Mein Zukunft Bau

Bemessung und Konstruktion von selbstschwimmenden Hochwassersperren in Beton-Sandwichbauweise

Projektnummer

F20-12-1-135 - 10.08.18.7-14.34

Laufzeit / Status

12.2014 - 06.2016 / laufend

Projektdetails

Beteiligte

Technische Universität Kaiserslautern
Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion
Fachbereich Bauingenieurwesen
Prof. Dr.-Ing. J. Schnell
Paul-Ehrlich-Straße
67663 Kaiserslutern


Cluster

Neue Materialien und Techniken

Projektbeschreibung

Aufgrund der steigenden Gefahr von Hochwasserereignissen wurde eine europäische Hochwasserrisikomanagment-Richtlinie in Kraft gesetzt, die die Folgeschäden für die Gesellschaft reduzieren soll. Das Bauministerium hat aus diesem Anlass eine "Hochwasserschutzfibel" herausgegeben, die den Objektschutz und bauliche Vorsorgemaßnahmen beschreibt. Bislang sind Schutzmaßnahmen in der Regel nur mit hohem technischen und personellen Aufwand erreichbar, dabei wird auch auf teilmobile und stationäre Hochwasserschutzeinrichtungen zurückgegriffen.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, einen möglichst schnellen und selbstständigen Hochwasserschutz zu planen. Durch die Entwicklung eines kombinierten Bauteils in Beton-Sandwichbauweise soll eine selbstaufschwimmende "Klappwand" entwickelt werden, die bei Normalwasserstand durch den Verkehr befahrbar ist. Als Anwendungsfälle werden Gebäudeeingänge, Lichtschächte sowie Einfahrten von Tiefgaragen gesehen. Diese Sandwich-Elemente sollen sich aus einem Polystyrolkern und den äußeren Betondeckschichten zusammensetzten. Das System besteht insgesamt aus einem Fundamentkörper und den Klappwänden, die über eine Gelenkkonstruktion miteinander verbunden sind. Hier im Forschungsvorhaben stehen die Klappwände und deren Gelenkkonstruktion im Fokus. Dabei sind Elementgrößen von bis zu 12 m geplant, die eine Aufstauhöhe von 1 m ermöglichen sollen.

Als Untersuchungsgegenstand ist zum einen die Befahrbarkeit und Dauerhaftigkeit der Klappwände zu prüfen, zum anderen sind die Details zu der Gelenkkonstruktion zu entwickeln. Nach Voruntersuchungen, in der die Randbedingungen festgelegt werden sollen, schließen sich die experimentellen Untersuchungen an. Dabei steht das Trag- und Verformungsverhalten des Sandwichbauteils im Vordergrund, bei dem u.a. auch die dynamischen Belastungen, wie die Überfahrungen durch die Fahrzeuge, nachgestellt werden. Darüber hinaus sind Frost-Tau-Wechsel-Versuche vorgesehen. Die Ergebnisse sollen mit Hilfe von numerischen Berechnungen (ANSYS) nachgestellt werden und zu einer anschließenden Parameterstudie führen. Abschließend wird ein Prototyp konstruiert, der auch die Fugenabdichtung und die wasserdichte Gelenkausbildung berücksichtigt.

Schlagwörter

Sandwichbauweise, Hochleistungsbeton, Hochwasserschutz

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