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Brücken [5]

[345] Brücken , steinerne, Brücken, deren Oeffnungen mittels gewölbter Bogen aus Quader-, Bruchstein-, Ziegel- oder Stampfmauerwerk überspannt sind. In neuester Zeit hat auch die flache Ueberdeckung mit Balken und Platten wieder vermehrte Anwendung gefunden, und zwar als armierte Betonkonstruktion.

Die ersten Ausführungen von steinernen Brücken sind mit den Anfängen der Brückenbaukunst verknüpft. Vor Erfindung der Gewölbe, die schon den Aegyptern bekannt gewesen[345] sein sollen, kannte man nur die Ueberdeckung kleinerer Oeffnungen mit Steinbalken oder Platten, nach Art unsrer heutigen Plattendurchlässe, oder mittels ausgekragter Steine. Von der Entwicklung, die der Gewölbebau bei den Römern fand, geben die von ihnen erbauten Aquädukte, Viadukte und auch Strombrücken Zeugnis. Letztere sind ausschließlich in nahezu vollem Bogen (Halbkreis) gewölbt, mit kurzen, dicken, stromauf- und abwärts zugeschärften Pfeilern, die auf großen Steinwürfen fundiert sind. Die Fahrbahn ist in der Regel gegen die Brückenmitte stark anzeigend, um die nötige Höhe für den vollen Bogen zu gewinnen. Dem anfänglichen Verfalle der Brückenbaukunst im frühen Mittelalter folgte eine Periode der Weiterentwicklung, in der man hier und da bereits zu kühneren Bauwerken überging. Aus dieser Epoche sind uns u.a. die Donaubrücke zu Regensburg (1135), die alte Elbebrücke (Augustusbrücke) zu Dresden (1119), die Rhonebrücke zu Avignon (1178) erhalten. Um die ansteigenden Brückenbahnen zu vermeiden, wurde der volle Bogen verlassen und der Segment- und auch schon der Korbbogen (Trinitatisbrücke zu Florenz 1251) angewendet. Zu Ende des vorigen Jahrhunderts bildete der Bau der gewölbten Brücken, bei dem bereits wissenschaftliche Grundsätze zur Anwendung gelangten und der namentlich in Frankreich in den Schöpfungen Perronets, Gautheys, Chezys u.a., sowie in England (Mylne, Rennie, Telford u.a.) sich zu hoher Blüte entwickelte, den Ausgangspunkt für die moderne Ingenieurtätigkeit. Das Auftreten der eisernen Brücken hatte allerdings wieder einen gewissen Stillstand in der Fortentwicklung des Steinbrückenbaues zur Folge. In neuerer Zeit wird diesem jedoch wieder mehr Aufmerksamkeit zugewendet, und es ist durch die Fortschritte in der Theorie und in den Baumethoden möglich geworden, auch in Stein sparsame Bauwerke auszubilden, die mit Eisenbrücken selbst schon bei größeren Spannweiten in Wettbewerb treten können [5]. Maßgebend für den Steinbrückenbau ist heute die Gewölbetheorie, deren Standpunkt sich dahin kennzeichnet, daß das Gewölbemauerwerk als elastisch anzusehen und daß sonach auf das Gewölbe die Theorie des elastischen Bogens anzuwenden ist. Hiermit geht Hand in Hand eine weitgehende Ausnutzung der Tragfähigkeit der Baumaterialien, deren mechanische und physikalische Eigenschaften durch Versuche in den Ingenieurlaboratorien und an Bauwerken erforscht werden, und eine zweckmäßige, den theoretischen Grundlagen der Konstruktion möglichst gerecht werdende Gestaltung und Ausführung der letzteren. An Stelle des früher fast ausschließlich angewandten Kreissegment- oder des aus Schönheitsrücksichten gewählten Korbbogens tritt nunmehr häufig die Stützlinienform [3], bei der die Gewölbeachse der Stützlinie für das Eigengewicht und die halbe Nutzbelastung angepaßt und wodurch bei minimalster Gewölbestärke erreicht wird, daß auch bei ungünstigster einseitiger Belastung keine oder nur geringfügige Zugspannungen im Gewölbe auftreten. (Unter Stützlinie versteht man die Verbindungslinie der Druckmittelpunkte der einzelnen Gewölbequerschnitte; unter Bogenachse die Verbindung der Schwerpunkte der Querschnitte.) Die Uebelstände, die bei großen Gewölben aus der unvermeidlichen Senkung des Lehrgerüstes während der Ausführung der Wölbung oder aus der Verdrückung der Widerlager entstehen und die zum Auftreten von Rissen im Gewölbe vor oder nach dessen Ausschalung Veranlassung geben können, sucht man nunmehr durch geeignete Ausführungsweisen zu beheben. Die gleichmäßige Belastung des Lehrgerüstes (s.d.) von Anfang an ist eine Regel, die bei Ausführung großer Gewölbe immer berücksichtigt werden muß; zunächst kann man durch Aufbringung der Materialien am Scheitel des Gerüstes der Tendenz entgegenwirken, daß sich das Gerüst bei Beginn der Mauerung im Scheitel hebt. Weitere Mittel, um Rissen vorzubeugen, sind nebst der Anwendung möglichst starrer Lehrgerüste (auch unter Zuhilfenahme eiserner Träger [4], [2]) die Ausführung der Wölbung von mehreren Stellen und das gleichzeitige Schließen an letzteren (Brücke über den Drac bei Claix, Wäldlitobelbrücke der Arlbergbahn u.a.), das Offenlassen von Fugen und das nachträgliche Ausstampfen oder Ausgießen mit Mörtel an denjenigen Stellen des Gewölbes, an denen beim Ausschalen die Neigung zur Bildung von Rissen besteht (Brücke von Castelet, Lavaur, Antoinette, Viadukt von Gour-Noir u.a.); das trockene Versetzen sämtlicher Gewölbequader unter Zuhilfenahme von in die Fugen eingelegten Holzleisten und das Ausstampfen der Fugen mit Mörtel erst nach Schluß des Gewölbes (württembergische Brücken, Brücken der österreichischen Staatsbahn Stanislau-Woronienka [10]), endlich die Anordnung mehr oder weniger vollkommener Gelenke. Zunächst wurden, und zwar zuerst von Leibbrand, gelenkartige Einlagen in den Kämpfer- und Scheitelfugen angeordnet in der Form von ca. 20 mm starken Bleiplatten, die bei den ersten derartigen Brücken das mittlere Drittel der Fugenbreite einnehmen, bei den späteren Ausführungen zur Erzielung besserer Gelenkwirkung schmäler gemacht wurden [2]. Bei der Neckarbrücke zwischen Gemmrigheim und Kirchheim, einer Betonbrücke mit drei Oeffnungen zu 38 m, wurden Bleiplatten in den Kämpfern und am Scheitel angeordnet. Die Scheitelstärke beträgt 80 cm, die Kämpferstärke 90 cm. Die Bleieinlage, eine Platte 20 mm stark, 15 cm breit, die mit 120–140 kg/qcm beansprucht wird, liegt zwischen Sandsteinquadern; nach der Ausrüstung wurde der offene Teil der Fuge mit Zement ausgegossen, wodurch zwar die gelenkige Wirkung zum Teil wieder aufgehoben wurde, was aber nicht von großer Bedeutung war, da die Senkung im Moment der Ausrüstung bereits stattfand. Als Fertigkeit des Bleies kommt hier die sogenannte Quetschgrenze in Betracht; (für hartes Blei 3–400 kg/qcm; zulässig gewöhnlich 120 kg/qcm). Bleieinlagen werden jetzt nur für kleinere Gewölbe angewendet und zwischen Steinquader gelegt, da man die Erfahrung gemacht haben will, daß Zementmörtel das Blei chemisch verändert und zerstört. Dagegen kam die Ausführung vollkommenerer Gelenke, wie sie Winkler schon vor mehr als 30 Jahren vorgeschlagen hatte, im neueren Steinbrückenbau in Aufnahme. Die Anbringung von Gelenken empfiehlt sich insbesondere bei flachen Gewölben von geringer Stärke, weil hier bei fester Einspannung der Kämpfer am ehesten Risse auftreten. Die Gelenke können in Stein oder Eisen ausgeführt werden. Steingelenke in Form von Wälzungsgelenken wurden zuerst von Köpcke bei sächsischen Staatsbahnbrücken ausgeführt [2], [6], und zwar in der Art, daß die in[346] der Gelenkfuge sich berührenden Steine zylindrische Lagerflächen von etwas verschiedenem Krümmungsradius erhielten und mit direkter Berührung ohne Mörtel versetzt wurden. Die Druckübertragung findet nur an der Berührungsstelle statt, und bei einer Bewegung wälzen sich die Quader aufeinander ab. Dabei ändert natürlich der Berührungspunkt seine Lage, und eine vollkommene Fixierung eines Punktes der Stützlinie ist also auch hier nicht vorhanden. Doch ist der Weg bei der Abwälzung sehr klein, und man kann daher von diesem Umstand absehen. Es handelt sich also nur darum, zu untersuchen, ob solche Steingelenke auch mit genügender Fertigkeit zur Ausführung gebracht werden können und ob die Festigkeit der das Gelenk bildenden Steine nicht durch die Inanspruchnahme überschritten wird (Fig. 1). Die an der Berührungsstelle auftretende Druckspannung läßt sich berechnen aus 1/r – 1/r² = 16/9 π s²/PE, wobei r¹, r² die Krümmungsradien der Zylinderflächen, E den Elastizitätsmodul, P den ausgeübten Druck, s die Maximalspannung an der Berührungsfläche bezeichnen. Die Versuche von Bach (vgl. a. [13], S. 9) haben die Anwendbarkeit dieser Hertzschen Formel bestätigt. Es sind für die Berührungsspannung s weit größere Werte zulässig als die sonst übliche Druckspannung, weil nur ein Teil einer größeren Fläche gedrückt wird; es können demnach Betonquader oder besser noch Quader aus harten natürlichen Steinen, deren zulässige Randspannung wir sonst mit 30–50 kg/qcm annehmen, ganz gut im Gelenk mit s' = 150–200 kg/qcm beansprucht werden. Es sind auch Ausführungen mit derartigen rechnerischen Inanspruchnahmen gemacht worden, ohne daß schädliche Wirkung wahrgenommen wurde. Die Radien r¹ und r² sollen ziemlich groß und nicht zu verschieden gewählt werden. Solche Steingelenke sind bei einer Anzahl von in Sachsen gebauten Brücken aus harten Sandstein- und Granitquadern, bei Betonbrücken auch aus Betonquadern verfertigt worden; die Herstellung der Gelenkquader muß sehr sorgfältig nach genauen Schablonen erfolgen, und die Berührungsflächen müssen möglichst glatt sein, damit die Berührung wirklich in Zylindererzeugenden erfolgt [1]. Die Betonquader werden durch Stampfen in Formen hergestellt. Die Berührungsflächen werden in besserer Mischung gehalten, auch gehärtet (fluatiert). Das Versetzen der Quader muß mit großer Sorgfalt erfolgen, so daß eine möglichst vollkommene Berührung stattfindet. Die Steine sind fest aneinander zu pressen, damit keine Senkungen infolge eines schädlichen Spielraumes auftreten; es können, um einen satten Ausschluß zu erzielen, auch Zwischenlagen von Blei (2–3 mm stark) gegeben werden. Unter Anwendung sehr harter Steine (Granit) und bei nicht zu großen Fugendrücken kann das Gelenk auch nach Fig. 2 zapfenförmig ausgebildet werden (Eyachbrücke in Württemberg) [13].

Eiserne Gelenke nach Art jener bei eisernen Bogenbrücken sind zum erstenmal von Leibbrand bei der Betonbrücke über die Donau bei Munderkingen (Württemberg) zur Ausführung gekommen, ferner bei der Brücke bei Inzigkofen [7], bei der Coulouvrenièrebrücke über die Rhone in Genf [8], bei den neuen Brücken über die Isar in München und neuestens bei der Addabrücke bei Morbegno.

Die Brücke bei Munderkingen (erbaut von Leibbrand [2], [6]) besitzt 50 m Spannweite und ¹/₁₀ Stich; sie hat Kämpfer- und Scheitelgelenke. Das Gelenkstück besteht aus normal zur Gewölbeleibung liegenden Walzträgern (I- oder ⊏-Eisen), deren Flanschen durch Blechplatten verbunden sind. An diese sind die stählernen Gelenklager, einerseits aus einem Zapfensegment, anderseits aus einer gleichgeformten Pfanne bestehend, angenietet. Die einzelnen Gelenkstücke haben eine Breite von etwa 50 cm; sie liegen dicht nebeneinander und bilden so ein über die ganze Breite des Gewölbebogens durchreichendes Gelenk. Ist die Brücke schief (Munderkingener Brücke), so werden diese einzelnen Lagerkörper normal zum Stirnbogen gestellt und gegeneinander versetzt.

Fig. 3 zeigt das Scheitelgelenk der Eisenbahnbrücke über die Adda bei Morbegno (70 m Spannweite). Nach der Ausrüstung werden die Zwischenräume im Gelenk in der Regel mit Beton oder Grobmörtel ausgefüllt, wodurch die freie Beweglichkeit allerdings wieder aufgehoben, das Gelenk selbst aber gegen Rostangriff besser geschützt wird. Für spätere Belastung ist dann der Bogen als eingespannt zu betrachten; doch hat man durch die Gelenkanordnung wenigstens die Unabhängigkeit von den Senkungen beim Ausrüsten erreicht und die Lage der Stützlinie für die ausschlaggebende Eigengewichtslast fixiert.

Ein Beispiel für die Anwendung von Zapfengelenken mit gußeisernen Lagerkörpern bietet[347] die Brücke bei Inzigkofen (43 m Spannweite), bei der die Gelenkfuge nicht mit Beton ausgefüllt wurde, sondern sichtbar blieb. Diese Lager sind als Zapfenlager ausgebildet (Fig. 4); ebene Wälzungslager ohne Sicherung gegen seitliche Verschiebung, wie sie bei der Maximiliansbrücke in München [15] angewendet wurden (Fig. 5) und durch Abrutschen der Bogen deren Einsturz knapp vor der Vollendung der Brücke herbeiführten, sind zu vermeiden. Auch bei Betoneisenbrücken (s.d.) kommen derartige Gelenkkonstruktionen zur Anwendung.

Hausteingewölbe werden der Kosten halber jetzt in der Regel auf die ganz großen Spannweiten beschränkt (bei den österreichischen Staatsbahnen Brücken über 40 m Spannweite) und wird im übrigen rauhes Schichtmauerwerk, für kleine Bogen auch gewöhnliches Bruchsteinmauerwerk oder Ziegelmauerwerk angewendet. Bei letzterem, desgleichen auch bei Hausteingewölben, hat man bei größerer Gewölbestärke die Wölbung häufig in konzentrischen, miteinander nicht in Verband stehenden Ringen durchgeführt, was allerdings gewisse praktische Vorteile bietet, vom Standpunkt der Möglichkeit einer richtigen Beurteilung der Spannungsverteilung im Gewölbe aber nicht zu empfehlen ist. In neuerer Zeit sind auch bedeutende Fortschritte im Baue von Betonbrücken zu verzeichnen. Es sind solche entweder ohne Eiseneinlagen (Beispiele: die obenerwähnten großen, von Leibbrand erbauten Brücken in Württemberg, die Brücke in Genf, die neue Eisenbahnbrücke über die Elbe in Dresden u.a.) oder mit Eiseneinlagen (System Monier, Melan, Wünsch, s. Betonbrücken und Betoneisenkonstruktionen) zur Ausführung gekommen. Die nachstehende Zusammenstellung enthält die durch die Größe der Spannweite oder durch ihre Konstruktionsweise bemerkenswertesten neueren Steinbrücken (alle Maße in Metern).

gewählt oder unter Zugrundelegung einer gewissen mittleren Inanspruchnahme des Wölbemateriales ermittelt. Bezeichnet q₀ die Belastung des Gewölbes, einschließlich dessen Eigengewicht pro 1 qm im Gewölbescheitel, q₁ die Belastung pro 1 qm im Kämpfer des Gewölbes, r₀ den Krümmungsradius der inneren Bogenleibung im Scheitel in Metern, d₀ die Scheitelstärke, so ist der Horizontalschub angenähert H = q₀(r₀ + d₀) und es wird für eine mittlere Inanspruchnahme s₀ des Wölbmaterials im Scheitel die Gewölbestärke

nachdem bei gleichmäßiger Druckverteilung im Scheitel H = d₀s₀ sein muß. Zur Ermittlung von q₀ ist d₀ zunächst schätzungsweise anzunehmen. Die Inanspruchnahme s₀ darf nicht etwa der zulässigen Kantenpressung gleich gesetzt, sondern muß wesentlich kleiner angenommen werden. Wenn nämlich die Wölbeform so ermittelt wurde, daß für eine totale gleichmäßige Belastung mit der halben Nutzlast die Stützlinie vollkommen mit der Mittellinie des Gewölbebogens zusammenfiele, so wird bei den vorkommenden teilweisen Belastungen dies nicht der Fall sein, und werden sich die größten Spannungen dort ergeben, wo die Stützlinie am weitesten von der Mittellinie abweicht. Für ein ohne Gelenk ausgeführtes Gewölbe von der Pfeilhöhe f, bei dem die Verkehrslast = p pro 1 qm ist, müßte hiernach

gewählt werden, wenn unter s[348] die zulässige größte Druckbeanspruchung (Kantenpressung) des Materials verstanden wird. Um ein tunlichstes Zusammenfallen der Stützlinie für Vollbelastung mit der Bogenachse zu erzielen, muß angenähert die Stützlinie im Abstand l/4 vom Kämpfer eine Ordinate y über der Sehne des halben Bogens besitzen, die annähernd gegeben ist durch y = 17q₀ + 7q₁/16(5q₀ + q₁) · f. Demzufolge ist das Verhältnis y : f bloß abhängig von dem Verhältnisse der Belastung im Scheitel q₀ und an den Kämpfern q₁; für q₁ = q₀ ist y = 1/4 f (Parabel), mit zunehmender Lastverschiedenheit q₁ : q₀ vergrößert sich die dem Bogen zu gebende Sehne y, man erhält den Kreisbogen und schließlich den Korbbogen mit gegen die Kämpfer zunehmender Krümmung. Man kann die Randdruckspannung etwa setzen: für Gewölbe aus hartgebrannten Ziegeln in Portlandzementmörtel s = 150–200 t/qm, für Bruchsteinmauerwerk aus mittelfestem Stein s = 200 bis 250 t qm, für Schichtmauerwerk aus festem Stein s = 250–350 t/qm, für Beton 300–350 t/qm. Dabei ist aber vorausgesetzt: daß das Gewölbe nach der Stützlinie für totale Belastung geformt ist, daß die Gewölbestärke gegen die Kämpfer derart zunimmt, daß die Vertikalprojektion jeder radialen Fuge gleich ist der Scheitelstärke, und daß endlich keine unzulässigen Zugspannungen auftreten. Letzteres ist der Fall, wenn bei der Spannweite l das nach obigen Regeln bestimmte

sich herausstellt. Der Annahme der Wölbeform und der Wölbestärke wird dann aber bei jedem größeren Brückengewölbe noch die statische Untersuchung durch Aufsuchen der Stützlinien für die ungünstigsten Belastungsfälle (in der Regel begnügt man sich wenigstens bei kleineren Gewölben mit der Untersuchung einer totalen und einer halbseitigen Belastung) zu folgen haben, um ein Urteil über die wirklich auftretenden größten Spannungen zu gewinnen. Bei der Untersuchung des Dreigelenkbogens kann man, da derselbe ein statisch bestimmtes System darstellt, die ungünstigsten Belastungsfälle für jeden einzelnen Bogenquerschnitt rasch und einfach finden und damit die wirklichen Spannungen genau bestimmen, was beim eingespannten Bogen zu längeren Berechnungen führen würde; man hat in letzterem Falle auch auf Temperaturwirkung und auf allfällige ungünstige Einflüsse nicht ganz starrer Widerlager entsprechend Rücksicht zu nehmen. Für die Eisenbahnbrücken haben die verschiedenen Bahnverwaltungen eigne Tabellen und Normalien zur Dimensionierung und Ausführung von Gewölben. Zum Beispiel gelten bei den österreichischen Staatsbahnen folgende Werte:

wobei ein Stichverhältnis f/l = ¹/₄ – ¹/₅ vorausgesetzt ist. Gewölbe von kleinerer Spannweite erhalten eine Uebermauerung, die meist eine gerade Begrenzung erhält, die tangential an die obere Bogenleibung anschließt und gegen die Widerlager zu abfällt. Sie hat bei größeren Pfeilhöhen den Zweck, die Stabilität des Gewölbes zu erhöhen, sie wird aber auch wegen der Entwässerung des Gewölberückens notwendig. Bei aneinander grenzenden, durch einen Mittelpfeiler getrennten Gewölben hat man häufig die Gewölbezwickel auch voll ausgemauert, die Uebermauerung über dem Mittelpfeiler sattelförmig erhöht und die Entwässerung dann durch die Gewölbescheitel geführt. Die Brückengewölbe werden zur Herstellung einer ebenen Brückenbahn mit Erde überschüttet. Durch die Ueberschüttung wird eine gleichmäßigere Verteilung des Druckes konzentrierter Lasten erzielt, und aus diesem Grunde soll die Höhe der Ueberschüttung über dem Gewölbescheitel bei Straßenbrücken mindestens 30–50 cm, bei Eisenbahnbrücken mindestens 70 cm betragen. Seitlich wird diese Ueberschüttung durch Stirnmauern begrenzt, die auf den Gewölbestirnen aufruhen, und zwar entweder ohne Verband auf dem Gewölberücken sitzen oder aber durch treppenartige Absätze der Stirnwölbequader mit dem Gewölbe in Verband gebracht sind. Bei größerer Pfeilhöhe des Gewölbes und demnach auch großer Ueberschüttungshöhe an den Kämpfern werden die gegen den Erddruck zu berechnenden Stirnmauern sehr stark, und man würde in diesem Falle besser eine vollkommene Ausmauerung geben. Anstatt dessen hat man häufig auch Hohlmauerwerk, sogenannte Spandrillmauern, (Fig. 6) angeordnet und dadurch eine Verringerung des auf dem Gewölbe lastenden Gewichtes und eine Ersparnis an Mauerwerk erzielt. Diese Spandrillen bestehen aus einzelnen, den Stirnmauern parallelen Zungenmauern, die oben mit Platten überdeckt oder mit Stich- oder Halbkreisgewölben überspannt lind. Ihr Abstand wird mit 1–1,5 m gewählt. Bei sehr großer Höhe hat man zuweilen diese Zungenmauern noch durch Quermauern oder durch horizontale Gewölbe verbunden. Diese Spandrillräume sind durch Einsteigschächte und durch Durchbrechungen der Zungenmauern zugänglich zu machen (Fig. 6). Die Zungenmauern sowie die Ueberdeckungen der Spandrillräume werden häufig in Ziegel gemauert oder aus Beton hergestellt, um sie in schwachen Dimensionen halten zu können. Bei einer Entfernung von nicht über 1,5 m und einer Höhe h^m ist die Stärke der Zungenmauern bestimmt durch d = 0,3 + 0,03 h, die Stärke der Stirnmauern beträgt d₁ = 0,5 + 0,1 h. Für größere Abmessungen der Spandrillräume ist die Dimensionierung auf Grund statischer Untersuchungen vorzunehmen. Ueber den Widerlagern werden die Spandrillen durch eine am Widerlager aufstehende schwache Mauer abgeschlossen. Ueber den Mittelpfeilern werden die Spandrillhohlräume gewöhnlich durchgeführt, wenn nicht[349] zur Erzielung größerer Pfeilerstabilität daselbst eine massige Aufmauerung empfehlenswert erscheint Den gleichen Zweck, Ersatz der Ueberschüttung und Ersparnis an den Stirnmauern, hat man auch durch quer zur Brückenlängsachse stehende Gewölbe, die sogenannten Sparbogen, erreicht (Fig. 7). Die Stirnmauern können dann ganz entfallen, und es wird die Bahn von diesen Quergewölben getragen, die sich in Form eines kleinen Viaduktes mittels Pfeiler auf den Hauptbogen stützen. Die neueren weitgespannten Brücken von größerer Pfeilhöhe zeigen sämtlich diese Anordnung. Die Spannweiten der Sparbogen wird man nicht zu groß, etwa 2–5 m, entsprechend der Größe des Hauptbogens wählen, da sich sonst zu sehr konzentrierte Lasten ergeben würden. Die Stärke dieser Bogen sowie auch die der Zwischenpfeiler hat man auf Grund einer statischen Untersuchung zu dimensionieren. Bei breiten Brücken hat man die Zwischenpfeiler auch in eine Reihe rechteckiger, durch Gurte verbundener Einzelpfeiler aufgelöst (Max Josefs-Brücke in München); bei Betonbrücken sind auch flache Ueberdeckungen mit armierten Betonplatten auf Einzelpfeilern zur Ausführung gekommen. Bei einem als Dreigelenkbogen ausgeführten Gewölbe würde durch die übliche Anordnung der Sparbogen die Gelenkwirkung des Hauptbogens beeinträchtigt oder ganz aufgehoben, wenn der Widerlagspfeiler des seitlichen Sparbogens nicht ganz auf das Gewölbe gestellt wird, so daß er dessen Bewegung mitmachen kann, und auch dann wird diese Bewegung an der Hinterfüllung einen Widerstand finden; werden die Sparbogen, wie es gewöhnlich geschieht, an das feste Widerlager angeschlossen, dann aber natürlich erst nach dem Ausrüsten des Hauptbogens hergestellt, so kann auf die weitere Wirkung der Gelenke nicht gerechnet werden, diese funktionieren vielmehr nur während des Ausrüstens des Gewölbes. Wollte man die Beweglichkeit erhalten, so> müßte entweder der an das Widerlager angrenzende Sparbogen als Dreigelenkbogen ausgeführt, oder eine flache Ueberdeckung unter Anwendung eines Gleitlagers hergestellt werden. Auch bei der Ausführung voller Stirnmauern ist bei Dreigelenkbogen auf die Möglichkeit einer Bewegung Rücksicht zu nehmen, indem zwischen Parapetmauer und Widerlager eine offene Fuge verbleibt, die in der Fassade leicht gedeckt werden kann.

Die Brückengewölbe und ihre Uebermauerung sind mit einer wasserundurchlässigen Schicht zu überdecken, um das Eindringen von Wasser, das teils durch Auswaschen des Mörtelkalkes, teils durch die Frostwirkung dem Mauerwerk verderblich werden würde, nach Möglichkeit hintanzuhalten. Die Herstellung der Gewölbeabdeckung hat immer erst nach erfolgter Ausschalung zu geschehen. Zur Abdeckung werden meist Zementbeton, eine mit Ziegelflachschichten überdeckte Zementlage, Asphaltschichten oder Asphaltplatten verwendet. Es sei hier bemerkt, daß Beton allein nicht wasserdicht abschließt; wirklich wasserdicht ist nur ein ganz glatt geriebener, seiner Zementmörtelverputz, solange er nicht durch Bewegungen oder Temperaturwirkungen Risse bekommt. Das früher angewandte Mittel, die Abdeckungsschicht noch durch Aufbringung einer starken Tonlage vor dem Eindringen des Wassers zu schützen, ist von Zweifelhaftem Werte. Dagegen empfiehlt es sich, die Deckschicht in mehreren Lagen aufzubringen, da hierdurch eher ein Rissigwerden bei kleinen Bewegungen des Bauwerkes verhütet wird. Wird Zementmörtel (aus 1 Teil Portlandzement, 2–3 Teilen Sand) zur Abdeckung verwendet, so soll er rasch aufgebracht und dann längere Zeit feucht erhalten werden. Es handelt sich darum, ein Mittel zu nehmen, das so zähe und elastisch ist, daß es den Bewegungen des Gewölbes folgen kann, und dazu eignet sich vorzüglich Gußasphalt; es wurden früher sehr viele Versuche gemacht, um ein gutes und billiges Abdeckungsmittel zu finden. Heute aber spielt neben dem Gußasphalt nur noch die Abdeckung mit Asphaltfilzplatten eine Rolle. Bei Abdeckungen mit Asphalt werden zwei Schichten von zusammen etwa 3 cm gegeben und der oberen Schicht Kies zugesetzt. Elastischer und zäher als gestrichener Asphalt sind die von verschiedenen Firmen in den Handel gebrachten Asphaltplatten, die bei sorgfältiger Ausführung, guter Ueberlappung und Verkittung der Stöße mit Asphalt eine gute Abdeckung geben [11]. Die Ueberlappung der Asphaltplatten und auch ihre Anordnung hat so zu geschehen, daß der Wasserabfluß nicht behindert wird. Ein neues Mittel, das sich gut bewährt haben soll, ist Tektolith von Malchow, ein Jutegewebe mit beiderseitigem Asphaltüberzuge, auf den Asche gepreßt ist [12]. In einigen Fällen wurden auch Bleiplatten als ein gutes, aber teures Abdeckungsmittel verwendet. Die Siebelschen Patent-Blei-Isolierplatten haben eine sehr dünne Einlage von Walzblei zwischen einem beiderseitigen Ueberzuge von Dachpappe [12]. Außer dem Gewölberücken sind auch die inneren Flächen der Parapetmauern, welche die Ueberschüttung begrenzen, wasserdicht abzudecken. Ordnet man Spandrillen oder Sparbogen an, so ist die Oberfläche derselben auch wasserdicht abzudecken. Beim freien Gewölberücken dagegen kommt bloß ein glatt gestrichener Mörtelverputz zur Anwendung.

Entwässerung der Brückengewölbe. Bei Brückengewölben ist die Abhaltung des durch die Ueberschüttung eindringenden Wassers vom Mauerwerke dringend geboten. Hierzu dient zunächst die oben besprochene wasserdichte Abdeckung. Das auf dieser[350] Abdeckung sich ansammelnde Wasser kann dann auf mehrfache Weise abgeführt werden, nämlich: 1. Nach den Enden der Brücke zu, d.i. über die Widerlager, die eine Steinhinterpackung erhalten, aus der man das Wasser entweder in den Grund versickern läßt oder, falls der Boden lehmig ist oder ein größerer Wasserandrang von der Lehne zu erwarten ist, das Wasser durch Sickerkanäle herausleitet (Fig. 8). Es ist diese Art der Entwässerung nur anwendbar, wenn die Brücke nicht zu lang ist und die Abdeckung ein Gefälle gegen die Endwiderlager erhält. Man vermeidet auf diese Weise gefährliche Erweichungen der Hinterfüllung und des Bodens in den Fundamenten. Zuweilen ordnet man zum Schütze der deckenden Asphaltschicht über diese noch eine Sandschicht an, um das Einpressen größerer Steine zu verhüten; damit dieses seine Material nicht weggeschwemmt wird, ordnet man am Rücken des Widerlagers ein kleines, mit Schlitzen versehenes Mäuerchen an. 2. Die Entwässerung durch den Gewölbescheitel (Fig. 9) ist nur möglich bei Anwendung von Spandrillmauerwerk oder bei vollständiger Ausfüllung der Gewölbezwickel mit Mauerwerk oder Beton. Die Abdeckung, erhält ein Längs- und Quergefälle von ¹/₅₀ bis ¹/₁₅, so daß sich vier in der Mitte des Scheitels zusammentreffende Rinnen bilden. Es genügt zur Entwässerung noch ein Gefälle von 1 : 200, doch ist dann sorgfältige Abdeckung erforderlich. Hier wird das Wasser mittels eines eisernen Abfallrohres durch das Gewölbe geführt. Das Rohr erhält einen entsprechend breiten Teller, an den sich die Abdeckung gut anschließen muß und über den eine durchlöcherte gußeiserne, mit Steinen umpackte Haube gestellt wird (Fig. 10). Bei Anordnung von Spandrillräumen muß für einen entsprechenden Luftzutritt gesorgt werden, um dieselben trocken zu erhalten, was durch Anbringung von Einsteigschächten und Oeffnungen in den Pfeilerstirnen erreicht wird. 3. Die Abführung des Wassers durch die Bogenschenkel oder durch die Kämpfer (Fig. 11) findet die häufigste Anwendung. Hier werden ebenfalls gußeiserne Rohre durch das Gewölbe hindurchgeführt, und zwar je nach der Anordnung der Hintermauerung in einem mehr oder weniger nahe zum Kämpfer gelegenen Punkte. Die Rinne, die sich hier über den Zwischenpfeilern durch die Hintermauerung ergibt, erhält ein Quergefälle nach jenem Punkte, wo das Abfallrohr angebracht ist. Man hat diese Rinne entweder als ungedeckten mit Steinen angefüllten Sickerkanal oder auch als geschlossenen Kanal, in letzterem Falle natürlich mit Schlitzen in den Seitenmauern oder Ueberdeckungen für den Wassereintritt, ausgeführt. Bei Anordnung von Spandrillmauern muß man der Abdeckung ein Gefälle gegen den Bogenzwickel geben und hier das Wasser mittels Abfallrohren herabstürzen lassen, oder man ordnet in der Abdeckung, ein Gefälle gegen den Scheitel hin an und hält daselbst die Spandrillräume offen. 4. Zuweilen hat man die in den Bogenzwickeln angeordneten Kanäle auch nach außen durch die Stirnmauern entwässert, was aber wegen der Benässung der Stirnmauern und der dadurch leicht entgehenden Flecken- und Vegetationsbildung nicht zu empfehlen ist. Zum Schütze des Mauerwerks ordnet man an diesen Mündungsstellen vorspringende Steine an, doch gewähren diese auch keinen ausreichenden Schutz. 5. In jenen Fällen, wo eine Abführung des Wassers in den unter dem Gewölbe befindlichen Raum nicht zulässig und eine Entwässerung nach den Widerlagern nicht möglich ist, erübrigt nicht andres als eine Abführung des Wassers durch die Pfeiler. Hierzu dienen vertikale Abfallschläuche in den Pfeilern, die entweder weit genug anzulegen sind, daß sie schliefbar sind (Orleansbahn), oder in die eiserne Abfallrohre eingesetzt werden, die bei etwaiger Verstopfung durch Einfrieren u.s.w. nach oben herausgehoben und gereinigt werden können (Wiener Stadtbahn). Die Entwässerung durch die Pfeiler ist im allgemeinen wenig zu empfehlen; es kann sich jedoch die Notwendigkeit ergeben (z.B. bei Stadtbahnen), daß kein Wasser in den Innenraum des Gewölbes gelangen darf, da die Gewölberäume als Magazine u.s.w. Verwendung finden; in diesem Falle wird die genannte Methode verwendet.

Literatur: [1] Handbuch der Ingenieurwissenschaften, Bd. 2, 1. Abt: Steinerne Brücken, bearbeitet von Heinzerling, mit ausführlichen Literaturangaben, Leipzig 1899. – [2] Fortschritte der Ingenieurwissenschaften, 7. Heft, v. Leibbrand: Gewölbte Brücken, mit ausführlichen Angaben der neueren Literatur, Leipzig 1897. – [3] Tolkmitt, Leitfaden für das Entwerfen und die Berechnung der Brückengewölbe, Berlin 1895. – [4] Gewölbte Brücke in Köpenick, Zeitschr. f. Bauwesen 1892, S. 355. – [5] Wettbewerb um Entwürfe für die Lorrainebrücke in Bern, preisgekröntes, und zur Ausführung bestimmtes Projekt der Ingenieure R. Moser und Mantel, Deutsche Bauztg.[351] 1897, S. 382, 389 u.a. – [6] v. Leibbrand, Zeitschr. f. Bauwesen 1894, S. 541. – [7] Ders., Zeitschr. f. Bauwesen 1896, S. 279. – [8] Berthier, Génie civil, 1896, p. 129. – [9] Zeitschr. f. Bauwesen 1898. – [10] Zeitschr. d. österr. Ingen.- u. Arch.-Ver. 1894, S. 545. – [11] Osthoff, Ueber Mittel zur wasserdichten Abdeckung der Brückengewölbe, Zeitschr. d. Arch.- u. Ingenieur-Ver. zu Hannover 1879. – [12] Deutsche Bauztg. 1892, S. 619. – [13] Bach, C., Versuche mit Granitquadern zu Brückengelenken, Berlin 1903; Versuche mit Sandsteinquadern zu Brückengelenken, Berlin 1904; Handbuch der Ingenieurwissenschaften, 2. Teil, Bd. 1., Leipzig 1904. – [14] Zeitschr. für Bauwesen 1898. – [15] Zeitschr. des Ver. deutsch. Ingen., Sept. 1904.

(Melan) Horowitz.

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6.

Fig. 7.

Fig. 8., Fig. 9.

Fig. 10.

Fig. 11.