigten Fläche 48, wie sie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Unterhalb des Profilteils 36 der Vorderkante befindet sich eine Dichtung 50, sie hat einen länglichen Rechteckquerschnitt und ist aus einem geschlossenzelligen Gummimaterial hergestellt. Sie ist an der Unterseite des Profilteils 36 festgelegt. Sie befindet sich nicht unterhalb der Löcher 46.
Unterhalb des unteren Profilteils 32 befinden sich versetzt angeordnet insgesamt drei Fußplatten 52, sie sind aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich. Sie springen nach hinten vor und weisen dort jeweils eine Gewindebohrung und ein Loch auf. Mittels des Loches kann eine Befestigung erfolgen, wenn sich dies als nötig erweist, beispielsweise auch dann, wenn die Zeit nicht mehr ausreicht, vorn an den Löchern 46 zu befestigen. Über die Gewindebohrung kann durch eine eingedrehte, unten zugespitzte Schraube einerseits eine Nivellierung des Hochwasserschutzelements erfolgen, andererseits durch die Schraubspitze, die sich in einen Untergrund eingräbt, eine gewisse Befestigung erzielt werden.
In den randseitigen, freien Schenkeln der Profilteile 28, 30, 34 und 36 sind Bohrungen 54 für eine Verschraubung mit einem benachbarten Hochwasserschutzelement vorgesehen. In den Fig. 3 und 4 ist eine derartige Verbindung bereits eingezeichnet. Am vertikalen Schenkel sind insgesamt drei derartige Bohrungen 54 vorgesehen, der Bodenschenkel hat insgesamt zwei Bohrungen 54. Fig. 4 zeigt die Verbindung zweier Bodenschenkel 22 benachbarter Hochwasserschutzelemente. Zwischengelegt ist ein leistenförmiges Dichtungselement, das durch die M12 Verbindungsschrauben, von denen Fig. 4 eine zeigt, und denen Muttern zugeordnet sind, die aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich sind, zusammengepreßt wird. Dadurch wird eine Abdichtung zwischen den freien Schenkeln der seitlichen Profilteile 34 erreicht. In gleicher Weise erfolgt die Abdichtung zwischen den seitlichen Profilteilen 30 bei den vertikalen Schenkeln 20 benachbarter Hochwasserschutzelemente.
Wie aus den Fig. 1, 2 und insbesondere 3 ersichtlich ist, werden die Platten 24 und 26 durch ein gitterförmiges, rechtwinkliges Netz von Streben 58 verstärkt. Sie behindern ein plötzliches Ausbeulen der Platten 24, 26 bei Wasserdruck. Die Streben 58 sind aus Flachmaterial 50/5 mm gefertigt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, verlaufen zwei Streben 58 parallel zur Längsrichtung, zwei Streben 58 verlaufen in vertikaler Richtung beim vertikalen Schenkel 20. Beim Bodenschenkel 22 verlaufen zwei Streben 58 quer zum vertikalen Schenkel 20.
Nach den gleichen Konstruktionsprinzipien werden auch kleinere Hochwasserschutzelemente gefertigt. Sie sind jeweils so miteinander abgestimmt, daß die Bohrungen 54 benachbarter Elemente auch bei unterschiedlicher Höhe miteinander fluchten. Die kürzeren Elemente können länger ausgebildet werden. Der Knick in der Höhe von 40 cm bleibt jeweils erhalten, bei dem kleinsten Element, das nur 40 cm hoch ist, entfällt er. Weitere Höhen sind noch 60 und 80 cm. Bei 80 cm beträgt die Tiefe des Bodenschenkels 22 74 cm, das Element ist 1,50 m lang. Bei 60 cm Höhe beträgt die Tiefe 54 cm, das Element ist 2 m lang. Bei 40 cm Höhe beträgt die Tiefe des Bodenschenkels 22 54 cm, das gesamte Element ist 2 m lang.

Claims

Mobiles Hochwasserschutzelement aus Stahl für den Einsatz auf befestigten Flächen (48), mit einem Rahmengestell aus Winkelprofilen (28 bis 36) und an diesem Rahmengestell angeschraubten und es ausfüllenden Platten (24, 26), wobei das Hochwasserschutzelement L-förmig aus einem parallel zu befestigten Flächen (48) verlaufenden und mit mindestens einer Dichtung (40) an seiner Unterseite versehenen Bodenschenkel (22) und einem vertikalen Schenkel (20) besteht und im praktischen Einsatz das Hochwasser auf die Oberseite des Bodenschenkels (22) drückt.
Hochwasserschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Bodenschenkels (22) größer ist als 60 %, vorzugsweise größer als 80 % der Höhe des vertikalen Schenkels (20).
Hochwasserschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Schenkel (20) eine Einknickung (44) zur Wasserseite hin aufweist.
Hochwasserschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Profilteile (30, 34) des Rahmengestells Bohrungen (54) für ein Verschrauben mit weiteren Hochwasserschutzelementen haben.
Hochwasserschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß was wasserseitige, vordere Winkelprofil (36) einerseits an der Vorderkante des Rahmengestells Löcher (46) für eine Befestigung auf der befestigten Fläche (48) und andererseits eine darunter befindliche Dichtung (50) hat.
Hochwasserschutzelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelprofil (36) an der Vorderkante ein T-Profil ist.
Hochwasserschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei rechteckförmige Platten (24, 26) aus verzinktem Stahlblech vorgesehen sind.
Hochwasserschutzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Platten (24, 26) und den Winkelprofilen (28 bis 36) flache, längliche Dichtungsstreifen (40) eingespannt sind.