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deutscher Ingenieure.
York) auf Biegung beansprucht. Diese Anordnung steifer Stützen hat auf das statische Verhalten der Brücke nur geringen Einfluß, vereinfacht aber die Aufstellung bedeutend. Jeder Portalpfosten steht auf einem besonderen Strompfeiler, der je nach den Bodenverhältnissen bis zu verschiedenen Tiefen geführt wurde und aus Beton im Mischungsverhältnis 1:22:42 besteht.
Die Betonwiderlager, Abb. 16 und 17, haben das Mischungsverhältnis 1:3:5; sie wiegen am Südufer 1190 t, am Nordufer 1225 t. Da der größte Ankerzug für beide Kabel rd. 360 t beträgt, so ist noch fast zweifache Sicherheit gegen Gleiten vorhanden, wenn man eine Reibungszahl von 0,5 zwischen
den Mittelpfeilern und an den Auflagern sind aus. Flacheisen genietete Stützpendel angeordnet, so daß sich die Träger frei ausdehnen können und die wechselnden Auflagerkräfte aufgenommen werden. Eine untere Windverspannung überträgt die Windkräfte nach den Widerlagern und Strompfeilern; dort greifen zwei in der Mitte an den unteren Flansch der Endquerträger genietete Winkel zwischen zwei auf gemeinsamer Grundplatte am Mauerwerk be-.
festigten Winkeln an, vergl. Abb. 8 und 9. Die Lagerung im Portal über dem Strompfeiler ist ähnlich. Diese Portale, vergl. Abb. 3 und 10 bis 15, bestehen aus zwei gegeneinander verspannten Pfosten von rd. 20 m Höhe in 7,62 m Abstand. Sie haben Kastenquerschnitt und sind durch Mannlöcher befahrbar. Der enge Innenraum von nur 60 × 36 cm gestattete dann freilich nur eine spärliche innere Aussteifung. Auf den Säulenköpfen sind. die gußeisernen Kabelsättel fest verschraubt. Die Füße sind an den Strompfeilern verankert, und ihre Grundplatte ist, wie in Amerika vielfach üblich, in sogenanntem Rostzement (aus Salmiak, Schwefelblüte und Eisenfeilspänen) verlegt. Die Portalstützen werden also (wie die der Manhattanbrücke in New
Widerlager und Boden annimmt. Die Sicherheit wird aber wesentlich erhöht durch die sehr zweckmäßige Keilform der Widerlager, die meines Wissens hier zum ersten Male angewandt worden ist, und ferner dadurch, daß die Widerlager in den festen, gewachsenen Boden eingeschnitten sind, der ohne jede Auszimmerung stand. Er besteht auf der Südseite aus Kies mit Steinen, auf der Nordseite aus festem Ton.
Da sich der Ton nach einem Regen sehr glatt zeigte, wurden einige Versuche über die Reibung angestellt. Ein Stück Kalkstein wurde. mit der geschichteten Seite nach unten auf den Boden gelegt und so belastet, daß das Gesamtgewicht 20 Pfd. betrug.
Der Boden der Baugrube steigt 8,2: 100. Der Zug, bei dem die Reibung überwunden wurde, betrug
1) auf der ursprünglichen Bodenfläche, wie sie nach dem Baggern dalag.
Abb. 4. Querschnitt der Fahrbahn. Maßstab 1:50.
1
Um an Beton zu sparen, wurden die Widerlager (vergl. Abb. 16) als oben offene Kasten ausgeführt und mit Kies und Steinen angefüllt.
Abb. 10 bis 15. Portal.
Maßstab 1:80.
Bei der Berechnung der Brücke wurden die Formeln verwendet, die Prof. Turneaure bei der Nachrechnung der Manhattan-Brücke aus den Melanschen Formeln im Handbuch der Ingenieurwissenschaften entwickelt hat und die in dem Bericht hierüber veröffentlicht sind 1). Die sehr unbequeme transzendente Gleichung für den Horizontalzug H kann nur durch ein Näherungsverfahren mit schrittweise steigender Genauigkeit gelöst werden. Eine befriedigende Näherung gibt Müller-Breslau in seiner »Graphischen Statik«. Bd. II. Teil I (1907) für Kettenbrücken mit einer Ocffnung. Formt man die Gleichungen für den hier vorliegenden Fall einer Kabelbrücke mit 3 Oeffnungen um, so geht die Gleichung für die stellvertretende Länge des Kabels (S. 270, Gl. (3)) über in
▼183,30
des Vereines deutscher Ingenieure.
Ρ
P (1) 2
2
mín Mp
2
V
5422
(3 — 2)
16,85.tm
222
max Mp
(1 ») — min My
+166 tm
Mt
56,2 cm'; E
gegeben, und zwar ist Ha
85 000
± 6,1 · 11,6 = ± 70,8 tm,
Um das Material des Versteifungsträgers möglichst auszunutzen, müßte max M min M sein.
Zu diesem Zweck wurde dem Kabel eine Anfangspannung
2:11,6
peratur von t = 42
peratur.
6,47 6,1
Bei gleichmäßiger Belastung, der ganzen Mittelöffnung ergibt sich angenähert die Durchbiegung
max H2 = 136,3 0,53 72,2 t.
=
P
Ур
Ут
0,848.
2
6 EJL
+ b
15 h2 80 Fc E
16 f2 1 Fk Ek
1
Damit wird für vollständige Belastung der Mittelöffnung an der Stelle =
a
a
2
a2b
3
2
73
し
1
()
2
Dies ist die Gleichung für den linken Zweig der gesuchten Linie; für den rechten Zweig sind die Buchstaben und b zu vertauschen und statt x x' zu setzen.
3
-층)
somit
min Mp
1. März 1919.
»
Daraus ergibt sich z. B. für eine Dampfwalze von 15 t in der Mitte im Viertelspunkt 87,6 mm 49,7 »
1
49,7 mm 72,2 >
die Durchbiegung für a1⁄2 zu 1/2 l zu a = 3/4. » 7 Die wahren Durchbiegungen werden natürlich infolge des mit der Durchbiegung wachsenden Hebelarmes von Hg nicht unerheblich kleiner, als hier näherungsweise ermittelt. Ihre genaue Berechnung ist nicht ganz einfach, dürfte aber wenig Zweck haben, solange wir noch so wenig über den Elastizitätsmodul von Drahtseilen wissen, wie es bis jetzt der Fall ist. Leider ist es durch das Zusammentreffen mehrerer ungünstiger Umstände trotz mehrfacher Bemühungen nicht möglich gewesen, vom Erbauer genauere Angaben über die berechneten Kabel- und Stabkräfte und über die gemessenen Durchbiegungen zu erhalten. Immerhin dürften die vorstehenden Rechnungen zeigen, daß selbst diese sehr leichte Brücke völlig ausreichend steif ist.
Wie bereits erwähnt, wurde die Massena Center-Brücke in ganz außerordentlich kurzer Zeit gebaut, obwohl die Hauptarbeit in den Winter fiel. Der Vertrag über den Bau wurde am 16. Juli 1910 unterzeichnet, die Erdarbeiten begannen am 23. Juli, am 13. Oktober waren die Widerlager und Pfeiler fertig; am 20. Dezember fuhr der erste Schlitten über die Brücke, und am 9. Januar 1911 war sie bis auf die letzten Anstreicherarbeiten vollendet, obwohl seit Anfang Dezember so strenge Kälte herrschte, daß ein Teil der Eisenkonstruktion bei 30o C eingebaut werden mußte. Dabei waren die Arbeiter, 20 an der Zahl, durchweg ungelernte Arbeiter, zumeist St. Regis - Indianer aus dem naheliegenden Schutzbezirk.
Der Preis der Brücke einschließlich der Gründung und aller Nebenarbeiten betrug rd. 175000 M; er stellte sich um 30 vH niedriger als das nächst niedrige Angebot nach einėm andern Entwurf.
Die Gewichte der Brücke betragen
für die Hauptträger
>> » Fahrbahn;
» Portale
» Verankerungen
» Kabel und Hängeseile
» Stahlgußteile
» den Holzbelag
78 t
50 »
35 »
12 » 22 >
12 »
60
Im Anschluß an die Beschreibung der Massena CenterBrücke mögen noch einige
allgemeine Bemerkungen über Hängebrücken gemacht werden.
Es ist merkwürdig, wie wenig Hängebrücken in Deutschland bestehen, obwohl kaum irgendwo mehr Wert darauf gelegt wird, daß eine Brücke auch schön wirken soll. Die Bogenbrücke mit tiefliegender Fahrbahn überwiegt zudem unter den in den letzten 20 Jahren gebauten Brücken derart, daß man ihrer längst überdrüssig sei und jede andere Brückenform als eine Erlösung ansehen müßte.
Trotzdem sind in Deutschland seit langen Jahren meines Wissens nur zwei neue Hängebrücken gebaut, dagegen mehrere schöne alte durch andersartige Brücken ersetzt worden. Dabei ist eine ungeheuere Menge von geistiger Arbeit auf Entwürfe von Hängebrücken verwandt worden, und ihre Konstruktion steht bei uns mindestens auf der gleichen Höhe wie in anderen Ländern, wo man sie weit häufiger sieht, wie z. B. in Frankreich und den Vereinigten Staaten, und wo sie nicht nur, wie in Breslau und Köln, für schwere Straßenbrücken, sondern gerade auch für besonders leichte, billige Brücken gewählt werden.
Diese unverdiente Vernachlässigung der Hängebrücken bei uns dürfte vor allem damit zu erklären sein, daß unsere Behörden ganz übertrieben große Anforderungen an die. Steifigkeit der Brücken stellen und dadurch die Verwendung der leichteren und billigeren Kabelbrücken unmöglich machen. Denn sobald der Kabelquerschnitt um der Steifigkeit willen größer gewählt wird, als die Festigkeit es erfordert, steigen allerdings die Kosten für das Kabel so schnell, daß andere Brückenformen billiger werden.
Es wird eben meist übersehen, daß wir im Kabel (einerlei, ob es sich um gewöhnliche oder verschlossene Drahtseile oder um paralleldrähtige Kabel handelt) ein Material haben, das dank
L
seiner drei- bis viermal so großen Festigkeit etwa dreimal so hoch beansprucht wird wie gewöhnliches Flußeisen und dementsprechend höhere Durchbiegungen zeigen muß. Dabei ist die Sicherheit von Kabeln größer als von anderem Material. Denn bei gewöhnlichem Flußeisen liegt die Elastizitätsgrenze etwa bei 2200 kg/qcm, so daß die Sicherheit gegen bleibende Formänderungen bei 1100 kg/qcm Beanspruchung nur zweifach ist; Drähte von 15000 kg/qcm Festigkeit und 3500 kg/qcm Beanspruchung haben aber rd. dreifache Sicherheit, weil die Elastizitätsgrenze etwa bei 70 vH der Festigkeit liegt.
Die Durchbiegungen haben ferner auf die Sicherheit und Dauer des Bauwerkes durchaus nicht den Einfluß, der ihnen gewöhnlich zugeschrieben wird'). Sie rufen auch im Versteifungsträger keine größeren Nebenspannungen hervor als in einem anderen Träger mit der gleichen Beanspruchung, weil die Versteifungsträger sehr viel niedriger zu sein pflegen als die sonst üblichen Brückenträger.
Während z. B. für Parallelträger ein Verhältnis der Länge zur Höhe von 7 bis 10 üblich ist, wählt man bei Ver
h
f
24 E h
Das gleiche Ergebnis folgt aus der bekannten Formel 5 σ 12 Setzen wir z. B. σ = 950, E 2 200 000, h = 6 m, 1=200 m und ↳ 60 m, so wird ƒ= 0,60 m, fi 0,054 m. Die_verhältnismäßig großen Durchbiegungen haben also keinen Zusammenhang mit der Sicherheit der Brücke, sind vielmehr nur eine Folge der geringen Höhe der Versteifungsträger und der Festigkeit des Kabelmateriales.
Daß sie, mindestens für Straßenbrücken, praktisch bedeutungslos sind, beweist am besten die oft übersehene Tatsache, daß eine Hängebrücke Jahrzehnte lang anstandslos den schweren Ansprüchen des Eisenbahnverkehrs genügt hat: die im Jahre 1855 von J. Roebling erbaute Hängebrücke, die unten eine Landstraße, oben eine Eisenbahn über die Niagaraschlucht führte. Sie hatte sogar ursprünglich nur recht mangelhaft konstruierte Versteifungsträger aus Holz, die erst 1880 durch eiserne ersetzt wurden, angeblich die ersten flußeisernen Brückenträger in den Vereinigten Staaten.
f
rd.
ι
1 500
Die in Abb. 22 unter a wiedergegebene Biegungslinie vor dem Umbau zeigt eine Durchbiegung von 496 mm oder In der Mitte dürfte die Durchbiegung noch größer gewesen sein; doch ist nichts darüber bekannt, daß dadurch Schwierigkeiten entstanden seien. Der Versteifungsträger wurde hauptsächlich deshalb umgebaut, weil die Unterhaltung der Holzkonstruktion zu teuer wurde.
Auch nach dem Umbau (Biegungslinien 22b bis 221) betrug die größte Durchbiegung noch 326 mm oder 1:775 der Stützweite.
Die Brücke lieferte übrigens einen glänzenden Beweis für die außerordentliche Betriebsicherheit von Hängebrücken. Etwa 10 Jahre nach dem Umbau brach nämlich der Obergurt des einen Versteifungsträgers durch. (Die Ursache des Bruches ist meines Wissens nicht bekannt geworden.) Während der Instandsetzungsarbeiten ging der Straßen- und der Personenzugverkehr ununterbrochen über die Brücke, nur schwere Kohlen- und Güterzüge wurden vorsichtshalber über die unmittelbar benachbarte Auslegerbrücke geleitet.
Weil die vor dem Umbau schlecht geschützten Kabel den wachsenden Verkehrslasten nicht mehr genügten, mußte die Brücke 1897 ersetzt werden). Man wählte für den Neubau eine Bogenbrücke, weil diese größtenteils unter der noch im Betrieb befindlichen Hängebrücke aufgestellt werden konnte, so daß der Verkehr nur für ganz kurze Zeit unterbrochen werden mußte.
!
Vielleicht dürfte die folgende Liste über die Lebensdauer von Hängebrücken auch von Interesse sein. Ihre Ergänzung und wenn nötig_Berichtigung ist erwünscht. Rechnet man für die noch in Benutzung befindlichen alten Brücken noch eine weitere Lebensdauer von 6 Jahren, so ergibt sich eine mittlere Lebensdauer von 70 Jahren, wobei zu beachten ist, daß die älteren Brücken zum Teil recht, mangelhaft konstruiert waren und daß das letzte Jahrhundert einen Aufschwung des Verkehrs gebracht hat, wie er sich wohl kaum wiederholen dürfte. Durch die Zusammenstellung dürfte der Beweis erbracht sein, daß die Lebensdauer von Hängebrücken trotz der mangelnden Steifigkeit gerade der älteren Brücken hinter der anderer Brückenarten keineswegs zurücksteht.
Lebensdauer von Hängebrücken.
32) Fairmount W. Va.
84
1836 > 1824 » 1900 (?) 76 1839 » 1918
82
79.
12) Mülheim (Ruhr)
13) Pont Napoléon (Lyon)
14) Pont du Midi (Lyon)
1847 » 1844 » 1911 1849 1918 1849 » »
72 71 67 69 69
Zusammenfassung.