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Dokumentenidentifikation DE102005048304A1 12.04.2007
Titel Hochwasserschutzeinrichtung
Anmelder Hahn, Georg, 93194 Walderbach, DE
Erfinder Hahn, Georg, 93194 Walderbach, DE
Vertreter Graf und Kollegen, 93049 Regensburg
DE-Anmeldedatum 08.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005048304
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse E02B 3/10(2006.01)A, F, I, 20051008, B, H, DE
IPC-Nebenklasse E04H 9/14(2006.01)A, L, I, 20051008, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einer Hochwasserschutzeinrichtung mit in den Erdboden eingebauten Stützen und Schutzwänden sind die Stützen Stahlstützen und die Schutzwände Dammbalkenwände, vorzugsweise aus Aluminium. Die Stützen und die Schutzwände sind am Einbauort geschützt in einem rinnenförmigen Kanal gelagert und auf die vorgegebene Schutzhöhe herausziehbar und festlegbar angeordnet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Hochwasserschutzeinrichtungen mit in den Erdboden eingebauten Stützen und Schutzwänden.

Im Hochwasserschutz wird von Kommunen und anderen zuständigen Stellen aufgrund der immer häufiger auftretenden Hochwassergefahr zunehmend Wert darauf gelegt, dass entsprechende Hochwasser-Schutzmaßnahmen bzw. der Aufbau und Abbau eines Hochwasserschutzsystems mit möglichst geringem Zeit-, Kosten- und Personalaufwand durchgeführt werden kann, damit die gesamte Logistik für den An- und Abtransport der für den Hochwasserschutz benötigten Vorrichtungen und Bestandteile von der Einlagerungsstelle zur Einsatzstelle und wieder zurück, und damit der Kostenaufwand insgesamt soweit wie möglich reduziert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist, Hochwasser-Schutzeinrichtungen vorzuschlagen, die an Ort und Stelle sicher, gegen Unbefugte geschützt, und sofort verfügbar gelagert, bei auftretendem Hochwasser errichtet und nach Rückzug des Hochwassers wieder ebenso einfach an Ort und Stelle verstaut werden können.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Stützen Stahlstützen und die Schutzwände Dammbalkenwände, insbesondere aus Aluminium sind, die am Einbauort unterirdisch und von aussen nicht sichtbar im Erdboden abgeschlossen gelagert sind, und die auf die vorgegebene Schutzhöhe herausziehbar oder einsteckbar und festlegbar angeordnet sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einem Aspekt der Erfindung sind die Stützen und die Dammbalkenwände senkrecht stehend in einem rinnenförmigen Längskanal angeordnet, der durch Stahlbetonfertigteile ausgekleidet ist. Die Stützen und Dammbalkenwände können somit von Hand einzeln entnommen und unmittelbar verbaut werden, indem zwischen den voneinander beabstandeten gegenüberliegenden Stahlbetonfertigteilen Stahl-Vierkanthohlrohre angeordnet sind, die die Dammbalkenwände aufnehmen und führen. Die Stahlbeton-Fertigteilelemente sind in den Erdboden in entsprechender Höhe und Richtung eingebaut und statisch so ausgelegt, dass sie den gesamten Wasserdruck bei Hochwasser ohne Hinterabstützung aufnehmen.

Im Ruhezustand sind die Stahlstützen und die Dammbalkenwandteile in der Hülse des Stahlbeton-Fertigteils eingelagert, wobei die Stahlbetonfertigteile durch begehbare Platten abgedeckt sind. Bei anstehendem Hochwasser werden die Stahlstützen mit Hilfe eines kleinen Alu-Mastkranes aus den Hülsen auf eine Höhe von 3 m über Boden herausgezogen und gegen Absenken verbolzt.

Anschließend werden, was von einer anderen Gruppe von Arbeitern ausgeführt werden kann, die Alu-Dammbalken mit Hilfe eines kleinen Alu-Mastkranes aus der Versenkung herausgehoben und zu einer ca. 3 m Wand aus Dammbalken zusammengeschraubt, und die Dammbalkenwand wird auf die gleiche Höhe wie die Stahlstützen angehoben und mit diesen verbolzt. Diese Aufbauarbeiten können in drei Arbeitsgruppen von jeweils zwei Arbeitern zeitlich versetzt ausgeführt werden, wobei dann die Aufbauzeit für ein Hochwasserschutzfeld von 3 m Breite und 3 m Höhe etwa 3 Min. Arbeitszeit beansprucht.

Die Stahlstützen stehen in den Stahlhülsen im Einsatzzustand etwa 1 m ein, sodass der anstehende Hochwasserdruck auf die Hohlrohrhülsen und von diesen auf die Fertigteilplatten so verteilt wird, dass eine Hochwasserschutzwand von 3 m Höhe keine Hinterabstützung der Wand erforderlich macht.

Mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag werden keine Einlagerungshallen für die Schutz-Bestandteile in Form von Stahlstützen und Dammbalken benötigt, es entfallen auch die gesamten An- und Abtransporte dieser Bestandteile. Für den Aufbau und den Abbau ist in der Regel auch kein elektrischer Energieanschluss erforderlich, da die eingesetzten Mastkräne von Hand betätigt werden können. Damit werden erhebliche Einsparungen an Zeit, Arbeit und anderen Kosten für den Auf- und Abbau erreicht.

Für eine noch höhere Ausbaustufe auf z. B. 6 m bzw. 8 m werden Stahl-Vierkant-Hohlrohre und Stahlstützen verwendet, die mit größerem Durchmesser im Hinblick auf die erhöhten Beanspruchungen ausgelegt sind und für die Dammbalken größerer Breite vorgesehen werden. Die hierfür erforderlichen Rohre werden ineinander gesteckt oder teleskopartig ausgebildet.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung im Hochwasserbetrieb;

2 die Einrichtung nach 1 in verstautem Zustand bzw. Ruhezustand, und

3 eine Aufsicht auf die Darstellung der 2;

4 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform einer Hochwasserschutzeinrichtung nach der Erfindung;

5 eine weitere Ausführungsform einer Hochwasserschutzeinrichtung nach der Erfindung;

6 eine weitere Ausführungsform einer Hochwasserschutzeinrichtung nach der Erfindung in Aufsicht, und

7 eine schematische Darstellung der Ausführung nach 6 in seitlicher Ansicht.

Bei der in den 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsform ist der gesamte Hochwasserschutz in Stahlbeton-Fertigteile 1, 1' eingesetzt, die in entsprechender Höhe und Richtung in den Erdboden eingebaut sind. Hierbei sind an Stahl-Vierkant-Hohlrohre 3 Stahlanker 2 angeschweißt, in deren Falz, der zwischen dem Vierkant-Hohlrohr 3 und dem T-Flansch 4 gebildet wirddie Stahlbeton-Fertigteile 1 angeordnet und darin unlösbar verbolzt sind. Anschließend wird diese Fuge dauerelastisch und hochwasserdicht verfugt. Auch die Stahlbeton- Fertigteile 1, 1' selbst sind hochwasserdicht ausgeführt. Im Ruhezustand sind die IPB-Stahlstützen 5 sowie die Alu-Dammbalkenwände 6 in den Stahl-Vierkanthohlrohren 3 und damit im Stahlbeton-Fertigteil 1 eingelagert. Der Raum zwischen den Fertigteilwänden ist mit einer Abdeckplatte 11, z.B. aus Nirosta, abgedeckt, die in einem (nicht dargestellten) Winkelstahlrahmen wasserdicht eingeschraubt und auf Niveauhöhe des umgebenden Bodens angeordnet ist.

Bei auftretendem Hochwasser werden z. B. von einer ersten, aus zwei Arbeitern bestehenden Gruppe die in Aussparungen 9 eingesetzten Stahlblech-Abdeckungen 10 abgeschraubt, eine zweite Gruppe von ebenfalls zwei Arbeitern zieht mit einem kleinen Alu-Mastkran die IPB-Stützen 5 auf, z. B. 3 m über Boden Höhe heraus und verbolzt sie mit Hilfe von Stahlbolzen 7 gegen Absenken. Eine dritte Gruppe von ebenfalls zwei Arbeitern zieht mit Hilfe eines kleinen Alu-Mastkranes und einem Seilgehänge die Alu-Dammbalkenwand 6, die auf eine Höhe von ca. 3 m zusammengeschraubt ist, aus der Stahlbeton-Fertigteilplatte auf gleiche Höhe mit den IPB-Stahlstützen, nämlich ca. 3 m über Bodenniveau heraus und verbolzt sie in den Stahlstützen 5. Der Aufbau eines derartigen Hochwasser-Schutzfeldes dauert bei Einsatz von drei Gruppen zu je zwei Arbeitern ca. 3 Min., sodass ein solches Feld innerhalb kürzester Zeit betriebsfertig aufgebaut ist. Da die Stahlstützen im Einsatz etwa 1 m in das Stahl-Vierkant-Hohlrohr 3 einstehen, wird der anstehende Hochwasserdruck auf das Vierkant-Hohlrohr abgeleitet und von diesem auf die Stahlbeton-Fertigteile 1 verteilt, sodass laut Statik für eine Hochwasserschutzwand von 3 m Höhe eine Hinterabstützung dieser Schutzwand entfallen kann.

Nach Zurückweichen des Hochwassers werden die Verbolzungen 7 gelöst, die Alu-Dammbalkenwand 6 und die IPB-Stahlstützen 5 werden in das Stahl-Vierkant-Hohlrohr 3 und in das Stahlbeton-Fertigteilelement abgesenkt, wie in 2 dargestellt, und das Stahlbeton-Fertigteit wird mit dem Stahlblechdeckel 11 wasserdicht abgedeckt und verschraubt, sodass die den Hochwasserschutz bildenden Bestandteile trocken und sicher gelagert werden.

Um eine größere Schutzhöhe von bis zu 6 m oder bis zu 8 m zu erzielen, werden entsprechend stärker dimensionierte IPB-Stahlstützen sowie verbreiterte und verststärkte Alu-Dammbalken als Bestandteile des Hochwasser-Schutzsystems eingesetzt und in entsprechender Weise gelagert.

Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist die Hochwasserschutzeinrichtung an der Flutseite einer bereits bestehenden oder erst zu errichtenden Betonmauer 11 angebaut. Die Alu-Dammbalken 6 (mit einer Stärke von z. B. 90 mm) sind zu einer der Höhe des erwarteten Hochwasserpegels angepassten Aluwand zusammengeschraubt und in IPB-Stahlstützen 5, 5' eingeführt und werden nach Zurückweichen des Hochwassers hinter der Betonwand 11 über dem Erdreich oder über den im Erdreich eingerammten Vierkant-Hohlrohrelementen 3 zwischen den IPB-Stahlstützen 5 gelagert. Bei Hochwasser werden die IPB-Stahlstützen 5 aus den Hohlrohren auf die vorgesehene Hochwasserschutzhöhe herausgezogen, insbesondere mit Hilfe eines leichten Alu-Mastkrans, der in eine dafür vorgesehene Stahlblechhülse 8 an der Deckseite der Betonmauer 11 eingesetzt wird und mit dessen Hilfe die Stahlstützen 5 aus den Hohlrohren 3 bis zur gewünschten Schutzhöhe hochgezogen und in dieser Höhe verankert werden. Unabhängig davon wird mit dem gleichen oder einem anderen Mastkran die gesamte Dammbalkenwand 6 eingehängt und mittels eines Mastkranes in die entsprechende Höhe der Stahlstützen 5 gezogen sowie an den Stahlstützen 5 verbolzt.

Die gesamten Hochwasserschutz-Bestandteile bestehend aus IPB-Stahlstützen 5 und zu einer Dammbalkenwand zusammengeschweißten Dammbalken 6 werden auf der Flutseite der Betonmauer 11, also von Land her unsichtbar und gesichert zwischengelagert, sodass beim nächsten Hochwassereinsatz die für den Hochwasserschutz benötigten Bestandteile an Ort und Stelle bereitstehen.

Bei der Ausführungsform nach 5 weist die Hochwasserschutzeinrichtung ein bewehrtes Stahlbetonfundament 12 auf, parallel zu dem ein aus Fertigteil-Betonelementen errichteter Kanal 13 mit einer Abdeckung 14 verläuft, der alle für den Aufbau der Hochwasserschutzeinrichtung benötigten Bestandteile, insbesondere die IPB-Stahlstützen 5, 5' und die Dammbalken 6 umfasst, die durch die Abdeckung 14 wasserdicht und verschließbar im Fertigteil-Betonkanal 13 gelagert werden.

Bei auftretendem Hochwasser werden die Abdeckungen 14 am Kanal 13 und die Deckel 15 mit Abdichtungen 16 von den Stahlhülsen 3 abgeschraubt und seitlich gelagert, die Stahlstützen 5 aus dem Fertigbetonkanal 13 entnommen und in die im Betonfundament 11 bei 18 verankerten Stahlhülsen 3 eingesetzt. Die Stahlstützen 5 weisen einen unteren Stahlring 17 auf, der mit der Stahlstütze 5 aussen verschweisst ist. Die Stahlhülsen 3 sind so ausgelegt, dass die Stahlstützen 5 sich selbsttätig senkrecht ausrichten und gegen Herausziehen gesichert sind Hierzu sind zwischen Stahlhülse 3 und Stahlstütze 5 Verriegelungen 19 vorgesehen, die miteinander in Eingriff kommen und ein mögliches Herausziehen der Stützen aus den Hülsen verhindern.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entsprechend den 6 und 7 wird eine Dammbalkenwand 6 an eine Stahl-Spundwand oder Stahlbeton-Wand 20 mit Hinterfüllung 21 angelagert. Dabei sind in Abständen von 3 m Feldbreite HEB-IPB-Stahlstützen 5 an eine vorhandene bzw. zu erstellende Stahlspundwand 20 bei 22 angeschweißt, in deren Flansch 23 ein U-Stahl 24 eingeführt ist, in welchem die Alu-Dammbalken 6 zu einer vollständigen Dammbalkenwand zusammengeschraubt sind. Die Dammbalkenwand 6 ist im Ruhezustand der Schutzeinrichtung in die HEB-Flansche 23, die als Falz für die Alu-Dammbalken 6 dienen, abgelassen und vor der Stahlspundwand 20 bis zum nächsten Einsatz zwischengelagert. Damit die Alu-Dammbalken 6 nicht aus dem HEB-Falz nach unten rutschen können, ist am HEB-Flanschende unten eine Stahlplatte 25 als Abschluss angeschweißt, die den HEB-Falz nach unten verschließt.

Bei anstehendem Hochwasser werden die U-Stahlstützen 24 zusammen mit den darin eingeschraubten Alu-Dammbalken 6 mit Hilfe eines kleinen Kranes auf eine Höhe von ca. 3,1 m hochgezogen, anschließend wird von zwei Arbeitern ein Abdichtblech 26 zwischen Stahlspundwand 20 und Alu-Dammbalkenwand 6 eingelegt und wasserdicht verschraubt. Anschließend wird die Dammbalkenwand auf dieses Abdichtblech 26 auf ca. 3 m abgelassen und verbolzt. Um die Verwindungsstabilität der Dammbalkenwand zu erhöhen, ist am oberen Ende der Dammbalkenwand eine Stahlklammer 11 in die U-Stahlflansche eingeschoben und verbolzt. Der Zwischenraum zwischen den U-Stahlstützen 12 wird durch eine angeschraubte Alu-Leiste wasserdicht verschlossen.

1
Stahlbeton-Fertigteile
2
Stahlanker
3
Vierkant-Hohlrohre bzw. Stahlhülse
4
T-Flansch
5, 5'
Stahlstütze bzw. IPB-Stütze
6
Dammbalken bzw. Dammbalkenwand
7
Stahlbolzen
8
Stahlblechhülse für Abdeckung
9
Aussparung
10
Stahlblechabdeckung
11
Betonmauer
12
Betonfundament
13
Fertigteil-Kanal
14
Abdeckung
15
Deckel
16
Abdichtung
17
Stahlring
18
Verankerungen
19
Verriegelungen
20
Spundwand
21
Hinterfüllung
22
Schweißstellen 2
23
Flansch
24
U-Stahl
25
Stahlplatte
26
Abdichtblech
27
Stahlklammer
28
Fugen-Abdichtleiste


Anspruch[de]
Hochwasserschutzeinrichtung mit in den Erdboden eingebauten Stützen und Schutzwänden, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen Stahlstützen (5) und die Schutzwände Dammbalkenwände (6), insbes. aus Aluminium, sind, die am Einbauort geschützt gelagert und auf die vorgegebene Schutzhöhe herausziehbar und festlegbar angeordnet sind. Hochwasserschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlstützen (5) und die Dammbalkenwände (6) in einem rinnenförmigen Kanal (13) angeordnet sind, der durch Stahlbeton-Fertigteile (1) ausgekleidet ist. Hochwasserschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den voneinander beabstandeten, gegenüberliegenden Stahlbeton-Fertigteilen (1) Stahl-Vierkanthohlrohre (3) angeordnet sind, die die Dammbalkenwände (6) aufnehmen und führen. Hochwasserschutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass T-Stahlanker (2) mit den Stahl-Vierkanthohlrohren (3) befestigt, insbesondere verschweißt sind, und dass innerhalb der Stahl-Vierkanthohlrohre (3) Doppel-T-Stützen (4) angeordnet sind, die die Dammbalkenwände (6) aufnehmen. Hochwasserschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite der Stahlbeton-Fertigteile (1) Aussparungen (9) ausgebildet sind, die durch Verschlussplatten (11) wasserdicht mit den Stahlbeton-Fertigteilen (1) verbunden und auf Niveauhöhe angeordnet sind. Hochwasserschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stahlstützen (5) mit Verriegelungen (19, 19') versehen sind, die gegen Absenken mit entsprechenden Verriegelungsgegenelementen (19') gesichert sind, und dass die Stahlstützen (5) in angehobener Betriebsposition durch Bolzen (10) mit den Doppel-T-Stützen (4) festgelegt sind. Hochwasserschutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anheben der Dammbalkenwände (6) ein Alu-Mastkran mit Seilgehänge vorgesehen ist, der in eine im Boden vorbereitete oder mit einem Stahlbeton-Fertigteil (1) integrierte Mastaufnahmehülse (8) einsetzbar ausgebildet ist. Hochwasserschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer in den Erdboden eingebauten bzw. einzubauenden Betonmauer (11), deren obere Begrenzung über Bodenniveau liegt, an der Flutseite in das Erdreich eingerammte Hohlrohre (3) vorgeschaltet sind, deren obere Begrenzung etwa bündig mit dem Bodenniveau verläuft, dass in die Hohlrohre (3) Stahlstützen (5) eingesetzt sind, die in den Hohlrohren (3) verankert sind und aus den Hohlrohren herausragen, und dass die Stahlstützen (5) zur Aufnahme und Lagerung von Stahlstützen (7) ausgebildet sind, zwischen denen Dammbalken (6) angeordnet sind. Hochwasserschutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betonmauer (1) eine Vorrichtung (8) in Form einer Stahlblechhülse zur Aufnahme eines Mastkranes aufweist, mit dem die Stahlstützen (7) auf die erforderliche Hochwasserhöhe anhebbar sind. Hochwasser-Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, mit in ein Stahlbetonfundament eingesetzten Stahlhülsen zur Aufnahme von IPB-Stahlstützen, wobei die Stahlhülsen entlang der Hochwasserschutzlinie in Fundamente eingesetzt sind und zwischen den Stahlstützen die Schutzwände ausbildende Aluminium-Dammbalken verlegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich an den Fundamenten ein parallel zu den Fundamenten (12) verlaufender Fertigteil-Kanal (13) im Erdboden angeordnet ist, der zu hochwasserfreien Zeiten alle für den Aufbau der Hochwasser-Schutzvorrichtung erforderlichen Bestandteile, insbesondere die IPB-Stahlstützen (5) und Aluminium-Dammbalken (6) aufnimmt, dass der Fertigteil-Kanal (13) eine bodenniveaugleiche wasserdichte Abdeckung (14) aufweist, dass die Stahlhülsen (3) mit wasserdichten Deckeln (15) auf Bodenniveau verschlossen sind, und dass zur Errichtung der Hochwasser-Schutzvorrichtung die Abdeckung (14) geöffnet, die gesamten eingelagerten Aufbauteile aus dem Fertigteil-Kanal (13) entnommen, die Stahlstützen (5) aufgebaut und die Abdeckungen (14) wieder geschlossen werden, und dass zum Abbau der Hochwasser-Schutzvorrichtung in umgekehrter Reihenfolge die Deckel (15) gelöst, die Stahlstützen (5) abgebaut und im Fertigteil-Kanal (13) verstaut und die Abdeckungen (14) für den Fertigteil-Kanal (13) sowie die Deckel (15) für die Stahlstützen (5) wieder geschlossen werden. Hochwasser-Schutzvorrichtung nach Anspruche 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Dammbalken (6) gegen Aufschwimmen mittels Spreizkeilen gesichert und gespannt sind, und dass zwischen Dammbalken (6) und der vom Wasser abgewandten Seite der IPB-Stützen (5) und der Deckelunterseite eine Abdichtung (16) zur Dämmung gegen Wasser vorgesehen ist. Hochwasser-Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hochwasser-Schutzdammbalkenwand (6) an einer bereits vorhandenen oder noch herzustellenden Stahlspundwand oder Stahlbetonwand (20) auf der Wandaußenseite zwischengelagert ist, dass HEB-IPB-Stahlstützen (5) in Abständen einer Feldbreite (ca. 3 m) an die Stahlspundwand (20) angeschweißt sind, in deren Stahlflansche (23) U-Stahlstützen (24) zur Aufnahme der Dammbalken (6) eingesetzt sind, dass die einzelnen Dammbalken (6) einer Feldbreite zu einer Dammbalkenwand (6) zusammengeschweißt sind, derart, dass die Dammbalkenwand (6) mit den U-Stahlstützen (24) in den IPB-Stahlstützen (5) heb- und senkbar angeordnet ist, und zum Aufbau der Hochwasserschutzvorrichtung bei angehobener Dammbalkenwand (6) eine Abdichtblechwand (26) zwischen Spundwand (20) und Dammbalkenwand (6) eingesetzt und wasserdicht verschraubt wird sowie anschließend die Dammbalkenwand (6) auf die Abdichtblechwand (26) abgesenkt und verbolzt wird.






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