Titel: Cadiat und Oudry, über die Anwendung des Blechs, des Schmied- und Gußeisens beim Brückenbau.
Autor: Cadiat,
Oudry,
Fundstelle: 1851, Band 121, Nr. XXXVII. (S. 161–173)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj121/ar121037

XXXVII. Ueber die Anwendung des Blechs, des Schmied- und des Gußeisens beim Brückenbau; von Cadiat und Oudry.

Aus dem Moniteur industriel, 1851, Nr. 1562, 1564 und 1568.

Die bedeutende Anzahl von Verbindungsstraßen aller Art, welche in der neuesten Zeit angelegt worden sind, hat einen großen Einfluß auf die Ausbildung des Brückenbaues gehabt. Früher kannte man nur steinerne oder hölzerne Brücken; die ersten gußeisernen Brücken wurden zu Anfang dieses Jahrhunderts erbaut; Kettenbrücken kennt man seit 25 bis 30 Jahren. Aus Eisenblech construirte Brücken aber hat man erst seit kurzer Zeit angefertigt.

Eine gut construirte Brücke muß folgenden Hauptbedingungen genügen: sie muß fest und dauerhaft seyn; sie muß für den Verkehr auf derselben und mittelst Schiffen unter derselben die möglichste Bequemlichkeit darbieten, auch müssen ihre Anlagekosten so gering als möglich seyn.

Die Schwierigkeiten beim Brückenbau bestehen hauptsächlich in der zweckmäßigen Vereinigung dieser Bedingungen; läßt man die eine oder die andere unberücksichtigt, so kann man den übrigen leicht genügen. Es ist nicht schwierig gut zu bauen, wenn man die Kosten nicht zu berücksichtigen hat; das wahre Verdienst von Bauwerken dieser Art besteht in dem richtigen Verhältnisse der Leistung zu den Anlagekosten.

Vorzüge und Mängel der verschiedenen Systeme beim Brückenbau.

Die verschiedenen Systeme, welche man beim Brückenbau befolgt hat, entsprechen diesen wesentlichen Bedingungen mehr oder weniger.

Steinerne Brücken haben eine bedeutende Dauer; im Vergleich mit den übrigen sind sie aber kostspielig in der Anlage; ihre Bogen sind |162| klein, und ihre zahlreichen Pfeiler sind der Schifffahrt und dem Lauf der Flüsse hinderlich.

Hölzerne Brücken haben nur eine geringe Dauer und erfordern bedeutende Unterhaltungskosten.

Ketten- oder Hängebrücken.

Die Hängebrücken veranlassen keine großen Anlagekosten und lassen sich auch überall leicht herstellen; der Schifffahrt legen sie nur wenige Hindernisse in den Weg, und man müßte ihnen den Vorzug vor allen übrigen Arten von Brücken geben, wenn sie eben so dauerhaft wären. Dieß ist aber nicht der Fall; auch leisten sie nicht alles das, was man sich von ihnen versprochen hat. Man. hat sich nicht genug damit beschäftigt, den Bahnen dieser Brücken diejenige Steifheit zu geben, deren sie fähig wären, wenn man die ganze Bahn, statt die einzelnen Theile unabhängig von einander zu machen, mit einander verbände.

Es wäre möglich, ihrem Mangel an Steifheit durch wenige Abänderungen abzuhelfen, die sich an der Bahn und an dem Hängewerk anbringen ließen; aber bei ihrer jetzigen Constructionsart wirken ihre Schwankungen und Schwingungen sehr nachtheilig auf ihre Haupttheile ein, so daß sie keine große Dauer versprechen. Einige Ingenieure behaupten, daß nach nicht langer Zeit selbst diejenigen von diesen Brücken, welche sehr gut construirt sind, zerreißen werden, und leider sind schon mehrere von diesen trüben Weissagungen in Erfüllung gegangen. Wenn man dessenungeachtet jetzt noch Hängebrücken baut, so geschieht es nur aus dem Grunde, weil man sie durch kein anderes System zu ersetzen vermag, welches bei gleicher Wohlfeilheit eine größere Dauer verspräche.

Feste Brücken.

Die aus Gußeisen, Eisenblech oder Schmiedeisen construirten Brücken sind diejenigen, womit man sich gegenwärtig am meisten beschäftigt und von denen man glaubt, daß sie am besten allen Bedingungen entsprechen. Wir theilen diese Meinung. Da wir als Ingenieure eine große Anzahl von Brücken aller Art auszuführen haben, so begriffen wir die Wichtigkeit der Untersuchungen und der umfassenden Studien, welche man jetzt überall macht, um das beste System des Brückenbaues auszufinden; wir haben alle diese Versuche mit großer Aufmerksamkeit verfolgt, und insbesondere mit dem lebhaftesten Interesse die in England gemachten |163| Versuche über die Anwendung des Eisenblechs zu den Röhrenbrücken (Conway- und Britanniabrücke).

Röhrenbrücken der Engländer.

Wir müssen diesen Riesenwerken unsere Bewunderung zollen, allein weit mehr hinsichtlich der neuen Anwendung des Bleches zum Brückenbau, als bezüglich der unserer Ansicht nach wenig rationellen Form, welche die englischen Ingenieure ihren Brücken geben. Das Blech hat für die öffentlichen Bauten eine unermeßliche Zukunft; mittelst dieses Materials allein ist es möglich, die Hängebrücken durch ein vortheilhafteres System fester Brücken zu ersetzen. Was nun die länglich viereckigen Balken betrifft, die man zum Brückenbau anwendet, ohne Bögen unter ihnen anzubringen, so müssen wir sie als sehr schlechte Einrichtungen ansehen. Obgleich man sie wie alles Neue, das aus England kommt, für vorzüglich ansieht, so stellen wir doch das Prognostikon, daß man Constructionen dieser Art sehr bald aufgeben wird.

Gerade Brücken.

Gerade gußeiserne Balken von verschiedenen Querschnitten und Formen haben durch ihren Bruch in England schon großen Schaden veranlaßt; dennoch hat man diese Constructionsart in Frankreich nachgeahmt und ahmt sie noch nach, ohne zu bedenken, daß diese Form in den meisten Fällen die mangelhafteste ist. Solche Balken zum Brückenbau in einem Lande anzuwenden, wo das Gußeisen sehr theuer ist, beweist, daß sich die Ingenieurkunst in der Kindheit befindet; diese Balken könnten nur von den Roheisenproducenten vorgeschlagen werden, deren Interesse darin besteht, möglichst viel von diesem Material zu verkaufen.

Vortheile und Vorzüge der Bogen gegen die geraden Balken.

Die Anwendung von Bogen zum Tragen einer Brückenbahn ist weit vortheilhafter als diejenige eines länglich viereckigen Balkens in Form einer Röhre. Dieß ist eine so anerkannte Wahrheit, daß wir es füglich unterlassen könnten sie zu beweisen.

Wenn ein an seinen Enden befestigter Bogen auf seiner ganzen Länge belastet ist, so ist es klar, daß, weil alle seine Theile dem Druck widerstehen, das sämmtliche Metall benutzt wird. Wenn aber ein Balken nur auf seinen Unterlagen ruht, so leistet nur der obere Theil desselben |164| einen nutzbaren Widerstand; der untere Theil widersteht bloß durch Ausdehnung und der mittlere Theil hat gar keinen Nutzen. Bei einem Bogen fallen der neutrale Theil und der durch Ausdehnung widerstehende ganz weg und ihre Wirksamkeit wird durch den Widerstand der Widerlager ersetzt. Man sollte daher nur ausnahmsweise und nur dann, wenn man auf den Widerstand der Widerlager nicht rechnen darf, seine Zuflucht zu Balken nehmen.

Bei gleicher Entfernung zwischen den Stützpunkten, bei Gleichheit zwischen der Höhe eines Balkens und dem Pfeil eines Bogens, endlich bei gleicher Menge des Materials, kann ein Bogen eine beiläufig sechsmal größere Belastung tragen als ein gerader Balken.

Daher ist die Bogenform für diejenigen Theile welche eine Brücke tragen sollen, die einzig rationelle, man mag Blech oder Gußeisen anwenden.

Die verschiedenen Formen und die verschiedene Beschaffenheit der jetzt vorhandenen gußeisernen Brücken können wir hier nicht besprechen; wir bemerken nur, daß die den Bogen oder Gewölben gegebenen Formen nicht diejenigen sind, wobei sie bewegenden Lasten am besten zu widerstehen vermögen.

Mangelhafte Form der gußeisernen Bogen.

Bei Berechnung des Querschnitts von einem Brückenbogen hat man bisher stets angenommen, daß die Belastung auf der ganzen Länge der Bahn gleichmäßig vertheilt wird; man hat als Resultat gefunden, daß die Höhe des Bogens am Schluß ziemlich dieselbe wie an den Widerlagern seyn könne. Durch diese Hypothese kam man in den günstigsten Fällen in Nachtheil und die Mehrbelastung, mochte sie auch noch so groß seyn, lieferte bei der Berechnung bloß eine Vergrößerung des Drucks in der Richtung des Bogens, ohne daß diese Zunahme dessen Krümmung verändern zu müssen schien.

Ueber eine Brücke gehende Lasten, wie z. B. ein schwerer Wagen, oder in geschlossener Colonne marschirendes Militär, strengen aber eine Brücke auf ganz andere Weise an, als eine amtliche Probe, bei welcher die Belastung 200 Kilogr. per Quadratmeter beträgt.

Die Brücken müssen so berechnet seyn, daß sie ungleich vertheilte Belastungen ertragen können.

Wenn es sich um den Widerstand gegen eine gleichförmig vertheilte Belastung handelt, wie z. B. bei Brücken welche Wasserleitungen tragen, |165| so kann es zweckmäßig seyn, daß die Höhe der Bogen in der Mitte dieselbe wie an den Seiten ist; ganz anders ist es aber, wenn es sich um ungleich vertheilte Belastungen handelt, wie bei den gewöhnlichen Brücken. In letzterem Falle müssen die Bogen in der Mitte und an den Widerlagern sehr verschiedene Querschnitte haben; und combinirt man nun die schwersten über eine Brücke gehenden Lasten mit der bleibenden Belastung, welche von der Construction selbst herrührt, so findet man, daß die Bogen an den Widerlagern viel höher seyn müssen als am Schluß.

Diese Bedingung ist bei keiner der vorhandenen gußeisernen Brücken erfüllt.

Die Wichtigkeit dieser Bedingung zeigt ganz deutlich die Austerlitz-Brücke zu Paris; denn wenn man alle Bogen und alle Verbindungen dieser Brücke untersucht, so findet man, daß bei jeder Verbindung der 21 Gewölbsteine in der Mitte 7 unversehrt geblieben sind, während 14 an den Seiten so zerrissen, daß man sie mit schmiedeisernen Klammern versehen mußte. Es ist klar, daß bei dieser Brücke die Gewölbsteine an den Widerlagern keine hinreichende Höhe und keinen hinreichenden Querschnitt hatten, während die Steine im Schluß vielleicht einen zu starken Querschnitt besaßen.

Bei Anwendung des Gußeisens ist die erwähnte Veränderung der Höhe des Bogens wegen der Verschiedenartigkeit der Modelle nicht anwendbar. Blech hat in dieser Beziehung große Vortheile vor dem Gußeisen, denn man kann ohne Schwierigkeit den blechernen Bogen einen Querschnitt geben, welcher vom Schluß nach den Widerlagern zunimmt. Die leichtere Bearbeitung des Blechs verschafft diesem Material schon einen Vorzug gegen das Gußeisen; allein Blech und Schmiedeisen haben noch andere Vorzüge vor dem Gußeisen, selbst dann wenn man dem letztern die Bogenform gibt. Schmiedeisen besitzt eine weit größere Festigkeit als Gußeisen, wenn eine ausdehnende Kraft auf dasselbe einwirkt.

Irrige Annahme über die relative Festigkeit des Schmied- und Gußeisens.

Man hat durch eine große Anzahl von Versuchen, welche mit würfelförmigen Stücken angestellt wurden, gefunden, daß Gußeisen größere Lasten trägt als Schmiedeisen, ehe es zerdrückt wird; mit Unrecht folgerte man aber daraus, daß bei Constructionen, wenn es sich um Widerstand gegen einen bedeutenden Druck handelt, das Gußeisen dem Schmiedeisen vorzuziehen sey. Der Vorzug des Gußeisens vor dem |166| Schmiedeisen, um dem Zerdrücken Widerstand zu leisten, zeigte sich nur bei solchen Versuchen, wo sehr kurze Prismen angewendet wurden. Bei Constructionen können Schmiedeisen und Blech im Gegentheil weit stärkere zerdrückende Belastungen tragen als Gußeisen.

Unsere Behauptung erscheint auf den ersten Blick paradox, und dennoch ist sie sehr wahr und läßt sich leicht beweisen. Zuvörderst hat bei allen Bauten, insbesondere aber bei Brückenconstructionen, das Gußeisen nicht bloß einfachen Pressionen zu widerstehen, sondern es muß auch lebendigen Kräften widerstehen, welche die aus den Versuchen abgeleiteten Folgerungen unanwendbar machen.

Zwischen dem Gußeisen und dem Blech besteht in Beziehung auf den Widerstand gegen Zerdrückung ein auffallend ähnliches Verhältniß wie zwischen hartem und weichem Schmiedeisen. Prüft man hartes oder sprödes Eisen auf seine absolute Festigkeit, so leistet es einen bedeutenden Widerstand; es trägt, ehe es zerbricht, bis 42 Kilogr. per Quadratmillimeter seines Querschnitts, aber es bricht plötzlich und dem Bruch geht nur eine unbedeutende Verlängerung voraus. Die weichen Eisensorten dagegen, z. B. das Ketteneisen, haben die Eigenschaft sich bedeutend auszudehnen; im Augenblick des Brechens oder Zerreißens verlängern sie sich um 10 bis 25 Proc. ihrer ursprünglichen Länge. Die spröden Eisensorten zerbrechen unbelastet bei dem geringsten Stoß, während weiches Eisen ganz belastet beträchtliche Stöße erträgt ohne zu brechen.

Die weichen Eisensorten können wegen ihres Widerstands gegen die Einwirkung der lebendigen Kräfte mit Sicherheit bis zu 13 Kilogr. per Millimeter tragen; während es sehr unvorsichtig seyn würde, sprödes Eisen mit mehr als 8 Kilogr. belasten zu wollen.

Nach den von Karsten über die rückwirkende Festigkeit des Guß- und Schmiedeisens angestellten Versuchen ertrugen schmiedeiserne Würfel per Quadratmillimeter eine Belastung von 49 Kilogr.
Würfel von grauem und weichem Gußeisen, welche unter der Belastung abgeplattet, aber nicht zu Staub zerdrückt wurden, trugen per Quadratmillimeter 100–120 Kil.
Weißes und hartes Gußeisen, welches unter der Belastung mit Explosion und Lichtentwickelung in Staub verwandelt wird, trug 125–180 Kil.

Nach diesen Versuchen widersteht also das weiße oder das sprödeste Roheisen größern Belastungen als das graue und weiche; man hüte sich |167| aber daraus zu folgern, daß bei Constructionen, wo es sich um die rückwirkende Festigkeit handelt, das weiße Gußeisen dem grauen vorgezogen werden müsse. Dasselbe Verhältniß, welches zwischen dem weichen Gußeisen und dem Schmiedeisen stattfindet, zeigt sich auch zwischen dem weißen und grauen Gußeisen.

Nach Rennie dürfen würfelförmige Gußeisenstücke, wenn sie vollkommene Sicherheit gewähren sollen, nur mit 20 Kilogr. per Quadratmillimeter belastet werden. Wenn es sich um einzelne prismenförmige Stützen handelt, so muß diese Belastung auf ⅔, auf ½ oder auf 1/15 reducirt werden, je nachdem die Stütze oder die Säule die 4fache, achtfache oder 36fache Höhe ihrer Dicke hat. Man kann daher gußeiserne Pfeiler nur in dem Verhältniß von 12, von 10 und von 1,33 Kilogr. per Quadratmillimeter belasten, sobald man vollständige Sicherheit erreichen will.

Was nun das Schmiedeisen betrifft, so wird es eher gebogen als zusammengedrückt, wenn die Höhe das Doppelte der Dicke beträgt; wenn sie sich aber auf das 12- oder 24fache der Dicke beläuft, so muß die zu tragende Belastung auf ⅝ oder ½ derjenigen reducirt werden, welche das Eisen als Würfel trägt. In diesen verschiedenen Fällen können Schmiedeisen oder Blech 24,5 bis 30 Kilogr. per Quadratmillimeter tragen.

Diese Belastungen sind viel größer als diejenigen, welche unter gleichen Umständen das Gußeisen tragen könnte.

Die Versuche über die Belastungen, welche schmied- und gußeiserne Röhren zu tragen vermögen ohne zerdrückt zu werden, geben offenbar keine genügenden Anhaltspunkte hinsichtlich der zum Brückenbau geeignetsten Materialien; denn bei den Brücken müssen Schmied- und Gußeisen hauptsächlich der Einwirkung der lebendigen Kräfte widerstehen. Man muß daher denjenigen Materialien den Vorzug geben, welche die größte Elasticität mit dem größten Widerstand gegen das Zusammendrücken vereinigen.17 Nun ist aber das Arbeitsquantum (die lebendige Kraft), welches zum Zerreißen von Schmiedeisen oder Blech erforderlich ist, wenigstens 50mal größer als für Gußeisen.

|168|

Es ist daher die Anwendung von Schmiedeisen und Blech in jeder Beziehung der Benützung von Gußeisen beim Brückenbau weit vorzuziehen, sogar wenn man diese Materialien benutzt um der Zusammendrückung zu widerstehen.

Wenn eine Rechtfertigung des Gesagten überhaupt erforderlich wäre, so brauchten wir nur zu bemerken, daß bei den kühnsten Bauten das Gußeisen nur im Verhältniß von 3–4 Kilogr. per Quadratmillimeter belastet ist, während das Blech für die Britannia-Röhrenbrücke bei der Probe einer Belastung von 6 Tonnen per Quadratzoll (9,44 Kilogr. per Quadratmillimeter) widerstanden hat.

Die Anwendung des Blechs ist wohlfeiler und sicherer als diejenige des Gußeisens.

Schmiedeisen und Blech kosten ungefähr das Doppelte von dem Gußeisen, allein bei gleicher Belastung hat man auch nur die Hälfte des Materials nöthig. Da nun die zu tragende Last in Folge der Gewichtsverminderung des zum Bau einer Brücke angewendeten Materials bedeutend vermindert wird, so ist die Ersparung sehr groß, wenn man Blech oder Schmiedeisen statt Gußeisen anwendet.

Außerdem bietet die Benutzung von Blech oder Schmiedeisen im Vergleich mit Gußeisen eine weit größere Sicherheit dar; denn es leisten diese Materialien einen constanten Widerstand, auf welchen man sichere Berechnungen gründen kann. Dieß ist aber bei dem Gußeisen durchaus nicht der Fall, indem dessen Widerstandsfähigkeit bei seiner Fabrication durch Blasen, durch Unterbrechungen des Zusammenhanges, sowie durch ein ungleichartiges Schwinden oft vermindert wird, wodurch ein späterer Bruch gewissermaßen vorbereitet wird, während man in den meisten Fällen gar nicht im Stande ist diese Fehler durch die genaueste Untersuchung der Oberfläche zu erkennen.

Benutzung des Schmiedeisens statt des Holzes bei den Brückenbahnen.

Die Ersetzung des Gußeisens bei dem Brückenbau durch Schmiedeisen und Blech ist nicht die einzige Frage, welche wir zu erörtern haben. Die hölzernen Balken, welche die Bahn bei gußeisernen oder bei Hängebrücken tragen, müssen häufig ausgewechselt werden. Diese Auswechselung veranlaßt aber eine kürzere oder längere Unterbrechung der Passage. Das Holz ist jedoch häufig fehlerhaft, ohne daß man |169| dieß sogleich zu erkennen vermöchte, und in diesem Falle können durch seine Verwendung große Nachtheile, ja sogar Unglücksfälle veranlaßt werden.

Man hat einige Versuche gemacht, das Holz durch Eisen zu ersetzen; sie fanden aber keine Nachahmung, weil mit diesem System eine bedeutende Erhöhung der Anlagekosten verbunden war. Man ist jedoch auf einen falschen Weg gerathen, indem man sich darauf beschränkte alle hölzernen Balken mit Eisen zu armiren, ohne zu bedenken, daß das Eisen ganz neue Constructionen gestattet.

So sind bei den Hängebrücken die hölzernen Balken in gewissen Entfernungen von einander angebracht, ohne gegenseitig mit einander verbunden zu seyn.

Jeder Balken hat Dimensionen, welche ihn befähigen, für sich und ohne Beihülfe der übrigen Balken die größtmöglichen Lasten welche über die Brücke gehen, zu tragen. Wendet man das Schmiedeisen folglich unter denselben Umständen statt des Holzes an, indem man sich darauf beschränkt jeden hölzernen Balken durch einen eisernen zu ersetzen, so muß auch jeder für sich allein die größten Belastungen zu ertragen vermögen, daraus folgt dann die Nothwendigkeit, den eisernen Balken starke Dimensionen und folglich ein bedeutendes Gewicht zu geben; eine weitere Folge sind natürlich bedeutendere Anlagekosten.

Um diese Frage wahrhaft zu lösen, müßte man solche Einrichtungen treffen, daß die über eine Brücke gehenden Lasten nicht von einem einzigen Balken getragen werden könnten, ohne zugleich von allen benachbarten getragen zu werden. Man müßte die Balken so untereinander verbinden, daß immer eine sehr große Anzahl derselben eine darübergehende Last trägt; auf diese Weise würde eine Last nie von einem einzigen Balken getragen werden, sondern sie würde auf 8, 10 oder 12 andere Balken vertheilt werden; es wäre dann möglich, die erforderliche Stärke jedes Balkens auf ⅛, 1/10 oder 1/12 zu vermindern, und daher das Holz ohne Kostenerhöhung durch Schmiedeisen zu ersetzen.

Wir geben die Lösung dieser Frage in der unten beschriebenen netzförmigen Brückenbahn.

Mangel der Verbindung zwischen den Feldern, den Bogen und der Bahn bei den bisherigen Brücken.

Wir haben oben bei der Erwähnung der Hängebrücken die Bemerkung gemacht, daß man bisher bei deren Construction wenig bemüht |170| war, ihnen die ganze Steifigkeit zu ertheilen, deren sie fähig sind. Dasselbe läßt sich von gewissen gußeisernen Brücken sagen; manche davon, z. B. die Carrouselbrücke zu Paris, haben fast eine eben so große Biegsamkeit wie die Hängebrücken. Dieß rührt daher, daß man es vermeidet eine vollkommene Solidarität zwischen ihren verschiedenen Theilen herzustellen. Die Felder, anstatt die Bahn fest mit den Bogen zu verbinden, bilden Ringe, welche sowohl von einander als von der Bahn und dem Bogen unabhängig sind; diese Felder theilen den ganzen Druck, der einen Punkt der Bahn trifft, direct den entsprechenden Punkten der Bogen mit, so daß der Druck auf die Bogen nicht auf eine hinlängliche Länge vertheilt wird. Auf diese Weise erleiden die Bogen nach und nach auf jedem Punkte ihrer Länge den Druck der ganzen Belastung, welche über die Bahn geht. Wären aber die Felder, die Bogen und die Bahn der Brücke fest miteinander verbunden, so müßte der auf die Bahn ausgeübte Druck sich auf eine größere Länge der Bogen vertheilen.

Fehler der Carrouselbrücke.

Wegen der mangelnden Solidarität zwischen ihren Theilen erleidet diese Brücke bei der kleinsten Belastung bedeutende Schwankungen. Wir sind daher der Meinung, daß nicht nur die Felder an und für sich sehr steif (fest) seyn sollten, sondern daß man sie auch als Mittel benutzen sollte, um die Fahrbahn mit den Bogen fest zu verbinden. Nach unserer Ueberzeugung vermag nur eine sehr feste Verbindung zwischen den verschiedenen Theilen einer Brücke ihr die gehörige Steifheit und Unbeweglichkeit zu verschaffen, welche die Hauptbedingungen für eine lange Dauer sind. Wenn nämlich eine vollkommene Solidarität stattfindet, so kann kein einziger Theil einer Brücke für sich den Einwirkungen der über die Bahn gehenden Lasten nachgeben, ohne daß auch auch alle anderen in demselben Augenblick nachgeben; um in diesem Falle eine Biegung zu veranlassen, müssen die Einwirkungen der Belastungen den Widerstand überwinden, welcher ihnen von allen Theilen der Brücke entgegengesetzt wird, nicht bloß von denjenigen Theilen, auf welchen die Belastung unmittelbar ruht.

Steife und fest mit dem Bogen und der Fahrbahn verbundene Felder sind hauptsächlich für solche Brücken unerläßlich, über welche Eisenbahnzüge gehen.

|171|

Mangel an Solidarität zwischen der Fahrbahn, den Stäben und den Ketten bei Hängebrücken.

Wir sind überzeugt, daß wenn eine gehörige Solidarität zwischen den Ketten und Bahnen der Hängebrücken stattfände, ihrem Mangel an Steifheit abgeholfen wäre.

Bei der jetzigen Construction der Kettenbrücken ist jeder Balken isolirt; er ist nur an einem Punkte von den Kettenbündeln aufgehängt; für jede Last, welche sich über die Brücke bewegt, wird der gesammte Druck, welchen jeder Balken erleidet, bloß an einem Punkte der Kettenlänge übertragen; daraus folgt, daß die Durchbiegung der Ketten an den Aufhängepunkten die größtmögliche ist. Denkt man sich aber anstatt der einzelnen und von einander unabhängigen Balken die Fahrbahn als ein verbundenes Ganze, ein einziges Netz bildend, dessen Theile alle genau unter einander verbunden sind, so werden die darüber gehenden Lasten nicht mehr bloß durch zwei Punkte an den Ketten, sondern durch eine sehr große Länge der Ketten getragen werden. Wenn man, anstatt jeden Punkt der Fahrbahn an einem einzigen Punkte der Ketten durch eine einzige senkrechte Stange aufzuhängen, überdieß eine solche Einrichtung trifft, daß jeder Punkt der Fahrbahn von einer gewissen Anzahl Punkte an den Ketten mittelst divergirender Stäbe getragen wird, so muß die Wirkung der über die Brücke gehenden Lasten, anstatt sich bloß an zwei Punkten der Ketten bemerkbar zu machen, sich nothwendig zuerst auf einer großen Länge der Fahrbahn und hernach auf einer sehr großen Länge der Ketten vertheilen. Die Wirkung der über die Brücken gehenden Lasten, welche bei der jetzigen Construction nur auf Kettenlängen von 5 bis 6 Meter stattfindet, wird sich alsdann auf zehn- oder zwanzigmal größere Längen erstrecken; daraus folgt, daß die Biegung der Ketten, welche das Maaß der Biegsamkeit der Brücke selbst ist, zehn- oder zwanzigmal geringer seyn wird.

Die Hängebrücken würden viel fester und dauerhafter seyn, wenn man statt der jetzigen von einander unabhängigen Hängestangen, steife Felder anwendete, welche die Krümmung der Ketten unveränderlich und constant erhalten und dabei die Wirkung der Belastungen irgend eines Punktes der Fahrbahn auf eine sehr große Länge vertheilen würden.

Die Brücken müssen durch ihre Massen Widerstand leisten.

Außer der Steifheit, welche so groß als möglich seyn muß, gibt es noch andere Bedingungen, denen eine gute Brücke genügen muß; |172| dahin gehören das statische Gleichgewicht aller ihrer Theile und die Stabilität des Ganzen.

Das Gleichgewicht einer Brücke ist eine natürliche Folge ihrer Symmetrie, wenn sie gar nicht oder wenn sie gleichmäßig belastet ist; allein das Gleichgewicht zwischen den Gewichten ihrer Theile wird verändert, wenn eine Seite mehr belastet ist als die andere; und wenn die schweren Theile weder durch Reibung noch durch die Stärke der Verbindungen mehr aneinander hängen, so muß die geringste Ueberladung einer Seite, indem sie das statische Gleichgewicht stört, einen Einsturz veranlassen. Es ist folglich die gegenseitige Reibung der Gewölbsteine oder die Stärke der Verbindnngen allein, was ungleichmäßig vertheilten Mehrbelastungen das Gleichgewicht hält; man sieht aber leicht ein, daß das Gleichgewicht in Folge einer Belastung an einem einzigen Punkte um so weniger gestört, und daß die dem Ganzen mitgetheilte Bewegung um so weniger bemerkbar werden wird, je beträchtlicher das Gesammtgewicht des Baues im Verhältniß zur hinzugekommenen Belastung ist.

Aus diesen Gründen verfiel man darauf, die Fahrbahn gewisser Brücken mit trägen Materialien zu belasten, nämlich schweren Chausseen oder großen Massen von Schutt. Diese Belastung ist vollkommen begründet; allein wir fragen, ob es zweckmäßig ist, diese Belastung auf dem höchsten Theil der Bogen anzubringen, dadurch deren Schwerpunkt zu erhöhen und ihr Gleichgewicht immer veränderlicher zu machen ? Wir fragen ferner, ob es zweckmäßig sey, sehr schwere Bahnen zu machen und sie durch leichte Bogen tragen zu lassen, wobei die Belastung der Balken, der Bahn und der Felder vergrößert wird? Wir glauben im Gegentheil, daß weil es unerläßlich ist, daß ein Brückenbogen durch die Wirkung seiner Masse sein Gleichgewicht gegen die Einwirkung darübergehender Belastungen behalte, diese Masse in den Bogen selbst concentrirt seyn müsse. In den Bogen wird sie mehr unmittelbar widerstehen, ohne weder die Balken der Bahn, noch die Felder zu überlasten, und sie wird den Schwerpunkt des Gesammtbogens erniedrigen und zur größeren Stabilität beitragen.

Nach unserer Meinung müssen daher schwere Bogen, welche eine leichte aber steife Bahn tragen, leichten Bogen mit einer schweren Bahn vorgezogen werden.

Wir stellen im Folgenden die erörterten Thatsachen zusammen:

1) Die Hängebrücken haben nicht die ganze Steifigkeit, welche man ihnen ertheilen könnte; es wäre möglich, sie ohne Mehraufwand an Kosten in Stand zu setzen, den nothwendigen Bedingungen zu entsprechen.

|173|

2) Blecherne Brücken müssen die gußeisernen ersetzen, weil das Blech bei einem viel geringern Gewicht und folglich geringern Kosten einen ohne Vergleich größeren Widerstand als das Gußeisen leistet.

3) Die englischen Röhrenbrücken sind kostspielige Einrichtungen für gewisse besondere Fälle und gestatten keine allgemeine Anwendung. Sie kosten mehr als die von Bogen getragenen Brücken, ohne dieselbe Dauer zu verbürgen.

4) Die blechernen Bogen gestatten in vielen Fällen die Hängebrücken ohne Kostenerhöhung durch feste Brücken zu ersetzen.

5) Wenn die Belastungen ungleich vertheilt sind, so muß die Form der Bogen so seyn, daß sie eine größere Querschnittshöhe an den Widerlagern als am Schluß haben. Gleiche Querschnittshöhe am Schluß und an den Widerlagern ist nur für Wasserleitungsbrücken zweckmäßig, bei allen übrigen aber mangelhaft.

6) Da die Brücken hauptsächlich durch die Einwirkung der lebendigen Kräfte leiden, so sind es die Materialien mit der größten Elasticität, welche zu ihrem Bau vorgezogen werden müssen.

7) Schmiedeisen und Blech könnnen anstatt des Holzes zu den Balken der Fahrbahnen verwendet werden, wodurch man die letztern ohne wesentliche Kostenerhöhung steifer und dauerhafter macht.

8) Wenn man die Masse der Brücken vergrößert, damit sie den Schwingungen, welche darübergehende Belastungen veranlassen, besser widerstehen können, so ist es vortheilhafter die hinzukommenden Massen in den Bogen als auf der Fahrbahn zu vertheilen.

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Da ein Glasstab von 1 Centimet. Querschnitt ein Gewicht von 248 Kilogr. ohne zu zerreißen tragen kann, so würde ein Würfel aus demselben Material mit Seiten von 1 Centimeter das Zusammendrücken durch eine mindestens gleiche Belastung aushalten, während ein Bleiwürfel nur 186 Kilogr. tragen könnte. Ließe sich nun aus dieser Verschiedenheit folgern, daß die Anwendung des Glases mehr Sicherheit gewähre als diejenige des Bleies ? Dieß würde Niemand zu behaupten wagen.

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