NL2014571B1 - Gestabiliseerd dempingselement, alsmede waterkering met dergelijke dempingselementen. - Google Patents

Abstract

Een dempingselement (6) omvat in langsrichting (7) op elkaar aansluitend een kopdeel (3), halsdeel (4) en voetdeel (5) uit beton. De doorsnede van het halsdeel dwars op de langsrichting (7) is kleiner dan de doorsnede van het kopdeel dwars op de langsrichting en kleiner is dan de doorsnede van het voetdeel dwars op de langsrichting, zodanig dat een stelsel van kanalen (8) wordt gevormd. Het voetdeel (5) heeft over tenminste een gedeelte van de omtrek (18) daarvan een dwars op de langsrichting gerichte verdieping (15). Samen met de daarin opgenomen gritdeeltjes (16) verschaffen deze groeven (15) een stabiliserende werking.

Description

Gestabiliseerd dempingselement alsmede waterkering met dergeliike dempingselementen

De uitvinding betreft een dempingselement omvattende in langsrichting op elkaar aansluitend een kopdeel, halsdeel en voetdeel uit beton, waarbij dwars op de langsrichting het halsdeel een kleinere doorsnede heeft dan het kopdeel en het voetdeel.

Een dergelijk dempingselement is bekend, bijvoorbeeld uit het Nederlandse octrooi 2004345. Dempingselementen kunnen bijvoorbeeld worden toegepast bij waterkeringen in verband met het dempen van de golfslag. Tussen de aan elkaar grenzende kopdelen van de dempingselementen blijven openingen over, via welke het tegen de waterkering oplopende water kan wegzakken. Daardoor wordt een belangrijk dempingeffect verkregen. Het aldus opgevangen water kan via het kanalenstelsel dat gevormd wordt tussen de aan elkaar grenzende, smallere halsdelen worden afgevoerd, waardoor de demping nog wordt bevorderd.

Met het oog op het stabiliseren van de dempingselementen, zodanig dat deze bestand zijn tegen de door de golfslag daarop uitgeoefende waterkrachten, zijn de opstaande zijden van de voetdelen gewoonlijk in opwaartse richting enigszins smaller worden uitgevoerd. In de aldus ontstane wigvormige spleten kan bijvoorbeeld steenslag, grit of grind worden opgenomen. Een dergelijk materiaal zorgt ervoor dat de voetdelen stevig ten opzichte van elkaar gestabiliseerd worden. Als gevolg van de wigvorm van de spleten tussen de voetdelen wordt aldus een stevige, klemmende werking van de voetdelen op elkaar verkregen.

Een doel van de uitvinding is en dempingselement van het hiervoor beschreven type te verschaffen dat als onderdeel van een reeks van dergelijke dempingselementen een nog betere stabiliteit oplevert. Een verder doel van de uitvinding is in waterkering te verschaffen met een verbeterde stabiliteit. Deze en andere doelen worden bereikt doordat het voetdeel van het dempingselement over tenminste een gedeelte van de omtrek daarvan een dwars op de langsrichting gerichte verdieping heeft.

Een belangrijk effect van de verdieping in de omtrek van het voetdeel is dat de hierboven beschreven stabilisatiedeeltjes, zoals grit en dergelijke, daarin terecht kunnen komen. Indien de stabilisatiedeeltjes zich in de verdieping bevinden, bezitten zij nog slechts een beperkte, of in het geheel geen, mogelijkheid tot omhoog of omlaag verschuiven langs genoemde omtrek. Als gevolg daarvan kunnen de stabilisatiedeeltjes de aan elkaar grenzende voetdelen van de dempingselementen beter vasthouden tegen de inwerking van de golfslag. Dit zal in het bijzonder het geval zijn indien, bij twee aan elkaar grenzende dempingselementen, een stabilisatiedeeltjes zowel terecht komt in de verdieping van het ene dempingselement als in de verdieping van het andere dempingselement.

De richting dwars op de langsrichting van de verdieping is belangrijk, omdat daardoor het in langsrichting ten opzichte van elkaar verschuiven van de dempingselementen wordt verhinderd. Niettemin is het ook mogelijk om een verdieping nagenoeg of geheel in de langsrichting te laten verlopen, teneinde onderling verdraaien of verschuiven dwars ten opzichte van de langsrichting van de aangrenzende dempingselementen ten opzichte van elkaar tegen te gaan.

Bij voorkeur strekt de verdieping zich rondom over de gehele omtrek van het voetdeel uit. In dat geval kan het dempingselement aan alle zijden, gezien in omtreksrichting, worden gestabiliseerd ten opzichte van naburige, aangrenzende dempingselementen. Bij voorkeur heeft de verdieping de vorm van een groef. Deze verdieping of groeikan zich continu over de gehele omtrek uitstrekken, doch noodzakelijk is dat niet. De verdieping of groeikan in omtreksrichting ook op één of meerdere plaatsen zijn onderbroken.

De vorm van de voet kan ook variëren. Bij voorkeur heeft de omtrek daarvan meerdere van elkaar te onderscheiden zijden die twee aan twee dwars op elkaar zijn gericht. Het kan daarbij gaan om drie zijden, vier zijden of meer zijn. Dergelijke vormen benaderen een polygonaal. Bij voorkeur sluiten twee dwars op elkaar gerichte zijden een hoek van ongeveer 90° in. In dat geval kan het voetdeel van het dempingselement een vierkant of rechthoek vormen.

Verder kunnen zijden van het voetdeel een in omtreksrichting convexe vorm bezitten. Bij een vierkante of rechthoekige vorm van het voetdeel sluiten dergelijke zijden dan een enigszins grotere hoek in dan 90°. Het voordeel van een dergelijke licht convexe vorm is dat deze de mogelijkheid biedt tot het enigszins verdraaid ten opzichte van elkaar positioneren van de dempingselementen, zonder dat daardoor ongewenst grote spleten zouden ontstaan. Bij voorkeur bevindt de verdieping zich op afstand van de onderzijde van het voetdeel en van de overgang tussen het voetdeel en de hals.

Het dempingselement kan in een geheel bij voorkeur uit beton zijn vervaardigd. Volgens een alternatieve, de voorkeur genietende uitvoeringsvorm echter zijn twee dempingselementdelen bij voorkeur uit beton voorzien die via een in langsrichting lopend scheidingsvlak op elkaar aansluiten. Dergelijke dempingselementdelen zijn eenvoudiger te vervaardigen in een open mal. Dat geldt des te meer indien de dempingselementdelen identiek zijn.

De dempingselementen kunnen met verschillende uitwendige vormen zijn uitgevoerd. Zo kunnen zij bijvoorbeeld rotatie symmetrisch zijn, bijvoorbeeld in een uitvoering waarbij, bij een rotatie van telkens 90° rond de langsrichting, steeds gelijk gevormde gebieden bestaan. Het is echter ook mogelijk om bijvoorbeeld het kopdeel en het voetdeel andere vormen te geven. De voorkeur gaat uit naar een uitvoeringsvorm waarbij in een eerste hoofdrichting dwars ten opzichte van de langsrichting, de dwarsafmeting in die richting van het kopdeel groter is dan de dwarsafmeting in die richting van het voetdeel.

Bij een dergelijke uitvoering zullen derhalve de kopdelen, indien de dempingselementen in genoemde richting naast elkaar geplaatste zijn, tegen elkaar aan liggen terwijl de voetdelen zich dan op een kleine afstand van elkaar bevinden onder insluiting van een spleet. Deze uitvoeringsvorm maakt het mogelijk om naburige dempingselementen enigszins schuin ten opzichte van elkaar te plaatsen, waarbij de kopdelen concave vorm bepalen, terwijl zowel de kopdelen als de voetdelen van aangrenzende dempingselementen tegen elkaar aan liggen. Een dergelijke plaatsing is bijvoorbeeld geschikt bij de overgang van een waterkering van een hellend gedeelte naar een vlak gedeelte, zoals bij de kruin van een dijk.

De langsrichtingen van de aan elkaar grenzende dempingselementen sluiten in die gevallen een kleine hoek in. In de niet gekromde, rechte gedeelten echter staan de dempingselementen echter recht naast elkaar, waarbij de langsrichting een daarvan onderling evenwijdig zijn gericht. De kopdelen liggen dan tegen elkaar aan terwijl zoals hierboven reeds gesteld de voetdelen onderling spleten insluiten. Als gevolg echter van de groeven in de voetdelen en de samenwerking daarvan met de gritdeeltjes, kan echter ook indien gebieden een stabiele bekleding wordt verkregen.

Tenminste de zijden die dwars zijn gericht ten opzichte van de eerste hoofdrichting zijn voorzien van een verdieping. De verdiepingen waarin de stabilisatiedeeltjes dringen, leveren dan zowel in de gekromde gebieden als in de rechte gebieden de gewenste bijdrage aan de stabiliteit van de reeks.

Verder kan in een tweede hoofdrichting die dwars is gericht ten opzichte van de langsrichting en die dwars is gericht ten opzichte van de eerste langsrichting, de afmeting van het kopdeel gelijk zijn aan de afmeting van het kopdeel in de eerste hoofdrichting. Verder bij voorkeur kan in een tweede hoofdrichting die dwars is gericht ten opzichte van de langsrichting en die dwars is gericht ten opzichte van de eerste langsrichting, de afmeting van het kopdeel gelijk zijn aan de afmeting van het voetdeel in de tweede hoofdrichting. In de stand van de dempingselementen waarbij de langsrichting en evenwijdig zijn, liggen dan zowel de kopdelen als de voetdelen tegen elkaar aan. Een dergelijke onderlinge positie is nuttig over trajecten die recht zijn zonder dat daarin een belangrijke komen voorkomt, zoals trajecten in de langsrichting van een dijklichaam.

De uitvinding betreft verder een reeks uit dempingselementen zoals hiervoor beschreven, waarbij tenminste de voetdelen van naburige dempingselementen onder insluiting van harde stabilisatiedeeltjes, zoals split of grind, tegen elkaar zijn gehouden. Daarbij bevinden stabilisatiedeeltjes zich in de verdieping van genoemde tegen elkaar gehouden voetdelen. Bij voorkeur zijn de afmetingen der stabilisatiedeeltjes groter dan de diepteafmeting van de verdieping. Voordeel daarvan is dat stabilisatiedeeltjes zich zowel in de verdieping van een dempingselement als in de verdieping van een aangrenzend dempingselement kunnen bevinden. Dit heeft een verbeterde stabiliserende werking.

Zoals genoemd kunnen, van naburige dempingselementen, de respectievelijke langsrichtingen een hoek groter dan nul insluiten, zodanig dat genoemde naburige dempingselementen schuin ten opzichte van elkaar zijn gericht en de kopdelen van die naburige dempingselementen een concave vorm bepalen. Daarbij kunnen de kopdelen van naburige dempingselementen en voetdelen van genoemde dempingselementen die de concave vorm bepalen direct tegen elkaar aan liggen, zodanig dat in aanvulling op de door de groeven en de gritdeeltjes geleverde werking, een stabiele bekleding wordt verkregen.

De uitvinding betreft verder een waterkering, omvattende een keringlichaam bedekt door een bekleding uit een reeks dempingselementen zoals hiervoor beschreven.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden beschreven aan de hand van de figuren.

Figuur 1 toont naast elkaar geplaatste dempingselementen.

Figuur 2 toont een bovenaanzicht op een dempingselement volgens Π van figuur 1.

Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede door het voetdeel van een dempingselement volgens III van figuur 1.

Figuur 4 toont een verticale doorsnede door een waterkering.

Figuur 5 toont het vergrote detail volgens V van figuur 1.

De in figuur 4 met verwijzingscijfer lweergegeven waterkering of dijk bestaat uit het dijklichaam 10 alsmede een bekleding 2 die bestaat uit een groot aantal dempingselementen 6. Deze bekleding strekt zich zowel in de langsrichting van het dijklichaam 10 uit, als in de in figuur 3 weergegeven dwarsrichting. In dwarsrichting zijn in dit voorbeeld de dempingselementen 6 in en reeks naast elkaar geplaatst. Ook in de langsrichting kunnen de dempingselementen 6 in reeksen zijn opgesteld. Aan de voet van de dijk 1 is op bekende wijze stortsteen 11 aangebracht die zich onder het niveau van het waterlichaam 12 bevindt.

Het waterlichaam 12 reikt tot aan een zekere hoogte van de bekleding 2; wanneer de golven op het waterlichaam 2 breken, wordt de bekleding 2 blootgesteld aan waterkrachten. Dit betekent ook dat de individuele dempingselementen 6 worden belast. Het is daarom van groot belang dat de zich in de bekleding 2 bevinden de dempingselementen 6 zo goed mogelijk geborgd worden, zodanig dat zij weerstand kunnen bieden tegen de kracht van het water.

Elk dempingselement 6 bestaat, zoals ook weergegeven in de figuren 1 en 4, uit een kopdeel 3, een hals 4 en een voetdeel 5. Deze onderdelen sluiten in de schematisch met verwijzingscijfer 7 aangeduide langsrichting op elkaar aan. Het halsdeel 4 heeft een aanzienlijk kleinere dwarsdoorsnede dan het kopdeel 3 en het voetdeel 5. Daardoor is tussen de aan elkaar grenzende dempingselementen 6 een stelsel van kanalen 8 gevormd. Het voetdeel 5 bezit aan de onderzijde een basis 17 door middel waarvan het dempingselement 6 stevig op een ondergrond kan worden geplaatst. De omtrek 18 van het voetdeel 5 strekt zich vanaf die basis 17 in de langsrichting 7 omhoog uit, en bezit een in de langsrichting 7 enigszins taps toelopende vorm.

De kopdelen 3 sluiten in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld weliswaar tegen elkaar aan, maar sluiten onderling openingen 9 in waardoor water tot in het stelsel van kanalen 8 kan doordringen. Daardoor wordt enerzijds de kracht van het water gedempt, terwijl het anderzijds goed kan worden afgevoerd via het stelsel van kanalen 8.

Zoals weergegeven in figuur 4, reikt de bekleding 2 vanaf een rechte flank 13 van het dijklichaam 10, tot aan de top 14 daarvan zodanig dat de reeksen dempingselementen 6 een kromming ondergaan. De onderlinge stand van de dempingselementen 6 ten opzichte van elkaar kan daardoor variëren, waarbij ter plaatse van de rechte flank 13 de langsrichtingen 7 van naburige dempingselementen onderling evenwijdig zijn, terwijl ter plaatse van de overgang van die rechte flank 13 naar de top 14, de langsrichtingen 7 van naburige dempingselementen 6 een kleine hoek insluiten. Het is echter belangrijk dat zowel ter plaatse van de rechterflank, ter plaatse van de top 14 alsmede ter plaatse van de overgang tussen de rechte flank 13 en de top 14, alle dempingselementen 6 op dezelfde wijze goed gestabiliseerd zijn ten opzichte van elkaar tegen losraken.

In dit verband zijn verschillende maatregelen genomen. Allereerst verschaffen deze gritdeeltjes 16 een klemmende werking tussen de aangrenzende voetdelen 5 als gevolg van de enigszins taps toelopende vorm van de omtrek 18. De dempingselementen 6 zijn zodanig uitgevoerd dat de dwarsafmetingen c van de kopdelen 3 in de onderling loodrechte richtingen zoals weergegeven in het bovenaanzicht van figuur 2 gelijk zijn. De dwarsafmetingen in de twee overeenkomstige onderling loodrechte van het voetdeel 5 verschillen echter zoals weergegeven in de doorsnede van figuur 3. Daarbij is de ene dwarsafmeting b gelijk gekozen aan de dwarsafmetingen c van het kopdeel 3, doch de andere dwarsafmetingen a is enigszins kleiner gekozen. De dwarsafmetingen a en b zijn genomen nabij de basis 17 van het voetdeel 5.

De dempingselementen 6 zijn zodanig geplaatst op het dijklichaam 10, dat de voetdelen 5 daarvan met hun relatief kleine dwarsafmetingen a geplaatst zijn langs de flanken 13 van laag naar hoog, terwijl de voetdelen 5 met hun grotere dwarsafmetingen b in de langsrichting van het dijklichaam 10 zijn geplaatst. Gevolg daarvan is dat de dempingselementen 6 gezien in de langsrichting van het dijklichaam 10 zowel met de kopdelen 3 als met hun voetdelen 5 stabiel tegen elkaar rusten. Langs de rechte flank 13 gezien van hoog naar laag echter liggen weliswaar de kopdelen 3 tegen elkaar aan, doch tussen de voetdelen 5 is een spleet ontstaan vanwege de kleinere dwarsafmetingen a van de voetdelen 5. Ter plekke van de gekromde overgang tussen de rechte flank 13 en de top 14 echter liggen ook de voetdelen 5 tegen elkaar aan, omdat aldaar de langsrichtingen 7 van de betreffende dempingselementen 6 een kleine hoek ten opzichte van elkaar insluiten.

Een verdere maatregel ter stabilisatie van de dempingselementen betreft de aan de buitenzijde van het voetdeel 5 voorziene groef 15. Deze groef 15 strekt zich in het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld rondom de gehele omtrek van het voetdeel 5 uit, hoewel dat niet noodzakelijk is. De groef 15 is loodrecht gericht ten opzichte van de langsrichting 7. Zoals weergegeven in figuur 3 en in het bijzonder in het aanzicht op grotere schaal van figuur 1 is tussen de voetdelen 5 van naburige dempingselementen 6 een grit uit deeltjes 16 gestort.

Als gevolg van deze met gritdeeltjes 16 gevulde groeven 15 zijn de dempingselementen 6 ook ter plaatse van de rechte flank 13 toch goed ten opzichte van elkaar gestabiliseerd, ondanks de spleet die aldaar bestaat tussen aangrenzende dempingselementen 6 als gevolg van de kleinere dwarsafmeting a daarvan. Zoals getoond in het vergrote aanzicht van figuur 5, wordt de onderlinge stabilisatie van de dempingselementen 6 nog vergroot doordat deeltjes 16 zodanige afmetingen kunnen hebben dat één en hetzelfde deeltje zowel in de groef 15 van het ene dempingselement als in de groef 15 van het naburige dempingselement kan steken. De voetdelen 5 van de dempingselementen zijn daardoor in de langsrichting daarvan onverschuifbaar ten opzichte van elkaar, hetgeen de bekleding uit dergelijke dempingselementen een zeer goede weerstand tegen de krachten van stromend en golvend water verschaft.

Zoals weergegeven in de figuren 1-3, bestaan de dempingselementen 6 bij voorkeur uit identieke dempingselementdelen 20, 21 die via een scheidingsvlak 19 tegen elkaar aan liggen.

Lijst van verwijzingstekens 1 Waterkering 2. Bekleding 3. Kopdeel 4. Halsdeel 5. Voetdeel 6. Dempingselement 7. Langsrichting 8. Stelsel kanalen 9. Opening 10. Dijklichaam 11. Stortsteen 12. Waterlichaam 13. Rechterflank dijklichaam 14. Top dijklichaam 15. Groef in voetdeel 16. Gritdeeltjes 17. Basis voetdeel 18. Omtrek voetdeel 19. Schei dingsvlak 20; 21. Dempingselementdelen a Relatief kleine dwarsafmeting van voetdeel b Relatief grote dwarsafmeting van voetdeel c Dwarsafmetingen kopdeel

Claims (23)

1. Dempingselement (6) omvattende in langsrichting (7) op elkaar aansluitend een kopdeel (3), halsdeel (4) en voetdeel (5) uit beton, waarbij de doorsnede van het halsdeel dwars op de langsrichting (7) kleiner is dan de doorsnede van het kopdeel dwars op de langsrichting en kleiner is dan de doorsnede van het voetdeel dwars op de langsrichting, met het kenmerk dat het voetdeel (5) over tenminste een gedeelte van de omtrek (18) daarvan een dwars op de langsrichting gerichte verdieping (15) heeft.

2. Dempingselement (6) volgens conclusie 1, waarbij de verdieping (15) zich rondom over de gehele omtrek (18) van het voetdeel (5) uitstrekt.

3. Dempingselement (6) volgens conclusie 1 of 2, waarbij de verdieping de vorm heeft van een groef (15).

4. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de verdieping in omtreksrichting is onderbroken.

5. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de verdieping (15) in omtreksrichting continu is.

6. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de omtrek (18) van het voetdeel meerdere zijden heeft die twee aan twee dwars op elkaar zijn gericht.

7. Dempingselement (6) volgens conclusie 6, waarbij twee dwars op elkaar gerichte zijden een hoek van ongeveer 90° insluiten.

8. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij zijden een in omtreksrichting convexe vorm bezitten.

9. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de verdieping (15) zich bevindt op afstand van de onderzijde of basis (17) van het voetdeel (5) en van de overgang tussen het voetdeel (5) en het halsdeel (4).

10. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij twee dempingselementdelen (20, 21) zijn voorzien die via een in langsrichting (7) lopend scheidingsvlak (19) op elkaar aansluiten.

11. Dempingselement (6) volgens conclusie 8, waarbij de dempingselementdelen (20, 21) identiek zijn.

12. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij tevens een verdieping is voorzien die zich nagenoeg in de langsrichting uitstrekt.

13. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het kopdeel tenminste een uitsparing (9) bezit.

14. Dempingselement (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij in een eerste hoofdrichting dwars ten opzichte van de langsrichting (7), de dwarsafmeting c in die richting van het kopdeel (5) groter is dan de dwarsafmeting a in die richting van het voetdeel.

15. Dempingselement (6) volgens conclusie 14, waarbij tenminste de zijden die dwars zijn gericht ten opzichte van de eerste hoofdrichting zijn voorzien van een verdieping (15).

16. Dempingselement (6) volgens conclusie 15, waarbij in een tweede hoofdrichting die dwars is gericht ten opzichte van de langsrichting (7) en die dwars is gericht ten opzichte van de eerste langsrichting, de dwarsafmeting c van het kopdeel (3) gelijk is aan de dwarsafmeting c van het kopdeel in de eerste hoofdrichting.

17. Dempingselement (6) volgens conclusie 15 of 16, waarbij in een tweede hoofdrichting die dwars is gericht ten opzichte van de langsrichting (7) en die dwars is gericht ten opzichte van de eerste langsrichting, de dwarsafmeting c van het kopdeel (3) gelijk is aan de dwarsafmeting b van het voetdeel (5) in de tweede hoofdrichting.

18. Reeks uit dempingselementen (6) volgens een der voorgaande conclusies, waarbij tenminste de voetdelen (5) van naburige dempingselementen onder insluiting van harde stabilisatiedeeltjes (16), zoals split of grind, tegen elkaar zijn gehouden, met het kenmerk dat stabilisatiedeeltjes 16) zich bevinden in de verdieping (15) van genoemde tegen elkaar gehouden voetdelen (5).

19. Reeks volgens conclusie 18, waarbij de afmetingen der stabilisatiedeeltjes (16) groter is dan de diepteafmeting van de verdieping (15).

20. Reeks volgens conclusie 18 of 19, waarbij een stabilisatiedeeltje (16) reikt tot in de verdieping (15) van een dempingselement (6) alsmede in de groef (15) van het naburige dempingselement (6).

21. Reeks volgens een der conclusies 18-20, omvattende dempingselementen (6) volgens een der conclusies 14-17, waarbij van naburige dempingselementen de respectievelijke langsrichtingen (7) een hoek groter dan nul insluiten, zodanig dat genoemde naburige dempingselementen schuin ten opzichte van elkaar zijn gericht en de kopdelen van die naburige dempingselementen een concave vorm bepalen.

22. Reeks volgens conclusie 21, waarbij kopdelen (3) van naburige dempingselementen (6) en voetdelen (5) van genoemde dempingselementen (6) die de concave vorm bepalen direct tegen elkaar aan liggen.

23. Waterkering (1), omvattende een keringlichaam (10) bedekt door een bekleding (2) uit een reeks dempingselementen 96) een der conclusies 18-22.