Forschungsbericht 2007



Einzelfall Risikobetrachtung über Abschnitte mit Extrembelastung an der geplanten mobilen Hochwasserschutzwand von Köln

Institut: Wasserbau
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Erik Pasche
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Erik Pasche
Mitarbeiter/innen: Dipl.-Ing. Monika Donner
Projektnummer: E.3-11.032
Laufzeit: 01.09.2005 - 01.01.2008
Finanzierung: TuTech


 

Die von den Stadtentwässerungsbetrieben Köln geplante mobile Hochwasserschutzwand entlang des Rheinufers wurde mit einheitlichen Belastungsansätzen bemessen: Neben dem hydrostatischen Druck wurde bis 1 m unter BHW auf der Wasserseite eine Last für Eisstoß, Schwall und Anprall durch Treibgut von 20 kN/m² angesetzt. Alternativ wurde eine Einzellast für den Anprall eines einzelnen schwimmenden Objektes von 30 kN auf einer Fläche von 30x30 cm² angesetzt.

In exponierten Lagen kann das Auftreten höherer Belastungen durch außergewöhnliche Einwirkungen nicht ausgeschlossen werden. Daher soll im Rahmen einer Einzelfallbetrachtung das Risiko der Lastüberschreitung z.B. durch Strömungsdruck und Anprall durch Treibgut ermittelt und ggf. Maßnahmen zur Risikominderung aufgezeigt werden.

Analysiert werden nur die Schutzabschnitte, mit mobilen Wandsysteme über 1,50 m Höhe bzw. mit auf festen Schutzwände aufgesetzten Dammbalken mit einer Schutzhöhe über 0,60 m. Dies trifft nur auf die linksrheinischen Abschnitte PFA 4 bis 9 und die rechtsrheinischen Abschnitte PFA 14 bis 17 zu.In einer Grobanalyse werden alle angeführten Planfeststellungsabschnitte in den Gefährdungen infolge "Strömung", "Wind und Wellen", "Treibgut", "Schiffe" und "Bewuchs" bewertet. Hierzu werden je Gefährdungspotenzial maßgebende Entscheidungskriterien zu Beurteilung der Schutzabschnitte festgelegt.

Die vorhandenen Wasserstände und das Treibgutaufkommen bei Hochwasser wurde aufgenommen und Strömungsverhältnisse vor den mobilen Wandabschnitten auf der Grundlage einfacher hydraulischer Berechnungen abgeschätzt. Die ermittelten hydraulischen Belastungen infolge Wasserdruck, Anströmung, Wellenbelastung, Wind und Treibgut werden für exponierte mobile Wandabschnitte ermittelt und für die nach BWK-Merkblatt maßgebenden Lastfallkombinationen überlagert. In Gegenüberstellung mit der geprüften Statik unter den pauschal angenommenen Belastungen, werden Reserve- bzw. Erhöhungsfaktoren ermittelt. Die abschließende Detailbewertung der ausgewählten exponierten mobilen Wände erfolgt unter Einbeziehung der Kriterien "Wellenhöhe", "Wassertiefe", "Anströmung" und dem ermittelten Reservefaktor.

Auf Basis der Grob- und Detailanalyse werden für potenziell gefährdete Planungsabschnitte bzw. mobile Anlagen konstruktive Lösungen zur Reduktion der hydrodynamischen Einwirkungen entwickelt. Da diese Maßnahmen sich nicht auf die bestehende Planung auswirken sollen, kommen keine Zwischenstützen o.ä. in Frage. Die Anordnung von Strömungsumlenkern, Treibgutabweisern und Opfersystemen soll in diesem Rahmen untersucht werden.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 


Stichwörter

  • Belastungsansätzen nach BWK
  • Berechnungsverfahren für Wellenhöhen
  • Einflüsse von Vorlandstruktur
  • Fließgeschwindigkeiten
  • Freibordbemessung
  • Rhein
  • Strömung in Flusskrümmungen
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  • Strömungsumlenkern
  • Treibgutabweisern und Opfersystemen
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  • hydrodynamischen Einwirkungen
  • maßgebende Lastfallkombination
  • mobile Hochwasserschutzwand Köln