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wasserbauliche Patente
Schubspannungsmessgerät für stationär und instationär strömende MedienWP G 01 L/020 924 Anforderungen an das Messgerät:
Der Prototyp eines solchen Messgerätes ist in der folgenden Abbildung im Querschnitt dargestellt.
Technische Daten des Prototyps
Formstein für Wasserschutz- und Tiefbauten "Zweisäuler"WP E 02B/220 2036 In der Summe seiner Eigenschaften stellt der Zweisäuler eines der zweckmäßigsten Betonelemente für Sicherungsmaßnahmen im Seebau dar. Er ist beim Bau geschütteter Molen und Wellenbrecher, zum Bau von Kaimauern und Stützwänden, zur Errichtung von Buhnen, Sandsperren und Zahnschwellen, für Böschungsbefestigungen und Sohlsicherungen sowie bei der Montage von Pfeilern und Widerlagern und schließlich zur Abriegelung von Flüssen und der Schließung von Deichschäden einsatzfähig. Der Zweisäuler wird als Verbindung von zwei rechtwinklig kreuzenden Säulen mit quadratischem Querschnitt beschrieben (vgl. Bild 1). Dieser Formstein garantiert durch die tiefe Lage seines Schwerpunktes und seine verwinkelte, kantige Form eine hohe Lagestabilität und einen großen Porenraum in einer Schüttung.
Der Zweisäuler ist als Deckschichtelement erstmalig beim Bau des Fährhafens Mukran eingesetzt worden. Die Nordmole in Mukran ist ca. 1,2 km lang und reicht bis in eine Tiefe von ca. 11,5 m. Der Molenkern wird durch Sandgefüllte Stahlbetonsenkkästen gebildet. Im Gebiet der Wassertiefe kleiner als 9,5 m und im Bereich um den Molenkopf wurden zum Schutz gegen Druckschlagwirkungen und zur Reflexionsminderung eine Vorschüttung angeordnet. Diese Vorschüttung ist 1:1,5 geneigt. Die Deckschicht wird aus einer zweilagigen Zweisäulerschicht gebildet. Sie liegt auf einer Zwischenlage aus Natursteinen (Materialgröße ca. 1t). Den Kern unmittelbar vor den Senkkästen bildet eine Schüttung aus Wasserbausteinen. Für die Deckschicht (Flächenbedarf 0,8 St./m2) sind 23.636 Zweisäuler im Betonwerk Ventschow in insgesamt 25 Stahlformen gefertigt worden. Sie haben Kantenlängen von 1,5 m, ein Volumen von 1,69 m3 und eine Masse von 4,05 t. Ein Kostenvergleich mit anderen Deckschichtmaterialien für die Vorschüttung ergab zur damaligen Zeit folgende Preisrelationen:
Die eingesetzten Zweisäuler haben sich in ihrer bisherigen Standzeit von fast 20 Jahren sehr gut bewährt.
Formstein für Wasserschutzbauten "Dreisäuler"WP E 02 B/225 084 Mit der Forderung nach preisgünstigen, vielseitig einsetzbaren Betonformkörper mit hohem Standvermögen bei Wellen und Strömungsbelastung wurde der Dreisäuler entwickelt. Dieses Schüttelement zeichnet sich durch besonders hohes Standvermögen (Strukturmodul k0 = 15) und eine sehr großem Porenraum (ca. 60 %) aus
Einsatzbereiche sind vorwiegend
Formstein für Wasserbauten "Gabelblock"WP E 02 B/287 2240 Mit der Forderung nach preisgünstigen, vielseitig einsetzbaren Betonformkörper mit hohem Standvermögen bei Wellen und Strömungsbelastung wurde der Gabelblock entwickelt. Das Besondere an diesem Betonformkörper ist die einfache und billige Herstellung in zwei Teilen in Flachformen. Beide Teile sind fomschlüssig zusammensteckbar und durch Kledbung und einen Plastanker dauerhaft koppelbar. Der Gabelblo0ck hat in Schüttungen einen Strukturmodul von k0 = 7 und einen Porenraum von etwa 50 %.
Einsatzbereiche sind vorwiegend
Plattenkonstruktion zum selbsttätigen RandkolkverbauVorgeschlagen wurden solche Konstruktionen als
Eine Koppelplattenkonstruktion ist vor der Nordmole in Mukran seit uber 25 Jahren erfolgreich im Einsatz. Sohlensicherungen werden überwiegend aus Schüttungen von Natursteinen und Betonblöcken mit Filterunterbau, als Mattenkonstruktionen, als Plattenbauweisen und schließlich als Abdeckungen mit Unterwasserbeton ausgeführt. In vielen Fällen ist dabei die Sicherung gegen Randkolke das entscheidende Problem, weil von dieser Schwachstelle ausgehend auch eine sonst standsichere Sohlenbefestigung innerhalb kurzer Zeit zerstört werden kann. Nur bei örtlich begrenzten Belastungsgebieten und unter der Forderung, dass überhaupt keine Sohlenformationen zugelassen werden dürfen, ist es mit Mehraufwand praktizierbar, die jeweils ausgewählte Sohlenbefestigung über die eigentlich notwendige Grenze hinaus bis in relativ ungefährdete Bereiche zu ziehen, um so die Randzonen zu sichern. In allen anderen Fällen muss stets ein aufwendiger Kolkverbau vorgesehen werden. Möglichkeiten dazu bestehen prinzipiell in kostenaufwendigen, tiefgegründeten, senkrechten Abschlussbaumaßnahmen, beispielsweise durch eine Spundwandanordnung sowie mit flexiblen Konstruktionen, die sich der Bauwerksseite des Kolkprofils anpassen und den Kolk in einen vorgesehenen, für das Bauwerk ungefährdeten Zustand absichern.Solche flexiblen Bauweisen sind mit gewissen Einschränkungen Steinschüttungen sowie materialgefüllte Mattenkonstruktionen aus Gewebe und Maschendraht. Steinschüttungen zur Sohlensicherung sind meist einfach ausführbare aber stets materialaufwendige und stets teuere Konstruktionen, die relativ große Bauhöhen erfordern. Bei entstehenden Randkolken fallen zunächst die äußeren Elemente der Sohlensicherung in das sich ausbildende Kolktal. Reicht dann die Stabilität der im Kolk liegenden Einzelelemente aus, um bei der jeweils vorherrschenden Belastung nicht längsversetzt zu werden, so bauen sich allmählich, einhergehend mit dem weiteren Abbruch bzw. der Umarbeitung der Sohlensicherung Abpflasterungserscheinungen auf. Diese Abpflasterungserscheinungen vermindern die weitere Kolkentwicklung in Richtung des zu schützenden Bauwerkes und können bei ausreichend vorhandenem Steinmaterial auch das Erreichen eines stabilen Zustandes garantieren. Die Bevorratung mit einem ausreichendem Steinvolumen ist aber problematisch, weil sich einerseits die Kolkdimensionen nur schwer abschätzen lassen und weil andererseits auch die Unterbringung des zusätzlichen Materials die nutzbare Wassertiefe reduziert. Bei technisch erzeugten Belastungen, beispielsweise durch den Schraubenstrahl eines Schiffes, ist es, wenn auch mit Nutzungseinbußen, möglich, die Kolkausbildung bei entsprechenden Beobachtungen in einem noch nicht kritischen Zustand zu unterbrechen und dann kolksichernde Nachschüttungen anzuordnen. Demgegenüber wird bei naturbedingten, nicht steuerbaren Belastungsereignissen eine solche Handhabe risikobehaftet, weil schon durch eine einzige Belastungssituation die gesamte Sicherung vom Rand her zerstört und funktionsunfähig gemacht werden kann. Materialgefüllte Mattenkonstruktionen aus Gewebe und Maschendraht weisen gegenüber Steinschüttungen wesentlich geringere Bauhöhen und neben auch sonst erhöhter Stabilität bedeutend größere Randstandsicherheiten auf. Die Probleme bei diesen Befestigungsarten liegen in der Herstellungs- und Verlegetechnologie ausreichend großer und schwerer Matten sowie in der, Verschleißfestigkeit des Mattenmaterials bei Belastung durch physikalische und chemische Faktoren. Eine funktionsgerechte Sicherung auch von stark belasteten Randzonen wurde in der Entwicklung besonderer Betonplattenkonstruktionen zum selbsttätigen Randkolkverbau gesehen. Diese Konstruktion sollte folgende Vorteile vereinen:
Kronenausbildung für steilwandige MolenbautenWP E 02 B/249 5288 Die Konstruktion zielt darauf ab, vorwiegend für Senkkastenbauweisen Reflexion-erscheinungen der Wellenbelastung maßgeblich zu vermindern. Der Wirkmechanismus wird durch innere Steinschüttungen realisiert. Anwendungsbereiche sind vorwiegend die Einfahrts- und Innenbereiche von Häfen |
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26.02.2021 |
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