Titel: Voit, über schief stehende Brüken- und Kanalgewölber.
Autor: Voit, Richard Jakob August
Fundstelle: 1825, Band 17, Nr. II. (S. 29–39)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj017/ar017002

II. Ueber schief stehende Brüken- und Kanalgewölber, sowohl von Baksteinen als Quadern oder Werkstüken, und Anweisung zur Verzeichnung der Bögen und Lehren (Chabelonen), um die Werkstüke darnach bearbeiten zu können; dann über das Einschalen und Wölben selbst. Vom k. Kreisbauinspector Voit in Augsburg.

Mit Abbildungen auf Tab. I.

Jede Brüke, sie mag von Holz oder Stein hergestellt werden, muß senkrecht auf dem Stromstrich stehen. Dadurch erhält erstlich, das Bauwerk die geringst-möglichste Länge, und erfordert folglich den geringsten Kostenaufwand; zweitens wird der Holzverband, so wie das steinerne Gewölbe ganz regulär, wodurch das Abbinden oder Wölben leicht geschieht, und drittens haben die Stirnpfeiler, und wenn die Brüke Mittelpfeiler hat auch diese, den schwächsten Angriff vom Fluß auszuhalten.

Daher muß sich der Architekt bestreben, jede neu aufzuführende Brüke senkrecht auf den Stromstrich zu stellen. Ist das Bauwerk von einem großen Umfange, so müssen öfters wichtige Veränderungen deßhalb vorgenommen werden, und der Baumeister ist in manchen Fällen sogar genöthigt, Häuser |30| abtragen zu lassen, und den Landstraßen einen andern Zug zu geben. Es kann aber auch vortheilhaft werden, dem Flusse eine andere Richtung anzuweisen, wenn die Richtung der Straße unabänderlich seyn sollte.

Dergleichen Vorarbeiten erfordern indeß einen großen Kostenaufwand, und manchmal kann dieser sogar der Summe auf das Hauptbauwerk, nämlich der Brüke selbst, nahe kommen.

Sobald öffentliche Bauten angefangen werden, sind sie der allgemeinen Kritik ausgesezt, und der Unkundige, welcher dergleichen Anstalten treffen sieht, und deren Nuzen nicht zu erkennen vermag, tadelt sogleich das ganze Unternehmen. – Nur solche Baumeister, welche ihrer Sache nicht ganz gewiß sind, lassen sich durch unzeitige Kritik irre fuhren und in ihren Planen stören; diejenigen, welche nach Grundsäzen handeln und das Ganze umfassen, achten ungerechten Tadel nicht, und wenn auch die Menge darin übereinkommen sollte. – Aus dem bisher Gesagten geht hervor, daß man schiefstehende Brüken möglichst vermeiden müsse, und zur Erlangung einer rechtwinklichten Situation, weder Kosten noch Tadel scheuen soll. Aber demohngeachtet können Falle eintreten, daß die schiefe Stellung einer kleinern Brüke unvermeidlich wird, wenn nämlich, was in Städten bisweilen vorkommt, die Kanal- oder Flußufer unabänderlich gegeben sind, und eben so die Richtung der darüber führenden Straße gegeben ist. Ich sagte absichtlich bei kleineren Brüken, denn dergleichen schiefgestellte Wölbungen bringt man nie bei großen Brükenbauten an, und bei solchen muß schlechterdings jedes Hinderniß der senkrechten Stellung beseitigt werden. Indessen kann die Gewölbweite dieser kleinen Brüken doch oft 30 und noch mehr Fuß ausmachen, und die schiefe Richtung 30 bis 35 Grad mit dem Stromstrich oder den gegebenen Uferwänden betragen.

Wird eine solche Brüke auf die gewöhnliche Art gewölbt, so müssen die Brükenhäupter eine schräge Richtung haben, und die Köpfe der Gewölbsteine – wenn man sie auch möglichst lang macht – brechen leicht ab. Ist die Verschiebung der Brüke bedeutend, so finden die Gewölbsteine auf der einen |31| Seite gar keinen Seitenwiderstand durch die Widerlager mehr, und das Bauwerk muß nothwendig einstürzen. Daher muß eine besondere Verbindung der Gewölbsteine angewendet werden.

Peronet hat in seinem Werke über die Entwürfe und Bauarten der Brüken, eine Beschreibung und Zeichnung des schiefen Bogens über den Bicheretbach bei Lagny auf der Straße nach Deutschland geliefert, welche bei allen solchen Brüken als Vorbild dienen kann, die eine bedeutende Länge, oder keine allzuschiefe Richtung haben. Ich werde nun die Bauart schiefgestellter, sowohl von Baksteinen gemauerter, als von Werkstüken oder Quadern zusammengesezter Brüken nach meinen gemachten Erfahrungen näher beschreiben. Dabei kommt vor:

a) das Aufzeichnen der Bögen,

b) das Einschalen, nämlich das Aufstellen der Lehrbögen, mit den dazu nöthigen Vorrichtungen,

c) das Wölben mit Baksteinen,

d) das Aufzeichnen der Lehren oder Chabelonen, wenn mit Quadern gebaut wird,

e) das Versezen der Werkstüke, und endlich

f) das Ausnehmen der Lehrbögen.

Gemauerte Brüken sind in solchen Gegenden, wo es wenig gute Werksteine, dagegen aber vorzüglich gute Baksteine gibt, einheimisch. Unsere Ziegeleien liefern heut zu Tage kein so gutes Materials wie sonst, und daher mag es kommen, daß in neuern Zeiten selten Brüken von Baksteinen vorkommen. Die hölzernen Brüken sind, wenn ich so sagen darf, nur Behelfe, oder wohlfeile ephemere Bauwerke, welche in kurzer Zeit zerstört werden. Gemauerte Brüken stehen lange; vorzüglich wenn man wohlgebrannte, von gutem Thon geformte Steine dazu anwendet.

In mehr als einer Rüksicht sollte man daher auf gute Steine sehen, welche die Feuchtigkeit nicht leicht zerstört, und die auch ohne Verwurf bestehen können. Daß zu gemauerten Brüken auch ein guter Mörtel gehört, versteht sich wohl von selbst, und wir sind gegenwärtig so weit, daß wir gute Steine, und einen eben so guten Mörtel bereiten konnten, wenn wir den gehörigen Fleiß darauf verwenden wollten. Nur kommt |32| es nur darauf an, daß ein solches Bauwerk unter der Leitung eines tüchtigen Baumeisters entsteht, welcher auch für eine zwekmäßige Construction sorgt.

Es ist hier der Ort nicht von der Gründung der Brüken zu handeln, und ich beschränke mich blos auf die Construction des Gewölbes. Nur so viel muß ich hier erinnern, daß es sehr gut ist, wenn man bis zum Widerlager, oder so weit der höchste Wasserstand geht, Schichten von Werksteinen anbringt. In unserer Gegend wendet man zu diesem Behufe einen Tufstein an, welcher im Wasser sehr dauerhaft, und im Verhältniß zu andern Werksteinen wohlfeil ist. Indessen kann auch das ganze Gemäuer einer Brüke von Baksteinen bestehen, sobald sie die erforderliche Güte haben.

Das Gewölbe einer Brüke kann aus einem vollen Zirkel, oder aus einem verdrükten Bogen bestehen; in vielen Fällen aber ist ein Segment von einer Kreislinie, nämlich ein sogenannter Kreuzzirkel hinreichend. Ich werde nun die bei einer schief gestellten Brüke vorkommende Hauptstüke näher beschreiben.

Zu a) vom Aufzeichnen der Bögen.

Fig. 1, A ist eine Brüke, deren schiefer Winkel 20 Grad beträgt, und welche von Baksteinen gemauert oder von Werksteinen hergestellt werden kann.

Zur Aufzeichnung der Bögen und zur Bestimmung der Lehren ist ein sogenanntes Schnürgerüste nöthig, das heißt, ein gebretterter Boden von der Größe, daß alle vorkommende Bögen und krumme Linien aufgeschnürt werden können.

Die vorliegende Fig. 1, ist senkrecht gemessen 20' lang und 20 dergleichen breit, und es müssen viererlei Bögen dazu aufgeschnürt werden, nämlich die Bögen ab oder xy, ac und ad, und endlich, wenn die Brüke von Quadern hergestellt werden soll – wovon weiter unten mehr vorkommt, auch die über die halbe Walze hinziehende krumme Linie eg welche senkrecht auf der Linie dm steht. Der Schnürboden dazu muß demnach 36 Fuß lang und 28 Fuß breit seyn.

Nach der senkrechten Richtung, nämlich von a nach b bekommt die Brüke einen vollen Zirkel, die abgeschrägten Häupter |33| davon aber werden elliptisch. Dadurch entstehen schon zweierlei Bögen. Die Art, wie solche aufgezeichnet werden, ist bekannt, und aus beigefügten Zeichnungen zu ersehen. Der volle Zirkel nach der Richtung ab, ist bei fgh. Aus diesem entspringt der Bogen, ikl, dessen Grundlinie, it = md, ist. Die Grundlinien von beiden Bögen wurden hier in drei Theile getheilt, der lezte Theil aber wieder halbirt, und die senkrechten Linien, nop, den Linien, qrs, gleich gemacht. Die dadurch entstehenden Punkte werden durch krumme Linien von freier Hand zusammen gezogen. Um aber solche aus festen Punkten mit einer Schnur oder Latten zusammen ziehen zu können, trägt man die gegebene Höhe, tk nach u, und theilt den Unterschied zwischen der kleinern und größern Achse, nämlich ul, in zwei gleiche Theile. Drei dieser Theile trägt man von t nach u, und eben so viel von t nach i, vier aber auf die verlängerte Linie, kt. Dadurch werden die Punkte bestimmt, aus welchen man den Bogen, ikl, und die dazu gehörigen Fugenschnitte ziehen kann.

Zwischen die Bögen, dm und ab, muß noch ein zweiter nach der Richtung, ac, kommen. Dieser wird auf vorgeschriebene Art gesucht. Nun wäre nur noch die einzige krumme Linie zu finden, nämlich die nach der Richtung ey, welche schräge über die Walze hingeht und senkrecht auf md sieht. Die Grundlinie dieses Bogens ist tv = ey, und sie wird nach vorhergehender Beschreibung gesucht. Nur bei einer Wölbung von Werksteinen hat man diesen Bogen zur Auffindung der Lehren oder Brettungen nöthig.

Zu b) vom Einschalen der Bögen.

Die Lehrbogen werden aus Hölzern und Brettern zusammengesezt, und man hat darauf zu sehen, daß sie die gehörige Stärke erhalten, um die Last der Wölbung bis zum Schlusse tragen zu können.

Bei der Einschalung kleinerer Gewölber, wie das gegenwärtige, werden die Bögen auf Schwellen gesezt, welche unmittelbar an die Widerlager zu liegen kommen, und unter |34| diese übereinander greifende Keile geschoben, damit man die Bögen niederlassen und herausnehmen kann. Auf die Bögen selbst kommen dünne Schalbretter oder Latten. Wollte man sich bei dieser Brüke die Mühe nicht geben, die Bögen, dm und ac, aufzuschnüren und abzubinden, so könnte man auf beiden Seiten die Schalung rechtwinklicht verlängern, und dazu nur gewöhnliche Bögen einsezen. Dann aber müßte die Linie dm auf die Schalung gezeichnet und darnach fortgewölbt werden.

Zu c) von der Wölbung mit Baksteinen.

Ich habe schon erinnert, daß es gut ist, wenn man die Widerlager bis an den Bogen von Werkstüken oder Quadern herstellt. Auch die Anschußmauern bei w, w, sollen aus Quadern bestehen, und diese erhalten eine solche Richtung, daß sie vom Wasser und Treibeis nicht angegriffen werden können, wobei sie die Gewölbbögen schüzen. Bei Fig. 1, B, ist der Aufriß von einem Theile der Brüke, und aus diesem, so wie aus dem Grundriß B, ist zu sehen, daß die Steinschichten am Kopfe den gehörigen Fugenschnitt haben; von diesem aber quer, nämlich mit der Richtung der Linie md, senkrecht über die cylindrische Fläche der Brüke gehen, um in der Mitte bei ά den Schluß zu bilden. Diese Schichten behalten die angegebene Richtung bis zur Linie ac, Fig. A, und von dieser gehen sie wieder quer über die Fläche bis zur Linie ab, wo sie sich mit den Schichten der geraden Wölbung verbinden und vereinigen.

Diesen Richtungen folgen die Baksteinschichten. Die erste Schichte a, Fig. B, bekommt vorwärts eine etwas gesenkte Lage, und daher soll die Anschußmauer bei w, mit einem großen Werkstüke, als Ansaz für die Wölbung versehen werden. Auf der andern Seite des Bogens bei b, neigen sich die Schichten vom Kopfe nach hinten etwas, und nach dieser Richtung muß das Widerlager von Werksteinen eingerichtet werden. Das übrige des Verbandes ist aus der Zeichnung B, zu ersehen. Da die Schichten rechtwinklicht mit der Brükenschräge über die cylindrische Fläche gehen, so müssen die |35| Köpfe der Steine etwas zugehauen werden, wie bei C, zu sehen ist.

Da, wo die Baksteine auf die Linien ac und ab stoßen, greifen sie schwalbenschwanzförmig in einander, und dadurch wird der Verband hervorgebracht. Wie die Steine dabei etwas zugehauen werden müssen, findet jeder Maurer während der Arbeit leicht. Vorzüglich aber muß man darauf sehen, daß die Richtungslinie der Steine und die treffenden Fugenschnitte durchaus beibehalten werden, weil außerdem eine Verwirrung des Verbandes entsteht, welches dem ganzen Bauwerke nachtheilig seyn kann.

Auch die schiefstehende Brüke, Fig. 2, wozu die Zeichnungen, ABC, und D, gehören, kann von Baksteinen gemauert werden. Sie sieht mit den Ufermauern unter einem Winkel von 45 Grad schief, und ihre Breite nach der schiefen Richtung gemessen, beträgt 24 Fuß im Lichte.

Dazu ist blos der Bogen und die krumme Linie Fig. B, aufzuzeichnen. Der auf den Ufermauern senkrecht stehende Bogen von 17 Fuß 2 Zoll Länge, ab, Fig. B, hat den sogenannten Kreuzzirkel, und der mit diesem gleich stehende Bogen auf der Linie cd, hat die Länge, welche die schiefe Richtung der Brüke angibt.

Alle Gewölbschichten gehen mit der schrägen Brükenlinie senkrecht, und laufen daher quer über die Gewölbfläche hin. Der Schluß jeder Schichte fällt auf die Linie, ef, und unter dieser wird der Fugenschnitt jeder Schichte senkrecht. Links und rechts von diesem Punkte neigt sich der Fugenschnitt auf die eine oder die andere Seite, so wie es der Bogen und die treffenden Centrallinien verlangen. Die einzelnen Gewölbschichten ändern daher mit jedem fortrükenden Punkte ihre Fugenschnitte. Dieses aber verursacht beim Mauern und bei der Aufzeichnung der Lehren zur Bearbeitung der Werksteine einige Schwierigkeiten, welche sich nur durch Genauigkeit und Aufmerksamkeit heben lassen. So hat z.B. die Gewölbschichte, ghi, den Fugenschnitt von g bis h, von der rechten zur linken |36| Hand, bei h wird derselbe senkrecht, und von h bis i fällt er von der Linken zur Rechten.

Bei Gewölben von Baksteine müssen die Maurer diesen sich ändernden Fugenschnitt durch das Anlegen und Zuhauen der Steine und dann durch das Mörtelband hervorzubringen suchen. Dieß geht im vorliegenden Falle und bei dem flachen Bogen des Gewölbes deßwegen leicht, weil sich der Fugenschnitt nicht viel ändert, und der größte allenfalls nur 11 Zoll von der senkrechten Linie abweicht. Wenn die Widerlager, die aus Werksteinen bestehen können, gerichtet sind, so ist es leicht, das Mauerwerk des Gewölbes anzufangen. Die Quader werden so bearbeitet, daß zu beiden Seiten die Zaken unter Winkeln von 45 Grad entstehen, welche im Grund- und Aufriße A, und C, mit kkk etc. bezeichnet sind. Die vier Anschußmauern l, l, werden bis auf die Widerlagerhöhe von Quadern hergestellt, und dienen den ersten Gewölbschichten als Anhalt, wenigstens von zwei Seiten, wo die Schichten auswärts drüken. Auf den beschriebenen massiven Zaken werden nur die Gewölbschichten angefangen und so fortgesezt, daß sie im Fortrüken den gehörigen Fugenschnitt erhalten. Die Arbeiter müssen großen Fleiß auf dergleichen Gewölber verwenden, und stets einen richtigen Verband beobachten.

Zu d) vom Aufzeichnen der Lehren, wenn mit Quadern gebaut wird.

Bei Brüken von Quadern oder Werkstüken ist das Aufzeichnen der Lehren eine Hauptsache, zumal bei solchen, welche eine schiefe Richtung haben.

Nicht jeder Steinbruch liefert die Werkstüke von beliebiger Dike und Höhe, und daher wird es oft nöthig, die Schichten nach der möglichen Dike der Steine einzurichten. Die Breite der Steine muß aber bei Brüken von so geringen Dimensionen auf alle Fälle so stark ausfallen, daß die Dike des Gewölbes nur aus einer Schichte besteht. Die Steine dazu müssen wenigstens 14–15 Zoll übers Lager messen. Jede Schichte soll wenigstens 12 Zoll hoch seyn; es ist aber in mancher Rüksicht besser, wenn auch diese 14–15 Zoll betragen kann.

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Die Länge der Steine hängt ebenfalls von den Brüchen ab, und bei einem gewöhnlichen Tonnengewölbe kann man sie so lang machen, als sie im Bruche ausfallen. Ohngeachtet bei schief stehenden Brüken die Lange der dazu zu verwendenden Steine nicht beschränkt ist, so wird man sie doch nicht gerne länger als 5 Fuß annehmen. Die Ursache davon wird weiter unten deutlich werden.

Bei schiefstehenden Brüken verursacht das Bearbeiten der Steine einige Schwierigkeiten, und die Lehren dazu müssen mit vieler Genauigkeit angegeben werden.

Wenn der Lehrbogen, wornach die Brüke construirt werden soll, aufgezeichnet ist, so muß diesem die Dike der Schalung zugegeben werden, welche im vorliegenden Falle aus Latten oder dünnen Brettern besteht. Nun kann man die Fugenschnitte der Steine bestimmen.

Die Brüke, Fig. 1, hat nur zum Theil eine schiefe Wölbung, und diese schließt sich, wie aus der Zeichnung zu sehen ist, an eine reguläre an. Die Lehren der regulären Wölbung werden nach den Fugenschnitten des Bogens, ikl, gezeichnet, und darnach die Steine zugehauen. Die Längen dieser Gewölbsteine haben kein bestimmtes Maaß, und man hat nur darauf zu sehen, daß ein guter Verband entsteht. Daher kann man auch in den untern Schichten manchmal Binder in das Mauerwerk des Gewölbnakens treten lassen, wie die punktirten Linien bei γ angeben.

Die Steine, woraus die Wölbung, amdcb, Fig. 1, besteht, haben verschiedene aber bestimmte Langen, und die gegebenen Fugenschnitte und Kurven werden auf folgende Art gefunden.

Es sollen z.B. die Lehren für den Stein δ gesucht werden. Da dieser Stein die dritte Schichte, hier mit Nr. 3 bezeichnet, vom Schlußsteine abwärts gezahlt, bildet, so sind die Fugenschnitte im Bogen ikl, bei Nr. 3 zu suchen, und da ferner dieser Stein auch auf dem untern Haupte und zwar nach dem Bogen kv = ey, gebogen ist, so wird dessen Länge stuf diese krumme Linie getragen, und so der dazu gehörige |38| erste und zweite Bogen gesucht. Jeder Gewölbstein wird im Bogen nach seiner Länge etwas windschief, und zwar um so viel er hinten schiefer auf der Peripherie des Bogens liegt, als am Schlußsteine. Die Köpfe werden auf der einen Seite winkelrecht, auf der andern nach dem Winkel bearbeitet, den die Linie ac mit der Schichte macht. Auf die vorbeschriebene Weise werden auch die Lehren zum Stein ε gesucht. Die Schichten, welche an den Linien ac, und ab, zusammenstoßen, erhalten wechselsweise eine Gehrung und einen Binder, z.B. der Stein φ erhält die Figur, wie die Zeichnung D, Fig. 1, weist.

Die Brüke, Fig. 2, welche in senkrechter Richtung, einen Bogen nach einem Kreuzzirkel hat, kann leicht von Quadern aufgeführt werden. Der dazu gehörige Kreuzzirkel ab, Fig. B, verlängert sich nach dem schiefen Maaße cd, und hat dabei die Höhe des ersten Zirkels. Die Gewölbschichten laufen mit der schrägen Richtung senkrecht, wie die Linie ghi etc. weist. Die Linie ef, geht durch die Schlußsteine der beiden Brükenhäupter, und alle Fugenschnitte stehen unter solcher senkrecht; links und rechts, von diesen Punkten, nehmen sie die ihnen zukommende Schräge an. Die Gewölbschichten bilden daher nach ihrer Länge em = on, den Bogen op, und für jede einzelne Länge des Steines wird die Brettung für eine Seite darnach geschnitten. Auf diese Art wird der vordere Bogen für die Längen der Steine gefunden. Da aber auch hier jeder Stein auf dem untern Haupte, mit welchem er auf die Einschalung kommt, windschief wird, so muß auch diese Verschiefung gesucht werden. Z.B. die Schichte e m, verschiebt sich ohngefähr 7 Zoll. Diese aber wird gefunden, wenn man vom Bogen der lezten Schichte bei o, eine Tangente zieht, und mit dieser eine Parallele aus dem Punkte r des Schlußsteines. Hier zeigt sich nun die Höhe der Verschiefung.

Alle Köpfe der Steine werden senkrecht bearbeitet, und der Seitenfugenschnitt ist z.B. beim Steine α, am vordern Haupte der bei r, und am hintern der bei s; beim Steine β am vordern Haupte bei s, und hinten bei t, dann endlich beim Steine γ, der vordere bei t, und der Hintere bei u. Für die |39| Schichte e m, ist die Lehre des Steins am Brükenhaupte bei D, abcd und die hintere dazu, mit der Verschiefung efgh. Aus dem Bogen, B, können daher alle Fugenschnitte gesucht, und die Lehren darnach gemacht werden. So beschreibt, um noch ein Beispiel zu geben, die Schichtenlinie dxc bei A, den Bogen dxc bei B, und aus diesem kann man die treffenden Fugenschnitte zu den Lehren finden.

Zu e) vom Versezen der Werksteine.

Die Werksteine müssen vollkommen genau und und scharf bearbeitet werden, so daß kaum bemerkbare Fugen entstehen. Dann ist es nicht nöthig, ein starkes Mörtelband zu geben. Viele Baumeister lassen die Steine ganz troken versezen, und die Fugen mit einem sehr dünnen Mörtel ausgießen. Sind aber die Steine genau bearbeitet, so dringt der Guß nicht in die Fugen. Ich lasse den Steinen dünnen Mörtel geben, solchen aber wieder abziehen, so daß der Stein gleichsam nur damit angefeuchtet wird. Jede Fuge und jede Fläche lasse ich auf diese Art behandeln. Der Mörtel dazu besteht aus feinem Quarzsande, und wird ziemlich fett gemacht, und so ist es möglich, daß eine Cohäsion entsteht.

Sind die Steine gut bearbeitet, so ist es auch nicht nöthig starke eiserne oder hölzerne Keile einzutreiben, denn dadurch wird das Gewölbe nur erschüttert, und vielleicht auch die Steine gesprengt.

Zu f) vom Ausschalen der Wölbung.

Jedes Gewölbe, vorzüglich wenn es aus Baksteinen besteht, soll einige Zeit auf den Bögen ruhen, ohne ausgeschalt zu werden, bis der Mörtel angezogen hat. Wenn man erst nach 10–12 Tagen ein gut gemauertes Gewölbe ausschalt, so ist eine Senkung kaum bemerkbar.

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