Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzverbauung zum Schutz vor beweglichen Massen, insbesondere Lawinen, Steinschlag, Muren oder Holzschlag.

Eine übliche Schutzverbauung zeigt beispielsweise EP 1 500 747 A1. Dabei werden Stützpfeiler über entsprechende Fundamente im Untergrund verankert und zwischen den Stützpfeilern Netzstrukturen gespannt. Neben den Fundamenten kann eine weitere Fixierung der Pfeiler über Anker bzw. Pfähle erfolgen. Die Errichtung der Fundamente aus Beton, der Anker und der Pfähle erfordert Spezialmaschinen und ist daher kostenintensiv und aufwendig.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Schutzverbauung zum Schutz vor beweglichen Massen anzugeben, die bei einfacher Herstellung einen effektiven Schutz bietet.

Die Erfindung zeigt eine Schutzverbauung zum Schutz vor beweglichen Massen. Bei den beweglichen Massen handelt es sich insbesondere um Lawinen, Steinschläge, Muren oder Holzschläge. Die Schutzverbauung „schützt“ vor diesen beweglichen Massen indem die Massen durch die Schutzverbauung gebremst und im besten Fall vollständig aufgehalten werden. Die Bewegung der Massen erfolgt im allgemeinen hangabwärts. Entsprechend wird die Schutzverbauung an einem Hang, am Fuße eines Hanges oder in einem Flussbett, das aufgrund seiner Neigung ebenfalls einen Hang darstellt, positioniert.

Die Schutzverbauung umfasst mehrere ballastgefüllte Wandelemente. Im einfachsten Fall sind zumindest zwei dieser Wandelemente vorgesehen. Jedes Wandelement ist zunächst hohl. Dieser Hohlraum des Wandelementes stellt ein „Ballastvolumen“ dar. Nach Positionierung des Wandelementes an der gewünschten Stelle, also während des Aufbaus der Schutzverbauung, wird das Wandelement mit Ballast gefüllt.

Die einzelnen Wandelemente, die zusammen eine Schutzverbauung bilden, werden nebeneinander und beabstandet voneinander auf einer Auflagefläche angeordnet. Die Auflagefläche, auf der die Wandelemente positioniert werden ist, vorzugsweise nicht versiegelt, insbesondere nicht betoniert. Besonders bevorzugt handelt es sich hierbei um das ohnehin vorhandene Erdreich oder den felsigen Untergrund; gegebenenfalls kann die Auflagefläche verdichtet sein. Die Auflagefläche ist insbesondere keine Straße, und vorzugsweise auch kein sonstiger Fahrweg.

Die Schutzverbauung weist zumindest eine Verbindungsanordnung auf, die zwischen zwei benachbarten Wandelementen angeordnet ist. Werden lediglich zwei Wandelemente verwendet, ist eine Verbindungsanordnung vorgesehen, die diese beiden Wandelemente miteinander verbindet. In bevorzugter Ausführung ist jedoch vorgesehen, dass mehr als zwei Wandelemente verwendet werden. Insbesondere werden zumindest drei, vorzugsweise zumindest 4, besonders vorzugsweise zumindest 5 der ballastgefüllten Wandelemente verwendet. Wie an einer Kette aufgereiht werden diese Wandelemente nebeneinander und beabstandet zueinander positioniert. Jeweils zwei benachbarte Wandelemente sind mit einer Verbindungsanordnung verbunden.

Zumindest eine der Verbindungsanordnungen, vorzugsweise jedoch jede der Verbindungsanordnungen, ist so ausgebildet, dass sich die beiden benachbarten Wandelemente relativ zueinander bewegen können. Insbesondere ermöglicht das jeweilige Verbindungselement eine relative Drehbewegung, insbesondere um die Hochachse, der beiden benachbarten Wandelemente zueinander. Die Hochachse ist senkrecht zur Auflagefläche definiert.

Die Wandelemente sind so ausgebildet und positioniert, dass durch die bewegliche Masse, die auf die Wandelemente auftrifft, sich die Wandelemente relativ zur Auflagefläche (also relativ zum Boden) und relativ zueinander bewegen können. Dadurch erfolgt eine dissipative Energieumwandlung zum Bremsen der beweglichen Masse und somit zum Schutz vor der beweglichen Masse.

Es ist eine „Einschlagrichtung“ definiert. Bei Aufbau der Schutzverbauung wird davon ausgegangen, dass die sich bewegende Masse aus dieser Einschlagrichtung kommt. Entsprechend werden die Vorderseiten der Wandelemente der Einschlagrichtung zugewandt. Die zumindest zwei Wandelemente sind insbesondere im Wesentlichen senkrecht zur Einschlagrichtung angeordnet. Die bewegliche Masse trifft auf die Vorderseiten der Wandelemente. Dabei werden die Wandelemente über die Auflagefläche verschoben. Aufgrund der beweglichen Verbindungsanordnung können sich die Wandelemente auch zueinander bewegen. Insbesondere werden sich, sofern die bewegliche Masse mittig auf die Kette aus Wandelementen auftrifft, die Wandelemente mit ihren Vorderseiten aufeinander zu bewegen. Die Verbindungsanordnungen sind insbesondere so ausgebildet, dass sie die jeweiligen Wandelemente direkt und unmittelbar miteinander verbinden. Besonders bevorzugt sind die Verbindungsanordnungen nur an den Wandelementen - und nicht etwa an der Auflagefläche oder sonstigen Elementen - befestigt.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Wandelemente fundamentlos angeordnet sind. Dies bedeutet, dass sich unter den Wandelementen kein Fundament befindet an dem sie oder in dem sie befestigt sind.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Wandelemente ankerlos beziehungsweise rückhaltlos angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die Wandelemente nicht über beispielsweise Zuganker befestigt sind. Allerdings ist es in gewissen Ausgestaltungen möglich, die Wandelemente mit Zugankern zu befestigen, um so eine Bewegung der Wandelemente bei relativ kleinen Einschlägen zu vermeiden. Jedoch können solche Verankerungen dann derart ausgelegt, dass bei entsprechend großer zu erwartender Masse diese Verankerungen abreißen und es somit zur Bewegung der Wandelemente zur dissipativen Energieumwandlung kommt.

Als Ballast zum Füllen der Wandelemente wird vorzugsweise Schüttgut verwendet; insbesondere handelt es sich hierbei um Steine und/oder Erde und/oder Kies. Vorzugsweise wird Schüttgut verwendet, das ohnehin am Aufstellort der Schutzverbauung vorhanden ist, sodass dieses Material nicht zum Ort der Schutzverbauung transportiert werden muss.

Um der beweglichen Masse ausreichend Widerstand entgegen zu setzen, ist bevorzugt ein gewisses Ballastvolumen der einzelnen Wandelemente vorgesehen. Dieses Ballastvolumen beträgt vorzugsweise zumindest 0,5 m ³ oder vorzugsweise zumindest 1 m ³ oder vorzugsweise zumindest 5 m ³ oder vorzugsweise zumindest 15 m ³ oder vorzugsweise zumindest 20 m ³ . Des Weiteren ist bevorzugt eine Obergrenze für das Ballastvolumen vorgesehen, sodass das Wandelement nicht zu schwer ausgestaltet wird und folglich bewegbar bleibt. Die Obergrenze für das Ballastvolumen beträgt vorzugsweise 200 m ³ .

Das Wandelement weist vorzugsweise mehrere Wandungen auf. Insbesondere ist eine Bodenwandung vorgesehen, die auf der Auflagefläche aufliegt. Von dieser Bodenwandung nach oben erstreckt sich zumindest eine Frontwandung, die die Vorderseite des Wandelementes bildet und der sich bewegenden Masse zugewandt ist. Des Weiteren können mehrere Seitenwandungen vorgesehen sein, die sich ebenfalls von der Bodenwandung nach oben erstrecken. Beispielsweise bei einer quaderförmigen Ausgestaltung des Wandelementes weist dieses zusätzlich zu der Frontwandung zwei Seitenwandungen und eine Rückwandung auf. Auf der Oberseite des Wandelementes kann eine Deckelwandung vorgesehen sein. Allerdings ist es möglich, die Oberseite des Wandelementes offen zu lassen.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest eine der Wandungen durch ein Gitter, ein Netz oder eine geschlossene Fläche, vorzugsweise aus Blech, gebildet ist.

Als Wandelement wird gemäß einer möglichen Ausgestaltung ein Seefracht-Container (auch als Iso-Container bezeichnet) verwendet. Bei der Verwendung des Seefracht-Containers sind alle Wandungen als geschlossene Flächen gebildet; gegebenenfalls wird die Deckenwandung entfernt. So umfasst die Erfindung die Verwendung von Seefracht- Containern als Wandelemente; insbesondere werden hierbei 8 Fuß, 20 Fuß oder 40 Fuß Container verwendet.

Allerdings ist auch vorgesehen, einen beliebigen anderen dreidimensionalen Körper aus gleichen oder unterschiedlichen Wandungen, also mit Gitter, Netz oder geschlossener Fläche, als Wandelement zu verwenden. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Wandelement einen stabilen Rahmen, beispielsweise aus Stahlträgern aufweist, wobei dieser Rahmen an seinen Seiten mit unterschiedlichen Wandungen beplankt werden kann.

Die Verbindungsanordnungen zwischen den Wandelementen können innerhalb der einen Schutzverbauung unterschiedlich oder gleich ausgestaltet sein. Entsprechend kann eine Schutzverbauung mehrere der im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen der Verbindungsanordnung aufweisen:

Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest eine Verbindungsanordnung eine Fangstruktur umfasst. Diese Fangstruktur ist insbesondere ein Fangnetz oder ein Fangseil.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest eine der Verbindungsanordnungen ein Bremselement umfasst. Die Verbindungsanordnung kann, gegebenenfalls mit zusätzlichen Verbindungselementen, lediglich Bremselemente umfassen. Alternativ ist es aber auch möglich, zumindest ein Bremselement mit der oben erwähnten Fangstruktur zu kombinieren, sodass die einzelne Verbindungsanordnung eine Fangstruktur und zumindest ein Bremselement aufweist.

Das Bremselement umfasst in bekannter Weise eine zur dissipativen Energieumwandlung vorgesehene Struktur, beispielsweise ein Metallelement, das zum Bremsen einer Bewegung plastisch deformiert wird. Beispielsweise kann ein Bremselement einen Keil aufweisen, der sich zur dissipativen Energieumwandlung durch die plastisch verformbare Struktur bewegt.

Zusätzlich oder alternativ zu der Fangstruktur und/oder den Bremselementen kann die einzelne Verbindungsanordnung zumindest ein Verbindungselement umfassen: Die Verbindungselemente können steife Elemente sein, z.B. Kettenglieder und/oder Schäkel. Zumindest zwei dieser steifen Elemente können beweglich ineinandergreifen. Ferner kann das einzelne Verbindungselement z. B. auch ein Seil, insbesondere Stahlseil, oder eine Bolzenverbindung (auch: Scharnier) sein.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die einzelne Verbindungsanordnung mehrere Verbindungsvorrichtungen umfasst. Jede Verbindungsvorrichtung ist dabei mit beiden Wandelementen verbunden. Die einzelnen Verbindungsvorrichtungen sind insbesondere übereinander angeordnet und bilden zusammen die Verbindungsanordnung. Beispielsweise sind zwei bis 20 solcher Verbindungsvorrichtungen in einer Verbindungsanordnung vorgesehen. Jede Verbindungsvorrichtung wiederrum kann insbesondere Kettenglieder oder/oder Stahlseile und/oder Bremselemente umfassen.

Wie bereits beschrieben, weist jedes Wandelement eine Vorderseite auf mit der das Wandelement der zu erwartenden beweglichen Masse zugewandt ist. Diese Vorderseite kann auch als Bergseite bezeichnet werden. Entsprechend der Vorderseite kann am Wandelement eine vordere Hälfte beziehungsweise ein vorderes Drittel definiert werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest eine der Verbindungsanordnungen, insbesondere alle Verbindungsanordnungen, ausschließlich in der vorderen Hälfe, vorzugsweise im vorderen Drittel, des jeweiligen Wandelements am Wandelement befestigt ist/sind. Dies hat folgenden Vorteil: Es wird davon ausgegangen, dass die Masse in der Mitte der Kette aus mehreren Wandelementen auftrifft. Dadurch wird das mittlere Wandelement (oder die mehreren Wandelemente, die der Mitte zuzuordnen sind) von der Masse weggeschoben. Die seitlich angeordneten Wandelemente bewegen sich dabei nach innen und mit ihren Vorderseiten aufeinander zu. Um diese Bewegung von einer mehr oder weniger linearen Anordnung der Kette zu einer U-förmigen Anordnung zu ermöglichen, ohne dabei die Verbindungsanordnungen zu stark auf Zug zu belasten, werden die Verbindungsanordnungen vorzugsweise möglichst weit vorne an den Wandelementen angeordnet.

Je nach Anwendungsfall kann auch eine Anordnung zumindest einer Verbindungsanordnung im Bereich der Talseite des jeweiligen Wandelements sinnvoll sein: Jedes Wandelement weist eine der Vorderseite abgewandte Rückseite auf. Diese Rückseite kann auch als Talseite bezeichnet werden. Entsprechend der Rückseite kann am Wandelement eine hintere Hälfte beziehungsweise ein hinteres Drittel definiert werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest eine der Verbindungsanordnungen, insbesondere alle Verbindungsanordnungen, ausschließlich in der hinteren Hälfe, vorzugsweise im hinteren Drittel, des jeweiligen Wandelements am Wandelement befestigt ist/sind. Dies hat zum Vorteil, dass die auftreffende Masse den Freiraum zwischen den Wandelementen auffüllen kann und sich somit die Beweglichkeit der Wandelemente zueinander versteift - dadurch ist zu Beginn des Auftreffens der Masse noch eine relativ große Beweglichkeit gegen, die jedoch mit zunehmender Verfüllung des Freiraums abnimmt.

Insbesondere weist die einzelne Schutzverbauung mehrere Freiräume zwischen Wandelementen und somit auch mehrere Verbindungsanordnungen auf. Folglich kann in einer Schutzverbauung auch zumindest eine Verbindungsanordnung bergseitig und zumindest eine Verbindungsanordnung talseitig angeordnet werden.

Des Weiteren zeigt die Erfindung ein Verfahren zum Schutz vor beweglichen Massen, insbesondere zum Bremsen der beweglichen Masse. Dabei wird die beschriebene Schutzverbauung an einem Hang, einem Fuß eines Hanges oder in einem Flussbett aufgestellt, sodass die Wandelemente durch eine sich den Hang abwärtsbewegende Masse, nämlich Lawine, Steinschlag, Mure oder Holzschlag, relativ zueinander und über die Auflagefläche bewegbar sind. Insbesondere werden die Wandelemente tatsächlich durch die sich bewegende Masse relativ zueinander und über die Auflagefläche bewegt.

Insbesondere ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass im Zuge des Aufsteilens der Schutzverbauung die Wandelemente zunächst an der gewünschten Stelle und im leeren Zustand positioniert werden und dann mit Ballast, insbesondere Schüttgut, gefüllt werden.

Ferner ist die Verwendung der vorab beschriebenen Schutzverbauung an einem Hang oder einem Fuß eines Hangs oder in einem Flussbett als Schutz vor den beweglichen Massen, nämlich Lawinen, Steinschlägen, Muren und Holzschlägen, vorgesehen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schutzverbauung gemäß einem Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schutzverbauung gemäß dem Ausführungsbeispiel mit alternativer Verbindungsanordnung, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Schutzverbauung gemäß dem Ausführungsbeispiel mit einerweiteren Alternative der Verbindungsanordnung.

Im Folgenden wird anhand der Figuren 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der Schutzverbauung 1 im Detail erläutert. Die Schutzverbauung 1 wird verwendet und positioniert, um eine bewegliche Masse zu bremsen und somit vor der beweglichen Masse zu schützen. In den schematischen Darstellungen der Figuren 1 bis 3 wird die bewegliche Masse in der Einschlagsrichtung 100 erwartet.

Die Schutzverbauung 1 umfasst mehrere Wandelemente 2. In den Figuren sind hier beispielhaft drei Wandelemente 2 nebeneinander angeordnet. Allerdings kann die Schutzverbauung 1 auch nur zwei der Wandelemente 2 oder mehr als drei Wandelemente 2 aufweisen.

Jeweils zwei benachbarte Wandelemente 2 sind über eine Verbindungsanordnung 3 miteinander verbunden. Die Verbindungsanordnung 3 umfasst im gezeigten Beispiel drei übereinander angeordnete Verbindungsvorrichtungen 4. Jede Verbindungsvorrichtung 4 ist mit jeweils beiden Wandelementen 2 verbunden.

In den drei Figuren werden jeweils gleiche Verbindungsanordnungen 3 gezeigt. Allerdings können auch in einer einzigen Schutzverbauung 1 unterschiedliche Verbindungsanordnungen 3 verwendet werden.

Figur 1 zeigt, dass die Verbindungsanordnung 3 Kettenglieder aufweisen kann. Durch solche Kettenglieder, oder beispielsweise alternativ durch Stahlseile, ist es möglich die Wandelemente 2 einerseits fest miteinander zu verbinden und anderseits eine relative Bewegung zwischen den Wandelementen 2 zu ermöglichen.

Figur 2 zeigt, dass die Verbindungsanordnung 3 drei übereinander angeordnete Verbindungsvorrichtungen 4, jeweils mit einem Bremselement 20 aufweist. Solche Bremselemente umfassen plastisch deformierbare Strukturen, insbesondere aus Stahl, die zur dissipativen Energieumwandlung deformiert werden können. Durch solche Bremselemente 20 ist es möglich, dass sich bei Einschlag der Masse die Wandelemente 20 nicht nur zueinander verdrehen, sondern im gewissen Maße auch voneinander wegbewegen.

Figur 3 zeigt eine Verbindungsanordnung 3 mit Fangstruktur 21, hier ausgebildet als Fangnetz. Die Fangstruktur 21 erstreckt sich zwischen den beiden benachbarten Wandelementen 2. Jeweils zwischen der Fangstruktur 21 und dem jeweiligen Wandelement 2 umfasst die Verbindungsanordnung 3 Bremselemente 20, sodass es sich hier um eine Kombination aus Fangstruktur 21 und Bremselementen 20 handelt.

Die Figuren zeigen, dass die Verbindungsanordnung 3 möglichst weit vorne, also bergseitig, an den Wandelementen 2 befestigt ist.

Die schematischen Darstellungen in den Figuren zeigen die Wandelemente 2 ohne Ballast. Tatsächlich sind die Wandelemente 2 jedoch, insbesondere vollständig, mit Ballast gefüllt. Der gesamte Ballast im jeweiligen Wandelement 2 bildet dann das Ballastvolumen des Wandelementes 2.

Figur 1 verdeutlicht, dass das Wandelement 2 eine Bodenwandung 5 aufweist, mit der das Wandelement 2 auf der Auflagefläche steht. Von dieser Bodenwandung 5, der Einschlagsrichtung 100 zugewandt, erstreckt sich die Frontwandung 7 nach oben. Seitlich und an der Rückseite sind Seitenwandungen 6 beziehungsweise eine Rückwand 9 vorgesehen. An der Oberseite kann eine Deckelwandung 8 eingesetzt sein. Allerdings ist es auch möglich, das Wandelement 2 an der Oberseite offen zu lassen.

Das einzelne Wandelement 2 weist eine Wandelement-Höhe 10 auf. Insbesondere ausschlaggebend ist hier die Höhe der der Einschlagrichtung 100 zugewandten Fläche, im gezeigten Ausführungsbeispiel der Frontwandung 7. Diese der Einschlagrichtung 100 zugewandte Fläche weist eine Wandelement-Länge 12 auf. In der Tiefenrichtung, insbesondere parallel oder leicht geneigt zur Einschlagrichtung 100, erstreckt sich das Wandelement 2 über eine Wandelement-Tiefe 11. Ausschlaggebend für die Definition der Wandelement-Tiefe 11 ist die auf der Auflagefläche aufliegende Seite, in diesem Fall die Bodenwandung 5.

Bevorzugt und unabhängig vom hier konkret gezeigten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Wandelement-Tiefe 11 ausreichend groß ist im Vergleich zur Wandelement-Höhe 10, sodass bei Auftreffen der Masse das Wandelement verrutscht aber nicht umkippt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Wandelement-Höhe maximal 150 %, vorzugsweise maximal 120 %, besonders vorzugsweise maximal 100 %, der Wandelement-Tiefe 11 beträgt.

Die Figuren zeigen ferner eine Verbindungslänge 13, die dem Abstand der Wandelemente 2 entspricht. In den Varianten nach Figuren 1 und 2 ist die Verbindungslänge 13 relativ gering, da hier die Verbindungsanordnung 3 über steife Elemente oder die Bremselemente 20 gebildet ist. Bei der Variante nach Figur 3 ist die Verbindungslänge 13 entsprechend länger, da hier die Fangstruktur 21 zwischen den Wandelementen 2 angeordnet ist.

Es ist bevorzugt vorgesehen, unabhängig vom hier konkret aufgezeigten Ausführungsbeispiel, dass die Verbindungslänge 13 als Untergrenze vorzugsweise 30 cm, insbesondere 50 cm beträgt. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehene, dass eine Obergrenze der Verbindungslänge 30 m, insbesondere 10 m, beträgt.

Neben der vorstehenden schriftlichen Beschreibung der Erfindung wird zu deren ergänzender Offenbarung hiermit explizit auf die zeichnerische Darstellung der Erfindung in den Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. Bezugszeichenliste

1 Schutzverbauung

2 Wandelement

3 Verbindungsanordnung

4 Verbindungsvorrichtung

5 Bodenwandung

6 Seitenwandung

7 Frontwandung

8 Deckelwandung

9 Rückwandung

10 Wandelement-Höhe

11 Wandelement-Tiefe

12 Wandelement-Länge

13 Verbindungslänge

20 Bremselement

21 Fangstruktur

100 Einschlagsrichtung