Die Bautechnik, Jg. 10, Heft 44

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DIE BAUTECHNIK

10. Jahrgang B E R L IN , 7. Oktober 1932 Heft 44

Wolmirstedf

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^ hohe Dammstrecke

desMiMand-kanals nyL . Ton-

entnahme

StraBen - Unterfuhrung

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Rothensee / Kies-

entnahme

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Magdeburg

Rothensee ^Magdeburge

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. 51,00

'Tondichtung Kiesschuhschicht

larujsdrjn

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---rd. 200,00/2-

Emeiterter Kanaldammęuerschnitt Norma/er Kanaidammguerschnitt noo/2---- 1 t ę & J p * *

Abb. 2. Kanaldammąuerschnitte. m. i• io o o.

Spiilkippverfahren und Toneinbau bei der 17 m hohen Dammstrecke des Mittellandkanals

nórdlich Magdeburg.

Von Regierungsbaurat E. T o de in G lindenberg.

L a g e d e r B a u s t e l l e . ungehindert in den Untergrund gehen konnte, und d am it sich nicht unter Der noch in diesem Jahre fertig werdende Teil der hohen Damm- dem hohen D am m auf der Gelandcoberfiache infolge des anstehenden strecke des M ittellandkanals nórdlich M agdeburg liegt auf der westlichen Elbschlicks eine Schmierschicht bildete, wurde der Elbschlick, soweit er- Elbseite im Urstrom tal der Elbe (Abb. 1). Er beginnt im Westen bei der forderlich, bis auf 25 m an die D am m fiifie heran abgeraumt. Sam tliche Reichsbahnunterfiihrung E lbeu und

bildet im Osten den AnschluB an die Elbbriicke. Etw a 1,5 km vor der Elbbriicke zw eigt nach Siiden der 0,5 km lange obere Vorhafen zum Hebewerk Rothensee ab. Ein- schlieBlich dieser A bzw eig ung hat die fertiggestellte Dammstrecke eine G esam tlange von 4 km .

D a m m ą u e r s c h n i t t e . Unter Z ugrundeleg ung der bei anderen K analbauten ausgefiihrten Kanaldam m e und der dabei ge- machten Erfahrungen ist das in Abb. 2 dargestellte Kanalprofil ausgefiihrt worden. Der Wasserspiegel liegt 4 m iiber der Kanalsohle auf NN + 56,00 m u n d hat eine Breite von 41,00 m. Beiderseits der A b zw eigung zum oberen Vorhafen des Hebewerks Rothensee ist .das Profil zur Schaffung von Schiffsllege- stellen auf 73,00 m verbreitert.

Diese V erbreiterung erstreckt sich auf eine Lange von 2,1 km . Das Kanalbett hat eine waagerechte Sohle von 13 m Breite im nor

malen und 45 m Breite im erweiterten Profil. A n die waage

rechte Sohle schlieBt sich eine 1 :5 und hieran eine 1 : 3 geneigte Bóschung an. D ie AuBenbóschun- gen sind von der D am m krone ab- warts 1 : 2 un d anschlieBend 1: 2,5 geneigt. V on NN + 51,00 m, d. h.

1,0 m unter K analsohle, geht die

Bóschung In eine flachę N eigung A bb. 1.

von 1 : 4 iiber. Bei einer durch-

schnittlichen H óhe der Leinpfadkrone iiber dem G elande von 17 m hat der D am m ąuerschnitt zwischen den DammfiiBen eine Breite von 160 und 200 m. D ie D ichtung des Kanalbettes besteht aus einer 60 cm dicken Tonschale, die durch eine Kiesschutzschicht von 1,0 m Dicke geschiitzt wird. Bis 1 m unter und uber dcm Wasserspiegel ist das Ufer durch eine Steinschiittuug von 20 cm Dicke auf 10 cm S plitt gesichert.

D a m m b a u m a t e r i a l u n d V o r b e r e i t u n g d e r D a m m l a g e r f l a c h e . Der D am m k órper wurde aus reinem kohasionslosen Kiessand her

gestellt, d a m it nicht etwaiges Sickerwasser vor undurchlassigen Boden- niassen angestaut wurde und die dann entstehenden Wassersacke ein Auslaufen der Bóschungen yerursachten. D am it ferner das Sickerwasser

besonders w eichen, teilw eise faulschlam m artigen Schichten, die ein N achgeben unter dem Druck des hohen D am m es befiirchten liefien, w urden entfernt. Bei weniger weichen un d nicht zu starken Schlickschichten erschlen es ge- n tige n d, parallel zu den Damm- fiifien zw ei Schlitze von je 30 m Breite bis auf den Kies abzurau- m en. A uf ganzer Breite des Kanaldam m es wurde auBerdein der M utterboden in etwa 30 cm H óhe abgeraumt.

W a h l d e s E i n b a u v e r f a h r e n s . Der E inbau der Klesmassen In den hohen K analdam m mufite m it ganz besonderer Sorgfalt geschehen.

Hierbei war von dem Gesichts

punkte auszugehen, dafi Setz- bew egungen in der D am m schuttung auf das m óglichst kleine Mafi be- schrankt blieben oder noch besser ganz verm ieden w urden. In den Ausschreibungsunterlagen war vor- gesehen w orden, den D am m in voiler Breite, u n d zwar tn einzelnen Lagen von 0,50 bis 0,80 m Dicke hochzutreiben und nach Schtittung jeder Lage eine W assermenge von 1 0 0 % des R aum lnhaltes der Lage aufzubringen. G lelchzeltig war aber den U nternehm ern frelgestellt wor

d e n , ein Sonderangebot fiir den E inb au der Kiesmassen im Sptil- verfahren abzugeben. In den Ver- han d lun ge n m it den Auftragnehmern wurde schlicBllch verelnbart, aus beiden E inbaum óglichkeiten den M ittelw eg zu w ahlen, d. h. das Spiil- kippverfahren anzuw enden, w ie es in den A braum betrieben des Senften- berger B raunkohlenbezirks geschah. Dieses Verfahren bestand darin, daB der einzubauende Boden trocken gekippt und durch einen krflftigen Wasserstrahl fortgeschwemm t wurde. Es hatte den grofien Vorteii, dafi durch das Fortspulen die Kiesmassen der verschiedensten Korngrófien In besonders dichten Schichten abgelagert w u rd e n , ohne daB die groBen Wassermassen des sonst ublichen Spiilverfahrens zugesetzt werden muBten.

B e d i n g u n g e n fiir d a s S p i i l k i p p v e r f a h r e n .

M it Riicksicht auf das Spiilkippverfahren, das zur Schaffung von Kipp- hóhen trocken gekippte S p u ld am m e erforderte, hatte die Bauverw altung

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C O A

Oo4 T o d e , Spiilkippverfahren und Toneinbau bei der 17 m hohen Dammstrecke usw. Fachschrift t.d. ges.

ein See m it einer FlSchengróBe von 90 ha geschaffen w urde. Es handelte A b b. 3. Lage der S piildam m e. sich um alluvialen und diiuvialen Kiessand m it einem Tongehalt von

m.

1

^:

800

^. nur o,8°/0. Vereinze!t fanden sich im Kies faulschlam m artige Tonlinsen eingelagert, die ais B eim engung im hohen D am m durchaus unerwiinscht

waren un d daher nach M óglichkeit beseitigt werden mufiten. Bei Beginn der Bagger- arbeiten war ein m it D am pf betriebener alterer Elmerkettenbagger ta tig , dessen Eim er 430 1 fafiten. Dieser Bagger wurde jedoch nach kurzer Z eit durch einen neuen, elektrisch betriebenen Eimerkettenbagger der Maschinenfabrik Buckau — R. W o lff A G M agdeburg ersetzt (Abb. 4). Er war ais D oppelschiitter ausgebildet und hatte Eimer

die B edingung gestellt, dafi die S piildam m e nicht unter der Tondichtung liegen durften. Der ganze D am m teii unter der T ondichtung, der beiderseits durch eine unter 4 5 ° gezogene, vom aufiersten Ende der Ton

dichtung bis auf das G eland e reichende Druckverteilungslinie begrenzt wurde, sollte dem nach nur aus gespiiltem Boden bestehen (Abb. 3).

A ufierhalb dieser Begrenzungslinie sollten die Bodenmassen ebenfalls nach M óglichkeit eingespiilt werden. Sie durften auch trocken eingebaut werden, m ufiten aber dann m it 1 m 3 Wasser auf 1 m 3 Boden eingesum pft werden. Ferner war vorgeschrieben w orden, dafi von beiden Seiten gleichm afiig nach der Kanalachse hin gespiilt w urde, so dafi sich das iiberschiissige Spiilwasser in der Kanalachse sam m elte und hier durch O ffenhalten einer V orflut oder durch P um pen unschadlich beseitigt werden konnte, w enn es nicht schnell genug in den U ntergrund versickerte. Aus der reichllchen V e rw e nd ung von Spiilwasser ergab sich von selbst dle N otw endigkeit, rechtzeltig auf die Anlage der Kanalseiten- graben un d die R aum un g von V orflutgraben bedacht zu sein, da das Spiilwasser durch A nreicherung des Grundwassers u n d seitliches Durch- sickern durch die K analdam m e leicht eine O berstauung der angrenzenden Landereien verursachte.

S p i i l d a m m e .

Das gew ahlte Einbauverfahren fiihrte dazu, dafi zunachst belderseits der Kanalachse die S p iild a m m e I geklppt w urden (Abb. 3). Da die Kies- g ew innnungsstelle siidllch des Kanals lag, m ufite g leichzeitig ein Quer- d am m zwischen dem siidlichen und nórdlichen S piildam m g ekippt werden.

Dieser Q uerdam m war nicht zu verm eiden, obgleich er den B edingungen widersprach, dafi unter der T ondichtung nur gespiilter Boden liegen durfte. Da er aber durch das S piilen v o llk om m e n unter Wasser gesetzt u n d im oberen Teil spater abgespiilt w urde, w urden die zuerst geltend gem achten B edenken fallengelassen. Ais grofite H óhe der S piildam m e waren 5 m festgesetzt w orden. Je hóher der D am m wuchs, desto geringer w urde die H óhe der S piildam m e, w e il Ihre Lage nach der Kanalachse hin durch dle D ruckverteilungslinie der T ondichtung begrenzt w ar, un d w eil verm ieden werden mufite, uber die AufienbOschung hinaus m ehr Boden v o rzu k ip p e n , ais beim N achplanieren der Bóschung unter- gebracht werden konnte. D ie Kronenbreite betrug 5 m. Dieses Mafi ergab slch aus der Schw elleniange und aus der N otw endigkeit, neben dem G leis die Druckrohrleitungen fiir das Spiilwasser verlegen zu miissen.

Insgesam t wurden beiderseits der Kanalachse je sechs S piildam m e (I bis VI) gekippt. D ie S piildam m e I und V I w urden d u r c h 'la un d V Ia verbreitert.

G e w i n n u n g u n d B e f ó r d e r u n g d e s K ie s e s .

Fiir die H erstellung des hohen D am m es wurden insgesamt 7200000 m 3 Kies benótigt. V on dieser M e nge wurden 870 000 m 3 bei der Aus- baggerung des Abstiegkanals Rothensee gew onnen. Fiir die H auptm enge von 6 330 000 m 3 wurde siidlich des Kanals eine Entnahm estelle auf- geschlossen, durch die bei einer durchschnittlichen Baggertiefe von 7 m

m it einem Inhalt von 8701. Das Bagger- gleis lag auf 6,5 m langen S chw ellen, z u dereń Weiterriicken eine Gleishebe- und -ruckmaschine von Lauchham m er in Tatigkeit trat (A bb. 5). D ie stiindliche Leistung des Baggers betrug 1000 m 3, so dafi bei D oppelschichtenbetrieb taglich etwa 15 000 m 3 geleistet w urden. Der gebaggerte Boden wurde gleichzeitig auf vier Kippen ab g e n o m m e n , und zwar auf zwei H ebeklppen zur H erstellung der Spul- d am m e und zwei Spiilkippen zum A bspulen des Bodens. A uf jeder Hebekippe waren 1 Vorarbeiter und 20 A rbeiter, auf jeder Spiilkippe 1 Vorarbeiter und 5 Arbeiter tatig. A uf den beiden H ebekippen wurden zusam m en taglich 5000 m 3 Boden eingebaut. V on den 12 M ann der beiden S piilkippen mufiten dem nach taglich 10 000 m 3, also stiindlich 625 m :! abgenom m en werden. Diese grofie Leistung war nur dadurch

A bb. 4. Eim erkettenbagger in der Kiesentnahm e.

m óglich, dafi fur die Befórderung des Baggergutes selbsttatige Kippwagen von Frled. K rupp verw endet w u rd e n , un d dafi das Spiilkippverfahren nicht nur den Boden schnell einbaute, sondern auch nur geringe Gleis- riick- un d -hebearbeiten erforderte. D ie selbsttatigen Kipper von Fried. Krupp fafiten 16 m 3 un d bestanden aus zw ei Kasten von je 8 m 3 Inhalt auf einem Fahrgestell (Abb. 6). Z ur Fortbew egung der Ziige, die aus zehn K ippw agen bestanden, dienten Borsig-Lokomotiven von 270 PS.

Der schwere Fórderbetrleb, der auf Glelsen von 90 cm Spur stattfand, machte es erforderlich, das Schienenprofil Form 6 d auf 2 m langen Schw ellen zu verw enden. Z u m H eben und Riicken des Fórdergleises wurden amerikanische und von der bauausfiihrenden Firm a selbst ge- baute Maschinen verw endet (Abb. 7).

Abb. 5. Gleishebe- und -ruckmaschine fur das Baggergleis. Abb. 6. 270-PS-Lokomotive mit 16-m 3-Kippwagen.

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ein. Durch Drosselung des Wassers konnten jedoch auch stellere N eigungen erzielt werden. Z. B. lieB sich die 1 :4 genclgte Auflen- bóschung bei einigerm afien Vorsicht ohne Schwierigkeiten herstellen.

Bei noch steileren Bćjschungen oder bei N achregulierungen, w enn nicht zu viel Wasser verw endet werden durfte, waren die fest eingebauten Stich- rohre unbrauchbar, da eine zu starkę Drosselung des Wassers auf Kosten der Breitenwirkung des Wasserstrahles glng. In solchen Failen wurden Spiraischiauche verw endet, die v o ll laufen konnten, und m it denen infolge ihrer Bew eglichkeit das Wasser in der gewiinschten Starkę iiberall hin verteilt werden konnte (Abb. 9).

D a s S p u l k i p p v e r f a h r e n in d e r B a u a u s f i i h r u n g .

Sobald die ersten S piildam m e in geniigender Lange und H óhe fertig- gekippt waren, begann der Spiilbetrieb. Zuerst wurde m it hochgestellten Platten, also m it voller W irkung des geschlossenen Wasserstrahls nach der Kanalachse hin gespiilt, um den B oden soweit wie mOglich vorzubringen.

M it dem Hóherwachsen des gespillten Bodens blleben aber zwischen den einzelnen Stichrohren Kiesm engen stehen. Infolgedessen wurden zur Be

seitigung des Bodens die Platten vorgelegt (Abb. 10). Lag schliefilich der gespiilte Boden bis 0,5 m unter dem Auslauf der Stichrohre, wurde der Spiilbetrieb eingesteilt, da das Wasser nicht mehr g eniig end Boden mit- nahm . Jetzt wurden die S piilleitungen auf die andere G leisseite gelegt und die Bodenmassen zur Herstellung der A ufienbóschung elngespiilt.

N achdem die S piildam m e beiderseits von gespiiltem Boden eingeschlossen waren, wurden sie eingesum pft. Z u diesem Zwecke wurden sie durch kleine Quer- und Seitendam m e in einzelne waagerechte Abschnitte unterteilt, auf die das Wasser geleitet wurde. Das Einsum pfen der S piildam m e vor dem beiderseitigen Einspiilen war nicht m óglich, da die wasser- gesattigten Bóschungen der S piildam m e ausliefen und dadurch den Fórder- betrieb unterbrachen. O bgleich anzunehm en w ar, dafi dic Spiildam m e beim Spiilbetrieb selbst und vor allen D lngen beim S pillćn der hóhercn Lagen geniigend Wasser erhielten, konnte auf das besondere Einsum pfen nicht verzichtet werden, da diese A n n ahm e trotz eingebauter Beobachtungs- rohre nicht nachgewiesen werden konnte. Nach dem Einsum pfen wurden die nachst hóheren S piildam m e gekippt und die Bodenmassen in gleicher W eise eingespiilt. Nur die 2 m hohen D am m kópfe wurden im Trockenen eingebracht.

H e r s t e l l u n g d e r w a a g e r e c h t e n K a n a l s o h l e .

Die Form des K analdam m es unter der T ondichtung — waagerechte Sohle m it anschliefiend 1 : 3 geneigten Bóschungen — brachte es m it sich, dafi in der Achse eine Fehlstelle blieb, dereń A usfiillun g besondere MaBnahm en erforderte. Es wurden zu diesem Zwecke die Ecken so w eit iiberspiilt, daB der sich in den Ecken ablagernde Boden einen Ausgleich m it dem in der Achse fehlenden Boden bildete. D ann wurde im normalen Kanalprofil der Boden aus den Ecken m it einem Greifer w eggenom m en, nach der Achse gesetzt und dort eingesum pft (Abb. 11 a).

Im erweiterten Kanalprofil mufite der Boden aus den Ecken entsprechend der beschrankten Relchweite des Baggers in Haufen nach der Kanalachse hingesetzt werden (Abb. l l b ) . D ie H aufen w urden, sow eit es m óglich war, m it Schlauchen in die Fehlstellen eingespiilt. Der verbleibende Rest wurde nachtraglich . w ie beim N orm alprofil m it dem Greifer e in gebaut un d dann eingesum pft. A uch die groBe waagerechte Flachę des oberen Vorhafens konnte nicht ohne weiteres eingespiilt werden. Der Einbau des Bodens geschah hier derartig, daB in S ollhóhe der Kies- schiittung fortschreitend K ippen von 1 m H óhe im Trockenbetrieb ge-

Abb. 9. Spiilbetrieb mit Spiralschiauchen. Abb. 10. Normaler Spiilbetrieb.

Abb. 7.

Gleishebe- und -riickmaschine fiir d is G leis auf den Spiildam m en.

G e w i n n u n g u n d V e r t e i l u n g d e s S p iilw a s s e r s .

Das erforderliche Spiilwasser wurde in der Kiesentnahm estelle, dcm Abstlegkanal Rothensee und der Z ollau, einem alten Zw eigarm der Elbe, gew onnen. In der Kiesentnahm estelle standen zw ei Kreiselpum pen von je 250 und 300 m m Saugrohrdurchmesser. Sie hatten zusam m en eine Leistung von 20 m 3/m in. Eine gleiche Pum penanlage stand am Nord- ende des Abstiegkanals Rothensee. In der Z ollau war nur eine Pum pe mit 300 mm Saugrohrdurchmesser aufgestellt. An die Pum pen waren

Schieber l 30mm<P fcrtei/ungsmhr

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Stichrohre

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A no rdnung der Spulrohre.

Druckrohre von 300 m m Durchm. angeschlossen. Z ur V ertellung des Spiilwassers waren in die Druckrohre auf den S piildam m en alle 12 m Abzwelgstutzen m it Schiebern zwischengeschaltet, an die m it einem Bogen- stiick 12 m lange, zum Druckrohr parallel liegende Yerteilungsrohre von 15 cm Durchm . angeschlossen waren. Im Abstande von je 4 m gingen senkrecht von dcm Verteilungsrohr drei Stichrohre von je 4 m Lange nnd 10 cm Durchm . ab (Abb. 8 u. 10). Die Druck- un d Verteilungsrohre lagen neben dem G le is , die Stichrohre zwischen den Schweilen unter dem Gleis. Vor dem Auslauf der Stichrohre hingen an einer durch den Flansch gesteckten Schraube bew egliche Eisenplatten, die das austretende Wasser nach den Seiten spritzen liefien und dadurch eine Breitenw irkung hervor- riefen. D ie Platten konnten auch hochgestellt werden, so dafi dann das Wasser in kraftigem , geschlossenem Strahl austrat. Der gespiilte Boden stellte sich bei norm alem Betrieb in einer N eigung von 1 : 8 bis 1 :1 0

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DIE BAUTECHNIK

T o d e , Spiilkippverfahren und Toneinbau bei der 17 m hohen Dammstrecke usw. Fachschrift i. d. ges. Baulngenleurwesen aj Ausfdiiung des łwickels in der Achse des normo/en Konolprojils

A b b. l l a bis c. Nacharbeiten in der waagerechten Kanalsohle.

schafft w urden, von denen der vorgekippte Boden weggespult wurde (Abb. lic ) . D ie B edingung, dafl unter der T ondichtung nur gespulter Boden liegen durfte, wurde durch diese Arbeitsw eiśen allerdings verletzt.

D ie A bw eichung war aber unbedenklich, w eil die Fehlstellen, die ohne Spiilverfahren beseitigt w urden, hóchstens bis zu 1 m tief waren, un d infolgedessen hierdurch kein nennenswertes, die Tonschale gefahrdendes unregelmaBlges Sacken zu erwarten war. AuBerdem war anzunehm en, daB der Boden beim Einw alzen der Tonschicht v o llk om m e n festgeprefit wurde. Trotzdem w u rd e, da sich auch noch an anderen Stellen ein trockenes N achplanieren nicht ganz hatte verm elden lassen, das ganze K analbett nach Fertigstellung der Kiesschilttung in einzelne Abschnitte unterteilt und krSftig eingesum pft (Abb. 12).

c) Herstellung der waagerechten Sohle im oberen Kor hafen

A bb. 12. Einsum pfen der waagerechten Kanalsohle.

B e s e i t i g u n g v o n S c h l i c k a b l a g e r u n g e n .

Besondere M aflnahm en zur H erstellung eines einwandfreien Damm- kórpers wurden noch dadurch erforderlich, dafi der in den Ęntnahme- stellen gebaggerte Kies teilweise stark m it Schlick durchsetzt war. Der iiber dem Kies der Entnahm estelle anstehende Schlick war m it Loffel- baggern abgeraum t worden. W enn auch gróflter W ert auf eine saubere A b raum un g gelegt wurde, liefi es sich infolge des Baggerbetriebes doch nicht erreichen, dafi die Oberfiache des Kieses so sauber abgeraum t wurde, wie es im Handschacht hatte erreicht werden kónnen. D ie bei der A b raum un g liegengebliebenen Schlickm engen allein waren im Verhaitnis zu der gebaggerten Kiesm enge so gerlng, dafi die einzelnen Schllck- klum pen beim Spiilbetrieb vo llk om m e n von Kies umschlossen wurden und daher ungefahrllch erschienen. Bedenklicher w urden aber grófiere Schlicknester, die beim Baggern unter Wasser angeschnltten w urden und zusam m en m it dem auf der O berfiache liegengebliebenen Schlick teil

weise recht erheblich waren. Sow eit wie m óglich wurde der dann gew onnene, verunreinigte Kies nicht eingebaut, sondern auf eine Abraum- kippe gefahren. Teilweise, vor allen D ingen beim Beginn der ersten und beim Schlufi der zweiten Schicht in jder D unkelheit, kam en aber auch derartig verunreinigte Kiesmassen auf die K ippe des hohen Dam m es, wie sie in A bb. 10 deutlich zu erkennen sind. In solchen Fallen mufite eine besondere Arbeiterkolonne angestellt w erden, die die Schlickklum pen w ahrend des Sptllbetriebes aussam m elte. Bald nach Beginn des Spiilens b lldete, w ie erwartet, das an tieferen Stellen zusam m enfliefiende Spiil-

M e s s u n g v o n S e t z b e w e g u n g e n d e s U n t e r g r u n d e s . Vor Beginn der D am m schiittung w aren, w ie schon erwahnt, dic w eichen Schichten der Dam m lagerflSche bis auf den Kies entfernt worden.

N ennenswerte Setzungen des U ntergrundes unter der Last des hohen D am m es waren daher nicht zu erwarten. Trotzdem wurden U ntersuchungen m it vier M efiprofilen angestellt, dereń einzelne P unkte teilw eise bis 100 m iiber den D am m fufl hinaus in die angrenzenden G rundstiłcke reichten.

D ie M efiprofile sollten neben der Beobachtung des Untergrundes ln erster Linie dazu dienen, Erfahrungen uber die zweckmafiigste konstruktive A u s b ild u n g der Mefigerate zu sam m eln, da b el dem w eniger sicheren U ntergrund des spater noch herzustellenden zw eiten Teiles der hohen

A bb. 13. Abgetrocknete Schlickablagerungen.

Dammstrecke einwandfreie Ergebnisse gew onnen werden muBten. Jedes der vier M efiprofile wurde daher verschleden ausgefiihrt und an solchen Stellen eingebaut, an denen nicht der ganze Schlick, sondern nur die beiden 30 m breiten Schlitze bis auf den Kies abgeraum t waren. Der Einbau folgte im Benehm en m it dem Erdarbeitsunternehm er, d a m it die aus Gas- un d Bohrrohren hergestellten Profilpunkte den Erdarbeitsbetrieb nicht stórten. D ie Profilpunkte, die unter der Tonschale lagen, wurden vor A ufbringen des Tones 1 m unter O berkante Klesschiittung ab- geschnittcn und sorgfaltig m it Kies unter gleichzeitigem Wasserzusatz vollgeschlam m t.

M e B p r o f il I. D ie Profilpunkte bestanden aus ąuadratischen Beton- platten von 1,5 m Kanteniange, auf die m iteinander verschraubte Bohr

rohre von 133 m m Durchm . aufgesetzt w urden. D ie H óhenlage der Betonplatte w urde m it einer MeBstange nachgepriift, nachdem die O ber

kante des Rohres einnivelliert war.

M e B p r o f i l II unterschied sich von MeBprofil I nur dadurch, daB anstatt der aufgesetzten Bohrrohre in die Platten einbetonierte Gasrohre verw endet w u rd en , die m it w achsendem D am m aufgestockt wurden.

Auch bei diesem Profil muBten Bew egungen des U ntergrundes m it Hilfe des N ivellierinstrum entes festgestellt werden.

D ie regelm afiig vorgenom m enen Priifungen beider Profile ergaben ein derartiges D urcheinander von H e b un ge n und Setzungen bis zu 9 mm, daB die Nachmessungen aufgegeben w urden. D ie U ngenaulgkeiten waren ganz offenbar auf- die Y e rw e nd ung des. N ivelllerlnstrum entes, d. h. auf b) Ausfullung desżr/ickels in der Achse des emeiter/en Kanolprofils

M. 1: 800.

wasser grófiere Seen. Das Wasser versickerte aber nicht m ehr in den Untergrund. Es hatten sich n3m- lich auf der S ohle der Spiilseen feinste Schlickteilchen abgesetzt, die eine v o llk om m e n wasserdichte Schicht bildeten. Nach A b le itu n g und V erdunstung des Wassers trocknete der abgelagerte S chlick, wenn er sich nicht starker ais 5 bis 10 cm abgelagert hatte, in kurzer Zeit zusam m en und konnte von H and entfernt werden (Abb. 13). Grófiere Schlickmassen setzten sich vor allen D ingen a b , w enn nach den W interpausen der Spiilbetrieb w ieder aufgenom m en w urde. Die auf der gespulten Kiesfiache lie g e n d e n , an und fiir sich ungefahrlichen S chlickklum pen waren durch Frost zer- froren und w urden n un durch das Wasser beim weiteren Spiilbetrieb in ihre feinsten Bestandteile auf- gelóst. D a zu kam en noch frische Verunreinigungen aus den E n tn a h m e s te lle n , so dafi sich in den Spiil- seen erheblichere Schlickm assen ablagerten. Diese waren z. T. bis zu 1 m hoch und ko n nten , da ein Abtrocknen wegen des zu grofien Zeitverlustes nicht abgewartet werden durfte, nur unter Zuhilfenahm e eines Greifers entfernt werden.

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nicht zu verm eidende N iveliem entsfehler zuriickzufuhren, die durch haufiges Um setzen des Instrumentes beim O bergang iiber die hohen D am m e im losen Kiesboden und an den steilen Boschungen hervor- gerufen wurden.

M e B p r o f i l III. Es wurden G rundpegel nach der in Schweden ausgefiihrten Art ein g eb aut'). Unter Zuhilfenahm e eines Bohrgeriites wurde ein Gasrohr bis in den in 10 m Tiefe unter der G eiandeoberflache liegenden Tonmergel heruntergefiihrt. Nachdem das im Tonmergel sitzende Ende des Gasrohres m it Beton um geben war, wurde das Bohr

rohr gezogen un d das Bohrloch m it Kies zugeschiam m t. U ber das G as

rohr w urde ein anderes Bohrrohr geschoben, das am unteren Ende m it einem eisernen Teller 50 X 50 cm versehen war. Der Teller wurde auf dem gewachsenen Boden gleichmaBig fest angedriickt. D ie Bewegungen des Untergrundes konnten unm ittelbar aus dem Unterschiede zwischen einer am Gasrohr eingekerbten Mefimarke und der Oberkante des iiber- geschobenen Bohrrohres abgelesen werden. Die ersten A blesungen ergaben nach kurzer Zeit bereits eine Senkung des Untergrundes von 30 mm . Es tauchte daher der Verdacht auf, daB der Boden, der nach dem Heraus- ziehen des Bohrrohres in die Bohrlócher eingeschlam m t war, unter dem verhaltnism3Big kleinen G rundteller infolge von H ohlraum en und lockerer Lagerung nachgab. Aufierdem erschien es nicht ausgeschlossen, dafi der Boden unler dem G rundteller auszuw tichen versuchte und durch das Loch zwischen dem Gasrohr und dem aufgeschobenen Bohrrohr hoch- geprefit w urde. A us diesen Erwagungen heraus wurde noch ein weiteres MeBprofil angeordnet.

M e B p r o f il IV . In der W irkungsweise war dieses MeBprofil genau so wie das MeBprofil III. Nur in der Herstellung wurde die A nderung getroffen, dafi das Gasrohr am unteren E nde m it einer Ram m spitze versehen und m it einer H andram m e bis in den Tonmergel heruntergetrieben wurde. Ferner w urden anstatt der eisernen Teller quadratische Beton

platten von 1,5 m Kantenlange an Ort und Stelle hergestellt. Durch eine besondere D ichtungsplatte wurde der Zwischenraum zwischen dem G as

rohr u n d der Betonplatte auf 1 m m eingeschrankt. D ie an dem hochst- belasteten Profilpunkte erm ittelten Bewegungen des Untergrundes sind

*) Bautechn. 1928, Heft 23 u. 27.

MeRprofiln/M. I:20oo HeBprtlilMM.MM

A bb. 14. Setzbew egungen des U ntergrundes.

in A bb. 14 dargestellt. Ein Vergleich m it den ln der gleichen A b b ild u n g angegebenen Zeiten fiir die H erstellung des hohen D am m es zeigt, dafi unm ittelbar m it dem Hochtreiben des D am m es eine geringe Setz- b ew egung des U ntergrundes eingetreten war, die aber schon nach kurzer Zeit zum Stillstande kam . Durch dieses MeBprofil wurde auch bewlesen, dafi die beim MeBprofil III gehegten Befiirchtungen unbegriindet waren.

Denn der Verlauf der Setzungskurve beim MeBprofil III ist sogar noch etwas giinstiger ais beim MeBprofil IV. D ie Setzungen durften allein auf eine Zusam m enpressung der nicht abgeraumten Schlickdecke zuriick-

zufiihren sein. (Schlufi folgt.)

Wasserturm auf dem Verschiebebahnhof Altenburg.

V on M a x S ch O nbe rg, Elsenbahnoberlngenieur a. D., Dresden.

D le Erw eiterung des Bahnhofs A ltenburg liefi auch die wichtige Frage der W asserversorgung in den Vordergrund der Erorterungen treten, G egen die weitere Entnahm e des Wassers aus dem stadtlschen Leitungs- netze sprach insbesondere der teuere Lieferpreis von 0,65 R M /m 3, der bei einem Tagesbedarf von 600 m 3 eine erhebliche wirtschaftliche Belastung bedeutete. Dazu kam , dafi die Beschaffenheit des Wassers wegen des hohen Hartegrades den Betriebsanspriichen nur unvo llkom m e n geniigte.

So gewann der G edanke der Ausfiihrung eines eigenen, entwicklungs- fahigen Wasserwerks im m er m ehr an Boden. Das giinstige Ergebnis der Wirtschaftlichkeitsberechnungen gab schliefilich den Anstofi zum Bau des nachstehend beschriebenen Wasserturms, der, Im Herbst 1929 fertiggestellt, m it 44,50 m H óhe und 900 m 3 BehalterfassungsvermOgen das bedeutendste der bisher im Bezirk der R B D Dresden errlchteten Bauwerke dieser Art ist.

Ursprfinglich sollte er nur der Versorgung der Betriebsanlagen m it Brauchwasser, nam entlich Lokomotivspeisewasser, dienen. Fiir diesen Zweck hatte ein 600 m 3 fassender Ausgleichbehalter m it 29,0 m Druck

hohe ausgereicht. Da jedoch trotz einer bis auf 100 m Tiefe vorgetriebenen Bohrung fiir die Kesselspeisung geeignetes weiches Wasser nicht er- schlossen werden konnte, mufiten aufier einer aus vier eisernen Behaitern

Bew ehrung der G rundplatte.

bestehenden Enthartungsanlage zwei Hilfsbehaiter aus Eisenbeton vor- gesehen werden (Abb. 1), die nun zugleich die M Oglichkeit boten, das Bediirfnts des Bahnhofs an Trink- un d Wirtschaftswasser zu befriedigen.

D ie Anlage arbeitet in folgender W eise: Das dem Grundwasserstrom mitteis Rohrbrunnen entnom m ene Wasser wird ln den in halber Turm- hOhe eingebauten Rohwasserbehaiter gepum pt, w o durch Oberlaufrohre der Bedarf fur G enufizwecke slchergestellt w ird. D er Rest fliefit durch die Uberiaufe dem Kalksattigungs- bzw. Reaktionsbehaiter zu. W enn durch die K alkm ilchb e handlung eine brauchbare W eichheit erreicht ist, wird er in den Sandfiltern gereinigt, im Kellerbehalter gesam m elt und von hier nach Bedarf in den obersten Behalter gedriickt.

Der slch rd. 41 m iiber das G elande erhebende Turm bildet einen achteckigen, m it einer fiachen pyramidenfOrmigen H aube abgedeckten BaukOrper, dessen Sockelgeschofi zur G e w in n u n g von Lagerraum fiir die Enthartungschem ikalien von einer Ziegelm auer quadratisch umschiossen ist. Sein Traggerlppe ruht auf einer 90 cm dicken durchgehenden Beton

platte, die ais Kreisplatte m it in 1,70 m Abstand vom Rande angreifender, gleichmafiig verteilter Ringlast berechnet w urde. Da bei einem derartigen Tragsystem nicht nur die radialen, sondern auch dle rlngfórm igen Konstruktlonselem ente zur A ufnahm e der Biegem om ente herangezogen w e rd e n , mufite die Platte in radialer und tangentlaler Richtung bew ehrt werden (A bb. 2). D le ge- samte Bauwerklast vo n 3 8 7 0 1 u n d der geringe W in dan te il verursachen eine Bodenpressung von 2,70 kg/cm 2, die dem in grofier M achtigkeit anstehenden sandigen Tonboden mit geniigender Sicherheit zugem utet werden konnte. W ie durch M essungen w ahrend des Baues beobachtet wurde, setzte sich die G riindungsplatte v0 llig gleichm afiig; nach F iillu n g der Behalter w urde eine Einsenkung von 10 mm festgestellt. D ie acht polygonal angeordneten Haupttrag- saulen sind im Keller w eit iiber dle statischen Erforder- nisse hlnaus bemessen und m it kraftigen Schragen an dle zwischengespannten, beiderseits kreuzweis bew ehrten Platten angeschlossen. D adurch entstand ein sehr starrer Ringtrager, der die vorausgesetzte G leichm afiigkeit der Lastverteilung zu gewahrleisten verm ag (Abb. 2). U ber G elande verlelhen mehrere waagerechte B alkenringe, die auch die Mauer- lasten abfangen, sowie eine Plattenbalkendecke den Turm- stiitzen die erforderliche Knicksicherheit und Steifigkeit

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DIE BAUTECHNIK Fachschrift f. d. ges. Baulngenleurwesen S c h ó n b e r g , Wasserturm auf dem Y erschiebebahnhof A ltenburg

SchnitC-D

—ans--

Schniit G-H Schniit E-F

A bb. 3. Tropfbodenraum

S±0-W. in fio k L

I 11 I

WJ^L—'iI s> —*'

Gefalle der Sohle noch dem Schlommioch

Schniit L-M

i i u

Mieś fiiter i M

! I J I1 M1 I Kiesfiiter

Schnitt fi -B

----¥ ,M---

50m3 % Nutzinhait

- H U ---:---J A bb. 1.

Querschnitt un d Grundrisse, *0 Schlommioch

zocm tief Mogerbeton

gegen W indkrafte. D ie A usm auerung der Felder des Traggerippes besteht aus ein Stein starken Z iegelw anden, die in den Stutzen m it d iinnen Rundeisen wlndslcher

A bb. 4, Langs- und Querschnitt des Kellerbehalters.

Schnitt II-O verankert sind, — Zur Einschrankung der Baukosten

wurde die Breite des Turmschafts so schmal gehalten, wie es die Unter- bringung der Enthartungsanlage, dereń bis zu 10 m hohe Behaiter mittels gem auerter Sockelkranze auf der Kellerdecke lagern, zulicfi.

Fiir die bauliche A u s b ild u n g der Behaiter waren die bewahrten Spangenbergschen Konstruktionsgrundsatze m afigebend. Der oberste Be- halter von 600 m 3 Inhalt wurde ais Kreiszylinder m it Intzeboden aus

g ebildet, jedoch unter Verzlcht auf vólllge n Ausglelch der waagerechten Krafte von Haupt- und G egenboden, da der Turm kopf nicht nennens- wert ausladen sollte. D ie Behaiterlast w ird durch einen am Ansatze des K uppelbodens angeordneten R ingbalken an acht Schragstreben abgegeben, dereń Schub durch einen Z ugrlng aufgehoben w ird. Dieser bedurfte einer verhaitnism afiig starken Langs- un d U m fangsbew ehrung, w e il er aufier durch m ittige Zugkrafte durch Biege- u n d D rehm om ente hoch beansprucht wird. D ie W a h l eines gewOlbten Behalterbodens ergab sich ohne weiteres aus der Forderung, den Innenraum des Turmes nicht durch Stutzen einzuengen. Aber auch in anderen Fallen diirfte er seiner statischen O berlegenheit wegen einem ebenen vorzuziehen sein. Hervor-

zuheben ist ferner die gute Beobachtung, die der sich frei spannende W olb bo de n erm óglicht (Abb. 3).

A uch der 250 m-’ fassende Rohwasserbehalter erhielt einen Kuppel- boden; von der A nordnung eines G egenbodens wurde hier jedoch ab

gesehen. Dieser Behaiter mufite, um die Saulen ohne Einschnfirung an ih m vorbeifiihren zu konnen, auf starken, aus den Saulen auskragenden Balken abgestiitzt werden. Der Tragring ist in diesen Konsolen eingespannt und vom dariiberliegenden Z ugring durch eine Zwischenlage aus m it BItum en getrankter W otlfilzpappe getrennt.

Dem auf der Kellersohle stehenden 50-m3-Behaiter wurde der einfacheren H erstellung und besseren R aum ausnu tzun g w egen die Form eines halben Achtecks gegeben (Abb. 4). D ie B ehalterw ande sind oben balk enartig verstarkt und durch zw ei Querriegel verspannt. Fur die Be

messung wurden sie ais im Abschlufibalken frei gelagert u n d in der Sohl- platte fest eingespannt angesehen.

U m Risseblldungen vorzubeugen, sind die W an d ę und BOden samtlicher Behaiter so dick gew ahlt, dafi die Z ugspannungen des Betons 10 kg/cm2,

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Jahrgang 10 Heft 44

7. Oktober 1932 S c h ó n b e r g , Wasserturm auf dem Yerschiebebahnhof Altenburg 5 8 9

zuschreiben ais ihn die vom D. B, V ' fiir den Sieblinienberelch emp- fohlenen Richtzahlen (s. A M B ) an- geben. D ie feinsandarmen Kór- nungen sind nam lich etwas sperrig un d neigen zur Entm ischung, was bei den uberw iegend dtinnen und hohen Baugliedern leicht zu Mifierfolgen hatte A nlafi geben konnen. Im Behalterbeton, der wasserundurchiasssig werden sollte, w urde die Bindemittel- m enge auf 350 kg je m 3 Fertig- beton erhoht un d der geringen W anddicken sowie dicht verlegten Eiseneinlagen wegen ein Mindest- m ortelgehalt von 60 % verlangt.

Besonders aufm erksam iiberwachte m an die Zugabe des Anmache- wassers. Durch gewlssenhafte Berucksichtigung der jew eiligen N aturfeuchtigkeit des Zuschlages un d fortlaufende N achprufung der Steifigkeit des Betongemisches durch Ausbreitversuche gelang es, m it einem je nach dem Zement- gehalt der Mischungen von 0,56

bis 0,60 schwankenden W asserzementfaktor auszukom m en. In Anbetracht der knapp bemessenen Fertigstellungsfrist w urde ausschliefilich hochwertlger Z em en t verarbeitet, zum al er — wenigstens fiir dle Druckglieder — auch wirtschaftlich yprteilhaft war. D le m it Beton gefullten M uldenkipper wurden in einem elektrisch betrlebenen, fahrstuhlartlgen D oppelaufzug hoch be- fórdert, dessen Leistung m it dem Bedarf an der Verw endungsstelle gut in E inklang stand. In die S aulen wurde der Beton m it Hilfe von Trichterrohren unter standigem Nachstochern und A bklopfen der Schalung elngebracht.

O b w o hl die Vorarbeiten m it grofiter Beschleunigung durchgefuhrt wurden, war es nicht m óglich, vor O ktober 1929 mit den eigentlichen Bauarbeiten zu beginnen. Dadurch, dafi man dle beiden unteren Behaiter zunachst auslieB und vom Hochbehaiter nur den Boden herstellte, konnte wenigstens der Turm gerade noch rechtizeltig vor W interanfang vollendet werden. D le Dachdecke muBte allerdings bei einer Tagestemperatur von

— 3 ° C betoniert werden, doch hat die sofortige A bdeckung des frlschen Betons m it einer Sandschlcht trotz anhaltender Kaite geniigt, den Beton w ahrend der Erhartung vor Frostschaden zu bewahren. Er w urde sogar aufiergewóhnlich hart, was sich zeigte, ais die Dachdecke gelegentllch der Betonierung der Behalterw and durchgeschlagen werden muBte, w eil die ausgesparte D achluke fiir eine einwandfreie V erteilung des Betons zu klein war. D ie D ichtigkeit des Behaiterbetons hat gleichfalls den Erwartungen entsprochen; es wurde nur eine nach kurzer Zeit w ieder verschw indende Schwitzstelle am Boden des groBen Behalters bem erkt. Dagegen blleb die m it einer N ut versehene Arbeitsfuge zwischen B oden und W and, die nach einer dreim onatlgen Arbeitspause in der iiblichen W eise m it Draht- besen gereinigt und mit M órtelbrei bestrichen worden war, w ider Erwarten v o llig undurchiassig.

D ie kiinstlerische B ehandlung der Ansichtflachen w ill vor allem das Spiel der Krafte Im Tragwerk zum Ausdruck bringen und betonen. Aus diesem G run d e sind dle Haupttragglleder unverkleidet g e b lie b en ; sie wurden nur m it dem Stockham m er iiberarbeitet. AuBerdem lieC man sie kraftig gegen die nur zur Raum schlieBung dienende A usm auerung vor- springen. Letztere ist zusam m en m it den weniger w ichtigen R ingbalken iiberputzt worden. Der Sockelum bau erhlelt eine V e rb len d un g aus Eisen- klinkern. W ie A bb. 8 erkennen laBt, ist dle auBere Erscheinung des Bauwerks dank der groBziigigen G llederung von eindrucksvoller, monu- m entaler W lrkung.

Der architektonischen G estaltung liegen die Piane des Hochbaubiiros, der baullchen D u rc hb ild un g dle des Brtickenbilros der R B D Dresden zu- grunde. M it der Bearbeitung der Einzelheiten und der Bauausfuhrung, die abgesehen von den Nebenarbeiten die H erstellung von 815 m 3 Beton m it 88 t Eiseneinlagen un d 360 m 3 M auerwerk umfafite, ist dle Firm a Carl B r a n d t , Leipzig, betraut worden. Der G esam taufw and fiir den schltisselfertigen Bau ausschlieBlich der Rohrleitungen und maschinellen Einrichtungen betragt 140 600 R M , das sind 25 R M je m 3 um bauten Raum bzw . 155 R M je m 3 Behaiterfiillung. M an ersleht, daB Eisenbeton auch in wirtschaftlicher B eziehung ein fiir dieses A nw endungsgebiet hervorragend geeigneter Baustoff is t, der selbst ohne Berucksichtigung der U nter

haltungskosten erfolgrelch m it Eisen in W ettbew erb treten kann. H in sichtlich des Sicherheitsgrades durfte das Elsenbetonskelett dem Stahl- gerippebau sogar iiberlegen sein, da dle den Eisenbeton kennzeichnende Eigenart der Fugenlosigkelt die inneren S pannungen w eltgehend beein- fluBt und ausgleicht.

A bb. 6. Bewehrung der Dachplatte.

san gekennzeichneten Belastungsflache

ergibt, werden in der Platte tangen- tiale Druckkrafte, im Grat Normal- krSfte ausgelóst. D em Schub aus diesen N orm alkraften leistet die Ring- bew ehrung des am FuBe des Daches vorgesehenen G esim sbalkens W ider

stand, dessen Biigel zur V erhiitung von V erkantungen tief in die Dach

platte eingreifen (Abb. 6). Der Warme- schutz der Dachdecke m it Torfoleum- platten ist in A bb. 7 dargestellt.

Bei der Betonbereitung sind die neuzeitllchen Gesichtspunkte im wesentlichen beachtet worden. Die A ufbaubedingungen fiir die Beton- mischungen w urden durch Vor- versuche festgelegt. Da dem zur

V erfiigung stehenden Kiessand Splitt ais Verbesserungsstoff zugesetzt werden muBte, erschien es zur Erzielung eines leicht verarbeltbaren und glelchmaBige Festigkeiten verb(irgenden Gem enges angebracht, fiir den Felnsandgehalt den unteren Grenzwert mindestens 1 0 % hóher vor-

A b b. 7. W armcschutz der Dachdecke.

die des Eisens 900 kg/cm 2 nicht tiberschreiten. Z ur E rhohung der Risse- slcherheit bewehrte man den Zem entm órtelputz, m it dem dle Innenflachen der Behaiter tiberzogen sind, m it einer Drahtgewebeeinlage. Im ubrigen wurde dieser Innenputz unter Verzicht auf besondere D ichtungsm ittel lediglich m it dem Reibebrett behandelt und die Deckschicht m it der Stahl- kelle etwas nachgegiattet. Ein doppelter Anstrich aus Siderosthen-Lubrose schiitzt ihn gegen Angriffe des schwach kohlensaurehaltlgen Wassers.

Der Tropfboden unter dem groBen Behaiter besteht aus zw ei Paar sich rechtw inklig kreuzenden Balken, die eine 10 cm dicke Deckenplatte tragen und gleichzeitig ais Zugglicder zur Entlastung des Zugringes heran

gezogen werden. D ie Kraftanteile der in einem Eckpunkte zusammen- stoBenden drei Stabe mufiten auf geometrischem W ege aus den Ver- schiebungen dieses Punktes bestim m t werden, w obei sich fiir den Decken- balken eine ż u dem B iegem om ent hinzuko m m en d e Zugkraft von 33 t ergab. Durch diese Ausfiihrungsart sollte verhindert werden, dafi das Deckentragwerk reifit und die Turmstutzen sich nach aufien bewegen, ehe der Z ugring in W irksam keit tritt.

Konstruktiv bem erkenswert ist auch die ais achtseitlge Pyram ide ohne Rippen in den Graten a usgebildete, m it 8 cm Dicke eine Flachę von 12,76 m Durchm . flach iiberspannende Dachdecke.

Die E rm ittlun g der in diesem Tragsystc ,n auftretenden Kraftw irkungen geschah auf G run d folgender O b erleg un g e n : W erden dle dreleckigen Platten der Pyram idenfelder, die allseitig gleichartig gelagert sind, in beiden Hauptachsenrichtungen kreuzweis bewehrt, so stiitzen sle sich in Richtung der ktirzesten Spannw eite ab. Die Grenzen der unm ittelbaren

A bstiitzung und dic grófite Biegungsiange sind A bb. 5.

in A b b. 5 gestrichelt eingetragen. D ie auf diese

Lange w irkende senkrechte Teilkraft der Dachlasten erzeugt Blegespan- nungen, die parallel zur D achhaut gerichtete radiale Druckspannungen.

Durch die Gratlast, dereń Grófie sich aus der in A bb. 5 durch Schraffur Schnilt C-D

Schnitt fi -8

(8)

5 9 0 S c h a e c h t e r le , Die zulassigen Spannungen bei genieteten und geschweifiten Stahlbriicken Fachschrirt f . a. ges. Bauingenleurwescn

Alle Rechte vorbehnlten.

Die zulassigen Spannungen bei genieteten und geschweifiten Stahlbriicken.

Bruchslcherheit, d. h. V erm eidung der Bruchgefahr, ist fiir den Briicken- konstrukteur oberstes Gesetz. Z ur G ew ahrleistung der Bruchsicherheit gehórt zunachst die genaue Kenntnis der in Brucken wirklich auftretenden Beanspruchungen, die sich aus statischen W irkungen von ruhenden Lasten und aus dynam ischen W irkunge n bewegter Lasten zusam m ensetzcn. Die Grofien der ruhenden und schw ingenden Beanspruchungen sind aufier- ordentlich w echselnd, die briickendynam ischen V organge noch w enig er- forscht1). D em gegeniiber sind in den letzten Jahren in der E rkundung der A nstrengungen, die ein Werkstoff, ein K onstruktionselem ent, ein Bau- g lied oder ein ganzes Tragwerk auf die Dauer aushalten kann, ohne zu Bruch zu gehen, erhebliche Fortschritte zu verzeichnen.

Ais Beanspruchungsgrenzen kotnm en, sow eit Festigkeitsriicksichten ausschlaggebend sind, bei Brucken nur Dauerfestigkeitswerte in Betracht.

Die Dauerfestigkeitswerte sind abhangig von der Art der Anstrengung, z. B. oftmals w lederholte Anstrengungen auf Z u g oder Druck, oftmals w lederholte W echsel von Zug- un d D ruckspannungen, von N u li oder einer beliebigen G rundspannung (Vorspannung) ausgeher.d. D ie A n strengungen, die zum Bruche fiihren, sind weiterhin abhangig von der Z ahl der Lastw echsel, am kleinsten beim m illionenfach wiederholten Wechsel gleich grofier Zug- und D ruckanstrengungen, am grófiten bei einm aliger, a llm ahlich und stetig anstelgender Belastung. (Die Abhangig- keit von der Z ah l der Lastwechsel ist durch die W ó h le rlin ie gekenn- zeichnet.) Bei A nstrengungen, die zum tiberw iegenden Teil ruhend wirken (hohe Vorspannungen), steigt bei den B austahlen die Dauerfestig

keit iiber die Fliefigrenze.

D ie Feststellung der Anstrengungsgrenzen, die ein bestim m ter W erk

stoff unter den verschiedenen Anstrengungsarten bei oftm aliger Wieder- ho lun g des Lastsplels (z. B. 2 M illio ne n Lastwechsel) gerade noch aushalten kann, ohne zu brechen, ist Aufgabe des W erkstoffpriifers. U m einen strengen Vergleichsm afistab zu erhalten, werden b e i der Werkstoff- prtifung zur B estim m ung der reinen W erkstoffeigenschaften allseitig sorgfaltig bearbeitete, m eist polierte Probestabe von bestim m ten Abm essungen verw endet un d die Ergebnisse der Dauerversuche in D iag ram m en aus- gewertet.

Oauer/esligkeiten 'kg/cm2

V o n S r . ^ it g . K. S c h a e c h te rle , Stuttgart.

worin max B ’ und max B die Absolutw ertc der gróBten Zug- bzw. Druck- anstrengung ohne Vorzeichen sind, 5 die Schw ingungsfestigkeit bedeutet (Abb. 2). M it den W óhlerschen V erhaitniszahlen s : u : t = 1 : 2 : 3 er-

Sibtsich

t - u u - s

¹

u u 2 ’

und unter A n n ahm e einer r-fachen Sicherheit die zuiassige Spannung b ei Z ug oder Druck

" ' . + 4

_max^{m in}^B_B

)•

bei Wechsel von Z ug und Druck

u ( 1

~ ~ v

i 1 2

^max^max^{B '}^B

0 ptastische t/erformungen oberhalb <Ss nujlSf-

Streckgrenze

<5* O^j

f i r e j l ^ Ą o m

/

/ Streckarenze

! f

Vorspannungen

A bb. 3.

Tragt m an in einem rechtw inkligen Koordlnatensystem die Grund- (Vor-)spannungen ais Abszissen, die zugehórigen, von der uberlagernden Belastung. herriihrenden G renzw erte der S pannungen ais O rdlnaten auf, so ergibt sich bei dem gew óhnlichen Baustahl ein L in ie n zug entsprechend A bb. 1. D ie Linie um grenzt den „sicheren Bereich", in dem ein Bruch unter den obw altenden U m standen nicht zu erwarten ist. A uf G rund der Versuche von W ó h l e r 2) un d B a u s c h i n g e r 3) hat L a u n h a r d t fiir die Arbeltsfestlgkeit eines m ittig auf Z u g oder Druck in den G renzen m in B und max B bcanspruchten Stabes die Form el

( , , t — u m in B a = u 1 + - •-— D

\ t ma ^{x B /}

aufgestellt, in der t die Tragfestigkeit bei allm ahlich und stetig ansteigen- der Belastung, u die Ursprungsfestlgkeit bei oftmals w iederholter Be

lastung in einer R ichtung un d vollstandiger E ntlastung bedeutet. D ie Launhardtsche Form el wurde von W e y r a u c h '* ) fiir W echsel von Z u g und Druck erganzt durch

/, u — s ma x f i "

a = u \

max B

>) K u l k a , Stahlbau 1930, S.301 b is 305. — S c h n e i d e r , St. u. E. 1931, S. 285 bis 92.

2) W ó h l e r , Z. f. Bauwes. 1863, 1866 u. 1870.

3) B a u s c h i n g e r , M itte ilu ng e n 1866, Heft XIII.

4) W e y r a u c h , Die Festigkeitseigenschaften und die M ethoden der D im ensionenberechnung von Eisen- und S tahlkonstruktionen. Leipzig 1889, B. G . Teubner.

W egen der m it dem Oberschreiten der Streck

grenze auftretenden plasti- schen V erform ungen hat m an spater den iiber die Streckgrenze hinaus sich erstreckenden Teil des Dia- gram m s fiir die praktische A usn utzun g ausgeschie- d e n 5), fiir schw ellende Be

lastung die aus dem stati

schen Versuch ermittelte Streckgrenze ais mafi- geb e nd e , obere Bean- spruchungsgrenze gesetzt u n d nur fiir W echsel von Z u g und Druck eine besondere Regelung getroffen (Abb. 3).

In den Berechnungsvorschriften fiir Stahlbriicken (D IN 1073 und B E ) ist fiir hochwertige Baustahle St 52 (Zugfestigkeit 52 bis 62 k g /m m 2, Streck

grenze m indestens 36 k g /m m 2, D eh n un g 20 °/o) gegeniiber dem g ew óhn

lichen Baustahl St 37 eine um das M afi der Streckgrenzensteigerung (von 24 auf 36 k g /m m 2, also um 50 % ) erhóhte Beanspruchung zugelassen.

D ie O berlegenheit des St 52 gegeniiber St 37 erschien auch hinsichtlich der D auerfestigkeit erwlesen, nachdem durch Biegeschwingungsversuche auf der Schenkschen Priifm aschine an polierten Staben St 52 Schwingungs- festigkeiten von 30 bis 34 k g /m m 2 gegeniiber 20 bis 24 k g /m m 2 bei St 37 nachgewiesen werden konnten.

Neuere Forschungen haben jedoch gezelgt, dafi die im gew ohnlichen Zugversuch an fein bearbeiteten V ollstaben erm ittelte Streckgrenze ais G run d lage der Festigkeitsrechnung nicht ausreichend ist. Die Bau- schingersche Feststellung, dafi die U rsprungsfestigkeit m it der Streck

grenze zusam m enfallt, trifft nicht fiir alle Stahle zu un d nam entlich nicht fiir die in der Praxis ublichen Oberfiachenzustande und Bearbeitungen (W alzhaut, K erben, Bohrungen usw.). Bei (iberwlegend ruhender Be

anspruchung im Bauw erk und beim gew óhnlichen Zugversuch werden zwar Streckgrenze und Bruchfestigkeit durch den Oberflachenzustand w enig beeinflufit. Anders liegen die Verhaltnisse je d o c h , w enn die

✓ Anstrengungen oftmals wiederkehrend / I

in weiten Grenzen schwingen. Dabei verhalten sich harte Stahle weniger giin- stig ais weiche Stahle. D ie Dauer

festigkeit wird durch Walzhaut- un d Ober- flachenverletzungen um so mehr herab- gesetzt, je harter der Stahl ist. D ie Vor- teile hóher Streck- grenzen w irken sich nach den bisherigen Feststellungen erst bei hohen Vorspan- nungen aus, indem die Stahle m it hóherer Streckgrenze grófiere A m p litud en der uberlagernden Schwell- un d W echselspannungen gestatten.

Der ganze V erlauf der D auerfestigkeitsgrenzkurven (Abb. 4) ist heute nur fiir S t3 7 und auch hier nur fiir polierte Stabe hinreichend bestim m t.

Fiir die hochwertigen Werkstoffe, die die Stahlindustrie m it ihren durch Chrom , M angan, Nlckel, Kupfer, W olfram , M o ly b da n , V an adium und

6) Vorschriften fiir Eisenbauw erke der Deutschen Reichsbahn-Gesell- schaft. Beirlin 1925, W ilh . Ernst & Sohn.

Dauerfestigkeiten Dz

i

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I I

Ę= I J s l | I

Grundspannungen 0g

Kunę der Druckfestigkeiten fesfgestellt ---an polierten Staben

---an ge/och fen Staben m it Walzhaut A bb. 4.

(9)

Jahrgang 10 Heft 44

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anderen Elem enten legierten Stahlen heute zur V erfugung stellen kann, sind die entsprechenden Untersuchungen noch nicht abgeschlossen.

Die an polierten Probestaben gem achten Feststellungen sow ohl hin sichtlich der statischen Zugfestigkeit und der Streckgrenze ais auch der Dauerfestigkeiten sind unenlbehrlich fiir die Beurteilung des Werkstoffs und diirfen ais Eignungs- und G utem afistab gewertet werden. Sie stellen aber noch nicht die Beanspruchungsgrenzen im Sinne der Festigkeitsrechnung dar.

D ie in H lnsicht auf die praktische Anw endung bedeutungsvollen, ais Unterlagen fiir die Berechnungen des Konstrukteurs mafigebenden Be

anspruchungsgrenzen mussen unter Verhaltnissen und Bedingungen er- kundet werden, w ie sie in der Praxis yorliegen6). Da die Stahle im Briickenbau nicht m it bearbeiteter Oberflache, sondern m it W aizhaut zur Versvendung kom m en und die Oberflachenbeschaffenheit die Dauerfestig

keit wesentlich beeinflufit, so sind bei der D auerpriifung zunachst die praktisch vorhandenen Oberflachenzustande der Konstruktionsteile zu be- achten. Stahle St 52 von gleichen statischen Festigkeitseigenschaften und m it geschliffener Oberflache auch gleicher Dauerfestigkeit lieferten an Priifstaben m it W aizhaut groGe Unterschiede in der Ursprungsfestigkeit (15 bis 24 k g /m m 2). Es zeigte sich, daB bei der Herstellung von B au

stahlen S t5 2 m ehr a!s bisher auf die A usbildung einer gleichmaBigen, glatten und kerbfreien W aizhaut zu achten ist.

II.

In jiingster Z eit sind zahlreiche Vorschlage zur Festlegung der zu lassigen Spannungen fur wechselnd beanspruchte Konstruktionsteile im M aschlnenbau gem acht worden, die sich auf die neuesten Ergebnisse der W erkstoffpriifung, besonders der W echselfestigkeitsprtifungen stiitzen7).

Fiir die vielseitigen A ufgaben des M aschinenbaues werden die auf Dauer- biegem aschinen, V erdrehungswechselm aschinen u. dgl. ermittelten Wechsel- festlgkeitsergebnisse, d. h. die oberen und unteren G renzspannungen be- zogen auf die mittlere Spannung, um die die uberlagernden Spannungen pendeln, aufgetragen. M an erhalt so einen geschlossenen Linienzug (Schleife, A bb. 5), der alle Spannungswechsel umfaGt, die ein Werkstoff unter den betreffenden Versuchsbedingungen aushalten kann, ohne zu brcchen. Derartige D iagram m e sind zuerst von S m i t h und M o o r e 8) g durch Dauerversuche m it um laufenden, sorgfaltig jg polierten Rundstaben auf einer Schwingungsm aschine, S die neben den BiepebeansDruchunpen eleichzeitig

axiale Zug- und Druckbelastungen gestattete, fiir verschiedene Stahle festgestelit worden. D ie Darstellungswelse wird auch von R o ts c h e r , T h u m m , F i s c h e r angewendet. Solange der V erlauf der Kurve fiir die zur V erfiigung gestellten Stahlsorten und die verschiedenen Beanspruchungs- arten noch nicht bekannt ist, soli nach dem Vorschlag von ®i\=3itg.

Fr. P. F i s c h e r , Essen, das fiir die Festigkeitsberechnungen des K on

strukteurs m aGgebende Feld durch den Linienzug A XS A 2 (Abb. 5) begrenzt werden, worin 0 A y = 0 A 2 die durch Dauerversuche an polierten Staben erm ittelte Biegewechselfestigkeit oder Zugdruckwechselfestigkeit oder Drehwechselfestigkeit, 5 die aus dem statischen Zugversuch erm ittelte Streckgrenze bedeutet und der Bearbeitungsgrad der Konstruktionsteile (O berflachenzustande: werkstattmaGig poliert, geschlichtet, geschliffen oder sauber gedreht, ausgesprochen gekerbt usw.) durch prozentuale Abziige an den Werkstoffpriifergebnissen berucksichtigt w ird (Abb. 6). Fiir die einfacheren Verhaitnisse des Briickenbaues ist die eingangs wiedergegebene Darstellungsweise vorzuziehen. U m so mehr, ais dam it der AnschluG an die vor 50 Jahren erfolgreich eingeleitete E ntw icklung gew onnen wird.

®) G r a f , D ie Dauerfestigkeit der Werkstoffe und der Konstruktions- elem ente. Berlin 1929, Juliu s Springer.

7) R o t s c h e r , O ber die W ahl der Sicherheit und der zulassigen Be

anspruchungen bei der Berechnung von M aschinenteilen. Maschbau. 1930, S. 225. — B o c k , Zulasslge Spannungen der im M aschinenbau verwendeten Werkstoffe. Maschb. 1930, S. 637. — S i e b e l , St. u. E., Bd. 51, S. 785. — F i s c h e r , Vorschlag zur Festlegung der zulassigen Beanspruchungen im M aschinenbau. Z. d. V d I. 1932, Bd. 76, Nr. 19, S. 449.

8) J. H. S m i t h , Iron Steel Inst. 1910, Bd. 82, S. 245, und 1915, Bd. 91, S. 365.

(Weyrauchs M e thoden derD im ensionenberechnung von Stahlkonstruktionen waren ganz auf Dauerversuche gegriindet; das Buch hat in vier Welt- sprachen V erbreitung und nam entlich auch in A m erika Beachtung ge- funden.)

III.

Fiir die auf Dauerversuche gegriindeten Beanspruchungsgrenzen darf m an den Sicherheitsgrad kleiner w ahlen ais bisher. N achdem es gelungen ist, die Erkenntnisse hinsichtlich der Grenzwerte der A nstrengungen, die ein W erkstoff oder ein d am it hergestelltes Konstruktionselem ent (Ver- bindung) bei den verschiedenen Belastungsarten dauernd aushalten kann, so zu erweltern und zu yertiefen, dafi sie ais G rundlagen der Festigkeits

rechnung verw endet werden konnen, bleiben in der .Sicherheitszahl"

oder besser „U nsicherheltszahl" noch zu decken:

a) unverm eidliche U ngleichm aGigkeiten und sonstige U nvollkom m en- heiten und M angel der Werkstoffe (V erunreinigungen, Seigerungen, Schlacken, Poren usw.), A bw eichung in der Zusam m ensetzung und den Festigkeitseigenschaften von Stahlen gleicher Benennung, aber verschiedener H erkunft, H erstellung und B ehandlung, Abmessungs- und Gewichtstoleranzen.

U nbestim m bare Einfliisse der Bearbeitung in der W erkstatt und auf der Baustelie; unbeabsichtigte und zufallige zusatzliche Spannungen beim Zusam m enbau.

b) V eranderungen, die w ahrend der Gebrauchsdauer entstehen, Lockerungen, VerschleiB, sonstige A b n u tzu n g , Querschnitts- verschwachungen durch Korrosion.

c) Unsicherheiten der Festigkeitsrechnung, sow ohl hinsichtlich der aufieren E inw irkungen und Einfliisse ais auch der inneren Aus- wirkungen.

Je zuverlassiger die Feststellung der fiir die Festigkeitsrechnung maGgebenden Beanspruchungsgrenzen, je genauer die E rm ittlung der im Bauwerk tatsachlich auftretenden, gróBten Anstrengungen (Briickendynamik), je gleichmaGiger die Werkstoffgiite, je pelnlicher die W erkstoffpriifung, je besser die V erarbeitung in der Werkstatt und der Z usam m enbau auf der Baustelie, je sorgfaltiger die O berw achung und U nterhaltung des fertigen Bauwerks, um so kleiner darf der Sicherheitsgrad gew ahlt werden.

Dem Hochtreiben der zulassigen S pannungen sind jedoch im Briicken- bau enge Grenzen gezogen, schon m it Riicksicht auf die G efah rd un g von vielen Menschen bei Einstiirzen un d auf die lange Lebensdauer der Bau

werke. Besondere Beachtung verdienen die iiberw iegend dynam isch beanspruchten Bauglieder, an denen sich Dauerbruchanrisse im Verborgenen vorbereiten und bei N ichtbeachtung zu Katastrophen fuhren kónnen. Es diirfte sich nicht em pfehlen, bei dynam isch beanspruchten Bauteilen unter eine l,50fache Sicherheit gegenuber den maGgebenden, durch Versuche festgestellten Dauerbruchfestigkeiten herunterzugehen. Bauglieder, die zum iiberwiegenden Teil ruhend beansprucht werden u n d bel denen die unter ungiinstigster Z usam m enstellung aller auGeren E inw irkungen und Einfliisse errechneten Hóchstspannungen nur ganz ausnahmswelse vor- kom m en, diirfen dagegen ohne Bedenken m it 1,25faćher Sicherheit be

messen werden.

IV.

Schon bald nach der E infiihrung der hochwertigen Stahle hat der Verfasser gegen die E rhóhung der zulassigen Spannungen bei S t52 um 50°/„

Bedenken e rh ob e n 9) un d em pfohlen, die maGgebenden Beanspruchungs- grenzen durch Dauerversuche festzustellen. Im Auftrage von G eheim rat

®r.=3ng. el;r. S c h a p e r hat dann der V erfasserzusam m en m it Prof. O . G r a f , Stuttgart, fiir den Deutschen Stahlbauverband einen Versuchsplan aufgesteilt, der sich nach verschiedenen Erw eiterungen'auf folgende A ufgaben erstreckt:

a) E rkundung der Leistungsfahigkeit von Baustahlen verschiedener Z usam m ensetzung, G iite u n d Herkunft im Dauerversuch an Flach- staben m it W aizh a u t und m it B ohrung (Feststellung der Dauer- festigkeitskurven).

b) E rkundung des Verhaltens von Niet- und Schw eiBverbindungen im Dauerversuch unter verschiedenen Belastungen.

c) W ie ist die Niet- oder Schw eiB verblndung zu gestalten und zu bemessen, um den Werkstoff der angeschlossenen Teile m óglichst weitgehend ausnutzen zu kónnen?

d) Sind Verbesserungen in der Ausfuhrung der N ietung oder SchweiBung m óglich, durch die eine Steigerung der Leistungsfahigkeit der d am it hergestellten V erbindungen erreicht werden k a n n 10)?

9) S c h a e c h t e r l e , Zur W a h l der zulassigen A nstrengungen bei Stahl- brucken, Stahibau 1931, Heft 8.

10) U ber die bisher durchgefiihrtcn Versuche ist an mehreren Stellen berichtet worden, vgl. u. a. G r a f , Dauerfestigkeit von Stahlen m it Walz- haut ohne und m it Bohrung, von Niet- und Sch\vei6verbindungen.

Berlin 1931, VD I-V erlag. — Derselbe, Versuche m it N ietverbindungen bei oftmals wiederholter Belastung. Z . d. V d I. 1932, Bd. 76, Nr. 18, S. 438 ff. — B a r n e r , Der Einflufi von B ohrungen auf die Dauerfestigkeit von Stahlstaben, Dissertation, Stuttgart 1930. — S c h a e c h t e r l e , Dauer- versuche m it N ietverbindungen. Stahibau 1930, H eft 24 u. 25; S tahi

bau 1932, Heft 9. — Derselbe, D ie N ietverblndung. Bautechn. 1932, H eft 22 u. 23.