Entwurfsgrundlagen von modernen Wehrverschlüssen

Abstract

In Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die wasserbauliche Gestaltung der heute gängigsten Wehrverschlüsse untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf die Konstruktion, die Bemessung und den Vergleich gegenüber früher ausgeführten Wehrverschlüssen gelegt wurde. Zuerst wurde eine allgemeine Übersicht über die wichtigsten Wehrarten gegeben. Ein grundsätzlicher Vergleich sowohl der festen und beweglichen Wehre in Bezug auf deren Bestandteile, als auch der einzelnen Wehrverschlüsse, gestaltet gemäß DIN 4048-1 - Funktionsweise, Dimensionen und Gewicht wurde dargestellt. Die Hauptaufgabe der Arbeit bestand in der Untersuchung der Entwufsgrundlagen der Drucksegmente, Fischbauchklappen und Schlauchwehre als moderne Wehranlagen. Ebenso war wesentlich, eine Antwort darauf zu geben, warum im Gegensatz zu den früher ausgeführten Wehrverschlüssen diese drei Wehrverschlüsse in der Praxis weltweit immer häufiger Verwendung finden. Als Untersuchung sind die Entwurfsgrundlagen der o.g. drei Wehranlagen unter folgenden Aspekten ausführlich beschrieben: Beschreibung der Konstruktionskomponenten und geometrischen Gestaltung, Darstellung der Antriebseinrichtungen, Grundlagen der statischen Bemessung, Ermittlung der Lagerkräfte - bei Drucksegmenten und Fischbauchklappen, Grundlagen der hydraulischen Bemessung, grundsätzliche Beschreibung der Schwingungen und Vergleich mit den früher ausgeführten Wehrverschlüssen. Im Anschluss der Untersuchung erfolgt die detaillierte Untersuchung eines Segmentes, als Beispiel für die heutzutage am meisten verwendeten Verschlusskonstruktionen, inklusive statischer Berechnung. Diese wurde auch anhand eines praktischen Beispiels durchgeführt, und zu diesem Zweck wurden auch Entwurfspläne erstellt. Es wurde ein Drucksegment der Hochwasserentlastungsanlagen am Kopf der Staumauer 'Watscha' in Bulgarien mit einer Höhe von 8,25m und einer Breite von 7,0m sowie einem Antrieb mit Hydraulikzylinder gewählt. Die Konstruktion wurde so dimensioniert, dass alle maßgebenden Nachweise erfüllt werden.

The goal of the presented Master-s Thesis is to examine the hydraulic-constructive design of today's most common weir gates, with a particular focus on their construction and dimensioning, as well as their comparison with some other previous constructed weir gates. The introduction is intended to give a quick overview of the most important weir gates. A basic comparison of fixed and mobile weirs according to their structural components, as well as comparison of the mobile gates according to their design, function, dimensions and weight is represented. The main task of the work consists in the examination of basic prinicpals of designing the tainter, fish-belly and inflatable gates as modern weir systems. Also to give an answer of why those weir gates are increasingly used of the worldwide practice, in opposite of some weir gates which have been used in the past. In the examination of these three mobile weirs the following aspects are described: a description of the construction components and geometrical design, a representation of driving system, a principle hydrostatical design, a basic description of the vibrations by tainter and fish-belly gates and a comparison with previous constructed weir gates. Finally, as a practical example, is presented a detailed constructive description of tainter gate as the most common weir gate, including static calculations and draft plans. A tainter gate on the spillway of 'Vacha Dam' 8,25m high and 7,0m width with hydraulic cylinder as a driving system has been selected. The design has been dimensioned to fulfil all the requirements.