DER BAUINGENIEUR
7. Jahrgang 2 5 . Juni 1 9 2 6 H eft 2 6
B A U T E C H N I S C H E U N D S T A T I S C H E U R S A C H E N D E R S C H Ä D E N A M M A I N Z E R D O M U N D D I E S I C H E R U N G S A R B E I T E N Z U R E R H A L T U N G D E S B A U W E R K E S .
N a c h d e m V o r t r a g , g e h a lt e n a u f d e r 29 . H a u p t v e r s a m m lu n g d e s D e u ts c h e n B e t o n v e r e in s Von P ro f. D ip l.-In g . G. R ü th , Technische H ochschule D a rm sta d t.
(S ch lu ß v o n S e ite 4 9 3.)
Z u r A u fn a h m e d e r sc h ie b e n d e n K r ä f t e , d ie d u rc h d ie T u r m g e sch o sse u n d d ie S te in b e d a c h u n g d e r Q u e rs c h iffe u n d d e s W e s t
ch o res a u s g e ü b t w u r d e n , h a t N e u m a n n e in e g ro ß e A n z a h l v o n eise rn e n A n k e r n e in b a u e n la s s e n , d ie zu m T e il im In n e r n d e s M a u e r w e r k e s lie g e n , zu m T e il a b e r a u c h in d e n D a c h g e sc h o sse n und a u ß e n a m T u r m s ic h t b a r sin d . D ie m e iste n d ie s e r A n k e r d ü rfte n w o h l v o n v o rn h e r e in b e im B a u v o rg e s e h e n g e w e se n se in , je d o ch is t es n ic h t a u s g e s c h lo s s e n , d a ß a u c h s p ä t e r n o ch A n k e r h in z u g e fü g t w o rd e n sin d , in s
b eso n d ere im D a c h r a u m d es W e stc h o re s, b e i d e m sich die s c h ie b e n d e n K r ä f t e d es D ach e s s c h e in b a r se h r b a ld d u rch R iß b ild u n g e n b e m e r k b a r g e m a c h t h a b e n . D ie s e alten V e r a n k e r u n g e n sin d d u rch w e g a u s F la c h e is e n m it K e ilv e r s c h lü s s e n ■ h e r g este llt, w o b e i n a tu rg e m ä ß v ie l S c h w e iß a r b e it v e r w a n d t w erden m u ß te . In fo lg e d e r Sch w äch e d e r S c h w e iß s te lle n und d e r K e ils c h lo ß k o n s tr u k tionen sin d v e r s c h ie d e n e A n k e r g e r is se n , d ie d a n n so g u t w ie m ö g lich w ie d e r a u sg e b e sse rt w u r d e n . A u c h L o c k e ru n g e n d e r A n k e r d u rc h E in sc h n e id e n d e r A n k e r sp lin te in d a s v e r a n k e r t e M a u e rw e rk sin d m e h rfa c h b e o b a ch te t w o rd e n . Z u d ie sen a llg e m e in e n k o n s t r u k tiven S c h w ä c h e n im A u fb a u kom m t noch d ie s t a r k e B e lastu n g d e r F u n d a m e n t e , d ie eb en falls n ic h t g e n ü g e n d tra g fä h ig g e g r ü n d e t sin d , sondern a u f a u fg e fü llt e m B oden s te h e n . E s is t d e s halb k e in W u n d e r, d a ß in dieser W e s tg ru p p e im L a u fe der Z e it n a c h u n d n ac h im m er g r ö ß e r e S c h ä d e n e n t
standen sin d , d ie sch lie ß lic h zu e in em b e d e n k lic h e n Z u s ta n d dieser B a u g r u p p e fü h r t e n .
D ie Q u e r s c h i f f e z e ig te n v e r h ä lt n is m ä ß ig g e r in g e S c h ä d e n , so daß n a c h d e n im J a h r e 19 2 5 b e r e its d u rc h g e fü h rte n S ic h e ru n g s a rb e ite n , b e s te h e n d a u s d e r E in z ie h u n g e in ig e r A n k e r z u r A u fn a h m e d e s D a c h s c h u b e s u n d d e r U n te r fa n g u n g d e r F u n d a m ente, d ie v o lle S t a n d s ic h e r h e it d ie s e r Q u e rs c h iffe fü r d ie Z u k u n ft g e g e b e n is t.
D ie s t a t i s c h e n V e r h ä l t n i s s e d e s W e s t c h o r e s , d ie sich in v ie le n R is s e n d e r W e stc h o ra p s id e n , d e r W e s tc h o rg a le r ie
a m 5 . M ä rz 19 2 6 zu B e r lin .
u n d W 'e stch o rg ie b e l a u s g e w ir k t h a b e n , w e rd e n in sb e so n d e re d u rc h d ie sc h ie b e n d e n K r ä f t e d e r C h o rg u rtb ö g e n , d e r C h o r
k u p p e l u n d d e s C h o rd a c h e s in V e r b in d u n g m it d e n F u n d a m e n t v e r h ä ltn is s e n b e e in flu ß t. A b b . 7 z e ig t d a s E r g e b n is d e r in d ie se r H in s ic h t d u rc h g e fü h rte n s ta tis c h e n U n te rs u c h u n g e n , w o d u rc h sich d a s A u sw e ic h e n d e r d ie F la n k e n t ü r m e tr a g e n d e n W e s t c h o r p fe ile r o h n e w e ite r e s e r k lä r e n lä ß t . D u r c h d ie ö r tlic h e n U n te rs u c h u n g e n w u rd e n in d en a lt e n F u n d a m e n te n d e s W e s t
c h o re s R is s e a n b e s o n d e r s u n g ü n s tig e n S te lle n fe s tg e s te llt, d ie d ie B o d e n p re s s u n g e n u n te r d e n a lt e n F u n d a m e n te n d e r W e s tc h o rp fe ile r se h r u n g ü n stig b e e in flu ß te n . D e r in A b b . 7 n a c h ö rtlic h e n A u f n a h m e n e in g e tra g e n e F u n d a m e n triß h a t t e z u r F o lg e , d aß a ls K a n t e n p r e s s u n g d e s U n te r g r u n d e s u n te r d em a lte n F u n d a m e n t d ie se s C h o r
p fe ile r s e tw a 7 ,5 k g / c m 2 e r re c h n e t w u r d e n , e in e B e a n s p ru c h u n g , d ie fü r d e n a u f g e fü llte n B o d e n v ie l zu h o ch is t. E i n ä h n lic h e r R iß is t a u c h b e i d e m a n d e r e n W e s t
c h o r p fe ile r v o rh a n d e n . V o n d e n S c h ä d e n d e s W e s t c h o r e s , d ie d u rc h d ie N a c h g ie b ig k e it d e r F u n d a m e n te u n d d a s A u sw e ic h e n d e r w e stlic h e n C h o rp fe ile r e n ts ta n d e n sin d , w u r d e n im V o r t r a g e in ig e b e s o n d e rs c h a r a k te r is tis c h e im B ild v ö r- g e fü lir t . E i n B ild z e ig te die z w isc h e n d en b e id e n w e s t lic h e n F la n k e n t ü r m e n g e le g e n e W e s tc h o ra p s is m it e in e m v o n o b e n n ac h u n te n d u rc h g e h e n d e n R iß , d e r . in H ö h e d e r G a le r ie b r ü s t u n g e t w a 1 5 c m W e ite b e s it z t.
D e r R iß is t o b e n w e ite r a ls u n te n , ein B e w e is , d a ß e r a u f d ie a u s w e ic h e n d e n B e w e g u n g e n d e r F la n k e n t ü r m e z u r ü c k z u fü h re n is t . Ü b e r d e m D a c h d ie s e r W e s t c h o r a p s is sin d a u c h im W e stc h o rg ie b e l R is s e v o rh a n d e n , d ie s p ä t e r n o c h m a ls d u rch e in e In n e n a u fn a h m e g e z e ig t w e rd e n . E i n e T e ila u fn a h m e d e s A u ß e n r is s e s in H ö h e d e r G a le r ie b r ü s tu n g z e ig t A b b . 8. H ie r a u s is t a u c h zu e r k e n n e n , w ie sich u n te r h a lb d e r B r ü s t u n g d e r R iß a u f m e h re re S te lle n v e r t e ilt , u n d w ie m a n d u rc h E in s e t z e n v o n E is e n b ä n d e r n d ie V e r g r ö ß e r u n g d e s S c h a d e n s v e r h in d e r n w o llte . E s is t s e lb s t
v e r s tä n d lic h , d a ß m it s o lc h e n H ilfs m it t e ln n ic h ts zu e rre ich e n
O ia g o n a lsch n itt S L - a . d u rch tVestchorpfeiUr Q uerschnitt m it F la n k e n türm en
1 , - 1 vw t
■neuerAnker
0t • Auflast durch ffo n • kehturm Ge ■ Pfeilergewicht f-ü Gj Pfeilergewicht H-Jh y s ////'.
Gt Gewicht des alten Fundaments Gs - (jew 'cht des neuen
b Fundam" ’^ Horizonta/schnift über Chorfußboden Rt Resultierende ohne W irkung
des H auptankers Resultierende bei Au}
nähme von H0 di
•neuen Anker
H0 Horizonfalsehub der Rippen des Gteindachs
Horizonfalsehub der Kuppe/rippen sflo - Hcnzonta/schuö
ter Gurtbógen
-7,9 kg fl
5 0 ó 10 15m
A b b . 7. Statische Verhältnisse des W estchors.
Bau 1926. 4 7
506
RÜTH. BAUTECHNISCHE UND STATISCHE URSACHEN DER SCHÄDEN AM MAINZER DOM.A b b . 9. Riß in der Innenwand der W estchorgalerie.
a u ß e n im F r e ie n lie g e n u n d so m it d e r U n t e r h a lt u n g u n d d e r K o n t r o lle e n t
zo gen sin d , sin d z u r S ic h e r u n g d e r S t a n d s ic h e r h e it z w e i n e u e A n k e r v o r g e se h e n , u n d z w a r e in e r ü b e r den S c h a ll
fe n s te r n d e s G lo c k e n g e s c h o s se s u n d d e r a n d e r e in H ö h e d e r A u ß e n g a le r ie . D ie s e A n k e r w e r d e n so b em e sse n , d aß sie d ie S t a n d s ic h e r h e it d e r d re i T u r m g e s c h o s se g e w ä h r le is te n , a u c h w e n n d ie a lte n A n k e r n ic h t m e h r w ir k e n so llte n . Z u d a u e r n d e m S c h u tz g e g e n R o s t e n w e rd e n d iese A n k e r in ein e d ic h te B e to n m is c h u n g e in g e b e tte t.
A u c h d e r a u s d e r B a u p e r io d e d e s 1 3 . J a h r h u n d e r t s s ta m m e n d e M itte lte il d e s W e s tt u r m e s o b e r h a lb d e s T a m b o u r s is t noch in b e s te r O rd n u n g u n d k a n n a u c h fü r d ie Z u k u n ft a ls g e s ic h e r t g e lte n , w e n n n o c h 2 n e u e A n k e r r o s t s ic h e r e in g e b a u t s in d . D a g e g e n w a r e n im D a c h g e s c h o ß a n d e r Ü b e r g a n g s s te lle v o m V ie r e c k in s A c h t e c k R is s e v o r h a n d e n , d e n en m an a n fä n g lic h k e in e b e s o n d e re B e d e u t u n g b e ig e le g t h a t, d ie a b e r, w e n n sie n a c h in n e n g in g e n , a u f d ie s t a tis c h e n V e r h ä ltn is s e v o n se h r s c h w e rw ie g e n d e m E in flu ß sein k o n n te n . D a sch o n s e it e in ig e n J a h r e n ein le ic h te s A b b r ö c k e ln k le in e r P u t z - u n d S t e in s tü c k c h e n b e o b a c h t e t w o rd e n w a r, so w u r d e im W e s ttu rm ein G e r ü s t a u fg e s te llt , u m ein e g e n a u e re U n te rs u c h u n g a u c h im In n e r n d e s T u r m e s v o rn e h m e n zu k ö n n e n . D ie ö r t lic h e U n te rs u c h u n g e rg a b , d a ß a n d e n S t e lle n d e s Ü b e r g a n g e s v o m V ie r e c k in s A c h t e c k a u ß e ro r d e n tlic h s c h w e re S c h ä d e n (v g l. A b b i l
d u n g e n 1 2 u. 1 3 ) v o r h a n d e n w a re n . D ie Ü b e r g a n g s z w ic k e l, d ie, w ie A b b . 1 2 ze ig t, v o m V ie r e c k in s A c h t e c k ü b e rle ite n , w a re n
A b b . 10. Risse im westlichen Giebel des W est
chores im Innern gesehen.
is t, w en n n ic h t die U r s a c h e d e s Ü b e ls b e s e itig t w ir d . D ie A b b . 9 z e ig t d ie F o r t s e t z u n g d e s R is s e s in d e r in n e re n W a n d d e r W e s tc h o rg a le r ie . A u ß e r d iese n R is s e n sin d noch w e it e r e ä h n lic h e R is s e d e s W e s t
ch o re s v o rh a n d e n . I n A b b . xo sin d die b e r e its fr ü h e r e rw ä h n te n R is s e d e s w e stlic h e n G ie b e ls v o m D a c h - r a u m a u s g e se h e n . A u c h d ie se R is s e , d ie xo b is 1 5 cm w e it sin d , la s s e n k la r e rk e n n e n , d aß sie d u rch d ä s s e itlic h e A u sw e ic h e n d e r W e s tc h o rp fe ile r e n t s ta n d e n sin d . A u f d e r A b b ild u n g is t g le ic h z e itig ein a lt e r F la c h e is e n r in g a n k e r m it z w e i K e ilv e r sc h lü sse n zu e rk e n n e n , v o n d e n e n e in e r g e ris se n ist.
D e r W e s t t u r m , d e r n a c h A b b . x a d ie W e s t g r u p p e b e h e r rs c h t, is t in se in e n o b e re n ü b e r D a c h lie g e n d e n , d u rc h T r e p p e n u n d G a le r ie n z u g ä n g lic h e n G e sc h o sse n , m it A u s n a h m e v o n ä u ß e re n g e r in g fü g ig e n V e r w it te r u n g s s c h ä d e n , in g u te m Z u s ta n d , e in B e w e is , w ie v o rz ü g lic h d ie s e r s c h w e re m a s s iv e A u fb a u v o n N e u m a n n k o n s t r u k t iv d u rc h d a c h t w a r . D u rc h V e r a n k e r u n g e n , d ie z u m T e il im M a u e r w e r k , zu m T e il a u ß e n lie g e n , w u r d e n d ie sc h ie b e n d e n K r ä f t e d ie se s g e s t a ffe lte n K u p p e l
tu r m e s so s ic h e r a u fg e n o m m e n , d a ß k e in e rle i R i ß b ild u n g e n zu e rk e n n e n sin d , d ie a u f s ta t is c h e S c h w a c h e n sch lie ß e n la s s e n . D ie s t a tis c h e U n t e r s u c h u n g d e r v o n N e u m a n n a u fg e s e tz t e n d re i o b e re n T u r m g e s c h o s se , d ie in A b b . 1 1 w ie d e r- g e g e b e n is t, lie fe r t d e n B e w e is fü r d ie S t a n d s ic h e r h e it d ie s e s T u rm te ile s , s o la n g e d ie A n k e r w ir k s a m sin d . D a je d o c h 5 d e r o b e r e n T u r m a n k e r
Veriikalschnitt
in d a r D ia g o n a le d e s W estturm s
Vertikalschnitt
d u rch d ie A ch teckseiten d e s W esttu rm s
RSiRViR3!Resultierenden ohne /Inkerwirkung R^RfRy Resultierenden bei Mitwirkung der Ankert
Spannungs -E rm ittlu n g in Fuge Oj
e Spannungs-D iagram m
- t i i kg/cr, ' ^ °hne Berück sichtigvng eines Ankers Omnt * - — Spannungs-D iagram m
• kg/cm* m it Berücksichtigung eines Ankers
H orizontalschnitt 0$
durch die Turm-Laterne
Spannung-, -E rm ittlung m Fuge O11 xkA
Gma* [X Spannungs-Diagramm
• Xpkj/annX^ohne Berücksichtig *onAnkerAjy l I = = a— Spannungs-D iagram m 0,1 kg/cm* mit Berücksichtig, von Anker A&
Spannungs -E rm itfiu ng in Fuge 03a eines Eckpfeilers
Fws~
Horizonta/schnitt Ot, durch das Gtodcen-
Geschoß
S p a n n u n g s-E rm ittlu n g n Fuge eines Seitenpfeilers
S p a n n u n g s - D ia g ra m m > ♦ Gm ar
S p a n n u n g s -D iagram m j ¿m ar m it Berücksichtigung r. Anker Aa ~ **,3 kg/cm *
A n ke r A ^ F/acheisen tOO/ts
A nker _ Flacheisen 150/20
A b b . 1 1 . Statische Verhältnisse der drei oberen Geschosse des W estturms.
m m
A b b . 12. Z e rstö ru n g e n an (len G u rt
b ö g e n u n d d e n Ü b e rg a n g s
zw ickeln d es W esttu rin s (S e ite n an sich t).
D E R B A U IN G E N IE U R
1920 H E F T 26. RÜTH, BA UTECHNISCHE UND STATISCHE URSACHEN DER SCHÄDEN AM MAINZER DOM.
v o lls t ä n d ig a b g e riss e n , so d a ß ein e M itw ir k u n g d iese s Z w ic k e lm a u e r w e r k e s b e i d e r Ü b e r t r a g u n g d e r T u r m la s te n a u f d ie V ie r u n g s p fe ile r a u s g e s c h a lt e t w a r u n d d ie L a s t e n d e r ü b e r E c k s te h e n d e n A c h te c k s e it e n d u rc h d ie P e n d e n tifb o g e n a u f d ie V ie r u n g s g u r tb ö g e n ü b e r tr a g e n w u rd e n . In fo lg e d e sse n s it z t d ie g e s a m te T u r m la s t a u f d en v ie r G u r t b ö g e n , u n d z w a r h a u p ts ä c h lic h in d en V ie r t e lp u n k te n , d a a n d ie se n S te lle n d ie ü b e r E c k s te h e n d e n T a m b o u r b ö g e n ih re L a s t a b g e b e h . J e d e r G u rtb o g e n h a t n ah e z u 2 00 0 t zu tr a g e n .
U n t e r d e r A n n a h m e d ie se r L a s t ü b e r t r a g u n g w u rd e n d ie G u rtb ö g e n s ta tis c h u n te rs u c h t u n d fe s t g e s te llt, d aß h ie r b e i S p a n n u n g e n e n ts te h e n , d ie ü b e r d ie z u lä s s ig e n W e rte v ie lfa c h h in a u s g e h e n . D ie F o lg e d ie se r Ü b e r b e la s tu n g d e r G u rtb ö g e n h a t d a n n a u c h zu se h r s t a r k e n Z e r s tö ru n g e n a n d en G u rtb ö g e n g e fü h r t , d ie fü r d e n B e s t a n d d e s T u r m e s d ie g r ö ß te S o rg e b e r e ite te n . N a c h d e m d e r P u t z a u f d e r Ü b e rm a u e ru n g u n d d e m Z w ic k e lm a u e r w e r k a b g e s c h la g e n w a r, h a t sich d a s M aß d e r Z e r s tö r u n g e r s t in v o lle r G rö ß e g e z e ig t. A b b . 1 2 g ib t d ie z e ic h n e risc h e A u fn a h m e d e r Z e r s tö ru n g e n im ö s tlic h e n V ie ru n g s b o g e n u n d in d e m ö s tlic h e n Z w ic k e lm a u e r w e r k w ie d e r. E s is t h ie r a u s zu e rse h e n , d aß d e r G u r tb o g e n b e s o n d e r s a n d en S te lle n z e rs tö r t ist, h in te r d e n e n d a s Z w ic k e lm a u e r w e r k a b g e ris s e n ist, so d aß e in A u sw e ic h e n d e r B o g e n a n d ie se n S te lle n u n te r d e m E in flu ß d e r s c h w e re n A u fla s t e n m ö g lich w a r. D a z u k o m m t n o ch , d a ß d ie o b e r e B o g e n s c h ic h t m it ih re n K ä m p fe r n in d e m sc h le c h te n Z w ic k e l
m a u e r w e r k e n d ig te , a ls o so g u t w'ie k e in W id e r la g e r h a t t e u n d d e s h a lb n ic h t -w esentlich m itg e tr a g e n h a t! A u f d e m g le ic h e n B ild is t noch d a s A u sw e ic h e n d e s T a m b o u r s in fo lg e d e s S c h u b e s d e r ü b e r E c k ste h e n d e n T a m b o u rb ö g e n zu e rk e n n e n . D u r c h A b b . 1 3 ist n o c h d ie z e ic h n e risc h e A u fn a h m e e in e s E c k z w ic k e ls g e g e b e n , w o d u r c h d a s v o lls t ä n d ig e A b re iß e n d e s Z w ic k e ls b e s tä tig t w ir d . D ie d u rc h d ie A b b . 1 2 u n d 1 3 d a r g e s te llte n Z e r s tö ru n g e n , d ie in ä h n lic h e r W e is e b ei den v ie r G u r tb ö g e n u n d d en v ie r E c k e n v o r h a n d e n sin d , d e ck e n sich n a c h d e m E r g e b n is d e r s t a tis c h e n U n t e r s u ch u n g e n d u rc h a u s m it d e n a u ß e r o r d e n t lic h u n g ü n stig e n B e a n s p r u c h u n g e n a n d e r Ü b e r g a n g s s te lle .
In d em V o r t r a g w u r d e n o ch e in e g r ö ß e r e A n z a h l p h o to g r a p h is c h e r A u fn a h m e n im L ic h t b ild v o r g e fü h rt, d ie d en U m fa n g d ie s e r a u ß e ro r d e n tlic h e n Z e r s tö ru n g e n a n d e r Ü b e r g a n g s s te lle e rk e n n e n lie ß e n . D ie V ie r u n g s g u rtb ö g e n , d ie d ie g a n z e T u r m a u f la s t zu t r a g e n h a b e n , zeig te n b e s o n d e r s a n d e r S t e lle , w o d ie d r it t e B o g e n sch ic h t m it ih re m K ä m p fe r s t e in a u fh ö r t, A b sp r e n g u n g e n vo n s t a r k e n S t e in s tü c k e n u n d R iß b ild u n g e n , d ie b is in d a s In n e r e d e r B o g e n q u a d e r g in g e n . D a s S te in - m a te ria l w a r in d e r B o g e n r ic h t u n g so s t a r k a u f D r u c k b e a n sp ru c h t, d aß es d u rch Q u e rz u g s p a n n u n g e n z e r
trü m m e rt wro rd e n is t. W e ite r e B ild e r z e ig te n d ie a u ß e r o rd e n tlic h s t a r k e n R is s e , d ie in d e r Ü b e r m a u e r u n g d e r G u rtb ö g e n d u rc h A b re iß e n d e r E c k z w ic k e l e n ts ta n d e n sind, u n d zwra r R is s e , d ie s te lle n w e is e b is zu 5 un d 8 cm k la fft e n , so d a ß d e r V e r b a n d d e s M a u e r w e r k e s fa s t v o lls tä n d ig a u fg e lö s t w a r .
D a s h ie r w d e d e rg e g e b e n e B i l d e in e r E c k e m it T a m b o u rb ö g e n (A b b . 14 ) lä ß t d a s A b re iß e n d e s Z w ic k e l- m a u e rw e rk s k la r e rk e n n e n , ein B e w e is , d a ß m it dem M ittra g e n d ie se s Z w d c k e lm a u e rw e rk s n ic h t g e r e c h n e t w erd en k a n n . D ie s e s B i l d z e ig t a u c h d ie R is s e im T a m b o u rb o g e n , d ie d u rc h A u s w e ic h e n d e r T u r m w än d e e n ts ta n d e n s in d . I n A b b . 1 5 is t d a s A b re iß e n ein es U b e r g a n g s z w ic k e ls v o n a u ß e n zu se h e n , e in e A u fn a h m e , die in d em D a c h r a u m d e s W e s tc h o re s g e m a c h t w u r d e . A u f d iese r A b b ild u n g sin d n o ch zwre i e ise rn e A n k e r zu e rk e n n e n , v o n den en d e r o b e r e im v o r ig e n J a h r e g e r is se n w a r u n d w ie d e r a u s g e b e ss e rt w u r d e . D e r R iß d u rc h d a s im A n fa n g d es
J a h r e s 1 9 2 5 a n g e b r a c h te G ip s b a n d zeig t, d aß a u c h n a c h d em A u f b rin g e n d es G ip s b a n d e s noch B e w e g u n g e n v o r h a n d e n w a re n .
D i e v o r g e f ü h r t e n B i l d e r z e i g e n i n E r g ä n z u n g m i t d e n s t a t i s c h e n U n t e r s u c h u n g e n d e n g a n z e n U m -
A b b . 13. Z erstö ru n g en an d en G u rtb ö g en u n d den Ü b erg an g sz w ick eln d es W e s ttu rm s (E c k a n sic h t).
f a n g d e r g r o ß e n G e f a h r , in d e r s i c h d e r W e s t t u r m v o r I n a n g r i f f n a h m e d e r S i c h e r u n g s a r b e i t e n b e f a n d . D ie s ta tis c h e n U n te rs u c h u n g e n u n d d ie ö rtlic h e n F e s ts t e llu n g e n lie fe rn den B e w e is , d aß d ie s c h w e re n Z e r s tö ru n g e n a u f d ie Ü b e r la s t u n g in fo lg e d e s N e u m a n n s c h e n T u r m a u fb a u e s
47*
A b b . 18. A u sfüh run g des E ise n b e to n a n k e rs in T a m b o u rh ö h e d u rc h T o rk re tie ru n g .
S te lle n a u f d ie V ie r u n g s g u r t b ö g e n ü b e rtr a g e n h a b e n . D a s M a u e r w e r k d e r P e n d e n t ifz w ic k e l w a r in fo lg e d e r sc h le c h te n B e s c h a ffe n h e it u n d in fo lg e se in e r s t a r k e n m u s c h e la r tig e n A u s -
A b b . 19. H a u p ta n k e r d es W e stc h o re s aus dreifac h em F lach eisen .
E is e n b e t o n a n k e r s in T a m b o u rh ö h e , zu se h e n , v o r d e sse n U m le g e n z u n ä c h s t d a s a lt e M a u e r w e r k a u s g e s p r itz t w u r d e . D ie E in b e t o n ie r u n g d e r R u n d e is e n d ie s e s A n k e r s e r fo lg te d u rch
508
RÜTH, BAUTECHNISCHE UND STATISCH E URSACHEN DER SCHÄDEN AM MAINZER DOM.z u rü c k z u fü h re n s in d u n d z w a r in s b e s o n d e re d a r a u f, d aß d ie P e n d e n tifb o g e n d ie se Ü b e r la s tu n g e n an b e s o n d e rs u n g ü n stig e n
A b b . 14. A b g e r is s e n e s Z w ick elm au erw erk a n d e n Ü b erg an g sstellen (P e n d en tifs).
A b b . 16. Z e rstö rte r G u rtb o g en m it ein geb autem E ise n g e rü st.
W ölb ung n ic h t in d e r L a g e , d ie P e n d e n tifb o g e n u n d s o m it d ie V ie r u n g s g u r t b ö g e n zu e n tla s te n .
E s is t v e r s tä n d lic h , d aß nach F e s t s t e llu n g d e r g ro ß e n G e fa h r e rn stlic h d ie F r a g e e rw o g e n w u r d e , o b d e r T u r m noch zu e rh a lte n sei.
D a , w ie b e r e its b e s c h rie b e n , d e r o b e re T u r m te il v o lls t ä n d ig in O rd n u n g is t u n d a u c h d ie 'V ie r u n g s p fe ile r s t a r k g e n u g sin d , d ie g e s a m te T u r m la s t (e tw a 1 2 000 t e in sc h l. E ig e n g e w ic h t d e r P fe ile r) zu tra g e n , so w u r d e m it a lle n zu r V e r fü g u n g s te h e n d e n M itte ln die E r h a lt u n g d e s T u r m e s a n g e s tr e b t.
U m d ie G e fa h r e in e s E i n s tu r z e s zu v e r m in d e r n , w u rd e n v o r e r s t a u f G r u n d la g e s ta t is c h e r U n te rs u c h u n g e n e in ig e N o t s i c h e r u n g e n r a s c h m ö g lic h s t d u r c h g e fü h r t. Z u n ä c h s t e r fo lg te die E in r ü s t u n g d e r V ie ru n g s g u r tb ö g e n m it e ise rn e n L e h r b ö g e n , d ie le d ig lic h a ls N o t g e r ü s t e d en Z w e c k h a b e n , w ä h re n d d e r D u r c h fü h r u n g d e r S ic h e r u n g s a r b e ite n d ie s t a r k z e rs tö r te n G u rtb ö g e n te ilw e is e zu e n tla s te n . G le ic h z e itig w u r d e d a s z e r s t ö r te u n d z e rris s e n e E c k - u n d Z w ic k e lm a u e r w e r k d u rc h E i n p re s s e n v o n Z e m e n tm ö r te l u n te r 3 — 5 a t . D r u c k w ie d e r in t r a g fä h i
g e n Z u s t a n d v e r s e t z t u n d fe r n e r in H ö h e d e r T a m b o u r b ö g e n ein E i s e n b e to n a n k e r a u s g e fü h r t, u m ein w e i
te r e s A u sw e ic h e n d e r T u r m w ä n d e in T a m b o u r h ö h e zu v e r m e id e n .
A b b . 1 6 s t e llt ein S t ü c k ein es G u rtb o g e n s m it b e r e its u n t e r b a u te m E is e n g e r ü s t d a r . D ie A n k e i- lu n g z w isc h e n B o g e n u n d E i s e n g e r ü s t e r fo lg t e d u rc h tr o c k e n e a lte E ic h e n h o lz k e ile . A b b . 1 7 z e ig t d a s E in p r e s s e n d e s Z e m e n tm ö r te ls (In je k tio n ) , zu w e lc h e m Z w e c k B o h r lö c h e r v o n e t w a 1 , 5 m T ie fe m it p n e u m a tis c h e n B o h r g e r ä te n ein e m ö g lic h s t v o llk o m m e n e A u s - zu e rz ie le n .
A b b . 15. Ä ußerer Riß im Ü bergangszw ickel vom D a ch rau m au s gesehen.
A b b . 17. E in p ressen von Z em en tm ö rtel (In je k tio n ).
h e r g e s te llt w u r d e n , u m fü llu n g d e s M a u e r w e r k e s
A u f A b b . 1 8 is t ein S t ü c k d e s in A u s fü h r u n g b e fin d lic h e n
Querschnitt i - i
Westliche Flankentürme
)eue Fundamente Neue Fundamente
Westchor
Nördliches
Querschiff Südliches
Querschiff Westturm
Memorien Kapelle 5V321
H ochschiff DE R B A U IN G E N IE U R
1926 H E F T 26. RÜ TH , BA U TECH N ISCH E UND ST A T IS C H E U RSACH EN D E R SC H Ä D EN A M M A IN ZE R DOM.
T o r k r e t ie r u n g in v ie r S c h ic h te n . S o w o h l fü r d a s E in p r e s s e n A u c h d ie s e r A n k e r w ir d s p ä t e r d u rc h B e to n u m h ü llu n g v o r d e s Z e m e n tm ö r te ls a ls au ch fü r d ie T o r k r e t ie r u n g d e s T a m b o u r - R o s t e n g e s c h ü tz t.
a n k e r s w u r d e h o c h w e r t ig e r Z e m e n t D y c k e r h o ff- D o p p e l v e r - D ie A u s fü h r u n g d ie se r e rs te n N o ts ic h e ru n g e n d e s W e s t
w a n d t, u m a u c h d ie se A r b e it n a c h M ö g lic h k e it b e sc h le u n ig e n zu tu r m e s is t E n d e F e b r u a r z u m A b s c h lu ß g e k o m m e n , so d aß d a n n k ö n n e n . F ü r d ie E in p r e s s u n g e n w u r d e e in M is c h u n g s v e r h ä ltn is d ie e n d g ü l t i g e n S i c h e r u n g s a r b e i t e n d e s W e s t t u r m e s
Vertikalschnitt a - a durch Westturm und % Querschiffe
Querschnitt f - f
Verh'katschnitt b -b durch Westturm und
Westchor
Vertikalschnitt c -c durch südliches Querschff
Zeichen -Erklärung der Sichervngsarbeiten
1 Querschiffanker
2 eiserne Einrüstung der Gurtbógen 3 Einpressung von Zementmörtel 1 Tambour-Anker
5 Anker des Westchores 6 neue Fundamente 1 obere Turmanker 8 neue Obergangszwickel
Querschnitt g - g / C S S E S h .. 1
Querschnitt h - T t
Horizontalschnitt e -e durch die■ Dachriume des Westchorea
und der Querschiffe Horizontalschnitt d - d
Grundriß über Domfußboden
A b b . 20. W estgruppe mit Sicherungsarbeiten.
v o n i T e il Z e m e n t : i T e il S a n d b is i % m m K o r n g r ö ß e u n d fü r in A n g r iff g e n o m m e n w e rd e n k o n n te n . D ie s e u m fa ss e n d ie die T o r k r e tie r u n g d e s A n k e r s ein M is c h u n g s v e r h ä ltn is v o n i T e il U n te r fa n g u n g d e r s c h w e r b e la s te te n T u r m fu n d a m e n t e , d ie Z e m e n t : 3 T e ile n K ie s s a n d b is 1 0 m in g e w ä h lt. A u s fü h r u n g noch w e ite r e r v e r s c h ie d e n e r A n k e r u n d in s b e s o n d e re A b b . 1 9 z e ig t ein S t ü c k d e s d r e ifa c h e n F la c h e is e n a n k e r s , d e n E r s a t z d e r a b g e ris s e n e n Ü b e r g a n g s z w ic k e l d u rc h Z w ic k e l- d e r a ls H a u p t a n k e r u m W e s tc h o r u n d W e s tt u r m g e le g t is t , k o n s tr u k tio n e n in E is e n b e to n , d ie so a u s g e b ild e t w e rd e n , u m d ie D a c h s c h ü b e d e s s c h w e re n C h o rd a c h e s a u fz u n e h m e n . d aß d ie A b s t ü t z u n g d e r ü b e r E c k s te h e n d e n A c h te c k s e ite n
510
a u f d ie V ie r u n g s p fe ile r g e w ä h r le is te t is t, u n d s o m it d ie g e fä h r lic h e Ü b e r b e la s t u n g d e r G u rtb ö g e n b e s e itig t w ir d . D a es sich h ie r a u c h u m e in e se h r w ic h tig e k u n s th is to ris c h e u n d b a u k ü n s tle r is c h e F r a g e h a n d e lt, w ir d d ie e n d g ü ltig e L ö s u n g in V e r b in d u n g u n d Ü b e re in s tim m u n g m it d e m d e r D o m b a u le itu n g fü r s o lch e F r a g e n zu r S e it e s te h e n d e n A u ss c h u ß d e s D e n k m a lr a ts e n ts c h ie d e n . N a c h d e r D u r c h fü h r u n g d ie s e r A r b e ite n k ö n n e n d a n n a u c h d ie G u rtb ö g e n t e ils d u rch d ie A u s w e c h s lu n g v o n S te in e n , te ils d u rc h E in p r e s s u n g e n b z w . A u s s p r itz e n m it Z e m e n tm ö r te l w ie d e r in t r a g fä h ig e n Z u s ta n d v e r s e t z t w e rd e n . D a n n so lle n d ie u n te r d ie G u r t b ö g e n g e s e tz te n e ise rn e n N o tg e r ü s t e w ie d e r e n tfe r n t w e rd e n .
A b b . 2 0 g ib t e in e D a r s te llu n g s ä m t lic h e r fü r d ie W e s t g r u p p e in F r a g e k o m m e n d e n S ic h e r u n g s a r b e ite n m it d e r R e ih e n fo lg e d e r A u s fü h r u n g . Z u r D u r c h fü h r u n g d e r re s tlic h e n un d s c h w ie rig s te n A r b e ite n a n d e r W e s tg ru p p e m u ß te je t z t d e r D o m g a n z g e s c h lo s s e n w e rd e n , u m d ie se A r b e ite n m ö g lic h s t b e s c h le u n ig e n zu k ö n n e n u n d je d e G e fa h r fü r d ie B e s u c h e r a u sz u sc h lie ß e n .
D ie A u ß e n w ä n d e d e s H o c h s c h i f f e s h a b e n d u rch d ie v e r s c h ie d e n e n B r ä n d e u n d d u rc h d ie W itte r u n g s e in flü s s e a u ß e ro r d e n tlic h s t a r k g e lit t e n , so d a ß d ie se W ä n d e a u f ein e T ie fe b is zu e t w a 2 5 c m .u n d m eh r, n a h e z u v o lls t ä n d ig z e rs tö r t w a re n . U m d iese A u ß e n w ä n d e m it m ö g lic h s t g e r in g e m K o s t e n a u fw a n d w ie d e r in t r a g fä h ig e n u n d w id e r s t a n d s fä h ig e n Z u s t a n d zu v e r s e tz e n , w u r d e n d ie F u g e n u n d L ö c h e r d u rc h A u s s p ritz e n m it Z e m e n tm ö r te l (T o rk re tie ru n g ) a u s g e fü llt un d s o v ie l M ö rte ls c h ic h te n a u fg e t r a g e n , b is d ie u r s p rü n g lic h e M a u e r s t ä r k e m it A r c h ite k tu r p r o file n w ie d e r e rr e ic h t w a r . D e r T o r- k r e t b e t o n d e r W ä n d e is t in se in e n o b e r e n F lä c h e n ra u h g e h a lte n , u m ih n s p ä t e r m it e in e m D e c k p u t z v e r s e h e n zu k ö n n e n .
N a c h s te h e n d w ir d noch e in Ü b e r b lic k ü b e r d ie. A r b e it s le is tu n g e n im J a h r e 19 2 5 g e g e b e n :
E r d a u s s c h a c h t u n g u n te r d e n a lt e n F u n d a
m e n te n im S t o l l e n b e t r i e b ...7 0 0 0 m 3 A b fu h r d e s E r d m a t c r ia ls ... 10 0 0 0 E in s p ä n n e r F u n d a m e n tb e t o n u n te r d e n a lte n F u n d a
m e n te n im S t o l l e n b e t r i e b e ...6 5 0 0 m 3 U n t e r ir d is c h e S to lle n u n te r den F u n d a m e n te n
u n d V e r b i n d u n g s s t o l l e n 4 5 0 m T o r k r e t ie r u n g m it Z e m e n tm ö r te l v o n 5 b is
20 c m S t ä r k e ... 8 50 m 2 E in p r e s s e n v o n Z e m e n tm ö r te l in M a u e r w e r k
in 3 1 0 B o h r l ö c h e r 9 700 L i t e r
V e r a n k e r u n g e n a u s E is e n u n d E is e n b e to n . 290 m
D E R B A U IN G E N IE U R 1020 H E F T 26.
E is e r n e E in r ü s t u n g d e r G u r tb ö g e n d e s W e s t
tu r m e s ... 90 t A u ß e n - u n d I n n e n r ü s t u n g e n ... 4 800 m 2 A r b e ite r b e s c h ä ftig u n g d u rc h s c h n ittlic h . . 1 5 0 M a n n , w o v o n d ie H ä lft e a u s d e r p r o d u k t iv e n E r w e r b s lo s e n fü r s o r g e .
D ie s e u m fa n g r e ic h e n L e is t u n g e n k o n n te n b e i d e n v o r lie g e n d e n s c h w ie rig e n V e r h ä ltn is s e n n u r d u rch d ie z ie lb e w u ß te Z u s a m m e n a r b e it a lle r B e t e ilig t e n , d e r B a u h e r r s c h a ft , B a u le itu n g , U n te r n e h m e r u n d A r b e ite r , e rr e ic h t w e rd e n . D o m b a u m e is te r P r o f. B e c k e r s o r g te fü r d ie F e s t s t e llu n g d e r S c h ä d e n in V e r b in d u n g m it d e r B a u g e s c h ic h te u n d d ie W a h ru n g d e r k ü n s tle ris c h e n In te r e s s e n , B a u le it e r K n o p p fü r e in e ra s c h e un d fa c h g e m ä ß e b a u p r a k t is c h e A u s fü h r u n g d e r S ic h e r u n g s a rb e ite n a u f d e r G r u n d la g e d e r v o m V e r fa s s e r b e a r b e ite te n s ta tis c h e n B e r e c h n u n g e n u n d k o n s t r u k t iv e n U n t e r la g e n . C a r i
t a s d ir e k t o r S t r e m p e l , M a in z , v e r t r a t a ls B e v o llm ä c h t ig t e r d e s B is c h o fs v o n M a in z u n d d e s D o m k a p it e ls d ie B a u h e r r s c h a ft u n d h a t t e fe r n e r d ie re c h t z e itig e B e s c h a ffu n g d e r G e ld m itte l ü b e rn o m m e n , ein e A u fg a b e , d ie b e i d en w ir t s c h a ftlic h e n S c h w ie r ig k e ite n d e s v e r flo s s e n e n J a h r e s n ic h t le ic h t w a r . B e s o n d e r s w e r t v o ll w a r a u c h d ie e in m ü tig e Z u s a m m e n a r b e it in fin a n z ie lle r u n d te c h n isc h e r H in s ic h t m it d e n H e r r e n d e r M in is te rie n u n d d e s D e n k m a lr a te s . F e r n e r se i a u c h a lle r d e rje n ig e n g e d a c h t, d ie sich fü r d ie B e r e it s t e llu n g u n d H e r g a b e d e r M it te l e in g e se tz t h a b e n .
D ie A u s fü h r u n g d e r A r b e ite n e r fo lg te d u rc h d ie n a c h s te h e n d g e n a n n te n F ir m e n :
E r d - , U n te rfa rig u n g s - u n d s o n s tig e a llg e m e in e B a u a r b e it e n d u rc h ein B a u k o n s o r t iu m d e r M a in z e r F ir m e n O . H a u s w a ld , P h . M e rte n s , S c h m id t & B r a n d e i:
S p e z ia la r b e ite n , in s b e s o n d e re T o r k r e t ie r u n g u n d In je k t io n , d u rch d ie F a . D y c k e r h o ff & W id m a n n A .- G ., B ie b r ic h a . R h e in ;
H e r s t e llu n g u n d E in b a u d e r e ise rn e n N o t g e r ü s t e d u rc h d ie M . A . N ., W e r k G u s t a v s b u r g
A u s fü h r u n g d e r F la c h e is e n a n k e r d u rc h d ie F ir m a J . R ö m - h e ld , M a in z .
M ö g e d ie g le ic h e e in m ü tig e Z u s a m m e n a r b e it u n d v o r a lle n D in g e n d ie B e r e it s t e llu n g d e r n o ch w e ite r e rfo rd e r lic h e n G e ld m itte l d ie D u r c h fü h r u n g d e r r e s tlic h e n A r b e ite n o h n e U n t e r b re c h u n g e rm ö g lic h e n , so d aß b is E n d e d ie se s J a h r e s d a s g e s a m te B a u w e r k in a lle n se in e n tr a g e n d e n T e ile n a ls v o lls t ä n d ig g e s ic h e r t g e lte n k a n n . D a s is t d ie H o ffn u n g u n d d a s Z ie l a lle r M ita r b e ite n d e n , d e n n e s g ilt, e in en d e r b e d e u te n d s te n d e u tsch e n D o m e a ls h e r v o r r a g e n d e s D e n k m a l d e u ts c h e r K u n s t u n d d e u ts c h e r K u lt u r a m sc h ö n e n d e u ts c h e n R h e in d e r g e s a m te n K u lt u r w e lt zu e rh a lte n .
B U E R , „H E T C H -H E T C R Y “ , W A SSER V ER SO R G U N G SA N LA G E VON S A N FRANCISCO .
„ H E T C H H E T C H Y “ , D I E N E U E W A S S E R V E R S O R G U N G S A N L A G E
U N D D A S E L E K T R I S C H E K R A F T W E R K D E R S T A D T S A N F R A N C I S C O U . S . A . Von O berbaurat N ils B u e r, H am burg.
Ü b e r s ic h t. S eit der G ründung San Fran ciscos durch ka li
fornische G oldgräb er im Ja h re 184 7 ist die S ta d t, die je tz t etw a 600 000 Einw ohner zählt, m ehrm als vo n E rd b eb en und Feuers
brünsten heim gesucht w orden. Im Ja h re 1906 zerstörte ein heftiges E rd beb en im Zusam m enw irken m it einem gew altigen Schadenfeuer innerhalb w eniger Stunden große T eile der S ta d t. D ie H a u p t
ursache der außerordentlichen Ausdehnung der K a ta stro p h e w a r die vö llige U nzulänglichkeit der städtischen W asserversorgung. Diese T atsach e gab den unm ittelbaren Anstoß zu der besonders groß
zügigen und technisch hervorragenden Anlage, die zur Z eit geb au t w ird und im nachfolgenden näher beschrieben werden soll.
D u rc h d ie K o m m u n a l v e r w a lt u n g e n „ S a n F r a n c is c o C it y a n d C o u n t y “ w u r d e k u rz n a c h d e m E r d b e b e n im J a h r e 19 0 6 g r u n d s ä tz lic h b e sc h lo sse n , d ie S t a d t m it e in e r z e itg e m ä ß e n u n d fü r a b s e h b a r e Z u k u n ft a b s o lu t a u s r e ic h e n d e n W a s s e r v e r s o r g u n g s a n l a g e zu v e r s e h e n . V o n d ie s e m Z e it p u n k t a n w u r d e n s o fo r t e n e rg is c h e A r b e it e in g e se tz t u n d g ro ß e S u m m e n G e ld e s a u fg e w e n d e t, u m d a s g ü n s t ig s t e E n t n a h m e g e b ie t zu fin d e n u n d in d en B e s it z d e r S t a d t zu b rin g e n , s o w ie u m d ie z w e c k m ä ß ig s te u n d w ir t s c h a ftlic h v o r t e ilh a f t e s t e P la n u n g d es
g a n z e n U n te rn e h m e n s fe s tz u s te lle n . D e r e in g e s e tz te S a c h v e r s tä n d ig e n a u s s c h u ß k a m n a c h u m fa n g r e ic h e n V o r u n t e r s u c h u n g e n u n d v e r g le ic h e n d e n K o s te n a n s c h lä g e n zu d e m E r g e b n is , d aß d e r in Y o s e m i t e N a t i o n a l p a r k in S i e r r a N e v a d a g e le g e n e F lu ß T u o l u m n e h in s ic h tlic h d e r E r g ie b ig k e it s e in e s A b flu ß g e b ie t e s u n d s e in e r v e r h ä lt n is m ä ß ig le ic h te n A u fs t a u u n g s m ö g lic h k e it d ie le is t u n g s fä h ig s t e u n d w ir ts c h a ft lic h g ü n s t ig s t e A n la g e zu g e b e n v e r s p r a c h .
D e r L a g e p la n , A b b . 1 , z e ig t d ie Ö r t lic h k e it d e s E n t n a h m e - g e b ie t s u n d d ie T r a s s e d e r e t w a 2 8 2 k m la n g e n T r a n s p o r t le itu n g . D a s m it S c h r a ffu r u m r a n d u n g a n g e d e u te te N ie d e r s c h la g g e b ie t d e s o b e r e n T e ile s d e s T u o l u m n e R i v e r s u n d s e in e r N e b e n flü s s e E l e a n o r C r e e k u n d C h e r r y C r e e k w ir d d u rc h d a s P r o je k t g a n z e r fa ß t . D ie B a u a r b e it e n , d ie b ei A u s b r u c h d e s K r ie g e s im v o lle n G a n g e w a re n , sin d in d e r F o lg e u n te r d e m E in flu ß d e r K r ie g s e r e ig n is s e z ie m lich v e r n a c h lä s s ig t w o rd e n . E r s t n a c h K r ie g s e n d e w u r d e n sie w ie d e r e n e rg isc h w e it e r g e fö r d e r t ; m a n n im m t a n , d aß d ie g e s a m te A n la g e ,
D E R B A U IN G E N IE U R
1020 H E F T 26. BUER, „HETCH-HETCHY", WASSER VERSORG UNGSANLAGE VON SAN FRANCISCO.
511
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512
CRAEMER, DIE BEANSPRUCHUNGEN BIEGUNGSFESTER SCHORNSTEINFUNDAMENTE. o" ' ' " 1d ie den N a m e n „ H e t c h H e t c h y “ e rh ie lt, im J a h r e 19 2 9 fe r t ig g e s t e llt se in w ir d .
„ H e t c h H e t c h y “ is t so b em e ssen , d a ß d ie A n la g e tä g lic h e t w a 1 ,4 M illia rd e n L i t e r W a s s e r a b fü h r e n k a n n . R e c h n e t m a n m it ein em T a g e s v e r b r a u c h a u f den E in w o h n e r v o n 4 50 1, e r g ib t sich , d aß d ie W a s s e r v e r s o r g u n g s a n la g e fü r e in e B e v ö lk e r u n g s z a h l S a n F r a n c is c o s v o n e tw a 3 M illio n e n a u s r e ic h t.
D ie S t a u b e c k e n w e r d e n so g r o ß a n g e le g t, d aß s ie d a s e r w ä h n te Q u a n tu m d a u e r n d a u c h d a n n lie fe r n k ö n n e n , w e n n se ch s a u ß e rg e w ö h n lic h tro c k e n e J a h r e u n m it te lb a r a u fe in a n d e r fo lg e n so llte n , e in e A n n a h m e , d ie se h r u n g ü n s tig ist, d a b is la n g g e sc h lo sse n e T ro c k e n p e rio d e n v o n h ö c h s te n s d r e i J a h r e n b e o b a c h t e t w o rd e n sin d .
D e r B a u w ir d zu g le ic h e r Z e it in a c h t A r b e i t s a b s c h n i t t e n ( D i v i s i o n s ) , d ie in d e m L ä n g s s c h n it t , A b b . 2, a n g e g e b e n sin d , g e fö r d e r t . B e i „ H e t c h H e t c h y “ , u n g e fä h r x io o m ü b e r d e m M e e re s sp ie g e l, w ir d im T u o lu m n e R i v e r ein e S t a u m a u e r (O ’ S h a u g n e s s y - T a ls p c r r e ) v o n v o r lä u fig 10 4 m H ö h e ü b e r T a ls o h le u n d e in e m F a s s u n g s v e r m ö g e n v o n e tw a 30 0 M illio n e n m 3 e r r ic h t e t . S ie e r h ä lt e in en so b re ite n Q u e r
s c h n itt, d aß sie s p ä t e r o h n e V e r s t ä r k u n g u m 2 6 m d u rc h A u fb a u e r h ö h t w e rd e n k a n n , w o d u r c h d e r S t a u b e c k e n in h a lt a u f e tw a 5 1 0 M illio n e n m 3 v e r g r ö ß e r t w ir d . D ie T a ls p e r r e , d ie d en N a m e n ih re s K o n s t r u k t e u r s , d e s In g e n ie u r s O ’ S h a u g n e s s y , t r ä g t , is t fe r t ig g e s t e llt . I h r e L ä n g e , in d e r K r o n e g e m e sse n , b e t r ä g t b e i d e m v o r lä u fig e n A u s b a u 1 8 3 m , s p ä t e r , n a c h E r h ö h u n g u m 2 6 m , im g a n z e n 2 7 5 111. S ie e n t h ä lt 4 7 8 0 0 0 m 3 B e t o n 1 : 3 : 5 (c y c lo p e a n co n cre t) u n d is t in B o g e n fo r m (H a lb m e s s e r 2 1 4 m) a u s g e fü h r t , l n z w e i N e b e n flü s se n , E l e a n o r C r e e k u n d C h e r r y C r e e k , w u r d e n e b e n fa lls S t a u m a u e r n e in g e b a u t, u n d z w a r im e r s tg e n a n n te n F lu ß a m E le a n o r s e e e in e S t a u m a u e r , d e re n B e c k e n z u n ä c h s t 3 2 M illio n e n m 3 fa s s e n w ir d . D u rch s p ä te r e n A u fb a u a u f d ie S t a u m a u e r so ll d e r B e c k e n in h a lt a u f 2 2 7 M illio n e n m 3 e rh ö h t w e rd e n k ö n n e n . S c h lie ß lic h w ird in C h e r r y C re e k e in e S t a u m a u e r e r r ic h te t , d ie s o fo r t in v o lle r H ö h e a u s g e fü h r t w ir d , a ls o s p ä t e r n ic h t v e r g r ö ß e r t w e rd e n soll, u n d d u rc h d ie 82 M illio n e n m 3 W a s s e r z u r A u fs p e ic h e r u n g g e la n g e n . B e i d ie s e n N u t z w a s s e rb e c k e n fin d e t m e is te n s ein a llm ä h lic h e s A n s a m m e ln d e s W a s s e r s fü r d ie V e r w e r t u n g z u r W a s s e r v e r s o r g u n g S a n F r a n c is c o s u n d zu w ir ts c h a ft lic h e n Z w e c k e h s t a t t . D ie S p c is u n g s flü s s e u n d B ä c h e s in d ih r e r Ö rt
lic h k e it u n d ih re m ” G e fä lle n a c h z ie m lich w ild e r N a t u r , so d a ß a u c h m it e in e m p lö tz lic h e n A n s t u r m d e r F lu t e n z u re c h n e n is t.
H ie r a u f m u ß te b e i d e r W a h l d e r B a u a r t b e so n d e re R ü c k s ic h t g e n o m m e n w e rd e n .
W ie d ie Ü b e r s c h r ift d ie se s A u fs a t z e s b e s a g t, so ll d ie A n la g e „ H e t c h H e t c h y “ n ic h t n u r d e r W a s s e r v e r s o r g u n g S a n F r a n c is c o s d ie n e n , s o n d e rn a u c h fü r d ie B e l i e f e r u n g d e r S t a d t u n d d e r u m lie g e n d e n L a n d d is t r ik t e m i t e l e k t r i s c h e r K r a f t a u s g e b a u t w e rd e n . V o r lä u fig so ll b e i „ L o w e r C h e r r y “ e in p ro v is o r is c h e s K r a f t w e r k g e b a u t w e rd e n . S p ä t e r , s o b a ld d e r B e d a r f w ä c h s t, w ir d d a s g e s a m te A b flu ß w a s s e r v o n d e r
O ’ S h a u g n e s s y - T a ls p e r r e d u rc h e in en 1 9 k m la n g e n T u n n e l b is „ L o w e r C h e r r y “ g e le ite t, w o ein e e n d g ü ltig e K r a f t s t a t io n a u f H ö h e n k u r v e 700 m e r r ic h t e t w e rd e n w ird , d ie 60 000 P S e le k tris c h e r E n e r g ie d a u e r n d lie fe r n s o ll. V o n h ie r so ll d a s A b - flu ß w a s s e r n a c h e r fo lg te r A u s n u tz u n g d e r F a llh ö h e w e ite r d u rc h e in en 2 9 k m la n g e n T u n n e l n a c h d e m V e r te ilu n g s b a s s in b e i „ P r i e s t “ g e le it e t w e rd e n , d a s a u f e in e r H ö h e ü b e r d em M e e re s sp ie g e l v o n 662 m lie g e n w ir d . V o n d ie se m B a s s in so llen 4 p a r a lle le D r u c k r o h r le itu n g e n v o n j e e t w a 1 m D u r c h m e s s e r zu d e r g e p la n te n M o c c a s i n - K r a f t s t a t i o n a u f H ö h e n k u r v e 2 7 1 fü h re n , d ie fü r e in e D a u e rle is tu n g v o n 9 2 000 P S e in g e ric h te t w e rd e n w ir d . D a m it sin d a b e r b e i w e ite m n ic h t a lle F a llh ö h e n a u f d e r 2 8 2 k m la n g e n
S t r e c k e a u s g e n u tz t. D u r c h re s t lo s e A u s n u tz u n g a lle r G e fä lle k a n n m a n zu den b e r e it s e rw ä h n t e n K r a f t w e rk e n n o c h w e ite r e A n la g e n g le ic h e r A r t m it e in e r G e s a m tle is t u n g v o n e t w a 19 0 000 P S a u s fü h re n . D e r B e d a r f S a n F r a n c is c o s a n e le k tr is c h e r E n e r g ie is t g e g e n w ä r t ig e t w a 36 0 M illio n e n k W h u n d v e r t e ilt sich w ie fo lg t : S tr a ß e n - u n d V o r o r t b a h n e n 6 3 ,6 % , S t r a ß e n b e le u c h tu n g 2 ,2 3% , P rivat-
b c le u c h tu n g e in sc h lie ß lic h k le in e r e r K r a f t v e r s o r g u n g 3 0 ,6 2 % u n d V e r s c h ie d e n e s 3 , 5 5 % .
F ü r d ie A n la g e „ H e t c h ' H e t c h y “ w ir d e in e b e s o n d e r e E i s e n b a h n g e b a u t , d ie im O tte „ H e t c h H e t c h y J u n c t “ a n d ie S ie r r a R a i l w a y a n g e s c h lo s s e n w ir d u n d b is zu r O ’ S h a u g n e s s y - T a ls p e r r e fü h r t (s. A b b . i ) . D ie s e so ll n ic h t n u r d a z u d ien e n , w ä h re n d d e r B a u z e it d ie A r b e it e r u n d B a u s t o ff e zu b e fö rd e r n , s o n d e rn b le ib t a u c h n a c h F e r t ig s t e llu n g d e s B a u e s a ls e n d g ü lt ig e B a h n fü r d en P e r s o n e n - u n d G ü t e r v e r k e h r b e ste h e n . D e m b e r g ig e n G e lä n d e e n ts p re c h e n d u n d z u r H e ra b s e tz u n g d e r B a u k o s t e n sin d fü r d iese B a h n S te ig u n g e n b is zu 4 % zu- g c la s s e n w o rd e n .
D ie G e s a m tlä n g e d e r L e it u n g v o n O ’ S h a u g n e s s y b is S a n F r a n c is c o b e t r ä g t 2 8 2 k m . D a v o n e n tfa lle n a u f T u n n e ls t r e c k e n 1 7 0 k m u n d a u f R o h r le itu n g e n , d ie an v e r s c h ie d e n e n S te lle n , in s b e s o n d e re a n d e r K r e u z u n g s s te lle m it d e r S a n - F r a n c is c o - B u c h t , g e d ü c k e r t w e rd e n , 1 1 2 k m . D e r T u n n e lq u e r s c h n itt is t in A b b . 3 g e z e ig t.
Z u r F i n a n z i e r u n g d e s g e w a lt ig e n U n te rn e h m e n s , d a s a u f 4 5 M illio n e n D o lla r v e r a n s c h la g t w o rd e n is t, g i b t S a n F r a n c is c o C it y a n d C o u n t y 4 5 0 0 0 S c h u ld s c h e in e zu j e 10 0 0 D o lla r a u s , d ie m it 4 % % v e r z in s t u n d b is z u m J a h r e 19 6 4 e in g e lö s t w erd en .
A b b . 3. Tunnelquerschnitt.
D I E B E A N S P R U C H U N G E N B I E G U N G S F E S T E R S C H O R N S T E I N F U N D A M E N T E . Von D r. In g . II. Craemer, D ü sseld o rf.
Ü b e r s ic h t . D ie Spannim gsverhältnisse in biegungsfesten Schornsteinfundam enten unter senkrechten L asten w erden erörtert und T abellen fü r die w ichtigsten W erte an Stelle des bisher üblichen, nicht zutreffenden V erfahrens gegeben.
S c h o rn s te in fu n d a m e n te w e rd e n in n e u e r e r Z e it h ä u f ig z u m Z w e c k e d e r B a u s t o ff e r s p a r n is a ls v ie le c k ig e E is e n b e t o n p la t t e a u s g e f ü h r t ; b e i d e n d ie se m B a u s t o f f e ig e n tü m lic h e n g e r in g e n A b m e s s u n g e n h a t m a n a u c h a u f d ie B ie g u n g s b e a n s p r u c h u n g e n zu a c h te n . W ir le g e n n u n u n se re n B e t r a c h t u n g e n e in e k r e is fö rm ig e P la t t e z u g ru n d e ; d ie V e r h ä ltn is s e d e r m e is t a ls r e g e l
m ä ß ig e s V ie le c k a u s g e fü h r te n F u n d a m e n t p la t t e n s in d d a m it g e n ü g e n d g e n a u e r fa ß t . D ie B o d e n p re s s u n g e n in fo lg e z e n tris c h e r B e la s t u n g d u rc h E ig e n g e w ic h t n e h m e n w ir a ls ü b e r d ie g a n z e A u sd e h n u n g d e s F u n d a m e n t s g le ic h m ä ß ig v e r t e ilt a n . In
W ir k lic h k e it n e h m e n d ie s e lb e n n ach d e m R a n d e h in a b ; n ach d e n E r g e b n is s e n d e r T h e o rie d e s T r ä g e r s a u f e la s t is c h e r B e t t u n g so w ie d e r T h e o r ie d e r e la s tis c h g e la g e r te n K r e i s p la t t e v o n H e r t z is t d iese W ir k u n g u m so g e r in g e r , j e s t ä r k e r d ie P la t t e u n d j e n a c h g ie b ig e r d e r B o d e n is t. S t a t is c h s t e llt sich d a h e r d a s F u n d a m e n t d a r a ls K r e is p la t t e k o n s t a n te r D ic k e v o m R a d iu s r m it e in e r g le ic h m ä ß ig v e r t e ilt e n F lä c h e n la s t p ü b e r ih r e g a n z e A u s d e h n u n g u n d e in e r lä n g s e in e s K r e is e s v o m R a d iu s a r a n g r e ife n d e n L in ie n la s t, d ie je n e r d a s G le ic h g e w ic h t h ä lt ; e in e t w a a u ft r e t e n d e r e la s tis c h e r V e r d r e h u n g s w id e r s t a n d b ei
| = a in fo lg e m o n o lith is c h e r u n d d u rc h A n s c h lu ß e ise n g e s ic h e r t e r V e r b in d u n g m it d e m S c h a ft e in e s E ise n b e to n s c h o r n s t e in s is t g e r in g u n d b le ib t, z u m a l b e i g e m a u e r te n S c h o rn s te in e n d iese W ir k u n g n ic h t v o r h a n d e n is t, a u ß e r B e t r a c h t .
D1 ”' 1026 -HEBT^zs!EUR CRAEMER, DIE BEANSPRUCHUNGEN BIEGUNGSFESTER SCHORNSTEINFUNDAMENTE.
513
( \
...i ...
i 1
1 [ 1 I i m i m L LUL1 1 1 1 II 1 1 \i\ 111
. " ,
Abb.
1.
Innerhalb der Gültigkeitsgrenzen, wie sie durch die An
wendbarkeit der Plattentheorie überhaupt gegeben sind, kann daher die Lösung ohne weiteres auf Grund der besonderen Vereinfachungen, die sich in der Theorie der Kreisplatten ergeben, angegeben werden.
Die Anwendung der Plattentheorie ist notwendig, weil durch die gekennzeichnete Belastung die Kreisplatte in ei n e
d o p p e l t g e k r ü m m t e , n ä m l i c h e i n e R o t a t i o n s f l ä c h e , ü b e r g e f ü h r t wird, so daß die gewöhnliche B a l k e n t h e o r i e n i c h t mehr g ü l t i g bl e i bt . Infolge der doppelten Krüm
mung treten auch Biegungs
spannungen in allen möglichen Richtungen auf, von denen im allgemeinen diejenigen in radialer und tangentialer Richtung für die Betrachtung genügen.
Wir verweisen hierzu auf das Handbuch für Eisenbetonbau, 3. Auflage, V. Band, Seite 131, wo diese Rechnung von Dr.-Ing.
Dr. Lewe bereits, wenn auch in anderem Zusammenhänge, durchgeführt ist. Nennt man p, den reziprokan Wert der Quer
kontraktionskonstanten, so ist nach Lewe das radiale Biegungs
moment, d. h. das Moment der in radialer Richtung wirkenden Biegungsspannungen, bezogen auf die Längeneinheit des betrachteten Schnitts, zunächst innerhalb des Lastkreises, also im Bereich o < J- < a
1) Mri= ( 3 + p ji2 — 4 (i
+ H )ln a- ( 1 + 3 b)
-2 (1 — p)
cP,wobei Momente, denen, oben Druckspannungen entsprechen, pösitiv gezählt werden. Die radialen Momente im äußern Bereich
a<
5< 1 sind:
(1 —a) r sind keine Kräfte angesetzt. Hierbei wird das Biege
moment, bezogen auf die Längeneinheit, erhalten zu
P i 2 ,
5) M . 6a
(2 + a)(i - a)5.
Wie die vorher skizzierte Berechnung auf Grund der Platten
theorie zeigt, sind aber die radialen Schnitte nicht spannungsfrei, sondern erhalten tangentiale Biegungsspannungen, so daß die zur Gleichung (5) führenden Voraussetzungen nicht erfüllt sind. Das Verfahren geht eben f ä l s c h l i c h v on ei ner durch s ehr v i e l e r a d i a l e S c h n i t t e in
l a u t er S e k t o r e n z e r s c h l i t z t e n P l a t t e a u s 1). Selbstverständlich hat aber eine Krcisplatte eine viel größere Tragfähigkeit als eine Viel
heit lose nebeneinander liegender
adü. 2.
Sektoren, und das genannte Ver
fahren bedarf der Richtigstellung um so mehr, als es in einem angesehenen Nachschlagewerk veröffentlicht ist und dadurch Anspruch auf Geltung hat.
Um zunächst eine Vorstellung von dem wahren Ver
lauf der Biegungsmomente zu geben, sind für den häufig vorkommenden Fall
a= 0,5 — Fundamentdurchmesser = doppelter Schornsteindurchmesser — unter Annahme p = o, also mangelnder Querkontraktion, die Momente Mr
5und Mi
5aus den Gleichungen (1) bis (4) ermittelt und in Abb. 3 aufgetragen.
<rT H M ti
2)
Mra = J £ 2 (3 + p) (
52 - 1) - 4 ( t + p) ln | + 2 ( t - p) «2 Die tangentialen Biegemomento, d.h. die in tangentialer Rich
tung auf radiale Schnittflächen wirkenden Spannungsmomente sind für o < Sj < a :
3) Mti = '” 2 (I + 3 P) (I* ■- l ) ■- 4 (i + b) ln a - 2 (1 - p) a 2,
Abb. 3.
Beide haben ihren Höchstwert bei
5= 0,5, d. h. unter der Last, und behalten ihre Vorzeichen auch im mittleren Platten
teil, da der Einfluß der äußeren Auskragung überwiegt.
Für die Bemessung wird es im allgemeinen genügen, die Momente in Plattenmitte,
5= o, unter der Last,
5= «> und am Plattenrande,
5=
1, zu kennen; hierbei ist noch zu be
achten, daß in Plattenmittc aus Gründen der Kreissymmetrie die radialen und tangentialen Beanspruchungen dieselben sind, sowie daß die Radial mo mente im Plattenrande verschwinden. Um
f i g v a = 0 0 ,1 0,2 o,3 0,4 o,5 0,6 o,7 0,8 0,9 1,0
Mro m — od
m = 2
+ 03 + 00
+ 0 ,5 14 + 0 ,7 11
+ 0,342 + 0,454
+ 0,244 + 0 ,310
+ 0 ,17 7 + 0 ,2 13
+ 0 ,12 6 + 0 ,142
+ 0,088 + 0,092
+ 0,057 + 0,059
+ 0,033 + 0,028
+ 0,014 + 0,010
0 0
X p r2 i I M ’ r« — -f* 00 + 2,83 + 1.1 7 3 + 0,626 + 0,360 + 0,208 + 0,160 + 0,058 + 0,023 + 0,004 0 li
M j« m = od
m = 2
-f- 00
-f- 00 + 0 ,5 13 + 0 ,710
+ 0,337 + 0,451
+ 0,233
+ 0,304 + 0 ,15 7 + 0,202
+ 0,095 + 0 ,12 7
+ 0,043 .+ 0,069
— 0,004 + 0,023
- 0,047
— 0 ,0 13
— 0,087
— 0,042
— 0 ,12 5
— 0,063 ,,
M , t m = 00
m = 2
+ . 0 ,12 5 - f 0,063
+ 0 ,124 + 0,062
+ 0 ,115 + 0,05s
+ 0 ,10 3 + 0,052
+ 0,085 + 0,043
+ 0,063 + 0,032
+ 0,035 + 0,018
+ 0,003 + 0,002
- 0,035
— 0,018
— 0,078
— 0,039
— 0 ,12 5
— 0,063 t >
Mo m = 00
m == 2
+ 00 + 00
+ 0 ,5 13 + 0,709
+ 0 ,3 3 4 + 0,445
+ 0,228 + 0,290
+ o,T
47
+ 0 ,17 7
+ 0,079 + 0,088
+ 0,0 21 + 0 ,0 13
- 0,035 - 0,054
— 0,087
— 0 ,1 1 3
— 0 ,13 8
— 0 ,16 8
— 0 ,18 7
— 0 ,219 A bb. 4.
sowie für a < 5 < 1:
4
) Mt.a — (i + 3 p) | 2 — 4 (i + b) ln
5- 2 ( 1 — p)a2( ?V + 1) + (1 —
5b)-Im Handbuch für Eisenbetonbau 3. Aufl., XIII. Band, S- 597 ff, Kapitel über Schornsteinbau, wird dagegen folgendes Verfahren zur Ermittlung der radialen Momente unter der Lastangriffslinie, d. li. für
5= er, eingeschlagen: Für einen Sektor von der Breite d rp, Abb. 2, ist sowohl die Größe als auch der Angriffspunkt (Trapezschwerpunkt) der von unten nach oben wirkenden Belastung bekannt, so daß ihr Moment in bezug auf die Tangente im Querschnitt
5= <*r bestimmt werden kann. In den radialen Schnittflächen von der Länge
ein jedesmaliges Berechnen dieser Größen überflüssig zu machen, sind die Werte M0, Mra, Mta und Mtx aus den Gleichungen (1) bis (4) errechnet und in Abb. 4 als Funktion von a auf
getragen; ferner sind die aus der unrichtigen Gleichung (5) sich ergebenden Werte dargcstellt; wie man sieht, beträgt M’
teilweise das Doppelte des richtigen Wertes und mehr; das Ver
fahren bedingt daher eine erhebliche Materialvergeudung, die um so mehr vermieden werden sollte, als die Berechnung nach der Plattentheorie bei Benutzung der gegebenen Tafel keinen größeren Zeitaufwand verursacht.
t) Die au f Seite 5 59 und 560 a. a. O. gegebene Berechnung mit Rück
sicht auf den nach dem Rande abnehmenden Bodendruck sowie der un
symmetrischen Beanspruchung infolge W inddruck beruht auf der gleichen Annahme und ist daher ebenfalls abzulehnen.
