Titel: Fluſseisen für Brückenbauten.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1888, Band 269 (S. 405–412)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj269/ar269094

Fluſseisen für Brückenbauten.

Unter der vorstehenden Ueberschrift bringt Stahl und Eisen in Nr. 7 vom Juli nachstehende sehr bemerkenswerte Mittheilungen von dem Eisenbahnbauinspektor Mehrtens.

I.

Wenn bei der Herstellung von Brückentragwerken das Schweiſseisen zur Zeit noch der bevorzugte Stoff ist, so erwächst ihm doch in der Stille und ganz allmählig im Fluſseisen ein mächtiger Nebenbuhler. Für die wichtigsten Eisenbahnbedarfsgegenstände gilt das Fluſseisen bezieh. der Fluſsstahl seit Jahren schon als der geeignetste Baustoff, aber auch auf den Gebieten der Constructionen der verschiedensten Baufächer macht sich eine Strömung zu Gunsten des Fluſsmetalles geltend. Der Bau fluſsstählerner Schiffe und Kessel hat bereits eine bedeutende Ausdehnung gewonnen. Selbst in unserem engeren Vaterlande, dessen Bauverwaltungen, indem sie das Schweiſseisen bevorzugen, dem Fluſseisen gegenüber sich meistens noch abwartend verhalten, hat wenigstens der Schiffbau in Stahl sich den ihm gebührenden Platz erobert. Jedoch sieht man bei uns die Verwendung des Fluſseisens zu Dampfkesseln, Brückentragwerken und derlei Constructionen meist noch mit ungünstigen Augen an.

Danach bedarf die Frage der Verwendung des Fluſseisens für Constructionen zwar immer noch der Klärung, jedoch ist nicht zu verkennen, daſs sie ihrer Lösung mit raschen Schritten entgegeneilt. Die rumänische Regierung hat auf den Rath ihrer Ingenieure vor Inangriffnahme des Baues der groſsen Eisenbahnbrücken über die beiden Donauarme bei Cernavoda die Fluſseisenfrage einer gründlichen Erörterung unterworfen, indem sie sich durch Vermittelung des französischen Ministers der öffentlichen Arbeiten die bezüglichen Ansichten bedeutender französischer Ingenieure, insbesondere des „Conseil général des ponts et chaussées“, einholte.

Nachdem wir zunächst Lage und Abmessungen der in Rede stehenden Brücken mit einigen Worten berührt haben, werden wir das in den „Annales des ponts et chaussées“ veröffentlichte Gutachten einer vom „Conseil“ eingesetzten Commission in seinen wesentlichsten Punkten auszugsweise wiedergeben und daran eine Besprechung knüpfen.

Die Brücken liegen in der zwischen den Städten Cernavoda an der Donau und Constantza am Schwarzen Meere zu erbauenden Strecke der Eisenbahnlinie Bukarest-Cernavoda-Constantza, welche zwei Arme der Donau und eine dazwischen liegende Insel in gerader Linie überschneidet. Die Brücke über den bei Cernavoda vorbeiführenden Hauptarm hat vier, diejenige über den Borcea-Arm drei Oeffnungen von je 165m Spannweite. Diese beiden mit wagerechter Fahrbahn angelegten Fluſsbrücken verbindet ein im Bahngefälle von 1 : 100 liegender Viaduct mit |406| 52 Oeffnungen von je 50m Spannweite. Alle Ueberbauten sind Balkenbrücken und für die Fluſsbrücken nach dem Halbparabelträger-Systeme, für den Viaduct nach dem Parabelträger-Systeme ausgebildet.

II.

Bei den selbst für auſsereuropäische Verhältnisse ungewöhnlichen Abmessungen der vorliegenden Spannweiten war es geboten, der Fluſseisenfrage die eingehendste Beachtung zu schenken. Der Commission war die Wahl zwischen Schweiſseisen und Martin-Fluſsstahl gestellt. Sie zog dabei folgende Sonderpunkte in den Bereich ihrer Untersuchungen:

1) Vergleich der Gewichte für Brücken aus Schweiſseisen und Martinstahl bei verschiedenen Spannweiten.

2) Vergleich der Kosten der Materialbeschaffung und Verarbeitung.

3) Bestimmung der Grenze der Spannweite, für welche die Verwendung von Fluſsstahl vortheilhafter ist, als Schweiſseisen.

4) Feststellung der Bedingungen für die Festigkeitseigenschaften der vorzuschlagenden Fluſsstahlsorte.

5) Beste Art der Verarbeitung und Vernietung.

Zu diesem Behufe hielt die Commission Umfrage bei den bedeutendsten französischen Hüttenwerken (von Batignolles, Fives-Lille, Creusot, Cail, Terre-Noire) und einigen hervorragenden französischen Ingenieuren. Auſserdem studirte sie die zur Zeit bei der französischen Marine, der englischen Admiralität und dem Board of Trade geltenden Bestimmungen und Gepflogenheiten, sowie auch einzelne der bereits vorliegenden Ausführungen von fluſsstählernen Brückenconstructionen. Soweit die Ergebnisse der Umfragen und vergleichenden Untersuchungen sich kurz zusammenfassen lieſsen, wurden sie, wie nachstehend angegeben, tabellarisch geordnet. Die ausführlicheren Einzelberichte sind in der Quelle nachzulesen.

Der Commissionsbericht wird durch kurze Angaben über die erstmalige Verwendung des Fluſseisens und der dabei erzielten Miſserfolge eingeleitet, verbreitet sich darauf im Allgemeinen über die nothwendigen Eigenschaften der zu wählenden Fluſseisensorte und über die heutigen Preisunterschiede zwischen diesem Materiale und dem Schweiſseisen. Die Commission kommt danach zum Schlusse, daſs für die Oeffnungen von 165m Weite die Verwendung von Martinstahl zu empfehlen sei, weil, abgesehen von der bei der Herstellung der Construction zu erzielenden Kostenersparniſs, die Verminderung des Eigengewichtes der fluſsstählernen Ueberbauten um etwa 40 Proc. gegenüber demjenigen der schweiſseisernen Construction nicht allein die Aufstellungsarbeiten bedeutend erleichtern, sondern auch die Abmessungen der Pfeiler beschränken und die Gründung derselben erleichtern helfe. Dagegen sei anzurathen, für die Ueberbauten von nur 50m Weite die Wahl des

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Namen der Werke, Behörden
oder Brücken


Festigkeits-
Bedingungen

Zulässige In-
anspruch-
nahme in k
und qmm
Verhältnifs
zwischen dem
Preise von Stahl
und Eisen
Material der Niete Art der Nietloch-
herstellung
Ersparniſs zu
Gunsten des
Stahles bei
Oeffnungen von
k/qmm Proc. k/qmm 165m 50m
Zug-
festigkeit
Dehnung
auf
200mm
Elastici-
tätsgrenze
Haupt-
träger
Bahn-
gerippe
u.s.w.

in Proc.
1 Werke von Batignolles 45–50 20–18 10–12 0,80 Stahl aufgerieben 25–33 0–7
2 „ „ Fives-Lille 45–50 20 10–11 9 0,87 Eisen aufgerieben 12–15 0–8
3 „ „ Creusot 42–45 22–20 21 0,87 Stahl gestoſsen
4 „ „ Cail 45 20 21 12 0,95
5 „ „ Terre-Noire 42–45 22–20 22–25 10 10 0,75
6 Gesellschaft P.-I.-M 42 20* 26 10 8 Eisen aufgerieben 27–30 0–8
7
8
8a
Französische
Marine-
(Bleche von 6 bis 8mm
„ „ 8 „ 20
„ „ 20 „ 30
43
42
42
21
22
24








Eisen
oder
Stahl

aufgerieben




9 Englische Admiralität 42–49 20 10,7
10 Brücke über den Firth of Forth 47–52 20 11,8 Stahl gebohrt
11 Brücken in Lyon 47 24* 24 10 Stahl
12 Eisenbahnlinie Tours-Sargé 40–48 24* 24 10 Stahl
13 Brücken in Rouen 50 18 22 Eisen
14 Drehbrücke in Caen 50 25* 25 10 Stahl gebohrt
15 Plattsmouth und Bismarckbrücken 10,8

* Auf nur 100mm Gebrauchslänge des Probestabes gemessen.

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Materiales den Werken, welche bei Vergebung der Arbeiten mit einander in Wettbewerb treten würden, freizustellen, weil bei diesen Ueberbauten zwar auch eine Gewichtsverminderung von etwa 20 bis 25 Proc. zu erwarten stehe, aber der dadurch erreichte Nutzen durch andere Umstände, welche die Commission nicht in der Lage sei, eingehend in Betracht zu ziehen, auf ein unerhebliches Maſs herunter gedrückt werden könne.

III.

Im wichtigsten Theile des Berichtes, welcher die Festsetzung der Bedingungen für die Lieferung und technologische Bearbeitung der zu wählenden Fluſsstahlsorte enthält, wird bestimmt, daſs das Material derselben bei der Prüfung mindestens 42k und höchstens 45k Zugfestigkeit, ferner mindestens 21 Proc. Dehnung und eine Elasticitätsgrenze von 24k aufweisen soll. Die Summe der Gütezahlen (Werthziffern) für Zugfestigkeit und Dehnung darf dabei nicht weniger als 65 betragen. Die Gütezahlen gelten bei Formeisen nur für die Längsfaser, bei Blechen im Allgemeinen für Längs- und Querfaser. Nur bei Blechen unter 400mm Breite dürfen Zugfestigkeit und Dehnung nach der Querfaser um 2k bezieh. 2 Proc. geringer sein, als oben vorgeschrieben. Die Niete sind aus Fluſsschmiedeeisen (acier doux) von 38k Zugfestigkeit und 28 Proc. Dehnung zu fertigen.

Auſser den Festigkeitsproben sollen noch Härtebiegeproben und Warmschmiedeproben vorgenommen werden und zwar nach den bekannten, darüber bei der französischen Marine schon seit längerer Zeit bestehenden Vorschriften.1)

Die zulässige Inanspruchnahme des Materiales darf für die Hauptträger der Brücke in Folge der Einwirkung des Eigengewichtes, einschlieſslich der Verkehrs- und Windlast, höchstens 12k, für das Bahngerippe bezieh. solche Brückentheile, welche den Stöſsen der Verkehrslast und deren Veränderlichkeit unmittelbar ausgesetzt sind, höchstens 9k auf 1qmm Querschnittsfläche betragen. Bei der Querschnittsberechnung sollen sowohl in den. gedrückten als auch in den gezogenen Brückengliedern die Nietlöcher in Abzug gebracht werden. Die Inanspruchnahme der fluſseisernen Niete wird auf höchstens 7k für 1qmm Querschnittsfläche angesetzt.

Das Richten und Ebenen der Bleche in der Werkstatt soll möglichst ohne starke Stöſse oder Schläge auf Walzwerken vor sich gehen. Auf dem Walzwerke dürfen nur kupferne Hämmer gebraucht werden. Der Gebrauch von eisernen Hämmern soll dort verboten werden. – Stücke, welche warm bearbeitet wurden, sollen nachträglich ausgeglüht werden. Stücke, welche mit der Schere beschnitten worden sind, müssen an den Schnitträndern 2mm stark nachgehobelt werden.

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Die gestoſsenen Nietlöcher müssen durch Aufreiben um 2mm im Durchmesser erweitert werden. Das Nieten soll sowohl in der Werkstatt als auch auf dem Bauplatze mit Hilfe von Maschinen bewerkstelligt werden, wobei die Niete im Ofen anzuwärmen sind.

IV.

Obwohl die vorstehend wiedergegebenen Bedingungen mit denjenigen Anforderungen, welche bei Errichtung ähnlicher Constructionen zur Zeit auch bei uns in Deutschland gestellt werden oder gestellt werden könnten, im Allgemeinen sich decken, so sind wir doch der Ansicht, daſs einzelne Vorschriften derselben für deutsche Verhältnisse eine Abänderung nicht nur zulassen, sondern sogar wünschenswerth machen.

In erster Linie eignet sich hierzu die Vorschrift über die zulässige Inanspruchnahme. Die französischen Grenzzahlen von 12k und 9k müssen nämlich zu klein erscheinen, wenn man erwägt, daſs es sich um Erbauung einer Brücke von ganz bedeutender Spannweite handelt, bei welcher deshalb die Inanspruchnahme durch das unveränderliche Eigengewicht diejenige durch die veränderliche Verkehrslast erheblich übersteigt, also um eine Construction, für welche nach deutschen Gepflogenheiten, selbst bei Verwendung von Schweiſseisen, für den denkbar ungünstigsten Belastungsfall, wo das Eigengewicht mit der Verkehrsund Windlast zusammenwirkt – sorgfältigste Spannungsermittelung bezieh. Berücksichtigung der Nebenspannungen vorausgesetzt – eine Inanspruchnahme von 11 bis 12k, d.h. eine etwa dreifache Sicherheit für zulässig erachtet wird.

Ob für Belastungsfälle, wie die geschilderten, bei groſsen Spannweiten die Annahme einer dreifachen Sicherheit ausreichend ist, darüber konnte man verschiedener Meinung sein. Wir begnügen uns damit, die Thatsache hinzustellen, daſs die meisten unserer neueren gröſseren, schmiedeeisernen Brückentragwerke für gedachten Fall keine gröſsere Sicherheit bieten und daſs ein solcher Sicherheitsgrad mangels gegentheiliger Erfahrungen bei uns für ausreichend erachtet wird. Folgerichtig wären wir befugt, bei Erbauung von Fluſseisenbrücken (nach den gleichen Grundsätzen) eine höhere Inanspruchnahme als 12k einzuführen, wenn die Widerstandsfähigkeit einer fluſseisernen Construction diejenige einer ebenso gebauten schweiſseisernen überträfe. Daſs dies wirklich der Fall sei, sind wir berechtigt auf Grund des Vergleiches der Festigkeitseigenschaften beider Eisensorten vorauszusetzen. Legt man als Maſs der Widerstandsfähigkeiten der Einfachheit halber die betreffenden Zugfestigkeiten mit 36k bezieh. 42k zu Grunde, so dürften wir danach für fluſseiserne Constructionen eine zulässige Inanspruchnahme von höchstens auf 1qmm Querschnittsfläche in Ansatz |410| bringen. Wenn allerdings der durch die französischen Grenzzahlen gewährleistete Sicherheitsgrad in Wirklichkeit zu der zu erwartenden Widerstandsfähigkeit der fluſseisernen Constructionen im passenden Verhältnisse stünde – was wir nach Vorstehendem nicht voraussetzen – dann sähen wir in der Verwendung von Fluſseisen an Stelle des Schweiſseisens zur Zeit keinen Vortheil, sondern nur Nachtheile, weil bei der verlangten niedrig bemessenen Inanspruchnahme eine Herabminderung der Querschnitte der fluſseisernen Brückentheile gegenüber den gebräuchlichen Abmessungen der schweiſseisernen Theile, also auch eine Gewichts- und Kostenersparniſs nicht eintreten könnte.

Ein zweiter Punkt, den wir glauben berühren zu müssen, betrifft die für Brückentragwerke geeignetste chemische Zusammensetzung des Fluſsmetalles. Es ist auffällig, daſs der auf so umfangreiche Untersuchungen sich stützende Commissionsbericht über diesen Punkt schweigend hinweg geht. Nur in dem Einzelgutachten des Oberingenieurs Considère finden wir die Forderung, daſs das Fluſsmetall nicht über 0,08 Proc. Phosphor enthalten dürfe. Von chemischen Proben – die auch wir (allerdings unter gewissen Bedingungen) für entbehrlich halten, ist nirgends die Rede. Und doch liegt es wohl auf der Hand, daſs es dem Bauingenieur nicht so ganz einerlei sein kann, in welcher chemischen Zusammensetzung er das Fluſsmetall aus den Händen des Hüttenmannes empfängt. Ohne dem maſsgebenderen Urtheile der Hüttenmänner damit vorgreifen zu wollen, sprechen wir unsere Meinung dahin aus, daſs der Bauingenieur berechtigt erscheint, bei gleichen Festigkeitseigenschaften das von fremden Bestandtheilen (Phosphor, Silicium und Schwefel) reinere Metall mit höherem Kohlenstoffgehalte und geringerem Mangangehalte dem weniger reinen Metalle mit niedrigerem Gehalte an Kohlenstoff und höherem Gehalte an Mangan vorzuziehen. Denn je reiner das Eisen, desto zäher ist es, und es wird, wie bisher, wohl immer die vornehmste Aufgabe des Eisenhüttenmannes bleiben müssen, das Kohlenstoffeisen möglichst rein aus den Erzen abzuscheiden. Mangan wird nie einen vollwerthigen Ersatz für Kohlenstoff bieten können.

Daſs es nur bei Innehaltung eines gewissen Höchstgehaltes an Kohlenstoff hüttentechnisch möglich bleibt, ein Fluſsmetall von bestimmt vorgeschriebenen Festigkeitseigenschaften zu erzeugen, unterliegt keinem Zweifel. Der Höchstgehalt an Kohlenstoff wird aber mit der Reinheit des Metalles steigen können und Sache der Hüttenmänner würde es sein zu entscheiden, ob nicht dem Bauingenieur zum Besitze eines derartigen möglichst reinen Kohlenstoff-Fluſsmetalles verholfen werden kann. Letzterer würde dann, da mit der Reinheit des Eisens dessen Zähigkeit wächst, unter Umständen dazu schreiten dürfen, ein Fluſsmetall zu verwenden, dessen Festigkeitseigenschaften höhere, als die bisher gebräuchlichen Werthziffern aufweisen.

Damit wären wir bei dem letzten der zu besprechenden Punkte, |411| Wahl der Gütezahlen oder Werthziffern der Festigkeitseigenschaften, angelangt. Die von der Commission vorgeschlagenen Zahlen: 42 bis 45k Zugfestigkeit, 21 Proc. Dehnung und 24k Elasticitätsgrenze entsprechen im Mittel etwa denjenigen Werthen, welche heute die Mehrzahl der Constructeure für die passendsten hält. Wenn man nun bedenkt, daſs bei den ersten Versuchen mit dem Fluſsmetalle das Verlangen nach hoher Festigkeit vorherrschend war, daſs man im Laufe der Zeit aber gezwungenermaſsen die Anforderungen an die Festigkeit nach und nach ermäſsigen, dagegen diejenigen an die Zähigkeit erhöhen muſste; wenn man ferner beobachtet, wie die augenblickliche, einer gewissen Zwangslage entsprechende Strömung sichtlich dahin gerichtet ist, die Werthziffern der Festigkeit immer noch mehr, selbst bis zu derjenigen des Schweiſseisens herab, zu ermäſsigen, so kann man sich angesichts der zu erwartenden Aufgaben und Fortschritte des Brückenbaues der Befürchtung nicht entschlagen, die augenblickliche Strömung möchte solchergestalt in eine falsche Bahn gelenkt werden.

Der Brückenbauingenieur wird ja erfreut sein, wenn er anstatt des Schweiſseisens in dem Kohlenstoff armen, reinen Fluſsschmiedeeisen einen Baustoff erhält, den er als vollgültigen Ersatz des Schmiedeeisens selbst für die geringfügigsten Tragwerke verwenden kann. Wenn aber an ihn gröſsere Aufgaben herantreten, wenn es für ihn gilt, ungewöhnliche Spannweiten zu überbrücken, dann wird ihm das Fluſsschmiedeeisen dem Schweiſseisen gegenüber voraussichtlich keine oder nur wenige Vortheile bieten. Er wird es von der Hand weisen und nach einem Fluſseisen verlangen, welches bedeutende Festigkeit mit hoher Zähigkeit vereint, damit er durch Verminderung der todten Last der Ueberbauten sein Werk verbilligern oder dessen Spannweite bis aufs äuſserste Maſs erstrecken kann.

Der vorstehend ausgeführte Grundgedanke: „Streben nach dem Erhalte und der Möglichkeit der Verwendung eines Fluſsmetalles von groſser Festigkeit und Zähigkeit“ scheint auch Considère bei der Abfassung seines Einzelgutachtens vorgeschwebt zu haben. Er verlangt nämlich darin ein Fluſsmetall von mindestens 55k Zugfestigkeit, 30 bis 32k Elasticitätsgrenze, 19 Proc. Dehnung und 37 bis 42 Proc. Einschnürung. Bei Begründung dieser hohen Ziffern weist er vergleichsweise auf die Festigkeits- und Belastungsverhältnisse der Eisenbahnschienen hin. Er unterläſst allerdings dabei hervorzuheben, daſs die Schienen viel kürzere Dauer haben, als wir sie von Theilen der Brückentragwerke erwarten müssen, und daſs die Form des Schienenquerschnittes und die geringe Bearbeitung, welche die Schiene erleidet, neben ihrer groſsen Festigkeit Mitursachen ihrer bedeutenden Widerstandsfähigkeit sind. Zutreffend bemerkt er aber, daſs die Beanspruchung keines Theiles einer eisernen Brücke eine derartig gewaltsame, mit Stöſsen, Erschütterungen und Formänderungen verknüpfte sei, als diejenige der Schiene, |412| und daſs es daher wohl angängig sei, ein zähes Fluſsmetall, von annähernd so hoher Festigkeit wie diejenige der Schiene, als Brückenbaustoff mit Sicherheit zu verbrauchen.

Wir sind der nämlichen Meinung, indem wir glauben, daſs unter Umständen Hüttenmann und Bauingenieur sich behufs Erreichung des angedeuteten Zieles entgegen kommen und in die Hände arbeiten werden. Dann wird in der heutigen Strömung zu Gunsten des Fluſsschmiedeeisens voraussichtlich über kurz oder lang eine Spaltung eintreten, deren Wachsthum vorwiegend der ausgebreiteteren Verwendung eines zähharten, festen Fluſsstahles zu gute kommen dürfte. Um ein solches Ereigniſs vorhersagen zu können, braucht man kein groſser Prophet zu sein. Allerdings wird bis zu seinem augenfälligen Eintritte wohl noch eine Spanne Zeit verflieſsen; inzwischen mögen unsere Hüttenmänner es sich angelegen sein lassen, das gewünschte Metall in vorzüglicher Güte zu erzeugen, und unsere Bauingenieure mögen, um mit veralteten Gewohnheiten aufräumen zu können, versuchen, bei Anordnung der Brückenquerschnitte und Verbindung der Brückentheile neuen Ideen und Gebräuchen Geltung und Boden zu verschaffen.

|408|

Vgl. Verfassers „Eisen und Eisenconstructionen“, S. 287.

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