[0001] Die Erfindung betrifft ein auf wellenbelastete Böschungsstrukturen, geneigte Stauwände
oder dgl. angebrachtes Uferschutzbauwerk, bestehend aus zumindest teilweise geschlossenen,
wasserdurchströmbaren Hohlkörpern, die gemeinsam ein böschungsparalleles Deckwerk
bilden.
[0002] Eine derartige Ausführungsform läßt sich entnehmen den Empfehlungen für die Ausführung
von Küstenschutzwerken - EAK 1981, Heft 36, Seite 235, wo wasserdurchströmbare Hohlkörper
in Form eines Tetrahedron offenbart sind. Vergleichbar erscheint auch ein Uferschutzwerk
gemäß der US-A-4,172,680.
[0003] Deckwerkskonstruktionen und Deichböschungen einerseits und geneigte Stauwände wellenbelasteter
Baukonstruktionen andererseits müssen auf dynamische Beanspruchungen infolge brechender
Wasserwellen dimensioniert werden. Da die beim Wellenbrechvorgang am Bauwerk umzusetzende
Wellenenergie dem Quadrat der Wellenhöhe proportional ist, stellt die bei gegebenen
geometrischen Bedingungen maximal am Bauwerk mögliche Brecherhöhe eine maßgebliche
Bemessungsgröße dar. Darüberhinaus sind der Wasserstand, die Brecherform, die Brecherposition
relativ zum Bauwerk sowie die Bauwerksgeometrie von besonderer Bedeutung.
[0004] Herkömmliche offene (wasserdurchlässige) oder geschlossene Deckwerkskonstruktionen
für Ufer- und Deichböschungen sowie Böschungsabdeckungen werden ein- oder mehrlagig
aus unterschiedlichen Baustoff- und/oder Filterschichten gefertigt.
[0005] Da die Komponenten der einzelnen Schichten ihre Gewichtskräfte flächenhaft und unmittelbar
auf die jeweilige darunterliegende Schicht übertragen, sind derartige Strukturen sämtlich
als einschalige Konstruktionen anzusehen. Letzteres trifft sinngemäß auch auf Stauwandkonstruktionen
anderer wellenbelasteter geböschter Baukonstruktionen zu (Empfehlungen für die Ausführung
von Küstenschutzwerken - EAK 1981, in Die Küste, Heft 36, S. 179 - 261; auch Auslegeschrift
2038674).
[0006] Ferner ist bekannt, daß durch die Gestaltung der Wassertiefenverhältnisse vor dem
Bauwerk, durch die Formgebung des Bauwerksquerschnittes, durch die Wahl der Baustoffe
und durch die konstruktive Gestaltung der Bauwerksoberfläche der Lastübertragungsmechanismus
"Welle - Bauwerk" beeinflußt werden kann (Seedeichbau - Theorie und Praxis, Vereinigung
der Naßbaggerunternehmungen e.V. Hamburg 1976, S. 15 - 79).
[0007] Der darüber hinaus zur Lastentwicklung beitragende Wechselwirkungsprozeß zwischen
der oberflächennahen Wasserteilchenkinematik der ankommenden Welle und derjenigen
des Rücklaufwassers der vorausgegangenen Welle ist bisher nicht gezielt durch konstruktive
Maßnahmen im Sinne geringerer wellenerzeugter Bauwerksbelastungen zu beeinflussen
versucht worden.
[0008] Hinsichtlich der Gestaltung wellenbeanspruchter geneigter Böschungsstrukturen wurde
bisher das Konzept verfolgt, die Energie der an das Bauwerk gelangenden Wellen beim
Brechprozeß und beim anschließenden Wellenauflauf möglichst effektiv in turbulenten
durch Mischungs- und Stoßvorgängen umzuwandeln, und zwar insbesondere durch Rauhigkeitselemente,
im unmittelbaren Auftreffbereich der Wellen aber auch bezüglich der unregelmäßigen
Durchströmung der Deckwerksschichten. Bisher wurde noch nicht versucht, eine Wechselwirkung
zwischen der Wasserteilchenkinematik einer partiellen Clapotis (teilweise stehende
Welle) und derjenigen der Waschbewegung (Wellenauflauf-Rücklauf-Bewegung) möglichst
weitgehend zu unterbinden. Vorliegende Erfindung befaßt sich erstmals mit dieser Problemstellung.
[0009] Es wurde festgestellt, daß durch die Rückführung des nach dem Brechvorgang auf der
Böschung vorhandenen Wassers (Rücklaufwasser) unter einer etwa böschungsparallelen
Schale die welleninduzierte Wasserbewegung vor dem und an dem Bauwerk signifikant
verändert wird. Insbesondere kann an einer Böschung mit vorgewählter Neigung die in
Form eines Wellenspektrums gegebene Wellenenergie durch die konstruktive Gestaltung
der den Hohlraum begrenzenden Schale optimal gedämpft werden. Zur Erklärung dieses
Phänomens kann die bei Anwesenheit von Wellen an Böschungen vorhandene Wasserbewegung
als erzwungene Schwingbewegung mit mehreren Freiheitsgraden (Koppelschwingung) aufgefaßt
werden. Dabei stellt das als Kontinuum vor der Böschung befindliche Wasservolumen
das schwingende System dar, das je nach vorliegenden geometrischen Randbedingungen
(Wassertiefe, Böschungsneigungen) durch unterschiedliche Eigenfrequenzen gekennzeichnet
ist. In Analogie zur elastischen Kette wird ein Gesamtsystem zugrunde gelegt, das
aus mehreren Teilschwingern mit unterschiedlichen Eigenfrequenzen besteht. Die Wirkungen
der von See kommenden Wellen werden in dieser Anordnung als die Erregerkräfte angesehen.
[0010] Damit können die der partiellen Reflexion entsprechenden Wasserspiegelauslenkungen
einerseits und die Wellenauflauf-Rücklaufbewegungen (Waschbewegungen) andererseits
etwa ausgeprägten Freiheitsgraden des Systems zugeordnet werden. Wird das System in
seinen Freiheitsgraden verändert, so hat dieses unmittelbar auch eine Veränderung
der Anzahl und der Beträge seiner Eigenfrequenzen zur Folge.
[0011] Ausgehend von den vorstehenden Feststellungen und Erkenntnissen liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, die Kinematik der Wasserbewegung vor dem und an dem Böschungsbauwerk
insbesondere im Sinne kleinerer Brecherhöhen und eines verringerten Wellenauflaufes
zu verbessern.
[0012] In Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
gelöst durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 und in einer Alternativlösung durch
die im Kennzeichen des Anspruchs 18 aufgelisteten Merkmale.
[0013] Im Gegensatz zu der Offenbarung der gattungsbildenden US-Patentschrift soll sich
also das erfindungsgemäße Deckwerk lediglich über den dynamisch belasteten Bereich
des Uferschutzbauwerkes erstrecken. Hierdurch ergeben sich erheblich geringere Deckwerksabmessungen
und als Folge des hohen Hohlraumanteils auch ein geringerer Massenbedarf. Die herankommenden
Wellen bewegen sich entlang eines Bezugswasserspiegels. Durch den beim Auftreffen
auf das Uferschutzbauwerk hervorgerufenen Wellenbrechvorgang wird ein bestimmter Wasservolumenanteil
des Wellenauflaufschwalles bis über den oberen horizontalen Begrenzungsrand des Deckwerkes
transportiert, um dann nach Bewegungsumkehr als Rücklaufwasser vollständig oder doch
zumindest teilweise durch den Einlaufquerschnitt, den Hohlraum und den Auslaufquerschnitt
weitgehend ungehindert hindurchzuströmen und so dem vor dem Bauwerk vorhandenen Wasservolumen
unterhalb des Bezugswasserspiegels wieder zugeleitet zu werden.
[0014] Hierdurch wird erstmalig gezielt durch konstruktive Maßnahmen der Wechselwirkungsprozeß
zwischen der oberflächennahen Wasserteilchenkinematik der ankommenden Welle (partielle
Clapotis) und derjenigen des Rücklaufwassers der vorausgegangenen Welle beeinflußt.
Aufgrund dieser Beeinflussung werden nicht nur der Wellenauflauf, sondern auch die
Brecherhöhe, die Brecherform und Brecherposition im Sinne geringerer Bauwerksbelastungen
günstig verändert.
[0015] Unter dem Begriff "Bezugs-Ruhewasserspiegel" ist der sog. Bemessungswasserstand zu
verstehen, der üblicherweise auf der Grundlage von Naturuntersuchungen als "hoher
Wasserstand" mit einer Auftretenswahrscheinlichkeit festgelegt wird, die örtlich stark
unterschiedlich sein kann (in den Niederlanden liegt sie zwischen 1:1250 und 1:10000).
Dieser Bemessungswasserstand ist abhängig von den Windverhältnissen, der Tide, der
Unterwassertopographie und der von dem betreffenden Bauwerk bei dessen Zerstörung
ausgehenden Gefahr. Ähnliche wahrscheinlichkeitstheoretische Definitionen gelten auch
für die Festlegung der Bemessungswelle nach Höhe und Periode bzw. Länge.
[0016] Dem Fachmann geläufig ist ferner, daß für die Bemessung wellenbelasteter geböschter
Baukonstruktionen die "Wasserstände am Bauwerk" sowie die "Bemessungswelle(n)" die
wichtigsten Bemessungsgrößen darstellen.
[0017] So stellt auch der "Bezugs-Ruhewasserspiegel" einen für die Lokation zunächst festzulegenden
Bemessungswasserspiegel dar.
[0018] Damit das beanspruchte Deckwerk die vorstehend näher erläuterte Funktion hinsichtlich
der zu unterbindenden Wechselwirkung auszuüben vermag, soll der Wassereinlaufquerschnitt
nicht tiefer liegen als die niedrigste wellenerzeugte Wasserspiegelauslenkung (tiefstes
Wellental) bezogen auf den Bemessungswasserstand. Die Leistungsfähigkeit des Deckwerkes
ist dann aber abhängig vor allem von der Gestaltung der Einlauföffnungen und der Durchströmquerschnitte,
deren optimale Lage und Gestalt jedoch nur - wie auch bei anderen speziellen Durchströmstrukturen
des Wasserbaus - durch hydraulische Modellversuche aufgefunden werden können.
[0019] Für die Höhenanordnung des unteren Wasserauslasses ergibt sich ein theoretischer
Grenzwert dadurch, daß die in der partiellen Clapotis zugeordneten Wasserteilchenbewegungen
mit dem Abstand von der Wasseroberfläche nach einem Exponentialgesetz abnehmen und
in einer Tiefe, die etwa der halben Wellenlänge entspricht, vollständig abgeklungen
sind. Auch hier ist eine Optimierung für eine vorgegebene Böschungsneigung durch Modellversuche
vorzunehmen.
[0020] Um die durchströmbare Hohlkörperstruktur kostengünstig auch in dynamisch hoch belasteten
Bereichen bereits bestehender Uferschutzwerke, Deichaußenböschungen, Stauwände oder
dgl. zu realisieren, werden je nach vorhandener Unterkonstruktion und je nach für
die betreffenden Bauwerke maßgeblichen Wasserständen an ihrer Unterseite offene, teilweise
offene oder geschlossene und an ihrer Oberseite geschlossene oder teilweise offene
Hohlraumelemente in böschungsparalleler Ausrichtung auf der vorhandenen Uferkonstruktion
in geeigneter Weise aufgelagert.
[0021] Je nach örtlichen Gegebenheiten können Hohlkörperstrukturen mit hydraulisch günstigem
Querschnitt aus Ortbeton, als Betonfertigteil-, Stahl oder Verbundkonstruktionen,
auch unter Verwendung von Kunststoffelementen oder aus durchströmbaren Betonformstein-
oder Hohlprofilkonstruktionen hergestellt bzw. verwendet werden.
[0022] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß die
insgesamt für die Bemessung relevante Belastungscharakteristik wellenbeanspruchter
Bauwerke günstig beeinflußt wird.
[0023] Insbesondere kann eine geringere Bemessungswellenhöhe zugrundegelegt werden mit der
Folge, daß Herstellung- und Unterhaltungskosten eingespart werden können.
[0024] Bei Küstensenkungen und/oder steigenden mittleren Wasserständen und/oder zunehmender
Sturmflutwahrscheinlichkeit kann durch die Nachrüstung bestehender Bauwerke mit durchströmbaren
Hohlkörperstrukturen eine ggfs. vorgesehene kostenintensive Bauwerkserhöhung oder
Neukonstruktion zwischenzeitlich entfallen oder zumindest zeitlich später durchgeführt
werden.
[0025] Ein Bauelement zur Erstellung eines Uferschutzwerkes, einer Deichböschung, einer
Stauwand oder dgl. (Bauwerk) ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen von Wasser
durchströmbaren, im Verbund zu einer Schutzfläche verlegbaren Hohlkörper mit einer
im Verbund nach außen gerichteten Kopffläche und einer dieser gegenüberliegenden,
nach innen gerichteten Auflagefläche, zwischen denen ein freier Wasserdurchströmquerschnitt
vorgesehen ist, der eine im Verbund oben liegende Einlauföffnung mit einer unteren
Auslaßöffnung verbindet.
[0026] Während kleinformatige durchströmbare Betonformkörper als Elemente von Hohlstrukturen
zur Herstellung von Deckwerken und Deichaußenböschungen dienen können, ist es vorteilhaft,
großvolumige durchströmbare Betonformkörper für wellenbrecherartige Bauwerke, Längswerke,
Querwerke oder dgl. zu verwenden. Derartige Bauelemente sind erfindungsgemäß z.B.
gekennzeichnet durch einen von Wasser eher regelmäßig durchströmbaren, im Horizontalschnitt
polygonalen, verzugsweise rechteckigen, im Verband bzw. Verbund zu einer räumlichen
Schutzstruktur stapelbaren Formkörper mit oben und unten liegenden, je nach relativer
Lage zum Wasserstand im Gesamtbauwerk unterschiedlich durchströmten Öffnungen. In
einer abgewandelten Ausführungsform kann das Bauelement gekennzeichnet sein durch
einen von Wasser eher regelmäßig durchströmbaren, ein- oder mehrkammerig strukturierten,
im Verband bzw. Verbund zu einer räumlichen Schutzstruktur stapelbaren Formkörper
mit oben und unten liegenden, je nach relativer Lage zum Wasserstand im Gesamtbauwerk
unterschiedlich durchströmten Kammeröffnungen und vertikal derart gegeneinander versetzten
inneren und äußeren Kammerwänden, daß örtlich auch eine etwa regelmäßige, von der
Vertikalen abweichende, vorzugsweise böschungsparallele Durchströmrichtung erzeugt
wird.
[0027] Die Kopfflächen der Formsteine bzw. Betonplatten können Ausprägungen (Öffnungen)
aufweisen mit der Folge, daß das oberhalb der im Verbund verlegten Formsteine bzw.
Betonplatten nach dem Wellenbruchvorgang vorhandene Wasser in den unter den Kopfflächen
vorhandenen Hohlraum gelangen kann.
[0028] Derartige großvolumige durchströmbare Betonformkörper sind darüberhinaus auch dazu
geeignet, als eigentliche Tragelemente der Baukonstruktionen Verwendung zu finden.
Beispielsweise können sie als Bausteine des Stützkörpers dammartiger Strukturen in
regelmäßiger Stapelung mit geeignetem Material verfüllt werden.
[0029] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen vor allem darin, daß die im Anschluß
an das Wellenbrechen über dem Bauwerk vorhandenen Wassermassen in vornehmlich vertikaler
Richtung effektiver in das Bauwerk eingeleitet werden und dadurch eine Steuerung des
Reflexionsprozesses durch den Wellenauflauf-Rücklauf-Bewegung weitgehend unterbunden
wird.
[0030] In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig.1a in axonometrischer Darstellung die prinzipielle Anordnung einer Hohlraumstruktur
pro lfd. m Uferlinie als integrales Konstruktionselement einer Böschungskonfiguration,
Fig.1b den Vertikalschnitt durch eine Böschungsabdeckung, die prinzipiell durch Anordnung
einer zusätzlichen Schale zu einer Hohlstruktur ergänzt ist,
Fig.1c den Vertikalschnitt durch eine Hohlkörperstruktur, die prinzipiell in ihrem
oberen Bereich an der durch Wellen beanspruchten Seite durchlässig gestaltet ist,
Fig.2 eine Draufsicht auf eine im Verbund gelegte Schicht von Formsteinen mit Hohlkörperkreisquerschnitt
oder Hohlkörperrechteckquerschnitt,
Fig.2a eine Draufsicht auf einen einzelnen Formstein gemäß Fig.2,
Fig.2b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig.2a,
Fig.2c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.2a von unten mit Rechteckhohlquerschnitten,
Fig.2d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.2a von unten mit Kreisrohrhohlquerschnitten,
Fig.3a eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formsteines mit Aussparungen
in der Lagerfläche,
Fig.3b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig.3a,
Fig.3c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.3a von unten mit Rechteckhohlquerschnitten,
Fig.3d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.3a von unten mit Kreisrohrhohlquerschnitten,
Fig.3e eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig.3a jedoch mit großer
Sockelhöhe
Fig.3f eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.3a von unten mit Rechteckhohlquerschnitten
und großer Sockelhöhe,
Fig.3g eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.3a von unten mit Kreisrohrhohlquerschnitten
und großer Sockelhöhe,
Fig.4a eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formsteines mit bzw.
ohne Aussparungen in der Lagerfläche,
Fig.4b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig.4a,
Fig.4c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.4a von unten mit Rechteckhohlquerschnitten,
Fig.4d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.4a von unten mit Kreisrohrhohlquerschnitten,
Fig.5a eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formsteines mit bzw.
ohne Aussparungen in der Lagerfläche,
Fig.5b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig.5a,
Fig.5c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.5a von unten mit Rechteckhohlquerschnitten,
Fig.5d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.5a von unten mit Kreisrohrhohlquerschnitten,
Fig.5e eine Seitenansicht von rechts des Formsteines gemäß Fig.5a,
Fig.6a eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formsteines mit Lücken
zwischen den Durchströmprofilen,
Fig.6b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig.6a,
Fig.6c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.6a von unten mit Rechteckhohlquerschnitten,
Fig.6d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.6a von unten mit Kreisrohrhohlquerschnitten,
Fig.6e eine Seitenansicht analog Fig.6b jedoch eines ähnlichen Formsteines mit höheren
Endscheiben,
Fig.7a eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formsteines mit Lücken
zwischen den Durchströmprofilen,
Fig.7b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig.7a,
Fig.7c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.7a von unten mit Rechteckhohlquerschnitten,
Fig.7d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.7a von unten mit Kreisrohrhohlquerschnitten,
Fig.7e eine Seitenansicht analog Fig.7b jedoch eines ähnlichen Formsteines mit höheren
Endscheiben,
Fig.8a eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formsteines mit geneigten
Kopfflächen und Lücken zwischen den Durchströmprofilen,
Fig.8b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig. 8a,
Fig.8c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig. 8a von oben,
Fig.8d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig.8a von unten,
Fig.9a eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formsteines mit geneigter
Kopffläche,
Fig.9b eine Seitenansicht von links des Formsteines gemäß Fig. 9a,
Fig.9c eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig. 9a von oben,
Fig.9d eine Ansicht des Formsteines gemäß Fig. 9a von unten,
Fig. 10 den Ausschnitt eines Querschnittes durch eine plattenartige Hohlkörperkonfiguration,
Fig.11 den Ausschnitt eines Querschnittes durch eine weitere plattenartige Hohlkörperkonfiguration,
Fig.12a Aufsichten auf eine weitere plattenartige und eine säulenartige Hohlkörperkonfiguration,
Fig.12b eine Ansicht von links auf eine der Hohlkörperstrukturen gemäß Fig.12a,
Fig.12c einen Längsschnitt durch eine der Hohlkörperstrukturen gemäß Fig.12a,
Fig.12d eine Ansicht der Hohlkörperkonfigurationen gemäß Fig.12a von oben,
Fig.12e eine Ansicht der Hohlkörperkonfigurationen gemäß Fig.12a von unten,
Fig.13a die Draufsicht auf einen Ausschnitt einer aus Hohlprofilen und Formsteinen
gebildeten Hohlköperstruktur,
Fig.13b eine Ansicht von rechts der Hohlkörperstruktur gemäß Fig.13a,
Fig.13c eine Ansicht der Hohlkörperstruktur gemäß Fig.13a von unten,
Fig.14 den Ausschnitt eines Querschnittes durch eine als Stahlwasserbaukonstruktion
ausgeführte Hohlkörperstruktur,
Fig.15a die Draufsicht auf einen Ausschnitt einer als Stahlwasserbaukonstruktion ausgebildete,
partiell von oben durchlässigen Hohlköperstruktur,
Fig.15b einen Längsschnitt A - A durch die Stahlwasserbaukonstruktion gemäß Fig.15a,
Fig.15c eine Ansicht der Stahlwasserbaukonstruktion gemäß Fig.15a von rechts,
Fig.15d einen Querschnitt B - B durch die Stahlwasserbaukonstruktion gemäß Fig.15a.
Fig.16 den Vertikalschnitt durch eine etwa böschungsparallele Hohlkörperstruktur,
die prinzipiell durch die Stapelung von durchströmbaren Formkörpern (vorzugsweise
etwa gemäß Fig.17a bis Fig.20e) zu einem Verband an einem Stützkörper entsteht,
Fig.17a die Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Formkörpers mit 4 Öffnungen
an seiner Oberseite und 2 Öffnungen an seiner Unterseite, vergl. Fig.16,
Fig.17b eine Seitenansicht des Formkörpers gemäß Fig.17a,
Fig.17c den Vertikalschnitt A-A des Formkörpers gemäß Fig.17a,
Fig.17d den Vertikalschnitt B-B des Formkörpers gemäß Fig.17a,
Fig.17e eine Vorderansicht des Formkörpers gemäß Fig.17a,
Fig.17f den Vertikalschnitt C-C des Formkörpers gemäß Fig.17a,
Fig.17g den Vertikalschnitt D-D des Formkörpers gemäß Fig.17a,
Fig.18a die Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formkörpers mit 2 Öffnungen
an seiner Oberseite und einer Öffnung an seiner Unterseite,
Fig.18b eine Seitenansicht des Formkörpers gemäß Fig.18a,
Fig.18c den Vertikalschnitt A-A des Formkörpers gemäß Fig.18a,
Fig.18d eine Vorderansicht des Formkörpers gemäß Fig.18a,
Fig.18e den Vertikalschnitt B-B des Formkörpers gemäß Fig.18a
Fig.19a die Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formkörpers mit 4 Öffnungen
an seiner Oberseite und 2 Öffnungen an seiner Unterseite,
Fig.19b eine Seitenansicht des Formkörpers gemäß Fig.19a,
Fig.19c den Vertikalschnitt A-A des Formkörpers gemäß Fig.19a,
Fig.19d eine Vorderansicht des Formkörpers gemäß Fig.19a,
Fig.19e den Vertikalschnitt B-B des Formkörpers gemäß Fig.19a,
Fig.19f den Vertikalschnitt C-C des Formkörpers gemäß Fig.19a,
Fig.20a die Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Formkörpers mit 2 Öffnungen
an seiner Oberseite und einer Öffnung an seiner Unterseite,
Fig.20b eine Seitenansicnt des Formkörpers gemäß Fig.20a,
Fig.20c den Vertikalschnitt A-A des Formkörpers gemäß Fig.20a,
Fig.20d eine Vorderansicht des Formkörpers gemäß Fig.20a,
Fig.20e den Vertikalschnitt B-B des Formkörpers gemäß Fig.20a
Fig.21 den Vertikalschnitt durch eine Dammstruktur, die prinzipiell durch einen Verband
von formkörpern (vorzugsweise gemäß Fig.23a bis 24f) gebildet wird,
Fig.22 die Draufsicht auf die Endausbildung einer aus Formkörpern gemäß Fig.23a bis
23e oder gemäß Fig.24a bis 24f gebildeten Dammstruktur.
Fig.23a die Draufsicht auf eine weitere Ausführungrform eines Formkörpers mit 4 Öffnungen
an seiner Oberseite und einer Öffnung an seiner Unterseite,
Fig.23b eine Seitenansicht des Formkörpers gemäß Fig.23a,
Fig.23c den Vertikalschnitt A-A des Formkörpers gemäß Fig.23a,
Fig.23d eine Vorderansicht des Formkörpers gemäß Fig.23a,
Fig.23e den Vertikalschnitt B-B des Formkörpers gemäß Fig.23a,
Fig.24a die Draufsicht auf eine Formkörperkombination, die aus 2 Teilstrukturen zu
einem der Fig.23a bis 23e entsprechenden Formkörper mit 4 Öffnungen an der Oberseite
und einer Öffnung an der Unterseite zusammengesetzt wird,
Fig.24b eine Draufsicht auf das Unterteil der Formkörperkombination gemäß Fig.24a,
Fig.24c eine Draufsicht auf das Oberteil der Formkörperkombination gemäß Fig.24a,
Fig.24d eine Vorderansicht der Formkörperkombination gemäß Fig.24a,
Fig.24e eine Vorderansicht des Unterteils der Formkörperkombination gemäß Fig.24a,
Fig.24f eine Vorderansicht des Oberteils der Formkörperkombination gemäß Fig.24a,
Fig.25 den Vertikalschnitt durch die Dammstruktur gemaß Fig.21 ergänzt durch strömungsleitende
Fertigteil-Paßkörper.
[0031] In Fig.1a wird die Hohlkörperstruktur lediglich aus einer oberen Schale 1a und einer
unteren Schale 1b gebildet. Die konstruktive Gestaltung des Durchströmquerschnittes
2a, 2b, 2d wurde aus Gründen der besseren Übersicht hier nicht dargestellt. Dasselbe
gilt für die sich entlang des Bezugswasserspiegels 3 bewegenden Wellen und das durch
diese beim Wellenbrechvorgang oberhalb der Hohlkörperbegrenzung 4 transportierte Wasservolumen
des Wellenauflaufschwalles. Letzteres wird nach Bewegungsumkehr vollständig oder teilweise
durch den Einlaufquerschnitt 2a, den Hohlraum 2b und den Auslaufquerschnitt 2d als
Rücklauf dem vor dem Bauwerk vorhandenen Wasservolumen unterhalb des Bezugswasserspiegels
3 wieder zugeleitet. Die Entfernung 5 der oberen Begrenzung 4 der Hohlkörperstruktur
vom Bezugswasserspiegel an der Böschungskontur 6 sowie die Gestaltung der Querschnitte
2a, 2b und 2d pro lfd. m Uferlinie 7 und die neigungsparallele Länge 8 der Hohlkörperstruktur
sind von der Konfiguration des Gesamtbauwerkes und der Auslegungswellencharakteristik
abhängig und müssen durch hydraulische Modelluntersuchungen bestimmt werden. Die Hohlkörperstruktur
kann sowohl separat von der oberhalb und/oder unterhalb ggf. herkömmlich gestalteten
Böschungsabdeckung 9a, 9b als auch im Verbund mit dieser gegründet werden.
[0032] In Fig.1b ist exemplarisch die je nach Ergebnis der Modellversuche auch mögliche
(ggf. optimale) Anordnung der oberen Hohlkörperbegrenzung 4 unterhalb des Bezugswasserstandes
am Bauwerk 6 dargestellt.
[0033] Fig.1c enthält die prinzipielle Darstellung einer an ihrer Oberseite partiell durchlässigen
Hohlkörperstruktur. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß sie für wechselnde
Bezugswasserstände zwischen zwei Grenzwasserständen 3a und 3b funktionsfähig ist.
[0034] Der oberhalb des Bemessungswasserstandes 3b eingezeichnete Bezugswasserstand 3a gibt
einen zeitweilig höheren Wasserstand wieder, der sich z. B. künftiger Klimaveränderungen
ergeben kann, aber nicht die Funktionsfähigkeit des erfindungsgemäßen Deckwerkes beeinträchtigen
darf.
[0035] Das nach dem Wellenbrechen oberhalb des unteren Grenzwasserstandes 3b befindliche
Rücklaufwasser kann durch die Öffnungen 10 in den darunterliegenden Hohlraum 2c eindringen
und wird anschließend über den Hohlraum 2b und den Austrittsquerschnitt 2d dem vor
dem Bauwerk vorhandenen Wasservolumen wieder zugeleitet. Die Entfernungen 5a und 5b
der oberen Begrenzungen 4a bzw. 4b des oberen, aus Stufen bestehenden, durchlässigen
Schalenteiles 11 bzw. unteren undurchlässigen Schalenteils 12 von den Schnittpunkten
des oberen Grenzwasserstandes 6a bzw. unteren Grenzwasserstandes 6b mit der Böschungskontur
sowie die zugehörigen Längen 8a bzw. 8b und die Nettoquerschnitte der Öffnungen 10
sind von der Konfiguration des Gesamtbauwerkes, den Grenzwasserständen 3a, 3b, und
der Auslegungswellencharakteristik abhängig und müssen durch Modellversuche bestimmt
werden.
[0036] Nachfolgend werden bevorzugte Querschnittsausführungsformen der Hohlkörperstruktur
im einzelnen erläutert:
[0037] In Fig.2 in Verbindung mit Fig.2a bis Fig.2d ist erkennbar, daß ein durchströmbarer
Formstein 2.1 derart mit trichterförmigen Aussparungen 2.2 und korrespondierenden,
konischen Anformungen 2.3 ausgebildet ist, daß er in Mitten eines Verbandes von 4
benachbarten Formsteinen 2.4 in seiner Lage horizontal und vertikal fixiert wird.
[0038] Bei den an der oberen Hohlkörperbegrenzung 2.5 verlegten Randsteinen ist mit der
Anordnung der trichterförmigen Aussparungen 2.2 zugleich ein geringerer Einlaufverlust
verbunden.
[0039] Zur weiteren Verringerung von Strömungswiderständen und /oder aus Gründen einer günstigeren
Herstellung können die Innenflächen 2.6 der Steine (Fig.2c und Fig.2d) auch aus Kunststoffhohlkörpern
(ggf. Rohren) o.ä. bestehen. Da diese auf ihrem Umfang geschlossenen im Verbund verlegten
Formsteine für Sickerwasser wenig durchlässig sind, sollen diese bevorzugt über undurchlässiger
Deckschicht angeordnet werden.
[0040] Formsteine, die gem. Fig.3a bis Fig.3d an der Unterseite durch rechteckige (oder
anders geformte) Ausnehmungen 3.1 durchlässig gestaltet sind, können direkt auf ggf.
vorhandener durchlässiger Deckschicht, Filtermatte o.ä. verlegt werden.
[0041] Ähnliches gilt für die Formsteine gem. Fig.3e bis Fig.3g, die mit einer größeren
Sockelhöhe 3.2 in die Unterkonstruktion eines Uferschutzwerkes einbinden und damit
eher als integrale Bauelemente zu dessen Stabilität beitragen können.
[0042] An die Stelle der trichterförmigen Aussparungen und konischen Anformungen der Formsteine
gem. Fig.2a und Fig.3a treten bei der Ausbildung der Formsteine gem. Fig.4a bis Fig.4d
entsprechende Verriegelungselemente als Nasen 4.1 und korrespondierende Aussparungen
4.2 im Bereich der Lagerflächen.
[0043] Bei den Formsteinen gem. Fig.5a bis Fig.5e entsteht durch Anordnung von Nasen 5.1
an zwei aufeinanderstoßenden Lagerflächenkanten und korrespondierenden Aussparungen
5.2 an den gegenüberliegenden Lagerflächenkanten eine eher diagonal ausgerichtete
Verbundwirkung, die jedoch ebenfalls dadurch gekennzeichnet ist, daß ein einzelner
Formstein durch 4 benachbarte Formsteine horizontal und vertikal in seiner Lage fixiert
ist.
[0044] Zu Fig.4a und Fig.5a gehörige obere Randsteine, vergl. Fig.2, können im Sinne eines
geringeren Einlaufverlustes zusätzlich trichterförmige Aussparungen gem. Fig.2a aufweisen.
[0045] Sämtliche Formsteine gemäß Fig.3a bis Fig.5d können auch mit den bei Fig.2c und Fig.2d
erwähnten Kunststoffhohlkörpern und/oder auf ihrem Umfang vollständig geschlossen
ausgeführt werden.
[0046] Die Formsteine gem. Fig.6a bis Fig.7d sind für Sickerwasser durchlässige Deckwerke
oder Deckschichten vorgesehen und werden demnach auf einer Filtermatte od. dgl. verlegt.
Durchströmquerschnitte werden hier lediglich als dünnwandige Hohlprofile mit Rechteck-
6.1 bzw. 7.1 oder Kreisquerschnitten 6.2 bzw. 7.2 ausgebildet, die an ihren Enden
mit scheibenartigen Stoßflächen 6.3 bzw. 7.3 versehen sind. Die Verbundelemente 6.4
bzw. 6.5 an den Endscheiben entsprechen bei den Formsteinen gem. Fig.6a denjenigen
der Fig.2a oder der Fig.3a und die Verbundelemente 7.4 bzw. 7.5 bei den Formsteinen
gemäß Fig.7a prinzipiell denjenigen der Fig.4a. Zwischen den Hohlprofilen eines Steines
sowie zwischen den Hohlprofilen jeweils zweier seitlich nebeneinander angeordneter
Formsteine bleiben Lücken 6.6 bzw. 7.6, durch die ein nahezu ungehinderter Sickerwasserdurchtritt
ermöglicht wird. Die insgesamt durch Hohlprofile und Endscheiben gebildete Oberfläche
der im Verbund gelegten Formsteine entspricht vorteilhaft der Oberfläche eines Rauhdeckwerkes.
[0047] Falls diese Formsteine zur Erzielung einer größeren Stabilität mit einer Deckschicht
beschwert werden, kann eine bessere Verbundwirkung mit dem Füllmaterial dadurch erreicht
werden, daß sie mit höheren Endscheiben, vergl. Fig.6e bzw. Fig.7e ausgeführt werden.
Im Sinne einer günstigeren Formsteinherstellung und/oder zur Erzielung geringerer
Strömungsverluste kann eine Ausbildung der Innen- und/oder Außenflächen der Hohlprofile
aus Kunststoffelementen (ggf. Rohren) vorteilhaft sein.
[0048] Auch die der Fig.7a zuzuordnenden oberen Randsteine können mit strömungsgünstigen
Einlauftrichtern gemäß Fig.2a ausgeführt werden.
[0049] In Fig.8a bis Fig.8d ist der Formstein gem. Fig.6a bis Fig.6c durch Anordnung geneigter
Kopfflächen derart modifiziert, daß der Wassereintritt bei im Verbund verlegten Formsteinen
entsprechend Fig.1c möglich ist. Der Verbund wird in diesem Falle dadurch gewährleistet,
daß die zu den Höhenlinien parallelen Endscheiben 8.1 und 8.2 an beiden Seiten mit
gleicher Höhe ausgeführt werden, wobei die untere Endscheibe 8.2 in Bereich der oberhalb
der Kopfflächen befindlichen Einläufe trichterförmig 8.3 gestaltet ist.
[0050] Ebenfalls mit dem Zweck, den Wassereintritt entsprechend Fig.1c zu ermöglichen, ist
in Fig.9a bis Fig.9d der Formstein gem. Fig.2a bis Fig.2c durch Anordnung geneigter
Kopfflächen 9.1 modifiziert. Der Verbund wird in diesem Falle dadurch gewährleistet,
daß die zur Fallinie parallelen Zwischenwände 9.2 und Seitenwände 9.3 konstante Höhe
aufweisen.
[0051] Platten in Fertigteilbauweise mit der in Fig.10 dargestellten Querschnittskonfiguration
bestehen im wesentlichen aus Hohlprofilen 10.1, die mit Beton od. dgl. ggf. unter
Verwendung von Baustahlgewebe o.ä. vergossen sind. Analog zu den Verbundkonstruktionen
für die Formsteine gemäß Fig.2 sollen die Platten im Bereich der Hohlprofilöffnungen
am jeweils oberen Ende trichterförmige Aufweitungen aufweisen, in die korrospondierend
ausgebildete, an das jeweilige untere Ende der Platten angeformte, konische Verriegelungselemente
(hier nicht dargestellt) im Sinne eines Verbundes mit horizontal versetzten Platten
eingreifen. Die Auflagerfläche der Platten bildet eine ggf. konventionell hergestellte
(undurchlässige) Deckschicht 10.3. Im Falle einer Ortbetonkonstruktion ist diese an
ihrer Oberfläche 10.4 vorzugsweise rauh gestaltet. Darauf verlegte Hohlprofile werden
in der Fallinie in üblicher Weise mit Muffen gestoßen und mit Ortbeton, Colcrete-Beton
o.ä. vergossen. Die Oberfläche kann darüber hinaus im Sinne größerer Energieumwandlung
auch rauh gestaltet sein.
[0052] Platten in Fertigteilbauweise mit der in Fig.11 dargestellten Querschnittskonfiguration
bestehen im wesentlichen aus Hohlprofilen 11.1, die an ihrer Unterseite Ausnehmungen
11.2 aufweisen oder geschlitzt ausgeführt werden, um den Sickerwassereintritt in die
Profilinnenräume zu gewährleisten.
[0053] Der Verguß 11.3 erfolgt wie in Fig.10 mit Beton, Asphaltbeton od. dgl. ggf. unter
Verwendung von Baustahlgewebe o.ä. zu Elementen, die unter Maschineneinsatz verlegt
werden.
[0054] Im Sinne der Ausbildung als Komponente offener, für Sickerwasser durchlässiger Uferschutzwerke
werden die Platten auf einer sandrückhaltenden Filtermatte 11.4 o.ä. verlegt, die
ihrerseits über herkömmlichen, durchlässigen Schichten 11.5 angeordnet wird.
[0055] Der Plattenverbund erfolgt mit ähnlichen Verriegelungselementen wie für Platten nach
Fig.10 und in versetzter Anordnung wie in Fig.2 für die Formsteine dargestellt.
[0056] Im Falle der Ausbildung der Hohlkörperstruktur in Ortbetonbauweise wird im Bereich
zwischen den Hohlprofilen eine Kunststoffolie 11.6 angeordnet, die das Eindringen
des Vergußmaterials in die Filtermatte verhindern soll. Stoßverbindungen, Verguß und
Oberflächengestaltung erfolgen wie für die Ausführungsform entsprechend Fig10.
[0057] Fig.12a bis Fig.12e zeigt eine gemäß Fig.1c an ihrer Oberfläche partiell durchlässige
Hohlkörperkonstruktion in Betonfertigteilbauweise. Die den Hohlraum zur Wasserseite
hin partiell abgrenzende Schale besteht aus strömungsgünstig geformten Treppenstufen
12.1, zwischen denen Öffnungen 12.2 verbleiben, durch die das Rücklaufwasser in den
darunter liegenden Hohlraum 12.3 eintreten kann.
[0058] Als weitere Ausführungsform vorzugsweise für durchlässige Deckschichten sind in Fig.13
auf ihrem Umfang geschlossene Hohlprofile 13.1 dargestellt, die an ihren Enden durch
Formsteine 13.2 verbunden sind. Letztere sollen horizontalen und vertikalen Verbund
dadurch gewährleisten, daß sie einerseits entlang der Fallinie die Funktion von Muffenverbindungen
13.3 übernehmen und andererseits parallel zu den Höhenlinien im Bereich ihrer Stoßflächen
mit formschlüssigen nasenförmigen Verriegelungselementen 13.4 versehen sind, denen
an den gegenüberliegenden Stoßflächen im Bereich von deren Enden korrespondierend
ausgebildete Ausnehmungen 13.5 zugeordet sind.
[0059] Der Raum 13.6 zwischen den Hohlprofilen und Formsteinen kann vorzugsweise mit durchlässigen
Baumaterialien verfüllt werden.
[0060] Eine weitere Variante kann darin bestehen, daß die Hohlprofile in ihrem Firstbereich
oder sogar auf ihrem gesamten Umfange mit Löchern oder Schlitzen versehen sind, durch
die das nach dem Wellenbrechen oberhalb vorhandene Wasser im Sinne einer Drainage
in den Hohlkörperinnenraum eintreten kann.
[0061] Bei geneigten Stauwänden 14.1 von Stahlwasserbaukonstruktionen kann nach Fig.14 eine
Hohlkörperstruktur durch Abstützung einer zweiten Stahlblechschale 14.2 unter Verwendung
von Stahlprofiltragelementen 14.3 erhalten werden, wobei die anerkannten Konstruktionsgrundsätze
hinsichtlich der Korrosionsgefahr zu beachten sind.
[0062] Fig.15 zeigt wiederum den oberen Teil einer gemäß Fig.1c an ihrer Oberseite partiell
durchlässigen Hohlkörperstruktur als Stahlwasserbaukonstruktion. Die den Hohlraum
zur Wasserseite hin partiell abgrenzende Schale besteht aus Flachstahlprofilen 15.1,
die in geneigt abgetreppter Anordnung an Profilstählen 15.2 angeschlossen sind. Zwischen
den Stufen bleiben Öffnungen 15.3, durch die das Rücklaufwasser in den darunterliegenden
Hohlraum 15.4 eintreten kann.
[0063] In Fig.16 (in Verbindung mit Fig.17a bis 18e) wird die Hohlkörperstruktur prinzipiell
aus der äußeren geneigten Schicht in räumlichem Verband bzw. Verbund angeordneter
Formkörper 16.1, 16.2 und 16.9 gebildet. Dabei geben die untersten Formkörper 16.2
ihre vertikalen Auflagerkräfte insgesamt an den Untergrund (Planum) ab. Die darüber
befindlichen Formkörper stützen sich einerseits auf die jeweils darunter liegenden
Formkörper derselben (äußeren) Schicht und andererseits auf die zu letzteren parallel
verlegten der stützkörperseitigen geneigten (inneren) Schicht 16.3 derart ab, daß
zwischen beiden Schichten eine räumliche Verband- bzw. Verbundwirkung entsteht.
[0064] Die Formkörper der inneren Schicht können im Sinne einer verbesserten Strömungsführung
im Zusammenhang mit der Erstellung des Stützkörpers mit geeignetem Material verfüllt
oder mit Fertigteil-Paßkörpern (hier nicht dargestellt; vergl. Fig.25) abgedeckt werden.
Die an der rechten Seite der Formkörper jeweils vorhandenen Auflagerkräfte werden
in den Stützkörper 16.4 abgetragen.
[0065] Die sich entlang des Bezugswasserspiegels 16.5 auf das Bauwerk zu bewegenden Wellen
(an der Luvseite) und das durch diese beim Wellenbrechvorgang am Bauwerk oberhalb
der Bezugswasserspiegels transportierte Wasservolumen des Wellenauflaufschwalles sind
nicht dargestellt. Letzteres wird nach Bewegungsumkehr vollständig oder teilweise
durch die Einlaufquerschnitte 16.6, den strukturierten Hohlraum 16.7 und die Austrittsquerschnitte
16.8 dem vor dem Bauwerk vorhandenen Wasservolumen unterhalb des Bezugswasserspiegels
16.5 wieder zugeleitet. Die Bauwerkshöhe und die damit zusammenhängende Position der
obersten Formkörper 16.9 ist vom Zweck des Gesamtbauwerkes und der Auslegungswellencharakteristik
abhängig und muß durch hydraulische Modelluntersuchungen bestimmt werden.
[0066] Der als Strukturelement für den in Fig.16 dargestellten Querschnitt verwendete Betonformkörper
ist in seinen Einzelheiten der Fig.17a bis 17g bzw. der Fig.18a bis 18e zu entnehmen.
In Fig.17a bis 17g ist erkennbar, daß die angestrebte zweiachsig horizontale Verbundwirkung
dadurch zustandekommt, daß ein Formkörper mit seinen 4 an den Ecken seiner Unterseite
vorspringenden Eckauflagerkanten 17.1 und T-förmigen Zwischenauflagerkanten 17.2 in
korrespondierend geformte Aussparungen 17.5 bzw. 17.4 in den Kopfflächen von jeweils
4 über einer rechteckigen Grundfläche angeordneten darunterliegenden Formkörpern eingreift.
[0067] Der Formkörper enthält eine durchgehende Zwischenwand 17.5, die ihn in zwei Hauptkammern
17.6 teilt. Eine in Kammerlängsrichtung von der Vertikalen abweichende Durchströmung
der Hauptkammern ist dadurch gewährleistet, daß Zwischenwände 17.7 quer zur Kammerlängsrichtung
in den Hauptkammern nur im oberen Bereich des Formkörpers vorhanden sind.
[0068] In Fig.18a bis 18e ist ein der Fig.17a bis 17g ähnlicher Formkörper dargestellt,
jedoch mit nur einer Hauptkammer. Wird dieser Formkörper als alleiniges Bauelement
einer Hohlstruktur verwendet, so kann ein Verbund in einachsig horizontaler Richtung
dadurch erreicht werden, daß ein Formkörper mit seinen 4 an der Unterseite vorspringenden
Eckauflagerkanten 18.1 in korrespondierend geformte Aussparungen 18.2 in den Kopfflächen
von jeweils 2 versetzt darunterliegenden gleichartigen Formkörpern eingreift. Eine
Verbundwirkung quer zur Kammerlängsrichtung ist demnach in diesem Falle nicht erreichbar.
[0069] Andererseits kann dieser Formkörper aber auch im Verbund mit dem Formkörper gemäß
Fig. 17a bis 17g verwendet werden,- insbesondere zur Komplettierung des Verbandes
im Endbereich einer Hohlkörperstruktur oder im Bereich des Anschlusses an andere Böschungsstrukturen.
[0070] Die in Fig.19a bis 19f dargestellte Ausführungsform für einen Betonformkörper unterscheidet
sich von derjenigen der Fig.17a bis 17g im wesentlichen durch eine andere Ausbildung
der an den Auflagerecken vorspringenden Verriegelungselemente 19.1 bzw. 19.2 und den
entsprechenden Aussparungen 19.3 bzw. 19.4 in den Kopfflächen.
[0071] Ähnliches gilt bezüglich der Unterschiede zwischen den vorspringenden Verriegelungselementen
20.1 und korrespondierenden Aussparungen 20.2 des Formkörpers gemäß Fig.20a bis 20e
im Vergleich zu Fig.18a bis 18e.
[0072] Fig.21 (in Verbindung mit Fig.22 und Fig.23a bis 24f) zeigt ein wellenbrecherartiges
Bauwerk oder ein Längswerk, das in seiner eigentlichen Tragstruktur aus Formkörpern
besteht. Es ist der in Fig.22 mit A-A gekennzeichnete Querschnitt dargestellt.
[0073] Zur Unterbindung der wellenerzeugten Durchströmung von der Luv- nach der Leeseite
sind die Formkörper im Kernbereich 21.1 und - je nach Zweck des Bauwerks - auch an
der Leeseite 21.2 des Bauwerkes mit geeignetem Material verfüllt, während das Bauwerk
an der dem Wellenangriff ausgesetzten Luvseite eine der Fig.16 ähnliche Hohlkörperstruktur
21.3 mit der dort beschriebenen Wirkung aufweist.
[0074] In Fig.22 ist eine zu Fig.21 passende Draufsicht dargestellt. Insbesondere ist erkennbar,
daß die angestrebte Abführung des Rücklaufwassers konstruktiv unter Verwendung der
gleichen Betonformkörper auch am Ende der dargestellten Dammstruktur erreicht wird.
[0075] Der als Strukturelement für den in Fig.21 dargestellten Querschnitt verwendete Betonformkörper
ist in seinen Einzelheiten der Fig.23a bis 23e bzw. Fig.24a bis 24f zu entnehmen.
[0076] In Fig.23a bis 23e ist erkennbar, daß hier die angestrebte zweiachsig horizontale
Verbundwirkung innerhalb des aus Formkörpern gebildeten räumlichen Verbandes dadurch
erreicht wird, daß der einzelne Formkörper jeweils mit seiner unteren pyramidenstupfartig
vorspringenden Öffnung 23.1 in eine korrespondierende Öffnung eingreift, deren abgeschrägte
Kanten 23.2 durch die Formation der Kopfflächen von 4 darunterliegenden jeweils über
einer rechteckigen Grundfläche angeordneten gleichen Formkörper gebildet werden.
[0077] Die Kopffläche des einzelnen Formkörpers weist dementsprechend im Grundriß eine kreuzförmige
Struktur 23.3 auf, die auf den Oberteil des Formkörpers beschränkt ist. Das Unterteil
des Formkörpers besteht aus einem im Grundriß rechteckigen Rahmen 23.4, der in seinem
Innenraum keine Zwischenwände aufweist. Dementsprechend kann sich hier eine von der
Vertikalen abweichende, vorzugsweise böschungsparallele Strömung ausbilden, wenn der
Formkörper im räumlichen Verband verlegt - ein Element der durchströmbaren Hohlkörperstruktur
darstellt.
[0078] In Fig.24a bis 24f ist dargestellt, wie die Gesamtstruktur 24.1 des Formkörpers gemäß
Fig.23a bis 23e aus 2 separaten Teilelementen aufgebaut werden kann. Demnach besteht
das Unterteil als separates Teilelement aus einem im Grundriß rechteckigen Rahmen
24.2, auf den das separate kreuzförmige Oberteil 24.3 aufgelegt werden kann. Im Sinne
eines Verbundes sind im Bereich der Stoßflächen am Unterteil keilförmige Ausnehmungen
24.4 vorgesehen, in die die im Querschnitt sechseckig ausgebildeten Sprossen des Oberteils
mit ihren geneigten Unterkanten 24.5 formschlüssig eingreifen.
[0079] In Fig.25 ist beispielhaft die Anordnung von strömungsleitenden Fertigteil-Paßkörpern
im Vertikalschnitt eines wellenbrecherartigen Bauwerks oder eines Längswerkes dargestellt.
Aus dem Vertikalschnitt 25.1 durch den einzelnen Paßkörper ist erkennbar, daß dieser
in vertikaler Richtung über beide Teilelemente des Formkörpers gemäß Fig. 24a bis
24f übergreift. Andererseits zeigt die Draufsicht 25.2 auf den einzelnen Paßkörper,
daß dieser vorteilhaft auch ein horizontales Verbundelement zwischen zwei nebeneinander
angeordneten Formkörpern darstellen kann.
1. Ein auf wellenbelastete Böschungsstrukturen, geneigte Stauwände oder dgl. angebrachtes
Uferschutzbauwerk, bestehend aus zumindest teilweise geschlossenen, wasserdurchströmbaren
Hohlkörpern, die gemeinsam ein böschungsparalleles Deckwerk bilden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) das Deckwerk erstreckt sich lediglich über den dynamisch belasteten Bereich des
Uferschutzbauwerkes;
b) das Deckwerk weist einen oberen Wasser-Einlaufquerschnitt (2a) auf, der die obere
Begrenzung (4; 4b) eines auf seiner Oberfläche wasserundurchlässigen Schalenteils
(1a; 12) bildet, in einer zumindest angenähert senkrecht auf der Böschung stehenden
Ebene liegt und zumindest einen Teil des nach oben über das Deckwerk hinaus transportierten
Wasservolumens des Wellenauflaufschwalles bzw. des Rücklaufwassers aufnimmt;
c) der Wasser-Einlaufquerschnitt (2a) liegt zumindest in der Höhe der niedrigsten
wellenerzeugten Wasserspiegelauslenkung unterhalb des für das Bauwerk festgelegten
Bemessungswasserstandes (3);
d) das Deckwerk weist ferner einen unteren Wasser-Auslaufquerschnitt (2d) auf, der
angenähert parallel zum oberen Wasser-Einlaufquerschnitt (2a) und unterhalb des Bemessungswasserstandes
(3) liegt und das Rücklaufwasser unterhalb dieses Bemessungswasserstandes (3) dem
vor dem Bauwerk vorhandenen Wasservolumen wieder zuleitet;
e) die zumindest angenähert miteinander fluchtenden Wasser-Einlaufquerschnitt (2a)
und Wasser-Auslaufquerschnitt (2d) sind über zumindest einen durchgehenden, etwa böschungsparallel
verlaufenden Durchströmkanal (2b) miteinander verbunden.
2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Bauelemente in
den dynamisch belasteten Bauwerksbereich integriert sind. (Fig 1a)
3. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Bauelemente auf
dem dynamisch belasteten Bereich eines konventionellen Bauwerkes (9c) aufliegen. (Fig.1b)
4. Bauwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweischalige Baukonstruktion
aus im Verbund verlegten Formsteinen besteht. (Fig.2)
5. Bauwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweischalige Baukonstruktion
aus im Verbund verlegten, als Fertigteil ausgebildeten Betonplatten besteht. (Fig.10
bis 12e)
6. Bauwerk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsteine bzw. Betonplatten
im Bereich ihrer Stoßflächen mit formschlüssigen, horizontalen und vertikalen, einen
Verbund gewährleistenden Verriegelungselementen versehen sind. denen an den gegenüberliegenden
Stoßflächen im Bereich von deren Enden korrespondierend ausgebildete Verriegelungselemente
derart zugeordnet sind daß ein Sickerwasserdurchtrittsspalt zwischen den Formsteinen
bzw. Betonplatten gewährleistet bleibt (Fig. 2 bis 9d sowie 12a bis 12e)
7. Bauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfflächen
(9.1) der Formsteine eine steilere Neigung als die Lagerflächen in der Böschungsfallinie
aufweisen mit der Folge, daß das oberhalb der im Verbund verlegten Formsteine nach
dem Wellenbrechvorgang vorhandene Wasser örtlich in den unter den Kopfflächen vorhandenen
Hohlraum (2c) gelangen kann. (Fig.1c und 8a bis 9d)
8. Bauwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörperbegrenzungen
aus Hohlprofilen (2.6), (6.1), (6.2), (7.1), (7.2), (10.1), (13.1) bestehen, die in
paralleler Anordnung der Fallinie verlegt sind. (Fig.2a bis 2d, 6a bis 11, 13a bis
13c)
9. Bauwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile von Sickerwasser
umströmt sind. (Fig.6a - 8d und Fig.13a - 13c)
10. Bauwerk nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile mit Muffen
gestoßen sind.
11. Bauwerk nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile an
ihren Enden durch Formsteine (13.2) verbunden sind, die einen horizontalen und vertikalen
Verbund dadurch gewährleisten, daß sie einerseits entlang der Fallinie die Funktion
von Muffenverbindungen (13.3) aufweisen und andererseits parallel zu den Höhenlinien
im Bereich ihrer Stoßflächen mit formschlüssigen, horizontalen und vertikalen, einen
Verbund gewährleistenden Verriegelungselementen versehen sind, denen an den gegenüberliegenden
Stoßflächen im Bereich von deren Enden korrespondierend ausgebildete Verriegelungselemente
zugeordnet sind. (Fig.13a bis 13c)
12. Bauwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente an
den kurzen Ober- und/oder Unterkanten als nasenförmige Vorsprünge (13.4) bzw. Ausnehmungen
(13.5) ausgeführt sind. (Fig.13a bis 13c)
13. Bauwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen und/oder
über den Hohlprofilen für Sickerwasser durchlässiges Füllmaterial angeordnet ist.
14. Bauwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile
zur Ermöglichung des Sickerwassereintritts Wasserdurchtrittsöffnungen (3.1), (11.2)
aufweisen. (Fig. 3a bis 5d und 11)
15. Bauwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere für wechselnde Bezugswasserstände
zwischen zwei Grenzwasserständen (3a,3b), dadurch gekennzeichnet, daß sich an die
obere Begrenzung (4; 4b) des wasserundurchlässigen Schalenteils (1a; 12) eine partiell
wasserdurchlässige Hohlkörperstruktur anschließt (Figuren 1c, 12c, 15b).
16. Bauwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die partiell wasserdurchlässige
Hohlkörperstruktur ein aus Stufen (12.1) bestehendes Schalenteil (11) ist, das auf
seiner Oberseite zwischen den Stufen Wassereintrittsöffnungen (10; 12.2; 15.3) aufweist,
die in einen darunterliegenden Hohlraum (2c; 12.3; 15.4) münden, der mit dem böschungsparallel
verlaufenden Durchströmkanal (2b) fluchtet. (Figuren 1c, 12c und 15b)
17. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper im Bereich ihrer
Stoßflächen mit formschlüssigen, einen Verbund gewährleistenden Verriegelungselementen
versehen sind, denen an den gegenüberliegenden Stoßflächen im Bereich von deren Enden
korrespondierend ausgebildete Verriegelungselemente zugeordnet sind (Fig. 17a bis
20e; Fig. 23a bis 24 f)
18. Ein auf wellenbelasteten Böschungsstrukturen, geneigten Stauwänden oder dergleichen
angebrachtes Uferschutzbauwerk, bestehend aus zumindest teilweise geschlossenen, wasserdurchströmbaren
Hohlkörpern, die gemeinsam ein böschungsparalleles Deckwerk bilden,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Das Uferschutzbauwerk ist als etwa böschungsparallele Hohlkörperstruktur, als wellenbrecherartiges
Bauwerk oder Längswerk ausgebildet, das selbst zusammen mit dem Deckwerk aus im Verband
gestapelten bzw. im Verbund angeordneten Hohlkörpern besteht;
b) das Deckwerk erstreckt sich lediglich über den dynamisch belasteten Bereich des
Uferschutzbauwerkes;
c) die oberhalb des für das Bauwerk festgelegten Bemessungswasserstandes (16.5) angeordneten,
die äußere Schicht bildenden Hohlkörper (16.7) weisen - zur zunächst vornehmlich vertikal
gerichteten Aufnahme zumindest eines Teils des beim Wellenbrechvorgang am Bauwerk
oberhalb des Bezugswasserspiegels (16.5) transportierten Wasservolumens des Wellenauflaufschwalles
bzw. des Rücklaufwassers - Wassereinlaufquerschnitte (16.6) und die unterhalb des
Bemessungswasserstandes (16.5) angeordneten,ebenfalls die äußere Schicht bildenden
Hohlkörper (16.7) Wasseraustrittsquerschnitte (16.8) auf, die das genannte Wasservolumen
dem vor dem Bauwerk vorhandenen Wasservolumen wieder zuleiten;
d) der Wasser-Einlaufquerschnitt (16.6) liegt zumindeest in der Höhe der niedrigsten
wellenerzeugten Wasserspiegellauslenkung unterhalb des für das Bauwerk festgelegten
Bemessungswasserstandes (16.5);
e) der untere Wasseraustrittsquerschnitt (16.8) liegt angenähert parallel zum oberen
Wassereinlaufquerschnitt (16.6);
f) die Einlauf- und Austrittsquerschnitte (16.6, 16.8) fluchten zumindest angenähert
miteinander und münden jeweils in einen darunterliegenden Hohlraum (16.7), der einen
durchgehenden, etwa böschungsparallel verlaufenden Durchströmkanal bildet. (Figuren
16, 21 und 25)
19. Bauwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von Wasser durchströmbaren, im Verbund zu einer Schutzfläche verlegbaren Hohlkörper
mit einer im Verbund nach außen gerichteten Kopffläche und einer dieser gegenüberliegenden,
nach innen gerichteten Auflagefläche, zwischen denen ein freier Wasserdurchströmquerschnitt
vorgesehen ist, der eine im Verbund oben liegende Einlauföffnung mit einer unteren
Auslaßöffnung verbindet.
20. Bauwerk nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßflächen des Hohlkörpers mit Verriegelungselementen versehen sind.
21. Bauwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente als trichterförmige Aussparungen (2.2) bzw. konische
Vorsprünge (2.3) im Bereich der Hohlkörperöffnungen ausgebildet sind. (Fig. 2a bis
3g, 6a bis 6d, 8a bis 9d, 12a bis 12e)
22. Bauwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente als nasenförmige Vorsprünge (4.1) bzw. Ausnehmungen
(4.2) an den langen Kanten, die die Lagerflächen und/oder Kopfflächen mit den Front-
bzw. Rückseiten des Hohlkörpers bilden, ausgeführt sind (Fig. 4a bis 4d, 7a bis 7d)
23. Bauwerk nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente als nasenförmige Vorsprünge (5.1) bzw. Ausnehmungen
(5.2) an den kurzen Kanten und entlang etwa der halben Länge der langen Kanten, die
die Lagerflächen mit Seitenwänden bzw. mit den Front- und Rückseiten des Hohlkörpers
bilden, ausgeführt sind (Fig. 5a bis 5d)
24. Bauwerk nach einem der Ansprüche 19 bis 23, gekennzeichnet durch die Außenkontur der Hohlkörper überragende Endscheiben (6.3, 7.3) zur Erzielung einer
größeren Verbundwirkung mit einer Deckschicht oder dgl. (Fig. 6a bis 7d)
25. Bauwerk nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörperbegrenzung als Schale aus Stahlblechen (14.2) und/oder Stahlprofilen
(14.3) ausgebildet ist . (Fig. 14 bis 15d)
26. Bauwerk nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Begrenzung des als Randstein dienenden Hohlkörpers im Bereich
seiner Einläufe strömungsgünstige Einlauftrichter vorgesehen sind.
27. Bauwerk nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Hohlkörperinnenflächen (2.6) aus Kunststoff bestehen.
28. Bauwerk nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Hohlkörperinnenflächen zusammen mit den Oberflächen der
Aussparungen in den Lagerflächen aus vorgefertigten Kunststoffelementen im Sinne einer
verlorenen Schalung bestehen.
29. Bauwerk nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die durchströmbaren Hohlräume der Hohlkörper aus Hohlprofilen bestehen.
30. Bauwerk nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper eine als Fertigteil ausgebildete Betonplatte ist (Fig. 12a bis
12e)
31. Bauwerk nach Anspruch 29 und 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlprofile mit Beton oder dgl. vergossen sind.
32. Bauwerk nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kopffläche des Hohlkörpers Ausnehmungen vorgesehen sind, die geneigt
abgetreppt mit zwischen den Stufen (12.1) liegenden Öffnungen (12.2) ausgebildet sind,
durch die das nach dem Wellenbrechvorgang oberhalb vorhandene Wasser örtlich in den
unter den Stufen befindlichen Hohlraum (12.3) gelangen kann. (Fig. 12a bis 12e)
33. Bauwerk nach einem der Ansprüche 19 bis 21, gekennzeichnet durch einen von Wasser eher regelmäßig durchströmbaren, im Horizontalschnitt polygonalen,
vorzugsweise rechteckigen, im Verband bzw. Verbund zu einer räumlichen Schutz struktur
stapelbaren Formkörper mit oben und unten liegenden, je nach relativer Lage zum Wasserstand
im Gesamtbauwerk unterschiedlich durchströmten Öffnungen.
34. Bauwerk nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper im Horizontalschnitt zumindest teilweise Kreisring- oder Bogenelemente
aufweist.
35. Bauwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von Wasser eher regelmäßig durchströmbaren, ein- oder mehrkammerig strukturierten,
im Verband bzw. Verbund zu einer räumlichen Schutzstruktur stapelbaren Formkörper
(Fig. 17a bis 20e sowie Fig. 23a bis 24f) mit oben und unten liegenden, je nach relativer
Lage zum Wasserstand im Gesamtbauwerk unterschiedlich durchströmten Kammeröffnungen
und vertikal derart gegeneinander versetzten inneren und äußeren Kammerwänden, daß
örtlich auch eine etwa regelmäßige, von der Vertikalen abweichende, vorzugsweise böschungsparallele
Durchströmrichtung erzeugt wird.
36. Bauwerk nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß durchströmbare Formkörper im Sinne einer verbesserten Strömungsführung mit strömungsleitenden
vorgefertigten Paßkörpern versehen sind.
37. Bauwerk nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsleitenden Paßkörper als formkörperübergreifende Teilstrukturen
(25.1, 25.2) ausgebildet sind.
38. Bauwerk nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß innere Kammerwände etwa gitterartige (24.3) und äußere Kammerwände etwa rahmenartige
separate Teilstrukturen (24.4) darstellen, die, im Verbund jeweils übereinander angeordnet,
ein Element eines räumlichen Verbandes bilden. (Fig. 24a bis 24f)
39. Bauwerk nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßflächen zwischen den Formkörpern bzw. zwischen den Teilstrukturen bzw.
zwischen den Formkörpern und Teilstrukturen mit Verriegelungselementen versehen sind.
40. Bauwerk nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente als pyramidenstumpfartige Aussparungen (23.2) bzw.
dazu korrespondierende Vorsprünge (23.1, 24.5) im Bereich der Formkörperöffnungen
bzw. an den Stoßflächen der Teilstrukturen ausgebildet sind.
1. A bank protection structure which is mounted on sloping structures, inclined dams
or similar which are exposed to the action of waves, consisting of at least partly
closed hollow bodies through which water can flow and which together form a topping
which is parallel to the slope, characterised by the following features:
a) the topping only extends over the dynamically loaded region of the bank protection
structure;
b) the topping has an upper water inlet cross section (2a) which forms the upper boundary
(4; 4b) of a shell part (1a; 12) which is water-tight at its surface, which cross
section lies in a plane which is at least approximately perpendicular to the slope
and receives at least some of the water volume of the inflowing swell conveyed upwards
over the topping or of the return water;
c) the water inlet cross section (2a) lies at least at the height of the lowest wave-generated
water level deflection below the reference water level (3) determined for the structure;
d) the topping also has a lower water outlet cross section (2d) which lies approximately
parallel to the upper water inlet cross section (2a) and below the reference water
level (3) and feeds the return water below this reference water level (3) back to
the water volume lying before the structure;
e) the water inlet cross section (2a) and the water outlet cross section (2d), which
are at least approximately in alignment with one another, communicate with one another
via at least one continuous flow channel (2b) extending approximately parallel to
the slope.
2. Structure according to claim 1, characterised in that the above-mentioned construction
elements are integrated into the dynamically loaded region of the structure (Figure
1a).
3. Structure according to claim 1, characterised in that the above-mentioned construction
elements lie on the dynamically loaded region of a conventional structure (9c) (Figure
1b).
4. Structure according to claim 1, 2 or 3, characterised in that the double-shell building
construction consists of bonded moulded bricks (Figure 2).
5. Structure according to claim 1, 2 or 3, characterised in that the double-shell building
construction consists of bonded concrete slabs formed as a precast unit (Figures 10
to 12e).
6. Structure according to claim 4 or 5, characterised in that the moulded bricks or concrete
slabs are provided in the region of their abutting faces with positive, horizontal
and vertical locking elements which ensure that a bond is created and with which locking
elements formed in a corresponding manner at the opposite abutting faces in the region
of their ends are associated so as to ensure that a gap for the passage of seepage
water remains between the moulded bricks or concrete slabs (Figures 2 to 9d and 12a
to 12e).
7. Structure according to one of claims 1 to 4, characterised in that the front faces
(9.1) of the moulded bricks have a steeper inclination than the bearing faces along
the slope dip line, as a result of which the water lying above the bonded moulded
bricks after the waves have broken can locally enter the hollow space (2c) lying below
the front faces (Figures 1c and 8a to 9d).
8. Structure according to one of the preceding claims, characterised in that the hollow
body boundaries consist of hollow sections (2.6), (6.1), (6.2), (7.1), (7.2), (10.1),
(13.1) which are laid parallel to the dip line (Figures 2a to 2d, 6a to 11, 13a to
13c).
9. Structure according to claim 8, characterised in that seepage water flows around the
hollow sections (Figures 6a - 8d and Figures 13a - 13c).
10. Structure according to claims 8 and 9, characterised in that the hollow sections are
joined by sleeves.
11. Structure according to claim 8, 9 or 10, characterised in that the hollow sections
are connected at their ends by moulded bricks (13.2) which ensure that a horizontal
and a vertical bond is created in that on one side they have the function of sleeve
joints (13.3) along the dip line and on the other are provided - parallel to the contour
lines in the region of their abutting faces - with positive, horizontal and vertical
locking elements which ensure that a bond is created and with which locking elements
formed in a corresponding manner at the opposite abutting faces in the region of their
ends are associated (Figures 13a to 13c).
12. Structure according to claim 11, characterised in that the locking elements at the
short upper and/or lower edges are formed as nose-shaped projections (13.4) or recesses
(13.5) (Figures 13a to 13c).
13. Structure according to one of claims 8 to 12, characterised in that filler which is
permeable to seepage water is disposed between and/or above the hollow sections.
14. Structure according to one of claims 8 to 13, characterised in that the hollow sections
have water passage openings (3.1), (11.2) to allow seepage water to enter (Figures
3a to 5d and 11).
15. Structure according to one of the preceding claims, in particular for varying reference
water levels between two limit water levels (3a, 3b), characterised in that a partially
water-permeable hollow body structure adjoins the upper boundary (4; 4b) of the water-tight
shell part (1a; 12) (Figures 1c, 12c, 15b).
16. Structure according to claim 15, characterised in that the partially water-permeable
hollow body structure is a shell part (11) which consists of steps (12.1) and comprises
water inlet openings (10; 12.2; 15.3) at its upper side between the steps, which openings
lead into an underlying hollow space (2c; 12.3; 15.4) which is in alignment with the
flow channel (2b) extending parallel to the slope (Figures 1c, 12c and 15b).
17. Structure according to claim 1, characterised in that the moulded bodies are provided
in the region of their abutting faces with positive locking elements which ensure
that a bond is created and with which locking elements formed in a corresponding manner
at the opposite abutting faces in the region of their ends are associated (Figures
17a to 20e; Figures 23a to 24f).
18. A bank protection structure which is mounted on sloping structures, inclined dams
or similar which are exposed to the action of waves, consisting of at least partly
closed hollow bodies through which water can flow and which together form a topping
which is parallel to the slope, characterised by the following features:
a) The bank protection structure is formed as a hollow body structure which is approximately
parallel to the slope, as a breakwater-type structure or a longitudinal dyke which
itself, together with the topping, consists of stack-bonded or bonded hollow bodies;
b) the topping only extends over the dynamically loaded region of the bank protection
structure;
c) the hollow bodies (16.7) which are disposed above the reference water level (16.5)
determined for the structure and form the outer layer have water inlet cross sections
(16.6) for receiving initially primarily in the vertical direction at least some of
the water volume of the inflowing swell conveyed above the reference water level (16.5)
when the waves break at the structure or of the return water, and the hollow bodies
(16.7) which are disposed below the reference water level (16.5) and also form the
outer layer have water outlet cross sections (16.8) which feed the above-mentioned
water volume back to the water volume lying before the structure;
d) the water inlet cross section (16.6) lies at least at the height of the lowest
wave-generated water level deflection below the reference water level (16.5) determined
for the structure;
e) the lower water outlet cross section (16.8) lies approximately parallel to the
upper water inlet cross section (16.6).
f) the inlet and outlet cross sections (16.6, 16.8) are at least approximately in
alignment with one another and in each case lead into an underlying hollow space (16.7)
which forms a continuous flow channel extending approximately parallel to the slope
(Figures 16, 21 and 25).
19. Structure according to one of the preceding claims, characterised by a hollow body
through which water can flow, can be bonded to form a protective surface, has a front
face which is directed outwards in the bond and a bearing face which is disposed opposite
the latter and is directed inwards, between which faces a free water flow cross section
is provided which connects an inlet opening at the top in the bond to a lower outlet
opening.
20. Structure according to claim 19, characterised in that the abutting faces of the hollow
body are provided with locking elements.
21. Structure according to claim 20, characterised in that the locking elements are formed
as funnel-shaped recesses (2.2) or conical projections (2.3) in the region of the
hollow body openings (Figures 2a to 3g, 6a to 6d, 8a to 9d, 12a to 12e).
22. Structure according to claim 20, characterised in that the locking elements are constructed
as nose-shaped projections (4.1) or recesses (4.2) at the long edges, which form the
bearing faces and/or front faces with the front or back sides of the hollow body (Figures
4a to 4d, 7a to 7d).
23. Structure according to claim 20, characterised in that the locking elements are constructed
as nose-shaped projections (5.1) or recesses (5.2) at the short edges and along approximately
half the length of the long edges, which form the bearing faces with side walls or
with the front and back sides of the hollow body (Figures 5a to 5d).
24. Structure according to one of claims 19 to 23, characterised by end plates (6.3, 7.3)
which project beyond the outer contour of the hollow body for achieving a greater
bonding action with a covering layer or similar (Figures 6a to 7d).
25. Structure according to one of claims 19 to 24, characterised in that the hollow body
boundary is formed as a shell of steel plates (14.2) and/or steel sections (14.3)
(Figures 14 to 15d).
26. Structure according to one of claims 19 to 25, characterised in that flow-promoting
inlet funnels are provided at the upper boundary of the hollow body serving as an
edge brick in the region of its inlets.
27. Structure according to one of claims 19 to 26, characterised in that the surfaces
of the inner hollow body faces (2.6) consist of plastic.
28. Structure according to claim 27, characterised in that the surfaces of the inner hollow
body faces, together with the surfaces of the recesses in the bearing faces, consist
of prefabricated plastic elements in the sense of permanent shuttering.
29. Structure according to one of claims 19 to 28, characterised in that the hollow spaces,
through which water can flow, of the hollow bodies consist of hollow sections.
30. Structure according to one of claims 19 to 29, characterised in that the hollow body
is a concrete slab which is formed as a precast unit (Figures 12a to 12e).
31. Structure according to claims 29 and 30, characterised in that the hollow sections
are grouted with concrete or similar.
32. Structure according to claim 30 or 31, characterised in that recesses are provided
in the front face of the hollow body, which recesses are formed as inclined steps
with openings (12.2) lying between the steps (12.1), through which openings the water
lying above after the waves have broken can locally enter the hollow space (12.3)
disposed below the steps (Figures 12a to 12e).
33. Structure according to one of claims 19 to 21, characterised by a moulded body through
which water can flow preferably regularly, which is polygonal, preferably rectangular,
in a horizontal section, can be stack-bonded to form a three-dimensional protective
structure and has upper and lower openings through which water flows in a varying
manner according to their position relative to the water level in the overall structure.
34. Structure according to claim 33, characterised in that the moulded body comprises
elements which are circular or arcuate in a horizontal section, at least in part.
35. Structure according to one of the preceding claims, characterised by a moulded body
(Figures 17a to 20e and Figures 23a to 24f) through which water can flow preferably
regularly, which is of a single- or multichamber construction, can be stack-bonded
to form a three-dimensional protective structure and has upper and lower chamber openings
through which water flows in a varying manner according to their position relative
to the water level in the overall structure and inner and outer chamber walls which
are vertically staggered such that a flow direction which is approximately regular,
diverges from the vertical and is preferably parallel to the slope is also produced
locally.
36. Structure according to claim 35, characterised in that moulded bodies through which
water can flow are provided with flow-deflecting, prefabricated adaptors with the
effect of an improved flow guidance.
37. Structure according to claim 36, characterised in that the flow-deflecting adaptors
are formed as substructures (25.1, 25.2) which engage over the moulded bodies.
38. Structure according to claim 35, characterised in that inner chamber walls represent
approximately grid-like substructures (24.3) and outer chamber walls approximately
frame-like separate substructures (24.4) which, each being superimposed in the bond,
form an element of a three- dimensional bond (Figures 24a to 24f).
39. Structure according to one of claims 33 to 38, characterised in that the abutting
faces between the moulded bodies or between the substructures or between the moulded
bodies and substructures are provided with locking elements.
40. Structure according to claim 39, characterised in that the locking elements are formed
as truncated pyramidal recesses (23.2) or projections (23.1, 24.5) corresponding to
the latter in the region of the moulded body openings or at the abutting faces of
the substructures.
1. Ouvrage de protection de berges, mis en place sur murs de soutènement inclinés, structures
de talus soumis à l'action des vagues, ou analogues, cet ouvrage étant consistitué
de corps creux traversables par l'eau, au moins partiellement fermés, qui constituent
ensemble une couverture parallèle au talus, caractérisé par les particularités suivantes:
a) la couverture s'étend seulement sur la zone de l'ouvrage de protection de berges
qui est chargée dynamiquement;
b) la couverture présente une section supérieure d'entrée de l'eau (2a) qui constitue
la limite supérieure (4; 4b) d'une partie coque (1a; 12) imperméable à l'eau sur sa
surface, s'étend dans un plan au moins approximativement perpendiculaire au talus,
et capte au moins une partie du volume d'eau soulevé au-dessus de la couverture, du
flux montant de la vague et respectivement de l'eau qui se retire;
c) la section d'entrée de l'eau (2a) s'étend au moins à hauteur de la plus basse déviation
de la surface de l'eau produite par les vagues en-dessous du niveau d'eau de calcul
(3) fixé pour l'ouvrage;
d) la couverture présente en outre une section transversale inférieure de sortie de
l'eau (2d), qui s'étend à peu près parallèlement à la section supérieure d'entrée
de l'eau (2a) et en-dessous du niveau d'eau de calcul (3), et conduit l'eau de retrait
en-dessous de ce niveau d'eau de calcul (3), pour la restituer au volume d'eau présent
face à l'ouvrage;
e) les sections d'entrée d'eau (2a) et de sortie d'eau (2d) au moins approximativement
alignées entre elles sont reliées entre elles par au moins un canal d'écoulement traversant
(2b) s'étendant à peu près parallèlement au talus.
2. Ouvrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants précités sont
intégrés dans la zone de l'ouvrage chargée dynamiquement (figure 1a).
3. Ouvrage selon la revendication 1, caractérisé en ce sue les composants précités sont
posés sur la zone chargée dynamiquement d'un ouvrage conventionnel (9c). (figure 1b).
4. Ouvrage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la construction à
deux coques consiste en des blocs moulés posés en accouplement (figure 2).
5. Ouvrage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la construction à
deux coques consiste en des plaques de béton réalisées sous la forme de pièce préfabriquée,
posées en accouplement (figures 10 à 12e).
6. Ouvrage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les blocs moulés ou plaques
de béton sont munis dans la zone de leurs faces d'appui, d'éléments de verrouillage
à interpénétration, horizontaux et verticaux, assurant un accouplement, éléments de
verrouillage auxquels sont associés des éléments de verrouillage aménagés de manière
correspondante sur les faces d'appui opposées dans la zone de leurs extrémités, de
telle façon qu'une fente de passage d'eau de suintement demeure assurée entre les
blocs moulés ou plaques de béton (figures 2 à 9d ainsi que 12a à 12e).
7. Ouvrage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les surfaces frontales
(9.1) des blocs moulés présentent une plus forte pente que les faces de positionnement
dans la ligne de pente du talus, de sorte qu'à l'issue du processus de bris de la
vague l'eau se trouvant au-dessus des blocs moulés placés en accouplement peut passer
localement dans la cavité (2c) se trouvant sous les faces frontales (figures 1c et
8a à 9d).
8. Ouvrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
les délimitations des corps creux consistent en des profils creux (2.6), (6.1), (6.2),
(7.1), (7.2), (10.1), (13.1), qui sont posés en agencement parallèle à la ligne de
pente (figures 2a à 2d, 6a à 11, 13a à 13c).
9. Ouvrage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les profils creux sont baignés
d'eau de suintement (figures 6a-8d et figures 13a-13c).
10. Ouvrage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les profils creux sont
en appui avec des manchons.
11. Ouvrage selon la revendication 8, 9 ou 10, caractérisé en ce que les profils creux
sont accouplés à leurs extrémités par des blocs (13.2) qui assurent un accouplement
horizontal et vertical en ce sens qu'ils ont d'une part la fonction de liaisons entre
manchons (13.3) le long de la ligne de pente et d'autre part, parallèlement aux lignes
de niveau, sont munis dans la zone de leurs faces d'appui, d'éléments de verrouillage
à interpénétration, horizontaux et verticaux, assurant un accouplement, éléments de
verrouillage auxquels sont associés des éléments de verrouillage agencés de manière
correspondante sur les faces d'appui opposées dans la zone de leurs extrémités (figures
13a à 13c).
12. Ouvrage selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage
sont réalisés sous la forme d'évidements (13.5) et respectivement de saillies (13.4)
en forme de becs sur les arêtes inférieures et/ou supérieures courtes. (figures 13a
à 13c).
13. Ouvrage selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que du matériau de
remplissage perméable à l'eau de suintement est disposé entre et/ou au-dessus des
profils creux.
14. Ouvrage selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que les profils creux
présentent des ouvertures de passage de l'eau (3.1), (11.2) pour permettre l'entrée
de l'eau de suintement (figures 3a à 5d et 11).
15. Ouvrage selon l'une des revendications précédentes, en particulier pour des niveaux
d'eau variant entre deux niveaux d'eau limites (3a, 3b), caractérisé en ce qu'une
structure de corps creux partiellement perméable à l'eau se raccorde à la limite supérieure
(4; 4b) de la partie coque imperméable à l'eau (1a; 12). (figures 1c, 12c, 15b).
16. Ouvrage selon la revendication 15, caractérisé en ce que la structure de corps creux
partiellement perméable à l'eau est une partie coque (11) constituée de degrés (12,1),
qui présente sur sa face supérieure, entre les degrés, des ouvertures d'entrée d'eau
(10; 12.2; 15.3) qui débouchent dans une cavité s'étendant en-dessous (2c; 12.3; 15.4),
alignée avec le canal d'écoulement (2b) s'étendant parallèlement au talus (figures
1c, 12c, 15b).
17. Ouvrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les corps de forme sont munis
dans la zone de leurs faces d'appui, d'éléments de verrouillage à interpénétration
assurant un accouplement, auxquels sont associés des éléments de verrouillage agencés
de manière correspondante sur les faces d'appui opposées dans la zone de leurs extrémités
(figures 17a à 20e; figures 23a à 24f).
18. Ouvrage de protection de berges, mis en place sur murs de soutènement inclinés, structures
de talus soumis à l'action des vagues, ou analogues, cet ouvrage étant consistitué
de corps creux traversables par l'eau, au moins partiellement fermés, qui constituent
ensemble une couverture parallèle au talus, caractérisé par les particularités suivantes:
a) l'ouvrage de protection de berges est réalisé sous forme de structure à corps creux
sensiblement parallèle au talus, sous forme d'ouvrage longitudinal ou ouvrage du type
brisant, qui même avec la couverture consiste en des corps creux empilés en paquet
respectivement disposés en accouplement;
b) la couverture s'étend seulement sur la zone de l'ouvrage de protection de berges
qui est chargée dynamiquement;
c) les corps creux (16.7) constituant la couche extérieure, disposés au-dessus du
niveau d'eau de calcul (16.5) fixé pour l'ouvrage présentent - pour la captation d'abord
principalement verticale d'une partie au moins du volume d'eau, du flux montant de
la vague et respectivement de l'eau de reflux, soulevé au-dessus de la surface de
référence de l'eau (16.5) lors du processus de bris de la vague au contact de l'ouvrage
- des sections d'entrée d'eau (16.6), et les corps creux (16.7) constituant également
la couche extérieure, disposés au-dessous du niveau d'eau de calcul (16.5) présentent
des sections de sortie d'eau (16.8) qui restituent le volume d'eau précité au volume
d'eau présent face à l'ouvrage;
d) la section d'entrée de l'eau (16.6) s'étend au moins à hauteur de la plus basse
déviation de la surface de l'eau produite par les vagues en-dessous du niveau d'eau
de calcul (16.5) fixé pour l'ouvrage;
e) la section inférieure de sortie d'eau (16.8) s'étend approximativement parallèlement
à la section supérieure d'entrée d'eau (16.6).
f) les sections d'entrée et de sortie (16.6, 16.8) sont au moins approximativement
alignées entre elles et débouchent chacune dans une cavité s'étendant en dessous (16.7),
qui constitue un canal d'écoulement traversant, s'étendant sensiblement parallèlement
au talus (figures 16, 21 et 25).
19. Ouvrage selon l'une des revendications précédentes caractérisé par un corps creux
traversable par l'eau, pouvant être posé en accouplement pour former une face de protection
et comportant une face frontale dirigée vers l'extérieur dans l'accouplement et une
face d'appui opposée à la face frontale et dirigée vers l'intérieur, entre lesquelles
est prévue une section de libre écoulement de l'eau, qui relie une ouverture d'entrée
s'étendant en haut dans l'accouplement avec une ouverture de sortie inférieure.
20. Ouvrage selon la revendication 19, caractérisé en ce que les faces d'appui des corps
creux sont munies d'éléments de verrouillage.
21. Ouvrage selon la revendication 20 caractérisé en ce que les éléments de verrouillage
sont réalisés sous la forme d'évidements en forme d'entonnoir (2.2) et respectivement
de saillies coniques (2.3) dans la zone des ouvertures des corps creux (figures 2a
à 3g, 6a à 6d, 8a à 9d, 12a à 12e).
22. Ouvrage selon la revendication 20, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage
sont réalisés sous la forme d'évidements (4.2) respectivement de saillies en forme
de becs (4.1) sur les arêtes longues, qui constituent les faces de positionnement
et/ou faces frontale avec les côtés avant respectivement arrière du corps creux (figures
4a à 4d, 7a à 7d).
23. Ouvrage selon la revendication 20, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage
sont réalisés sous la forme d'évidements (5.2) respectivement saillies (7.1) en forme
de becs sur les arêtes courtes et le long d'environ la moitié de la longueur des arêtes
longues, qui constituent les faces de positionnement avec des parois latérales respectivement
avec les côtés avant et arrière du corps creux (figures 5a à 5d).
24. Ouvrage selon l'une des revendications 19 à 23 caractérisé par des flasques d'extrémité
(6.3, 7.3) qui dépassent les contours extérieurs des corps creux pour un meilleur
effet de liaison avec une couche de couverture ou analogue (figures 6a à 7d).
25. Ouvrage selon l'une des revendications 19 à 24, caractérisé en ce que la délimitation
des corps creux est réalisée sous la forme de coques en tôles d'acier (14.2) et/ou
profils d'acier (14.3). (figures 14 à 15d).
26. Ouvrage selon l'une des revendications 19 à 25, caractérisé en ce qu'à la limite supérieure
du corps creux servant de bloc de bordure sont prévus, dans la zone de ses entrées,
des entonnoirs d'entrée favorables à l'écoulement.
27. Ouvrage selon l'une des revendications 19 à 26, caractérisé en ce que les surfaces
des faces formant goulotte dans les corps creux (2.6) sont en matière synthétique.
28. Ouvrage selon la revendication 27, caractérisé en ce que les surfaces des faces formant
goulotte dans les corps creux consistent avec les surfaces des évidements dans les
faces de positionnement, d'éléments en matière synthétique préfabriqués au sens d'une
coque perdue.
29. Ouvrage selon l'une des revendications 19 à 28, caractérisé en ce que les cavités
traversables par un écoulement dans les corps creux consistent en des profils creux.
30. Ouvrage selon l'une des revendications 19 à 29, caractérisé en ce que le corps creux
consistent en une plaque de béton réalisée sous la forme d'une pièce préfabriquée
(figures 12a à 12e).
31. Ouvrage selon la revendication 29 et 30, caractérisé en ce que les profils creux sont
garnis de béton ou analogue coulé.
32. Ouvrage selon la revendication 30 ou 31, caractérisé en ce que dans la face frontale
du corps creux sont prévus des évidements qui sont réalisés inclinés en gradin avec
des ouvertures (12.2) s'étendant entre les degrés (12.1), à travers lesquelles l'eau
présente en hauteur après le processus du bris de la vague peut passer localement
dans la cavité (12.3) se trouvant sous les gradins (figures 12a à 12e).
33. Ouvrage selon l'une des revendications 19 à 21, caractérisé par un corps de forme
pouvant s'empiler en paquet ou en accouplement pour former une structure de protection
spatiale, ayant en coupe horizontale une forme polygonale, de préférence rectangulaire
et pouvant être traversé assez régulièrement par l'eau, ce corps de forme ayant des
ouvertures situées en haut et en-bas traversées par des écoulements différents selon
la position relative par rapport au niveau de l'eau dans l'ensemble de l'ouvrage.
34. Ouvrage selon la revendication 33, caractérisé en ce que le corps de forme présente
en coupe horizontale des éléments au moins partiellement circulaires ou arqués.
35. Ouvrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un corps de forme
(figures 17a à 20e ainsi que 23a à 24b) pouvant s'empiler en paquet ou en accouplement
pour former une structure de protection spatiale, ayant une structure à une ou plusieurs
chambres et pouvant être traversé assez régulièrement par l'eau, ce corps de forme
ayant des ouvertures de chambre situées en haut et en-bas traversées par des écoulements
différents selon la position relative par rapport au niveau de l'eau dans l'ensemble
de l'ouvrage, et des parois de chambre intérieures et extérieures décalées mutuellement
selon la verticale de façon à également produire, localement, une direction d'écoulement
à peu près régulière s'écartant de la verticale, de préférence parallèle au talus.
36. Ouvrage selon la revendication 35, caractérisé en ce qu'en vue d'un meilleur guidage
de l'écoulement, des corps de forme traversables par l'écoulement sont munis de corps
adaptables préfabriqués guidant l'écoulement.
37. Ouvrage selon la revendication 36, caractérisé en ce que les corps adaptables guidant
l'écoulement sont réalisés sous la forme de structures partielles (25.1, 25.2) chevauchant
les corps de forme.
38. Ouvrage selon la revendication 37, caractérisé en ce que des parois intérieures de
chambres représentent des structures partielles sensiblement en forme de grille (24.3)
et des parois extérieures de chambre des structures partielles séparées, sensiblement
en forme de cadre (24.4), qui disposées l'une sur l'autre en accouplement, constituent
un élément d'un paquet spatial (figures 24a à 24 f).
39. Ouvrage selon l'une des revendications 33 à 38 caractérisé en ce que les faces d'appui
entre les corps de forme respectivement entre les structures partielles respectivement
entre les corps de formes et structures partielles sont munies d'éléments de verrouillage.
40. Ouvrage selon la revendication 39, caractérisé en ce que les éléments de verrouillage
sont réalisés sous la forme d'évidements du genre en tronc de pyramide (23.2) respectivement
de saillies correspondantes (23.1, 24.5) dans la zone des ouvertures des corps de
forme, respectivement sur les faces d'appui des structures partielles.