DE3527100A1 - Einrichtung zum schutz gegen hochwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz gegen Hochwasser, bestehend aus einem am Erdboden verankerten Stützgerüst und mindestens einer Hochwasser zurückhaltenden, flexiblen Materialbahn, die jeweils an ihrer Längsseite Befestigungselemente aufweist und mit dem ersten Befestigungselement an der Oberseite des Stützgerüsts angeordnet ist und mit dem zweiten Befestigungselement am Erdboden verankert ist.

Bekanntlich werden Hochwasser gefährdete Gebiete, wie Uferstraßen, Häuser, Plätze und dergl., durch ortsfeste Hochwasserschutzbauten, wie Erddämme, Betonmauern, Spundwände, Untergrunddichtungen, Entwässerungs- und Polderpumpwerke sowie durch zusätzliche Einrichtungen, beispielsweise Sperreinrichtungen zum Schutz vor Rückflutungen durch das Kanalnetz uws., geschützt. Derartige ortsfeste Hochwasserschutzanlagen erfordern einen erheblichen Investitionsaufwand und haben weiterhin den Nachteil, daß sie wegen ihrer relativ großen Höhe das Städte- bzw. Landschaftsbild beeinträchtigen.

Da die Hochwassergefahr nur während weniger Wochen im Jahr besteht, werden die bekannten ortsfesten Schutzeinrichtungen während der viel längeren, nicht durch Hochwasser gefährdeten Jahreszeit, insbesondere in Fremdenverkehrsgebieten als äußerst nachteilig angesehen.

Insofern wurden bereits mobile Einrichtungen zum Schutz gegen Hochwasser vorgeschlagen, die im Bedarfsfall aufgebaut und nach dem Abflauen der Hochwassergefahr wieder abgebaut wurden.

So ist aus der DE-OS 20 56 356 eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, bei der entlang der Hochwasser gefährdeten Stelle ein aus einer Vielzahl von Stützen bestehendes Stützgerüst aufgebaut ist, das mit speziellen Befestigungseinrichtungen im Boden verankert ist. Dieses Stützgerüst ist mit einer flexiblen, wasserdichten Materialbahn versehen, die entlang ihrer Längskanten jeweils mit Kederleisten versehen ist. Dabei wird die obere Kederleiste mit dem Oberteil des Stützgerüsts verbunden und soll somit die Druckkräfte in das Stützgerüst einleiten. Andererseits ist die andere Längskante der Materialbahn im Erdboden verankert und an einer eingerammten Spundwand befestigt, um ein Hinterfließen der flexiblen Materialbahn zu verhindern. Des weiteren sollen hier die an dieser Längskante auftretenden Zugspannungen in die Spundwand abgeleitet werden.

Abgesehen davon, daß in dieser DE-OS keinerlei Angaben über die Beschaffenheit der Materialbahn gemacht werden, kann diese keinesfalls die gewünschten Wassermengen aufstauen, da die Kräfte im wesentlichen über die Längskanten abgeführt werden, die lediglich punktartig auf den jeweiligen Gerüstspitzen aufliegen bzw. dort befestigt sind. Die hier auftretenden Punktlasten sind jedoch bereits so groß, daß die bisher verwendeten Materialbahnen zwangsläufig bei derartigen Lasten reißen.

In der US-PS 41 36 995 ist eine weitere Einrichtung zum Schutz gegen Hochwasser beschrieben, bei der ebenfalls eine Vielzahl von Stützen zur Auflagerung der Materialbahn eingesetzt wird. Bei dieser Ausführung liegt die Materialbahn sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung an den Stützen auf, so daß die auftretenden Kräfte sowohl quer als auch längs in das Stützgerüst eingeleitet werden können.

Aufgrund der auftretenden Lasten weitet sich die elastische Materialbahn um einen bestimmten Betrag in Abhängigkeit von der Lastgröße aus, so daß gewisse Dehnungsreserven in der Materialbahn vorhanden sein müssen. Diese Reserve wird bei der Materialbahn gem. US-PS dadurch zur Verfügung gestellt, daß zwischen den jeweiligen Stützen in der Materialbahn Falten vorgesehen sind, die sich bei Belastung nach hinten ausbauchen. Durch die Fixierung der Falten an den jeweiligen Rändern der Materialbahn entfällt dort eine Ausbauchung mit der Folge, daß auch dort wiederum Punktlasten auftreten, die zwangsläufig zum Reißen der Materialbahn beim Einsatz führen.

Dabei ist im Stand der Technik generell nicht ausgeführt, welche Festigkeitseigenschaften die einzusetzende Materialbahn überhaupt aufweisen muß, um wirksam als Hochwasserschutz eingesetzt werden zu können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Schutz gegen Hochwasser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, die Hochwasser von wenigstens 1,5 m Höhe wirksam zurückhalten kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäß eingesetze Materialbahn weist zunächst den Vorteil auf, daß sie zwischen den vorgesehenen Befestigungselementen einen hydrostatischen Druck von wenigstens 1,5 m Wasserhöhe aufnehmen kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß sie bereits aufgrund ihrer Materialeigenschaften bricht. Demzufolge kann die vorgeschlagene Materialbahn als wasserabhaltendes Element in Verbindung mit einer Vielzahl von Stützen eingesetzt werden, ohne daß hierdurch die Gefahr besteht, daß der bei einem Wasserstand 1-3,5 m auftretende Wasserdruck bereits die Membran zerstört.

Zur Aufnahme derart hoher Lasten dient als Grundwerkstoff zur Herstellung der Materialbahn ein Gewebe aus hochreißfesten, widerstandsfähigen Kunststoff-Fäden, die üblicherweise aus einer Vielzahl von synthetischen Endlosfäden hergestellt sind, oder ein Fadengelege mit Wirk-, Näh- oder Klebeverfestigung der Fäden untereinander.

Als Material für derartige Fäden kommen beispielsweise Polyester, die unter anderem von der Firma Hoechst AG unter der Bezeichnung "Trevira hochfest" vertrieben werden, Aramide, die beispielsweise von der Firma Dupont unter der Bezeichnung "Kevlar" vertrieben werden, Kohlenstoff-Fasern, Polyamide, hochfeste Polyethylenfäden, Polyvinylalkohol-Fasern und ähnliche synthetische Fasern, die eine geringe Dehnung aufweisen, in Frage.

Als besonders wirtschaftlich einsatzfähig haben sich Polyesterfäden erwiesen, wobei insbesondere PE-Fäden mit 1.100-11.000 dtex eingesetzt werden.

Derartige Fäden sind vorteilhaft miteinander verzwirnt, beispielsweise 3-6, insbesondere 3 oder 4 Fäden, wodurch die textile Raumerfüllung des erzeugten Gewebes erhöht wird. Die Anzahl der Zwirndrehungen/m werden in technisch üblicher Weise aufgrund der α-Werte festgelegt.

Daneben können jedoch auch ungezwirnte Fäden eingesetzt werden, was im vorliegenden Fall jedoch weniger bevorzugt ist.

Derartige Fäden werden entsprechend der zu erzielenden Reißbeständigkeit des Gewebes zu einem Gewebe verwoben, wobei verschiedene Bindungstypen, die nachstehend erläutert sind, eingesetzt werden können. Bei den erfindungsgemäß einsetzbaren Bindungen soll die Flotierung in Kette und Schuß relativ lang sein, damit ein möglichst geringer Crimp in beiden Richtungen, vorzugsweise in Schußrichtung, gegeben ist. Es sind dabei solche Bindungen einsetzbar, bei denen in dem beschichteten Produkt eine geringstmögliche biaxiale (in Längs- und Querrichtung) Dehnbarkeit erzielt wird. Es sind dabei solche Bindungen einsetzbar, bei denen in dem beschichteten Produkt der Anteil der Dehnung der aus der Einwebung, d. h. aus der Gewebekonstruktion (Crimp) kommt, möglichst klein ist, so daß die tatsächlich auftretende Dehnung hauptsächlich auf die Eigendehnung der Fasern zurückzuführen ist. Vorteilhafterweise werden daher Fasern mit hohem Elastizitätsmodul, d. h. geringer Eigendehnung, eingesetzt.

Zu erfindungsgemäß besonders einsetzbaren Bindungen gehören die Panama-Bindung, vorzugsweise 4/4 und höher, die Steilgrad-Köperbindung, vorzugsweise 4/4 und höher sowie die Atlas-Bindungen. Des weiteren können erfindungsgemäß Gewebesysteme mit zwei oder mehr Fadenebenen in Kette und/oder Schuß (s. g. Kett- bzw. Schuß-Doppelstoffe) verwendet werden.

Diese Bindungen werden u. a. entsprechend der Einzelfadenstärke, der Zwirndrehung und der zur Erzielung der gewünschten Höchstzugkraft erforderlichen Fadendichte/cm bestimmt.

Andererseits darf die Zahl der Bindungspunkte nicht unter eine bestimmte Anzahl absinken, da ansonsten durch die Verschieblichkeit des Gewebes Nachteile bzw. Schwierigkeiten beim Beschichtungsprozeß auftreten können.

Ein derart erzeugtes und beschichtetes Gewebe weist eine Höchstzugkraft (Reißfestigkeit oder Reißkraft) in Kette und/oder Schuß oberhalb 20 t/m (1.000 daN/5 cm) auf. Für die vorzunehmende Anwendung ist es vorteilhaft, durch entsprechende Gewebeeinstellung die Höchstzugkraft in Schußrichtung größer einzustellen als in Kettrichtung. Die Höchstzugkraft wird entsprechend der Bestimmungsmethode der DIN 53 354 bestimmt, die für die Prüfung von Kunstleder entwickelt worden ist. Erfindungsgemäß werden jedoch Proben des erzeugten Beschichtungsproduktes den gleichen Prüfungsbedingungen unterzogen.

Des weiteren beträgt die Weiterreißfestigkeit des erfindungsgemäß erzeugten Produkts wenigstens 100 daN in Kette und/oder Schuß, wobei diese Weiterreißfestigkeit in Anlehnung an DIN 53 363 bestimmt worden ist. Diese Bestimmungsmethode wurde ursprünglich für Kunststoff-Folien genormt und wird unter exakter Beibehaltung aller Prüfparameter auf den erfindungsgemäß beschichteten Membranstoff angewandt, jedoch in der Weise, daß eine dickenbezogene Umrechnung nicht stattfindet, weil ohnehin nur die textile Einlage den Betrag der Weiterreißfestigkeit bestimmt.

Erfindungsgemäß wesentlich ist weiterhin, daß bezogen auf die jeweilige Höchstzugkraft bei der jeweiligen Gewebekonstruktion eine möglichst hohe Weiterreißfestigkeit im beschichteten Membranstoff erreicht wird.

Derartige erfindungsgemäß hergestellte Materialbahnen sollen eine möglichst geringe Dehnung bei Belastungen aufweisen. So ist z. B. die Dehnung in einem Prüfkörper bei 18% der Höchstzugkraft in Schußrichtung (Umfangsrichtung) etwa 12%, bei gleichzeitiger Dehnung in Kettrichtung von etwa 3%. Aufgrund der Höchstzugkraft des Versuchsmaterials in Kettrichtung macht dies eine Belastung von ca. 43,3% der Höchstzugkraft aus. Bei der im Prüfbericht angegebenen Abmessung des Probekörpers zur biaxialen Dehnungsmessung entsprechen diese Werte einem Fülldruck von etwa 1 bar.

Bei einem Fülldruck von 2 bar ergeben sich in Schußrichtung eine Dehnung des Umfangs um etwa 15% bei 38,5% der Höchstzugkraft und in Kettrichtung eine 7,5%ige Dehnung bei 30% der Höchstzugkraft.

Bei Vernachlässigung der Dimension ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß die Weiterreißfestigkeit (N) etwa 15-25% des Höchstzugkraftwerts (N/5 cm) beträgt.

Das Trägergewicht (Gewicht des Gewebes) hängt ab von dem Gewebetyp bzw. dem eingesetzten Faden. So weist ein aus Polyester (1100 dtex) als Doppelstoff in Köperbindung 3/1 hergestelltes Gewebe, das in Kette 90 Fäden/10 cm und im Schuß 140 Fäden/10 cm aufweist, ein Trägergewicht von etwa 1,1 kg/m² auf.

Das erfindungsgemäß eingesetzte Trägergewebe wird zumindest auf der dem Hochwasser zugewandten Seite mit einer wasserundurchlässigen Beschichtung aus einem polymeren Material versehen. Vorteilhafterweise sind beide Oberflächen des Trägergewebes mit dieser polymeren Schicht versehen, weil nur auf diese Weise kraftübertragende Schweißverbindungen über die thermoplastischen Eigenschaften des des Kunststoffs herstellbar sind bzw. bei Nähnähten eine nachfolgende Abdichtung durch Überschweißen mit Folie möglich ist. Bei nichtthermoplastisch verschweißbaren Beschichtungsflächen werden Nähnähte verwendet und zur Abdichtung mit Dichtstreifen überklebt.

Als Materialien für derartige Schichten kommen hochelastische polymere Materialien, wie Synthesekautschuk, PVC und dergl. in Frage, wobei insbesondere PVC wegen seiner guten Verschweißbarkeit eingesetzt wird. Derartige PVC-Schichten werden nach den üblichen Beschichtungsverfahren z. B. aus Plastisolen oder Kalanderbeschichtung aufgetragen, wobei 700-1.500, insbesondere etwa 1.000-1.300 g/m² einsetzbar sind.

So weist beispielsweise die vorstehend erwähnte Polyester- Trägerbahn in beidseitiger Beschichtung ein Beschichtungsgewicht von etwa 1,3 kg/m² auf und hat somit ein Gesamtgewicht von etwa 2,4 kg/m².

Derart hergestellte, mit einem polymeren Material beschichtete Gewebebahnen dehnen sich bei Belastung, was neben der spezifischen lastabhängigen Faserdehnung auch auf die aus der Einbindung kommenden Reserven (dicke Einzelfäden, starke Schußondulation) zurückzuführen ist, kehren jedoch nach Aufhebung der Belastung im wesentlichen in ihren Ausgangszustand zurück, zeigen also eine bestimmte, lastabhängige Dehnungshysterese auf. Dieses Verhalten ist wohl im wesentlichen überwiegend auf die elastischen Eigenschaften der polymeren Beschichtung zurückzuführen, die der Gewebeeinlage quasi die Streckbewegung gestatten.

Die erfindungsgemäß beschichteten Materialbahnen können entlang ihrer Kanten verschweißt werden, wobei der Einsatz von PVC Hochfrequenzschweiß- oder anderen Schweißverfahren möglich ist.

Um eine zuverlässige Festigkeit der Schweißnaht zu erreichen, soll die Schweißnahtbreite wenigstens etwa 60 mm, insbesondere etwa 80-100 mm betragen. Ggf. können zur Erhöhung der Schweißnahtfestigkeit zwei oder mehrere Schweißnähte nebeneinander liegen, wobei jeweils die Schweißnahtbreite wenigstens 30 mm und mehr beträgt und zwischen den Schweißnähten ein unverschweißter Zwischenraum von etwa 10 mm vorliegt. Aufgrund der Haftungswerte von etwa 15 bis 20 daN/5 cm beim Einsatz von PVC bei der vorstehend beschriebenen Materialbahn wird beispielsweise eine Schweißnahtscherfestigkeit von wenigstens etwa 900 daN, vorzugsweise wenigstens 1.100 daN, bei einer Schweißnahtbreite von 80 mm erreicht. Damit ist es möglich, die Materialfestigkeit nahezu völlig über die Schweißnaht zu übertragen.

Derartige Schweißnähte werden auch an den Längskanten unter Bildung eines Hohlsaumes, in den Kederschnüre eingezogen werden, oder an den Querkanten bei aufeinandergelegten Materialbahnen gebildet. Des weiteren können die Bahnen entlang der genähten Zuschnittsform in Bogen unterschiedlicher Radien verschweißt werden, wie dies nachstehend an einem speziellen Ausführungsbeispiel erläutert ist.

Da aber Schweißnähte bei Weich-PVC bei Temperaturen oberhalb 30°C allmählich an Reißkraft einbüßen, kann es auch zweckmäßig sein, die kraftübertragenden Materialverbindungen über Nähnähte entsprechender Festigkeit herzustellen und die Nahtbereiche danach durch Überschweißen mit Folien oder dünnen, gewebeverstärkten Materialbahnen abzudichten. Mittels Nähnähten kann man zwar nur etwa 60-75% - abhängig vom Membranmaterial und der Nahtausführung - der Kraft übertragen, jedoch sind solcher Art hergestellte Nähnähte von gleichbleibender Festigkeit über einen weiten Temperaturbereich (bis zur Versagensobergrenze des Membranmaterials).

Ein erfindungsgemäßes Polyester-Trägergewebe (Doppelschußstoff mit 90 Fäden aus PES-dtex 1100 × 4/10 cm und 140 Fäden/10 cm, das mit PVC beschichtet ist, weist eine Höchstzugkraft in der Kette von etwa 1.200 daN/5 cm und im Schuß von etwa 1.750 daN/5 cm sowie eine Weiterreißfestigkeit durch die Kette von etwa 250 daN und durch den Schuß von etwa 370 daN auf.

Eine derartige flexible Materialbahn kann bei entsprechend ordnungsgemäß berechneter Einleitung der Kräfte in die Befestigungselemente eine Wassersäule von 3,5 m und darüber ertragen, ohne daß die Gefahr besteht, daß es zum Reißen der Materialbahnen kommt.

Derartige Materialbahnen werden üblicherweise derart konfektioniert, daß die Kettrichtung die Längsrichtung des Uferbauwerks bildet. Dies hat den Vorteil, daß praktisch keine tragenden Schweißnähte in Querrichtung erforderlich sind.

Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, ist eine möglichst geringe Dehnung der Materialbahn in Kette- und Schußrichtung anzustreben, damit unkontrollierte Dehnungen, die ein Auftreten von Punktlasten erlauben, vermieden werden.

Da die Dehnung in Schußrichtung herstellungsbedingt oft einen höheren Wert hat als in Kettrichtung, sind bei der Herstellung der Materialbahn entsprechende Vorkehrungen, beispielsweise webtechnischer Art, zu treffen, um, soweit möglich, angenähert gleiche Dehnungswerte in beiden Richtungen zu erhalten.

Eine derartige Materialbahn wird vorteilhafterweise in bestimmten Standardabmessungen hergestellt, wobei eine Einheit üblicherweise auf mehreren Stützen angeordnet wird.

Die erfindungsgemäße Materialbahn wird vorteilhafterweise an drei Seiten festgelagert und entlang einer Seite elastisch gelagert. Vorzugsweise erfolgt die feste Lagerung am Erdboden und jeweils an den Stützen, also quer zur Materialbahn, während die elastische Lagerung an der oberen Längskante der Materialbahn zwischen den Stützen erfolgt.

Um die Materialbahn fest zu lagern, sind - wie nachstehend erläutert ist - im Erdboden bzw. in einem dort vorgesehenen Fundament Ausnehmungen vorgesehen, die entsprechende Kederleisten festlagern können. In entsprechender Weise sind vorteilhafterweise an den Stützen Befestigungseinrichtungen vorgesehen, die entsprechende an der Materialbahn vorgesehene querverlaufende Kederleisten festlagern können. Andererseits können jedoch auch querverlaufende Hohlsäume oder Laschen an der Materialbahn vorgesehen sein, die über die Stützen geschoben werden können.

Die elastische Lagerung an der oberen Längskante erfolgt vorteilhafterweise durch ein in der Längskante vorgesehenes Drahtseil, das zwischen den Stützen gespannt vorgesehen ist.

Die Materialbahn kann jeweils zwischen den Stützen vorgesehen sein oder aber eine Reihe von Stützen überspannen, wobei vorteilhafterweise jeweils im Bereich einer Stütze ein querverlaufendes Befestigungselement in Form eines Kederstreifens, Hohlsaums oder einer Lasche vorgesehen ist.

Die jeweiligen Querränder werden wasserdicht mit den jeweiligen Endstützen verbunden und bilden somit einen zusammenhängenden, wasserdichten Damm, der zum Zurückhalten von Hochwasser und dergl. eingesetzt werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Schutz gegen Hochwasser,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schrägstütze,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Stütze mit an ihr angeordneten Befestigungsanschlüssen für die flexible Materialbahn,

Fig. 5 die Darstellung einer Profilleiste für den senkrechten Anschluß der Bahnen an die Stützen,

Fig. 6 ist eine Detaildarstellung der Ausnehmungen im Sockel für die Aufnahme des an den flexiblen Bahnen unten angeordneten Abdichtungsmittels,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Einrichtung im aufgebauten Zustand,

Fig. 8 einen Schnitt durch die Darstellung gem. Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII und

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des oberen Endbereichs der Materialbahn gem. Fig. 8.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, besteht die Einrichtung zum Schutz gegen Hochwasser aus einer verhältnismäßig niedrig gehaltenen ortsfesten Mauer, die einen Sockel 3 bildet, dessen Höhe h höchstens halb so hoch ist wie die Gesamthöhe H der Hochwasserschutzeinrichtung. Der Sockel wird üblicherweise als Betonsockel ausgeführt, der in das Erdreich wasserdicht eingebunden ist. In dem Sockel befinden sich in vorbestimmten Abständen Aufnahmen 4, hier in Form von Ausnehmungen für die zu montierenden Stützen 5. Diese Aufnahmen 4 sind entsprechend der Form der Stützfüße 5 ausgebildet, wobei besondere Befestigungsmittel, wie nicht dargestellte Keile oder dergl. verwendet werden können. Die montier- bzw. demontierbaren Pfosten 5 sind beispielsweise als Metall- oder Holzpfosten ausgebildet. Sie weisen Befestigungsanschlüsse 7 für wenigstens eine Materialbahn 6 auf. Diese Befestigungsanschlüsse 7 sind so ausgebildet, daß sie mit korrespondierenden Befestigungsmitteln 14 der Materialbahnen 6 derart zusammenfügbar sind, daß eine wasserdichte Befestigung der Materialbahn über die ganze Höhe der Stützen erzielt wird.

Hierzu können die Stützen 5 mit parallel zu ihnen verlaufenden Hohlprofilen 21 versehen sein, in die entsprechend ausgebildete und profilierte Verstärkungsprofile 20 der Materialbahnen 6 einpassen. Hierzu sind zweckmäßig an der senkrechten Kante 19 der Materialbahn 6 entsprechende Profile, wie Schlauchwulste, Keder oder dergl., beispielsweise durch Schweißen angebracht.

Durch Einführen dieser Verstärkungsprofile 20 der Bahnen 6 in die zugehörigen und ihnen angepaßten Hohlprofile 21 der Stützen 5 entsteht eine wasserdichte Verbindung zwischen diesen und den wasserzurückhaltenden Bahnen 6.

Die Bahnen 6 können Einzelbahnen sein, die zwischen je zwei Stützen eingespannt werden. Es ist aber auch denkbar, daß je nach den zu erwartenden Beanspruchungen, insbesondere je nach Größe des Abstandes benachbarter Stützen, die Bahnen größer als ein zwischen zwei Stützen befindliches Feld sind, wobei zweckmäßigerweise die krafteinleitende Befestigung an jeder Stütze erfolgt. Die Stützen 5 werden mit ihren Füßen 5′ in die Aufnahmeöffnungen 4 des Sockels 3 bei der Errichtung der Schutzeinrichtung eingesteckt und sind dann in dieser fest verankert. Wenn besondere Verankerungsmittel, beispielsweise Formschlußmittel, erforderlich sind, können diese an den Fußteilen 5′ und/oder den Aufnahmeöffnungen 4 vorgesehen werden. Die vorkonfektionierte Materialbahn überspannt vorteilhafterweise mehrere - gegebenenfalls 10-15 - Stützen, ist aber jeweils an jeder Stütze krafteinleitend befestigt.

Um einen wasserdichten Anschluß des unteren Abschnittes der einzelnen Materialbahnen 6 am Sockel 3 zu schaffen, weist der Sockel 3 in Längsrichtung zusätzliche Ausnehmungen 13 auf, in welche korrespondierende Dichtungsteile 14, wie Schlauchkeder und dergl., die an den flexiblen Bahnen 6 angeordnet sind, einpassen, und zwar derart, daß ein wasserdichter Anschluß der Bahnen im unteren Bereich längs des Sockels gewährleistet ist.

Die Dichtungsteile 14 unten an den flexiblen Bahnen 6 können ebenfalls als besondere Dichtprofile, wie Schlauchkeder, Wulstkeder, ausgebildet sein. Hierzu ist es zweckmäßig, ähnlich wie bei den senkrechten Kanten 19 der Bahnen 6, auch im unteren horizontalen Bereich der Bahnen, also im Bereich der Anlageflächen an der Mauer 3, Dichtprofile 14, vorzugsweise an den Unterkanten der flexiblen Bahnen 6, beispielsweise durch Schweißen, anzuordnen. Diese können mit einem zum Einsetzen in die vorgesehenen Ausnehmungen 13 des Sockels 3 bestehenden Schlauchkeder 15 versehen sein.

Um einen wasserdichten und sicheren Anschluß zwischen den Dichtungsteilen 14, wie beispielsweise Schlauchkeder 15, und den zugeordneten Ausnehmungen 13 im Sockel zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, an dem Sockel 3 entsprechend geformte Klemmprofile 16 zum wasserdichten Anschluß der korrespondierenden Abdichtprofile 14 der Bahnen 6 vorzusehen.

Weiter kann von Vorteil sein, die Bahnen 6 im Bereich ihrer Auflageflächen an den Stützen 5 mit Verstärkungen (Scheuerstreifen und -polster) zu versehen und die Bahnen 6 zusätzlich an den Stützen zu befestigen.

Zur Vereinfachung der Montage kann es zweckmäßig sein, an den Oberkanten 6′ der Bahnen 6 Seile anzuordnen, die über Seilrollen bei der Montage geführt werden. Diese Seilrollen können am oberen Ende 5″ der Stützen dauernd oder nur für Montagezwecke befestigt sein.

Die flexiblen Bahnen 6 sind vorteilhaft aus einem hochreißfesten, widerstandsfähigen Kunststoff gefertigt, wie dies vorstehend erläutert worden ist.

Dieses Gewebe ist vorteilhaft beidseitig mindestens aber einseitig mit einer Kunststoffschicht versehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die flexible Kunststoffbahn 6 aus beidseitig mit Polyvinylchlorid beschichtetem Polyestergewebe. Dieses beschichtete Gewebe kann vorteilhaft eine Dicke von etwa 2,2 mm haben und weist vorteilhaft die vorstehend angegebenen Reißfestigkeiten auf.

Die Verarbeitung des Bahnenmaterials geschieht vorteilhaft mit Hochfrequenzschweißung, wobei die Bahnen vorteilhaft waagerecht verlaufen, so daß die Schußrichtung der Bahnen in der Hauptbelastungsrichtung liegt. Die an den senkrechten Kanten der Bahnen vorgesehenen Dichtprofile in Form von beispielsweise runden Kedern sind vorteilhaft, wie auch die horizontal im unteren Teil der Bahnen vorgesehenen Dichtstreifen, angeschweißt. Die Befestigung der Bahnen, die an den Auflageflächen verstärkt ausgebildet sind, erfolgt über die erwähnten Kederprofile, Manschetten oder Bindeseile an den Stützen 5, so daß eine wind- und sturmsichere Befestigung gegeben ist. Die Montage der Bahnen mittels der an den Oberkanten vorgesehenen Seilen und der Seilrollen an den Enden der Stützen läßt sich in einfacher Weise durchführen.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, können die Stützen 5 auch schräg auf dem Sockel 3 aufgestellt werden. Ausführungsbeispiel Fig. 4 zeigt überdies Stützen, die insgesamt als aufklappbare Stützböcke 8 gebildet sind. Hierzu kann vorteilhaft eine schrägliegende Auflagestrebe 9 vorgesehen sein, auf der die wasserdichte Materialbahn 6 aufliegt, die ihrerseits auf dem Sockel, vorzugsweise an einer Vertikalstrebe 10, gelenkig abgestützt ist. Anstelle von Verbindungsgelenken sind auch Steckgelenke denkbar, die ebenfalls eine leichte Montage bzw. Demontage des Stützbockes ermöglichen.

Die vertikale Stützstrebe 10 ist ebenfalls in einer Aufnahme 4′ im Mauersockel 3 eingesetzt und mit der Auflagestrebe 9 lösbar, beispielsweise durch ein Gelenk oder durch Einsteckbolzen verbunden. Bei dieser Ausführung werden also die Stützkräfte von der Vertikalstütze 10 und der Schrägstütze 9 auf den Sockel 3 übertragen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat den Vorteil, daß sie im Vergleich zu anderen, bei drohender Gefahr zu errichtenden Dämmen aus Sandsäcken oder dergl., verhältnismäßig leicht aufzustellen und nach Absinken des Hochwassers wiederabbaubar ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann sowohl senkrecht, wie auch schräg leicht demontierbar angeordnet sein. Ihre Teile sind leicht beweglich und können daher an geeigneten Orten bis zum nächsten Einsatz gelagert werden. Der erfindungsgemäß vorgesehene Sockel 3 ist mit verhältnismäßig niedrigen Baukosten auch dort zu errichten, wo beispielsweise aus örtlich bedingten baulichen Gründen hohe Schutzmauern unerwünscht sind. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Verbindungen zwischen den Stützen 5, den Dichtausnehmungen 13 längs der Sockel 3 und den diesen angepaßten Dichtungsteilen 19 bzw., 14 an den Bahnen 6 gewährleisten eine wasserdichte, durchgehende Verbindung zwischen den flexiblen Bahnen, den Stützen und dem ortsfesten Mauersockel, derart, daß ein leicht montierbarer und demontierbarer Hochwasserschutzraum geschaffen ist, der hinsichtlich seiner Schutzfunktion einer errichteten hohen Wasserschutzmauer aus Beton oder dergl. gleichkommt.

Aus Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung der Einrichtung 1 zum Schutz gegen Hochwasser ersichtlich, die wiederum aus einer Vielzahl von Pfosten 5 besteht, die im Bedarfsfall in den Sockel 3 eingelassen sind und dort nach Beendigung der Hochwassergefahr wieder entfernt werden können.

Im Beispielsfall sind gem. Fig. 7 fünf Stützen mit einer Materialbahn 6 verbunden, wobei jede Stütze die in Fig. 5 gezeigten Befestigungsanschlüsse 7 aufweist. Demzufolge besitzt die Materialbahn 6 jeweils querverlaufende Kederleisten 14, die wasserdicht gegen die Pfosten 5 mit Hilfe von Befestigungsanschlüssen 7 gepreßt sind.

Die oberen Längskante weist - wie in Fig. 9 gezeigt ist - einen Hohlsaum 25 auf, der dadurch gebildet ist, daß die Materialbahn 6 auf der Rückseite zurückgeschlagen ist und das Ende der Materialbahn über eine Schweiß- oder Nähnaht 27 mit der Rückseite der Materialbahn 6 verbunden ist. Durch diesen Hohlsaum 25 ist ein Seil, insbesondere ein Drahtseil 29 geführt, dessen Enden gem. der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform an jedem Pfosten befestigt sind. Hierzu weisen die entsprechenden Pfosten eine nicht gezeigte Befestigungseinrichtung auf.

Durch das Drahtseil 29 wird also gewährleistet, daß die Materialbahn an ihrem oberen Ende elastisch zwischen den jeweiligen Pfosten 5 befestigt ist und im wesentlichen nicht durchhängt. Zweckmäßigerweise kann auch dieses Drahtseil 29 an jedem Pfosten befestigt oder eingehängt sein, so daß die Materialbahn 6 sicher an den Pfosten 5 gehalten ist.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, besteht die Materialbahn 6 nicht nur aus einem an dem Pfosten zu befestigenden Teil 31, sondern vielmehr auch aus einem am Boden oder auf dem Sockel 3 anzuordnenden Bodenteil 33. Dabei sind - wie aus Fig. 8 ersichtlich ist - der Bodenteil 33 und der im wesentlichen senkrechte Teil 31 im Bereich des Bodens mit einer Schweißnaht 35 miteinander verbunden.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, verläuft die Schweißnaht 35 zwischen den jeweiligen Stützen 5 nicht gerade, sondern vielmehr unter Bildung eines Bogens 37, wobei die maximale Höhe a des Bogens etwa dem Betrag enspricht, um den sich die Materialbahn 6 bei einer Wassersäule von etwa 2-2,5 mm und darüber flächenmäßig dehnt. Wenn als der Abstand zwischen den Stützen etwa 2 m beträgt und sich die Materialbahn etwa um 5% bei einer derartigen Belastung dehnt, so liegt die Bogenhöhe a bei etwa 10 cm.

Insofern entspricht also erfindungsgemäß die Bogenhöhe a etwa dem Produkt aus dem Abstand zwischen zwei Stützen 5 und der prozentualen biaxialen Flächenvermehrung der Materialbahn unter Belastung.

In Fig. 8 ist schematisch die Ausbauchung der Materialbahn 6 bei Belastung ersichtlich. Durch die bogenförmige Ausbauchung der Materialbahn 6 wird erreicht, daß sich im wesentlichen keine Falten an der Schweißnaht 35 bilden, das heißt, es treten keine Punktbelastungen auf, die zum Reißen der Materialbahn 6 an dieser kritischen Übergangsstelle führen könnten.

Das Bodenteil 33 ist weiterhin, wie aus Fig. 6-8 ersichtlich ist, an seiner Vorderseite mit einem wulstartigen Schlauchkeder 15 versehen, der dicht in eine im Sockel 3 vorgesehene rinnenförmige Ausnehmung 13 eingelassen und dort mit dem Klemmprofil 16 gehalten ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist in die Pfosten selbst bereits eine hohlkehlartige Ausnehmung 37 eingelassen, in die der quer zur Materialbahn verlaufende Keder 14 eingeführt werden kann und unter Wasserbelastung sich selbstdichtend anlegt, ohne daß weitere Elemente zur Befestigung des Keders 14 notwendig wären.

Weiterhin ist zusätzlich zu den Verstärkungen und Befestigungselementen der Materialbahn gegebenenfalls die Vorderkante der Stützen jeweils mit einer elastischen, die Reibung zwischen der Materialbahn 6 und der Stütze 5 vermindernden Schicht 39 versehen, um die Materialbahn 6 bei Belastung nicht an den etwa scharfkantigen Stützen 5 zu verletzen. Eine derartige Schicht 39 kann beispielsweise aus einem Gummibelag oder einer PVC-Folie oder dergleichen gebildet sein.

Die erfindungsgemäße Materialbahn 6 weist durch die in ihrem oberen Ende elastische Befestigung mit Hilfe des Drahtseils 29 und durch den bogenförmig geschnittenen Dichtstreifen 33 eine hervorragende Rückhalteeigenschaft gegen Hochwasser auf. Dabei vermindert das Seil am oberen Ende eine Durchbiegung der Oberkante, die bei hohem Wasserstand zur Überflutung führen könnte.

Der bogenförmig geschnittene Dichtstreifen 33 am Boden, der der Materialbahn 6 eine Durchbiegung gestattet, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist, erzeugt die Anpassung an möglichst punktlastfreie Zugverhältnisse.

Ein derart bogenförmig geschnittener Dichtstreifen wird entsprechend den Materialeigenschaften und den Abständen der Stützen zugeschnitten und anschließend mit dem Materialbahnteil 31 in üblicher Weise an den Bogenrändern verschweißt oder vernäht und abgedichtet. Zuvor oder danach werden jeweils die entsprechenden Keder bzw. Seile an den Rändern einkonfektioniert.

Versuchsbericht - Biaxiale Dehnungsmessung

Für die Messung der biaxialen Dehnung wird ein gleichförmiger Prüfbehälter konfektioniert und die Dehnung durch Druckbelastungsmessung ermittelt.

Im Beispielsfall hatte der Behälter einen Umfang von etwa 3,40 m (infolge der Dehnung ändert sich der Umfang unter Belastung) und eine Länge von 5,0 m. Die beiden Enden wurden mittels Klemmplatten flach abgeklemmt, in der Weise, daß die Klemmschienen zueinander um 90° versetzt sind. Die Klemmschienen wurden in der Mitte geteilt, um zu erreichen, daß beim Füllen des Behälters ein leichtes Drehen der Enden nach außen möglich ist. Druckabhängig stellt sich dabei ein Versatzwinkel von ca. 15° ein.

Die Kettrichtung der zu prüfenden Materialbahn wurde in Längsrichtung gelegt, so daß die Schußrichtung die Umfangskräfte aufnimmt. Die Füllung erfolgte vom Hydranten über Druckminderventil; außerdem war ein auf 0,1 bar genaues Meßmanometer und ein Füllungsmengenzähler eingebaut.

Es zeigte sich generell, daß mit der Anzahl der Füllungen nach jeweiliger Zwischendruckentlastung die Flächendehnung des Behälters noch etwas zunimmt, so daß erst nach einigen Füllungen ein Gleichgewichtszustand zwischen Fülldruck und Dehnung erreicht wird.

Auf dem Behälter war in Längs- und Umfangsrichtung vor der ersten Befüllung je eine 1 m-Meßmarkierung aufgetragen worden, so daß die Dehnung im gefüllten Zustand sehr einfach festzustellen war.

Es ist klar, daß infolge der Behältergeometrie und der dabei vom Innendruck auf den Wandungswerkstoff ausgeübten Kräfte die Kraft in Umfangsrichtung stets den doppelten Wert der Kraft in Behälterlängsrichtung ergibt, was natürlich auch bei Betrachtung der Meßpaare der Dehnungsmessung berücksichtigt werden muß.

Für den Dehnungsversuch wurde folgendes Gewebematerial eingesetzt:

PES-dtex 1100 × 4 mit Einstellung in Kette 90 Fäden/cm und Schuß 140 Fäden/10 cm.

Es wurde ein Gewebegewicht von 1.120/m² erhalten. Anschließend wird dieses Gewebe mit PVC beschichtet und weist danach ein Gewicht von 2.400 g/m² auf.

Das beschichtete Gewebe weist eine Reißfestigkeit nach DIN 53 354 von
K: ≦λτ1200 daN/5 cm
S: ≦λτ1750 daN/5 cm
Reißdehnung gem. DIN 53 354:
K: etwa 32%
S: etwa 44%
ddK: ≦λτ150 daN
ddS: ≦λτ150 daN
DIN 53 363:
ddK: ≦λτ 220 daN
ddS: ≦λτ380 daN

Die Haftung betrug 15 daN/5 cm analog DIN 53 357.

Claims (16)

1. Einrichtung zum Schutz gegen Hochwasser, bestehend aus einem am Erdboden verankerten Stützgerüst und mindestens einer Hochwasser zurückhaltenden flexiblen Materialbahn, die jeweils an ihrer Längsseite Befestigungselemente aufweist und mit dem ersten Befestigungselement an der Oberseite des Stützgerüsts angeordnet ist und mit dem zweiten Befestigungselement am Erdboden verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn aus einem mit einer wasserdichten Beschichtung versehenen Gewebe oder Fadengelege besteht, das in Kette- (Längs-) und/oder Schuß- (Quer-)Richtung eine Weiterreißfestigkeit von wenigstens 100 daN und eine Höchstzugkraft von wenigstens 600 daN aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weiterreißfestigkeit wenigstens 130, insbesondere oberhalb 200 daN aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe oder das Gelege aus hochreißfesten, widerstandsfähigen Kunststoff- Fäden besteht.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Fäden aus Polyester, Aramiden, Kohlenstoff-Fasern, Polyamiden, hochfesten Polyethylenfäden oder Polyvinylalkoholfasern bestehen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Polyesterfäden von 1.100-11.000 dtex.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe eine Panama-Bindung, Steilgrad-Körperbindung oder Atlasbindung aufweist oder aus einem Gewebesystem mit zwei oder mehreren Fadenebenen in Kette und/oder Schuß besteht.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe oder Gelege eine Höchstzugkraft in Kette und/oder Schuß von wenigstens 1.000 daN/5 cm aufweist, wobei vorzugsweise die Höchstzugkraft in Schußrichtung größer ist als in Kettrichtung.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Weiterreißfestigkeit/Höchstzugkraft in einem Bereich von etwa 15-25/Hundert liegt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus der Materialbahn hergestellter Prüfbehälter mit einem Anfangsdurchmesser von 109 cm bei 1 bar Fülldruck eine Flächendehnung von etwa 12% in Umfangrichtung und von etwa 3% in Längsrichtung und bei etwa 2 bar Fülldruck eine Umfangsdehnung von 15% und eine Längsdehnung von 7,5% aufweist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserdichte Beschichtung des Gewebes eine PVC- Schicht ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn ein oder mehrere Schweißnähte mit einer Schweißnahtbreite von wenigstens etwa 60 mm aufweist, wobei jede Schweißnaht einen Haftungswert von wenigstens 15 daN/5 cm aufweist.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (6) entlang ihrer Außenkanten Keder (14, 29) aufweist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberen Längskanten Drahtseile vorgesehen sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Sockel (3) mit einer nutförmigen Ausnehmung (13), in der der Keder (15) mittels eines Klemmprofils (16) fixierbar ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (6) aus einem an den Stützen (5) befestigbaren Materialbahnteil (31) und einem auf dem Sockel (3) anzuordnenden Bodenteil (33) besteht, der mit dem Materialbahnteil (33) entlang einer bogenförmigen Schweißnaht (35) verschweißt ist.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe a des Bogens (37) des Bodenteils (33) etwa an den Betrag der Dehnung des zwischen den jeweiligen Stützen (5) befindlichen Materialbahnteils angepaßt ist.