Titel: Fairbairn, über den Einfluß wiederholter Stöße etc. auf schmiedeeiserne Brücken.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1865, Band 175, Nr. VII. (S. 11–13)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj175/ar175007

VII. Versuche über den Einfluß von wiederholten Stößen und Wechseln in der Belastung auf schmiedeeiserne Brücken, von William Fairbairn.

Im Auszug mitgetheilt nach dem London Artizan, April 1864; hier aus dem Civilingenieur, Bd. X S. 510.

Fairbairn bemerkt, daß nach den Versuchen, welche vor Erbauung der die Conway und Menai Streets überspannenden Brücken zur Ermittelung der Stärke und zweckmäßigsten Form der Röhrenbrücken angestellt wurden, anfänglich angenommen worden sey, daß man dieses und ähnliche schmiedeeiserne Brückensysteme nach Abzug der Hälfte des eigenen Gewichtes der Brücke nach einer Bruchlast berechnen müsse, welche sechsmal so groß sey, als die Belastung schlimmsten Falles betragen könne. Man glaubte hierbei schon eine genügende Sicherheit gegeben zu haben, später auftauchende Bedenklichkeiten führten aber, wie dieß bei neuen Constructionen oft der Fall ist, zur Annahme einer noch größeren Sicherheit und man berechnete mehrere dieser Bauwerke nach dem Achtfachen der höchsten Belastung, gieng jedoch später, als sich dieselben gut bewährten, wieder auf das Sechsfache zurück.

Bei dem bald kund werdenden allgemeinen Verlangen für schmiedeeiserne Brücken entstanden mehrere derartige Bauwerke, bei denen die durch die oben erwähnten Experimente aufgefundenen Verhältnisse zwischen den Stärken der oberen und unteren Gurtung u.s.w. nicht gehörig beachtet und befolgt worden waren, und bei einigen von diesen schwachen Brücken waren die Verhältnisse so übel gewählt, daß sie schon bei der Belastung mit dem Doppelten des permanenten Gewichtes nahe an der Grenze ihrer Tragfähigkeit standen, was noch dadurch verschlimmert wurde, daß sie oft in Accord gebaut und mit schlechtem Eisen und schlechter Arbeit ausgeführt waren. Hierdurch wurden natürlich mancherlei Unfälle und Einstürze herbeigeführt, welche Bedenklichkeiten und Befürchtungen |12| bezüglich der Anwendbarkeit des Schmiedeeisens zum Brückenbau hervorriefen, und endlich bestimmte der Board of Trade, daß bei schmiedeeisernen Brücken keine stärkere Inanspruchnahme als mit 5 Tonen pro Quadratzoll zulässig zu erachten sey, ohne daß es dargelegt worden wäre, worauf sich diese Annahme gründe.

Die durchgängige Annahme von 5 Ton. scheint nicht geeignet, in allen Fällen die besten Constructionsverhältnisse zu bestimmen, denn bekanntlich ist bei Schmiedeeisen der Widerstand gegen Zug sehr verschieden vom Widerstande gegen Druck und es kam daher vor, daß bei unpassender Dimensionirung der oberen Gurtung gegen die untere ein mit sechsfacher Sicherheit berechneter Träger unter 10 Tonnen Belastung, oder wenig mehr als der Hälfte der Bruchfestigkeit, bereits an der Grenze der Widerstandsfähigkeit anlangte. Dabei wurde ferner beobachtet, daß die obere Gurtung im Querschnitt nur wenig über halb so stark gemacht zu werden brauchte, wenn sie nicht massiv, sondern zellenförmig construirt wurde, was für den Bau weit gespannter Brücken von großer Wichtigkeit war. Die Vorschrift von 5 Tonnen pro Quadratzoll ist also in diesem Falle nicht zutreffend und da bei derselben überdieß Nichts darüber gesagt war, in welcher Weise das Eigengewicht in Rechnung zu bringen sey, so mußte dieselbe als ungenügend erscheinen.

Fairbairn stellte daher die nachstehend angeführten Versuche an, um zu finden, welche Anstrengung schmiedeeiserne Brücken mit Sicherheit auszuhalten im Stande sind. Der Apparat war so eingerichtet, daß die Belastung schnell erfolgte, und daß das Brückenmodell dann unter der Belastung beträchtliche Erschütterungen auszuhalten hatte. Das Modell war ein 20 Fuß frei liegender Blechbalken mit

4,3 Quadratzoll Querschnitt der oberen Gurtung,
2,4 „ unteren Gurtung
1,9 „ Mittelrippe
8,6 im Ganzen,

16 Zoll hoch und 7 Cwt. 3 Qrs. schwer.

Derselbe wurde zunächst mit 6643 Pfd. oder 1/4 der Bruchlast belastet und zeigte dabei Folgendes:

Datum. Zahl der Belastungen. Einbiegung.
21. März 1860 0 0,17
7. April „ 202890 0,17
1. Mai „ 449280 0,16
14. Mai „ 596790 0,16

Nachdem der Balken ungefähr eine halbe Million von abwechselnden Be- und Entlastungen (acht pro Minute) ohne merkliche Veränderung |13| ausgehalten hatte, steigerte man die Belastung auf circa 3 1/2 Tonnen oder 2/7 der Bruchlast und setzte ihn abermals 403210 abwechselnden Be- und Entlastungen aus, wobei die anfängliche Einbiegung (0,22 Zoll) sich nicht veränderte.

Hierauf wurde das Gewicht auf 10486 Pfd. oder 2/5 des Bruchgewichtes gesteigert und es zeigte sich eine Einbiegung von 0,35 Zoll mit permanenter Einbiegung von 0,05 Zoll. Nach 5175 abwechselnden Belastungen (im Ganzen also 1005175 Wechseln) brach der Balken ziemlich in der Mitte.

Derselbe wurde hierauf durch Erneuerung der zerrissenen Winkeleisen und Auflegen einer Deckplatte reparirt und wieder mit 3 Tonnen belastet, und hielt ohne Zunahme der permanenten Einbiegung 3150000 abwechselnde Be- und Entlastungen aus. Als man nun die Last auf 4 Tonnen erhöhte, wodurch die Einbiegung von 0,17 auf 0,20 Zoll wuchs, brach der Balken nach 313000 Wechseln in der unteren Gurtung, nahe bei der geflickten Stelle.

Aus diesen Versuchen geht hervor, daß schmiedeeiserne Balken der gewöhnlichen Construction bei einer Belastung mit 1/3 der Bruchlast starke Erschütterungen nicht mit Sicherheit zu tragen vermögen, daß sie dagegen 1/4 der Bruchlast mit großer Zähigkeit vertragen. Nimmt man an, daß eine schmiedeeiserne Brücke unter dieser Last 12 Millionen Wechsel ohne Schaden aushält, so würde eine solche Brücke 328 Jahre stehen, wenn sie täglich hundertmal befahren würde. Bei 1/3 der Bruchlast würde sie aber nur 8 Jahre sicher seyn, da der Versuchsbalken unter dieser Last nur 313000 Wechsel aushielt.

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