Neuartige Konstruktionen für den Stahlwasserbau - Verschlüsse in Faltwerkbauweise
Faltwerkkonstruktionen sind in den zurückliegenden Jahren anstelle von konventionellen Riegelkonstruktionen für verschiedene Torarten entworfen und größtenteils auch schon gebaut worden. Die bisher vorliegenden Erfahrungen haben gezeigt, dass sich günstige Parameter hinsichtlich Fertigung und Konservierung, Tragsicherheits-Redundanz, Ermüdungsfestigkeit, Wartungs- und Inspektionsfreundlichkeit und des Unterhaltungsaufwandes erreichen lassen.
Ein Faltwerk besteht hauptsächlich aus Blechtafeln, die horizontal zu trapezförmigen Falten abgekantet werden. Die Falten werden in den Endbereichen mit vertikalen, ggf. auch als Hohlkästen ausgebildeten Endträgern verschweißt, die die Kräfte in das Betonbauwerk einleiten. Im Wesentlichen kommen an solchen Faltwerkkonstruktionen Stumpfnähte zum Einsatz. Daher sind insbesondere die Anforderungen zum Schweißen in kaltverformten Bereichen zu beachten. Bild 1 zeigt ein Hubtor in Faltwerkbauweise und Bild 2 ein Stemmtor als Faltwerkkonstruktion während der Fertigung. Beim Entwurf neuer Verschlusskonstruktionen sollte dieses Konstruktionsprinzip als mögliche Bauart immer in eine Variantenbetrachtung einbezogen werden.
Zwischenzeitlich sind in der WSV weitere Faltwerkkonstruktionen in Betrieb gegangen. Es zeigte sich, dass ein Faltwerk sowohl bei Stemmtoren als auch bei Schiebe- und Hubtoren zur Anwendung kommen kann. Faltwerke können jedoch bei Verschlusskörpern, die auch zum Füllen bzw. Entleeren der Kammer dienen, aus hydraulischen Gründen problematisch sein. Durch die Unterströmung dieser Verschlüsse kann es zu einer nicht unerheblichen Steigerung der Antriebskräfte kommen, aber auch zu Schwingungen, z. B. bei Umlauf- bzw. Längskanalverschlüssen. Bei Stemmtoren, die auch zum Füllen bzw. Entleeren dienen, ist die Durchdringung der (im Falle des gleichzeitigen Antriebs von zwei Füll- bzw. Entleerungsorganen) mittig angeordneten Antriebsstange durch das Faltwerk nur mit hohem, konstruktiven Aufwand realisierbar. Zudem wird die generell hohe Ermüdungsfestigkeit bei Faltwerken dadurch nicht unerheblich reduziert und es ergeben sich zusätzliche Probleme für den Korrosionsschutz. Eine weitere Einschränkung können die Abmessungen des Verschlussorgans sein. Bei einer im Verhältnis zur Höhe sehr großen Breite kann die Ausführung des Verschlusses als Faltwerk nicht empfohlen werden. Ebenso kann es z.B. bei Hubtoren (Schiebetoren, Stemmtoren) mit Breiten von ≥ 24,00 m zu rechnerisch erforderlichen Blechdicken kommen, die mit den üblichen Kantbänken nicht mehr beherrschbar sind.1
Durch kleinere oder auch größere konstruktive Änderungen können bei einem Faltwerk die Vorteile, die hinsichtlich Konstruktionsform, Fertigung und Konservierung, hoher Sicherheit gegenüber Totalversagen, günstiger Kerbgruppen und hoher Wartungs- und Inspektionsfreundlichkeit erreichbar sind, ungünstig beeinflusst werden.
Literatur
1 Meinhold, W./Gabrys, U./Binder, G./Baumann, M./Kunz, C.: Kapitel 7: Stahlwasserbau; Stahlbau-Kalender 2006, Ernst & Sohn, Berlin 2006
