Die Bautechnik, Jg. 18, Heft 38

DIE BAUTECHNIK

1 8 .Jahrgang BERLIN, 6. September 1940 Heft 38

A lle R ech te V o rb e h a lte n .

Eisenbahnpioniere beim Aufbau.

Von Kriegsberichter H e r m a n n , Fr. O.

P. K. Brett liegt vor uns die Maas. Dort, wo vor Tagen härtester Kampf, en ts cheid ende Schlachten ihren Verlauf nah men , ist jetzt ein Bild der Arbeit. Noch sind die Spuren des Kampfes an den zerschossenen un d durch Bom benwurf zerstörten Häusern zu sehen — zu sehen auch an den vorrollenden Kolonnen und an dem gewaltigen Einsatz der F lu g ­ abwehr, die die Straßenbrücke und unsere Brücke schützt. Tag und Nacht ist die Flak einsatzbereit, obw ohl die Feindflieger sich nur im Verlaufe der Nacht bis hierher trauen. Dann empfängt sie ein wild anmuten der, doch w ohlv orb ereitete r und überlegte r Feuerwirbel. Die punktierten Leuchtlinsen der Fla-M.-G,, die in die Luft sichtbar hineinzischen, die schweren Flakgran aten und der

Lichtdom der Scheinwerfer vereinen sich auf einen Punkt, den Felnd- flieger.

Er vers ucht vergeblich die Brückenstelle zu erreichen. Doch unsere Brücke wächst ungestört — wächst förmlich hinein in den Himmel.

Vor Tagen erstreckte sich hier ein Trü mm erf eld . Ein Bild der Vernichtung u nd d e r Zerstörung.

Die gew altige Eisenbahnbrücke, die den Fluß in einer Länge von 200 m überspannt, liegt gesprengt im Wasser. Zerstört, verwirrt ist das Eisenwerk. G esprengt sind die Strompfeiler, nu r riesige Trüm m er­

haufen zeugen von ihrem Dasein.

Jetzt entste ht neben ihr eine n eu e Brücke. Dort, wo am Ufer Trü mm er lagen, ist w ie der O rd ­ nung. Nur die ang espren gten H äuser un d die wirr daliegenden Brücken­

teile erzählen von der G ew alt der Sprengung.

Joch um Joch ist mittlerweile entstanden, die zerstörten Pfeiler sind aufgemauert, und Holzschwelljoche von gew altigen Ausmaßen recken sich hoch — Stamm um Stamm — hinein in die Luft. Noch sind sie leer, noch un bela ste t. Im Strom schlägt die Dieselram me das letzte Pfahljoch.

Wuchtig dröhnend und donnern d schallt ihr dumpfer Schlag h erüber — bum , b u m m - b u m m - b u m m — stundenla ng. Zentimet er um Zentim eter dringt der Pfahl ein. Die Dieselramme schlägt, bis er federt, bis auch 100, ja 200 Schläge des schweren Bären ihn nicht meh r weiter eindringen lassen.

Noch schaffen Boote G eräte über den Fluß. Am jenseitigen Flußufer wird die V erschiebung der letzten erhaltenen, gewaltig an m utenden Strom­

öffnung der alten Brücke vorbereitet. Unterstrom zischen die Schneid­

brenner im Elsengewirr und schweißen die gesprengte n Brückenteile an.

Während zahlreiche Soldaten noch an den gew altigen Stromjochen arbeiten,

Brücke wäh rend des Baues.

spannt sich über die ersten Unte rs tü tz ungen hinw eg eine Behelfsbrücke, und daran schließt die eiserne Kriegsbrücke an. Glied um Glied fügt d er Vorbaukran an — schafft mit Hilfe von Streben und Gurten, g e ­ b u nden durch Schrauben und Bolzen, das einheitliche G anze — die neue Brücke.

An der Bauspitze ist ein bew egte s Bild der Arbeit. Unermüdlich arbeiten die Eisenbahnpioniere. Der Glaube und das Verständnis für ihre gro ße Aufgabe spornt sie an. Ein regelrechter sportlicher Wettbew erb setzt ein — Wer schafft am m eisten? — Die, die von Tagesgrauen bis zum Mittag arbeiten, oder die, die anschließend arbeiten, bis das Dunkel

der Nacht sie zur Ruhe zwingt?

Keine Pause, keine Ruhe, nur Ar­

beit. Arbeit für diejenigen, die an der Fro nt kämpfen. Auch hier Kampf, Kampf um jed e Minute Zeitgewinn.

Doch dieses Wachsen der Brücke, das Ineinanderfügen der Teile, das Bild der Arbeit wollen wir uns näher ansehen, die den Einsatz jedes ein ­ ze ln en M annes verlangt.

Der F eld w ebel le nkt die Ar­

beit des Krans, paßt jeden Teil ein.

Die Unteroffiziere leiten ihren Ein­

bautrupp, die unermüdlich jeden Handgriff, den sie gelernt haben und voll beherrschen, hier an w e n ­ den. Bolzen um Bolzen wird ein­

gezogen , Schraube um Schraube befestigt. Teil um Teil, Glied um Glied fügt sich aneinander, und dort, wo dann die Trupps, in den Brückenträgern hängend, die Schrau­

ben nachziehen, erkennt man die Form, das Bild der Brücke. Noch steht der Einbau auf festen G e ­ rüsten, die in den Flußgr und g eram m t sind und durch V erstrebung und Verschwertungen in ein einheitliches Ganzes zusam mengefügt werden.

Bald wird der Bau vorgetrieben sein, wird frei In die Luft hin ein­

ragen — 20 m hoch ü b e r dem Wasser im freien Vorbau üb erspan nen d.

Gefährlich ist die Arbeit auf dem Obe rg urt, unter dem das Wasser rauschend fließt. Rastlos treibt der aufsichtführende Offizier den Bau vorwärts, jeden seiner Mannschaften kennt er genau. Die besten und wen dig sten Soldaten hat er an der schwierigsten Stelle eingesetzt. Die Brücke muß fertig werden, weil die kämpfende Truppe sie für den Nach­

schub braucht, weil die Eisenbahnpioniere den Anschluß an die Kampf­

truppe b ehalten müssen.

Kampf und Arbeit im stetigen Wechsel, unermüdlicher Einsatz, das ist der Eisenbahnpionier.

A lle R ech te V o rb e h a lte n .

Verstärkung einer gew ölbten Eisenbahnbrücke.

Von ®r.=3ng. habil. E r n s t B i t tn e r , Wien.

A. E in l e it u n g .

Eine im Jah re 1869 erbau te zweigleisige Eisenbahnbrücke (Abb. 1) besteh t au s drei Ziegelgewölben m i t den Lichtweiten 11,93, 14,44 und 11,93 m. Die G ew ölbe haben Halbkreisform und eine gleichbleibende Dicke von 1,10 m. Die Pfeilerschäfte von 2,51 m Dicke und 4,40 m Höhe b estehen gleichfalls aus Ziegelmauerwerk, die Pfeilersockel sind mit Granitquadern verb len det. Die Stirnw ände aus Bruchsteinen haben sehr schön ausgef ührte Ansichtsflächen aus Schichtmauerwerk. Über den Pfeilern befinden sich Spargewölbe aus Ziegeln mit Stichgewölben, die zur Brückenachse gleichlaufen (sogenannte Kapellen). Das Mauerwerk trug eine von der Brückenmitte nach beiden Seiten fallende Dichtungs­

schicht aus Bitum en, die durch eine Ziegelflachschicht geschützt war.

In allen drei G ew ölben war auf der Nordwestseite der Brücke, rd. 80 cm von der Stirnfläche entfernt, ein durc hgehender Längsriß ent­

standen; in seiner U m g eb u n g war das Mauerwerk stark angewittert. -—

Als im Jah re 1938 das eine Gleis der Bahnstrecke erneuert w urd e unte r V ergrö ßeru ng des Gleisab stan des von 3,50 auf 4,0 m, beschloß die Reichsbahn die gleichzeitige Instandsetzung der Brücke. Sie stellte dabei folgende A ufgaben:

1. Erneuerung des schadhaften G ew ölbem auerw erk s.

2. V erstärkung der Brückenhälfte unter dem nordwestlichen Gleis zur Aufnahme des Lastenzuges £ .

3. Herstellung ein er ne uen Abdichtu ng auf die ser Brückenhälfte mit Anschluß an eine Dichtungsschicht, die unter dem südöstlichen Gleis bereits im Jahre 1932 herg este llt word en war.

4. Verbre ite ru ng des Planum s um 50 cm entsprechend der Verschiebung des G le ises; und

5. Herstellung eines G ehw eges neben dem nordwestlichen Gleis.

Di e b a u t eChWiK Fachschrift f. d. ges. Baulngcnlcurwescn

B i t t n e r , V erstärk ung einer gew ölb te n Eisenbahnbrücke

B. S t a n d u n t e r s u c h u n g

d e s b e s t e h e n d e n B a u w e r k s . i Um ü ber die statischen Ver- [.■!'.ll.tiz5.sg_

hältnisse des Tragwerks und die i

notw endig e Verstärkung Aufschluß | § zu erhalten, w urd en zunächst die |

Beanspruchungen der G ew ölbe | und Zwischenpfeiler durch stän- ’" ' X ^ dige Last, W ärm eschw ankung und

Verkehrslast (E -Z ug) bere chnet smd § unte r A nnahm e starrer Ein­

spannung der G ew ölbe. Die rech­

nerischen Kämpferpunkte wurden bei den E ndgew ölben unter einem

Winkel von 2 5 ° gegen den w aag e- 9" ^ K,es m, ewen , ^ ^ | ' [ STSeSä

rechten Durchmesser, beim Mittel- u j - J -J

gew ö lb e in g l e i c h e r H öhe ent- ^ S ch n itt C - ß Schnitt E-F Schnitt A -B

sprechend einem Winkel von ¡5 _ --- $5/ _

2 0 ° 4 5 ' a n genom m en. Alle Lasten tizs.is T H ttzsss w urden gleichmäßig auf die halbe

Brückenbrelte verteilt und ein ' ¡ z '

\

t \

¡□JLÜJLy

Streifen von 1 m Breite unter- X J J j X .

sucht. Als Wärmedehnziffer des kt X .

Z iegelm auerw erk s w urd e [ j X . _ _7SS

er I ! «V X^

« = = 0 , 5 -I O“ 5 i — j ---

und als Elastizitätsmaß j j c.

£ = 5 0 000 kg/cm2 l____________ , ^ ... F 4

eingesetzt. Bei der Verkehrslast r --- “J ,1'°'78 . — fQSf ~\=*i—

w u rd e eine Stoßziffer jp = 1,10 1 berücksichtigt. Die errechneten

Spannungen, die ln der Tafel 1 A bb- L Das b e s t e h e n d e Bauwerk, zu sam m engeste llt sind, halten

sich in erträglichen Grenzen mit A usnahm e der Bodenpressung am Rand elastische Wider stände der drei Tragwerkteile herv or; diese müssen die der Pfeilersohle in Höhe von 8,9 kg/cm2, die die mit 5 kg/cm2 eingesetzte Auflagerkräfte der starr eingespannten G ew ölbe aufh eben, da auf die zulässige Pressung erheblich übersteigt. Die hohe Kantenpressu ng ent- Eckstücke k e i n e äußeren Kräfte wirken.

steh t durch den größeren G ewölbeschub des Endgew ölbes Infolge ständiger Die Rechnung wird erheblich vereinfacht durch Zerlegung aller Lasten Last und Verkehrslast am Endgew ölbe. Dieser Schub gilt für starre Ein- und Verschiebungen in einen zur Brückenmitte symmetrischen und einen Spannung des G ewölbes im Pfeiler. Es war klar, daß die elastische antimetrischen Teil. Die unbekannte n Verschiebungsgrößen sind dann:

Nachgiebigkeit des Pfeilerschaftes den Schub und damit das B iegem om ent in der Bodenfuge verringern mußte, ln einem zw eiten Rech nungsg ang wurden nun sämtliche Span nungen mit

Berücksichtigung der Elastizität der Pfeiler berechnet. Die / U Q uerschnittsvergrößerung im Pfeilersockel g eg en ü b er dem

Schaft w urde vernachlässigt, hin geg en die Bodenfuge als starr

eingespannt betrachtet. F ern er w urde das Elastizitätsmaß z i X x p - des Pfeilermauerwerks dem des G ew ölbem auerw erks gleich- T gesetzt. Die Nachgiebigkeit des Pfeilers ist durch diese An- starre Anspannung nahm en wahrscheinlich übers chätzt; die Rechnung stellt also

einen gew issen Grenzfall dar. Die tatsächlichen Spannungen

' S.U. t 115,57

le hm iger

Sand weißer Sand

Schluff r

20ot/5 ‘

liegen zwischen diesem und dem ändern, fr üher berechneten Grenzfall.

Die G ew ölbe wurd en ln den früher gew ählten Kämpfer­

querschnitten mit dem Pfeiler durch starre Eckstücke v e rbunden gedacht, so daß ein Tragwerk nach Abb. 2 entstand. 5 lP S 2 un d S 3 sind die elastischen Schw erpunkte der G ew ölbe und

des Pfeilers. Bei letzterem w urde, obw ohl er ein g erader Stab ist, e b e n ­ falls ein „elastischer S c h w e rp u n k t“ eingeführt, um alle drei Tragw erk­

teile in gleicher Weise behandeln zu können. Wenn die starren Eck­

stücke gegen Verschiebung und V erd re hung festgehalten w erden, so wirken auf sie die Auflagerkräfte der starr ein ges pan nten G ewölbe.

Eine willkürliche Verschiebung oder V erdrehung der Eckstücke ruft

starre Anspannung

Abb. 2. Ein gespannte Bogen auf nachgiebigen Zwischenpfeilern.

1. Sym m etrische waagerechte V ers chiebung ¿1 beid er Pfeilerköpfe, 2. antimetrische w aagerechte V ers chiebung & beid er Pfeilerköpfe, 3. symmetrische V erdrehung <I> beid er Pfeilerköpfe um O bzw. O ’, 4. antimetrische V erd re h u n g be id e r Pfeilerköpfe um O bzw . 0 '.

In lotrechter Richtung ist der Punkt 0 unverschieblich unter Vernach­

lässigung der Achsv erkürzung des Pfeilers.

T a f e l 1. S p a n n u n g e n b e i A n n a h m e u n n a c h g i e b i g e r P f e i l e r in k g / c m 2.

B e l a s t u n g

E n d g e Scheitel oben ! unten

w ö l b e Kämpfer oben | unten

M i t t e l Scheitel oben un ten

g e w ö l b e Kämpfer oben un ten

P f e i l e r a b s a t z au ßen 1 innen

B o d e n f u g e a u ß e n innen Ständige L a s t ...

Erw ärm ung + 1 5 ° C ...

A bk ühlu ng — 15° C ...

+ 4,7 - 1,4 + 1,4

+ 1,0 + 1.8 - 1,8

+ 6,5 + 3,1 - 3,1

+ 3,7 - 2 , 9 + 2,9

+ 3,5 - 1,1 + 1,1

+ 1,1 + 1,3 - 1 , 3

+ 6,7 + 2,2

— 2,2 + 2,9

— 2,1 + 2,1

+ 3,6

! — 0,9 + 0,9

+ 9,2 + 0,9

— 0,9

+ 1,9 - 0 , 4 + 0,4

+ 4,5 + 0,4

— 0,4 V erkehrslast (E-Zug) /

In ungünstigster S te l lu n g 1) \

+ 3,3 - 1 , 7 + 4,8

— 1,7

- 3 , 1 + 4,8

+ 5,2 — 3,6 + 7,4 - 1,8

— 6,3 + 5,0

+ 9,7 - 6,6

— 8,0 + 7,9

+ 4,3 - 3 , 0

— 3,6 + 3,6 U ng ünstigste S u m m e ...

Bei Ausschluß der Z u g z o n e . . .

+ 9,4 + 10,8

- 2 , 5

* + 14,4 + 15,0

- 2 , 3

* + 9,8 + 16,3

— 3,8

* + 16,3 + 22,0

— 5,5 — 3,9

* + 18,0 + 19,5

- 1,5

---

+ 8,5 + 8,9 L) Stoßziffer 95 = 1,1, für die Bodenfuge <p = 1,0.

Jahrgang 18 lieft 38

6. S eptem ber 1940 B i t t n e r , V erstärkung ein er g e w ö lb te n Eisenbahnbrücke 431

Mit den Bezeichnungen der Abb. 2 und den Formänderungsgrößen Auf den Pfeiler wirken (im elastischen Schwerpunkt)

gewölbe, ¿'

I

■ d s , <t • d s , d s für das End-

> V V 2> Vf„ filr das M ittelgewölbe und SH , für den Pfeiler ergeben sich die Widerstandskräfte im Punkt O, und zwar eine waagerechte Kraft R und ein D rehm om ent S, wie folgt:

1. /:V0-fache Verschiebungen J — 1.

R j = H t J - H , d + H3J = --- — j-2- - - - 1

(1)

- Hy A t y

H ,

R-i A = "

UH,

2. £ 7 0-fache V erschiebungen O- Va

1.

2 A - T. S +

“/A

<5'/A â

"¡h 3. 7;./0-iache V e rdrehungen <I> — 1.

R., H2 + E i - i — — ^A

Va " bHi

■ A

**3

= 5 ^ 5,/ = h AA>./, A El3,/, A + Vy.„U y + M i — AT, + m3

t r 2 A2 A" " r _ ¹ 2 1

- V a Va Va 8 Vy Va Va Va

4. £ y 0-fache Verdrehungen 0 ’ = 1 .

R ; ⁼ / A * + H ° * - - + J aj Il = 5 «

S,, — I I¡ A H 3 <P A 4 " V y I l y+ VÏ 0 il, + My + Af, A2 _ A" __ ^{u i~} _ 2 u f 1 1 Va V/:, ^{S Vy}

¿

^{V i} ' Va Va

(I)

(I’)

(2)

Ai!* = Af?i ± — ( 0 =b 0 -) V/,

"Al,

A

•Va

Im Mittelgew ölbe

V2» = Af,* =

+ 0 2 A Va

: yW?2 + 0 ■

‘AVI-,

(3)

H3 == (_/ ± él)

Af3 = ( 0 ± 0 )

"«3 1 Vf»

■(0 ± ï ; :

imihiihi irrrrmr

miUHIUIüUf Scheitel Dl Endgt . J hâr,

] ( Endgewölbe

>m pfèr i M ittelgew ölbe

w » D] Mi Helge wölbe

.1 Kämpfer .1 Pfeil er absalz .} u. Bodenfuge

Abb. 3. U ngünstigste Stellung der Verkehrslast für die Bogen auf nachgiebigen Pfeilern.

Aus den Randspannungen 6 e

d

: H * - / / , =

Die obigen G ew ö lb e­

kräfte sind den Kräf- te n im standbestim m ­ ten G rundnetz (Krag­

arm) zu überlagern, um die endgültigen inneren Kräfte und daraus die S pannun­

gen zu erhalten.

Die einzelnen Be­

lastungsfälle mit den früheren A nnah men ergaben dieSpannun- gen der Tafel 2 mit den in der letzten Zeile eingetragenen ungünstigsten Sum ­ men. Die jew eils un­

günstigste Stellung der Verkehrslast ist in Abb. 3 dargestellt.

= (1

bd 1

k

; )

^{und <}

N

b d ( ■ - £ )

mit e — M N

Wenn R und S q die Auflagerkräfte der starr eingespannten G ew ölbe infolge zur Brückenmitte sym metrischer äußerer Lasten, R q und S q' die Auflagerkräfte infolge antimetrischer Lasten bed eu te n , so b estehen die

Gleichunge n: . J R / + 0 ^ + R

I -V S j + 0 5,/, + Sq = 0.

j 6 R#

+

W R </ •

+

Rq —

0

I (') S ß + 0 5 <1■ + Sq' — 0.

Daraus können die U nbekannte n J , 0 , <-), 0 ‘ bere chnet werden. Die endgültigen W erte der G ewölbekräfte sind dann:

In den Endgewölben

1

ergibt sich die Randdru cksp annung bei Ausschluß der Zugzone nach der einfachen Fo rm el:

2 N (<*d + " z f (Ja

3 b r + 2 d (</z < 0 !).

Sobald d , wird, fällt die Mittelkraft außerhalb des Q u er­

schnitts, und es ist ohne Zugspan nungen kein Gleichgewicht möglich.

Dieser Fall tritt im Scheitel des Endgewölbes ein, wäh rend in den übrigen m aßgebenden Bogenquerschnitten sehr hohe Beanspruchungen entstehen.

Das alte Tragwerk befindet sich also bei Belastung durch den Lasten­

zug E in folgender Lage:

Bel Unnachgiebigkeit der Pfeiler liegen die Spannungen in den G ewölben und im Pfeilerschaft an der Grenze des Zulässigen, die Boden­

randpressung ist unzulässig hoch.

Bei Nachgiebigkeit der Pfeiler sind die Gew ölbe nicht imstande, die Lasten aufzuneh m en . Die Beansp ru chung des Pfeilerschafts ist gering, die Bodenrandpres sung ist im m er noch höher, als w ünschens­

w ert wäre.

Aus diesen Tatsachen folgt, daß eine Verstärkung der G ew ölbe durch n e u e , darüber- oder daru nterlie gende G e w ö l b e zur Aufn ah me des Sch ubes eine V erstärkung der Pfeiler und ihrer Grundkörp er erfordern, also kein e günstige Lösung sein würde. Die Brücke ist vielmehr so zu verstärken, daß die Mom ente in den G ewölben wesentlich kleiner werden, w ähre nd der Seitenschub durch Verkehrslast keinesfalls größer, sondern womöglich ebenfalls kleiner w erd en soll. Wenn dies erreicht wird, können die Pfeiler samt G rundkörpern unverä ndert bleiben.

T a f e l 2. S p a n n u n g e n b e i n a c h g i e b i g e n P f e i le r n in k g / c m 2.

B e l a s t u n g Sch

oben

E n d g e w ö l b e

eitel Kämpfer

unten oben ¡ unten

M i t t e l g e w ö l b e

Scheitel Kämpfer

oben ; unten oben i unten

P f e i l e r a b s a t z außen j innen

B o d e n f u g e außen ! innen Ständige L a s t ...

Erwärmung

+

^{15° C} ...

A b k ü h l u n g — 15° C ...

+ 5,5

— 1,2 + 1,2

0 -j- 1,5

— 1,5

: + 6,1 i

+

^2,5

- 2,5 + 5,1

— 2,3 + 2,3

+ 2,6

— 1,3 4- 1,3

+ 2,3 + 1,6 - 1,6

4- 9,9 + 2,9 - 2,9

4- 0,8

— 2,8 4- 2,8

+ 6,0

— 0,1 + 0,1

+ 6,8 + 0,1 - 0,1

+ 2,8

— 0,1 + 0,1

4 - 3 , 6 + 0,1

— 0,1 Verkehrslast (E-Zug) /

in ungünstigster S te l lu n g 1) \

+ 5,9

— 3,3

- 4 , 7 + 4,4

i A 8,3 1 - 3,1

— 7,8 + 7,0

4- 7,4

— 2,6

— 5,2 4- 3,3

4- 8,2

— 3,4

— 6,7 + 7,0

4- 2,3 - 0 , 5

- 0 , 4 + 2,4

4- 1,4 ' - 0 , 7 i

— 0,7 4- 1,5

Bei Ausschluß der Zugzone . .

1

+

12,6

1 *2)

- 6,2 1

* 1

!

4- 16,9 -+ 20,5

— 5,0

# j

+ 11.3 + 20,0

— 4,5 :

!

■ 3 • j

j

4- 21,0

j

^{4- 42,0}

— 8,7 1

*

!

+ 5,4 4 - 9,3 4- 2,0 1 + 5,2 1

l) Stoßziffer </> = 1,1, für die Bodenfuge >/• - 1,0. — -) Mittelkraft am Rand des Querschnitts.

432 B i t t n e r , Verstärkung ein er g e w ö lb te n E isenbahnbrücke DIE BAUTECHNIK Fachschrift f. d. ges. B aulngenleunvesen

Zwischen Krag p latte und S tirn • K ragptatte w ie über K ragptatte über d. S firnm auer abge- m auer G ta ttsfrich u . t dem M ittelgew ölbe .

| tre p p t u s a tt anbefoniert " r * Pappfage abg etreppt \

i I ■

--- 1--- n e o ---( --

^ {isenbetonJO O kg/m 3_____________ !___

: _ r ~________ i ___/tm c tiw e rt Zem ent F ü ll beton z ir. d. Hippe.

-i j i / 100kg/m.3 Zem ent

Kt/beton w obg/m ' / Zem ent

7.cm M örteidus- - j _ _ . gteichschicM

Y //fh o c h iv , Z e m e n t///',

kj '/i. <//-/, ;

Ansicht hochw Zement Längsschnitt

F -F

Ö ffnung zum {in b rin g e n des Füitbetons .Brücbenachse

Aufsicht

Bauplan der Brückenverstärkung.

Schnitt A - A

Schnitt E - E Schnitt ß - B Schnitt C~C Schnitt D-D

erneuertes Mauemerk

Die gew ählten Abm essungen und die sonstigen Einzel- .y.■ - -■yj.sb heiten sind aus Abb. 4 zu ersehen. Den drei G ew ölben . i , \ I

entsprechend sind — bis her nur unte r dem einen Gleis — ■ J S i S i x drei durch F u g e n vonein ander getr ennte Versteifungsträger Zu Abb. 4.

ausg eführt w orden. Sie sind, dem Längsgefälle der

Dichtungsschicht folgend, geneig t und b estehen aus einer oberen P la tte Schnitt A - A und zwei Rippen, die durch die G ew ölbe hin durchgehen, da ü b e r den _______ _ G ew ölben die erforderliche B auhöhe nicht vorh anden ist. J e d e r Balken i~i ~ • ru h t an drei Stellen (ungefähr in den Viertelpunkten) vermittels Q u er­

trägern auf der gan zen G ewölbebre ite, d. 1. der halben Brückenbreite auf.

Zwischen diesen Q uerträgern ist der Versteifungsträger mit dem Gewölbe- und Stirnm au erwerk verzahnt, in den äußeren Vierteln hingegen durch eine Papplage davon getrennt. Die Endauflager der Balken über den Pfeilern und Widerlagern sind durchw eg Gleitlager. Die Lager ü b er den Pfeilern sind soweit als möglich aus der Pfeilerachse herausgerückt, damit der Auflagerdruck bei einseitiger V erkehrslast dem M om ent des Gewölbesc hubes en tg egenwirk t u nd so die Bodenra ndpre ssu ng entlastet.

Da die Berech nung für gewisse Belastungsfäile negative Auflagerdrücke

ergab, wurd en die E ndquerträger als Geg engewichte aus- Abb. 4a. Schnitt durch den Gehweg, g ebildet und da mit die erforderliche Sicherheit gegen

A bheben erreicht. Da der A chsabstand der beid en G le ise _______ ________

nur 3,50 m betrug, ist das Gleis auf der verstärk ten Brücken- T T hälfte um 0,50 m nach au ßen gerückt worden, wodurch eine - —A—

entsprech en de Auskragung ü b er die Stirn m au er nötig wurde. y F / D. S t a n d b e r e c h n u n g d e s v e r s t ä r k t e n T r a g w e r k s . ''-‘C —U

Das der Berech nung zugru nde gele gte Tragnetz ist in Abb. 5 dargestellt. Es besteht aus dem früheren Tragwerk nach Abb. 2 mit dem U nterschied, daß der Bogenquerschnitt nicht gleich bleibt, da die G ew ölbe dort, wo die T rä ger­

rippen sie durchdringen, um die Rippenbreite vers chmälert sind. Der Sprung Im Q uerschnitt w urd e rechnungs mäßig in die äu ß eren Stützpunkte der Träger verlegt. Dazu

kom m en die Versteifungsträger, die auf den Bogen u nd - J — Abb. 5.

den Pfeilern als standbestim m t gela gert gedacht w urden. Eingesp annte Bogen mit Versteifungs trägern auf nachgiebigen Zwischenpfeilern Verstärkung der Brücke

W ^ ^ ^ M l^ U c h te n e n u. trä g e r ZO O m tg.

i Lagen Dichtungs- / bahnen

dem Beton mit L Drahtnetzeintage

Abb. 4 b.

G leitla ger der Versteifungsträger, C. D ie V e r s t ä r k u n g .

Die Aufnahme von B iegem om enten ohne Seitenschub ist nur durch b a l k e n a r t i g e Tragglieder möglich. Es w urde daher zur Verstärkung jed es G ewölbes ein Eisenbet on-V ersteifungsträg er eingebaut, der mit dem G ew ölbe zusam m en einen »versteiften eingespannten Bogen" bildet.

Dieser unterscheidet sich vom sogen an nten Langer’schen Balken dadurch, daß der Bogen kein gele nkiger Stabzug, sondern ein biegesteifer, an den Kämpfern ein gespan nter Bogen ist, wobei in diesem Falle noch die Nach­

gie bigkeit der Pfeiler berücksichtigt w erden mußte.

Für die Lage der rechnungsmäßigen Kämpferpunkte sowie des wirksamen Querschnitts der Pfeiler w urd en die früheren A nnahm en (Abschnitt B) beib ehalten. Der Pfeilerteil ü ber den Bogenkämpfern, der die Auflager der Versteifungsbalken trägt, w urde starr an gen omm en .

Die zahlreichen Zwangskräfte wurden in drei Stufen berechnet, Die erste Stufe bilden drei vonein an der unabhängige, starr eingespan nte Bogen.

A usgehend vom standbestim m te n Gru ndnetz, das aus zwei Kragarmen besteht, ergeben sich die drei im elastischen Schwerpunkt angreifenden Zwangskräfte H 0, V0 u nd M 0 aus drei G leichunge n mit je einer U nbekannte n.

Ja h rg in g 18 H eft 38

6. Septem ber 1940 B i t t n e r , Verstärkung ein er g e w ö lb te n E isenbahnbrücke 433

B e l a s t u n g

E n d g e w ö l b Scheitel \ Kämpfer oben 1 unten ; oben

am Pfeiler unten

M i t t e l g e w ö l b e Scheitel • Kämpfer oben ' unten j oben j unten

B o d e n f u g e außen i innen Gewölbe u nd Ü berm auerung (unversteiftes Tragwerk) . .

Versteifungsträger sam t Schotterbett (versteiftes Tragwerk)

+ 3,4 + 3,9

+ 0,5 + 0,5

+ 2,2 + 3,7

+ 4,3 + 1,2

+ 0,7 -j- 5,0

+ 2,8

— 0,9

+ 4,5 + 5,3

+ 2,0

— 0,5

+ 2,1

+ 0,8 + 2,6 + 1,1 Erwärmung + 15° C ...

Abkühlung — 15° C ...

+ 0,9

— 0,9 + 0,4

— 0,4

+ 3,8

— 3,8

— 2,9

+ 2,9 + 1,1 - 1,1

+ 0,2 - 0,2

+ 5,0

— 5,0

- 4 , 2 + 4,2

— —

V erkehrslast größter Druck oben . .

(E-Zug) in ung ünstig ster Ste llu ng , Zug oben . . Stoßziffer <p —1,1 , Druck unten . . für die Bodenfuge <p = 1,0 , Zug unten . .

+ 3,2

— 0,4

+ 5,9

— 2,2 + 5,9

+ 5,0

— 5,0

+ 4,8

+ 4,1 — 1,7

+ 4,6

— 0,8 + 4,1

+ 3,5

— 3,4

+ 1,0

— 0,5 + 1,0

— 0,5 größter Druck oben . . .

Zug oben . . . ungünstigste Sum m e _ Druck unten . . . Zug un te n . . .

+ 11,4

—

+ 15,6

— 0,1

+ 13,4

+ 11,6

—

+ 19,4 + 9,2

+ 3,9

l +4,7l

+ 15,6 + 16,1

- 2,4

* + 18,9! —6,1

+ 24,5 i *

--- Als dritte Gru ppe von U nbekannte n wurden endlich die Ver­

schiebungen und 9 und die V erd re hungen <Pund W der Pfeilerköpfe eingeführt (Abb. 2). Bel der Berechnung der Kräfte, die durch diese Bewegungen hervorgerufen w erden, muß man wieder vom stand- bestim mten Grundnetz ausgehen und die U nbekannte n der ersten und zw eiten Stufe ermitteln. Beim Endgewölbe zerlegt man zweckmäßig die einseitige V erdrehung <P oder 5 F = 1 in eine zum Endgewölbe

während des Betonierens die Gew ölbe ein ger üstet waren und a l l e i n keine Lasten übern ahm en.

3. W ärm eschw ankung ± 15° Ci

Die E 70-fache waagerechte V erschiebung des versteiften Bogens auf be­

weglichem Pfeiler ist = E J0 a> 11, wobei / bis zur Pfeilerachse g e ­ rechnet wurde. Der Kämpfer muß zunächst in seine ursprüngliche Lage zurückgeschoben w erden; die dadurch hervorgerufenen Kräfte sind die T a fe l 3. S p a n n u n g e n im v e r s t ä r k t e n T r a g w e r k in k g / c m 2.

Der elastische Schw erpunkt und die Form änderu ngsw erte des Kreisbogens mit sprungweise wechselndem Querschnitt sind durch getrennte Integration über die beiden Bogenteile leicht zu berechnen. Die zweite Stufe der Berechnung bilden drei vonein an der unabhängig e, starr eingespannte Bogen mit Versteifungsträgern, die an ihren Enden lotrecht unverschieb­

lich gela gert sind. Als Unbekannte wurden ge w ählt (Abb. 6):

1. Der Auflagerdruck X im Scheitel.

2. Zwei gleiche Auflagerdrücke ^ ar> den beiden andere n Stütz­Y punkten.

3. Zwei gegen gle ic he Auflagerkräfte ± Z an den gleichen Stellen.

symmetrische V erd re hung 90 = 4- ■ _ und eine antimetrische Verdrehung W = ± 1 . Es sind dann für symmetrische Verformungen die Kräfte Hq, M 0\ X , Y \ H , M un d für antim etrische Verformungen die Kräfte V0, Z und V zu berechnen.

Die Sum m e aller Auflagerkräfte aus beid en G ewölben sam t ihren Versteifungsträgern und dem Pfeiler ergibt Im Pfeilerkopf die waagerechte Kraft R u nd das M om ent S. Die Gleichungen für die Pfeilerkopfverschlebun- gen sind die gleichen wie beim unversteiften Tragwerk. Als endgültige Kräfte sind für jedes Gewölbe H*, V*, M * \ X * , Y*, Z* zu berechnen.

Starr ein ges pan nter Bogen mit Versteifungsträger.

Für symmetrische Lastfälle (für den Bogenscheitel) ergeben sich X und Y aus zwei Gleichungen mit je zw ei Unbekannte n, w ährend 2 = 0 ist; für antim etrische Lastfälle ist X — Y = 0, Z ist aus einer Gleichung mit einer U nbekannte n zu berechnen. Die gegenseitigen Verschiebungen von Bogen un d Träger setzen sich aus zwei Teilen zusam m en: der Anteil des Bogens ist gleich der V erschi ebung des Kragarmes infolge der g e ­ gebenen Belastung und der zugehörigen Zwangskräfte H0, Va und M 0;

der Anteil des Trägers ist die Durchbiegung des Freibalkens zwischen den Endauflagern und ist aus bekannten Form eln zu ermitteln. Die Bogenkräfte im v e r s t e i f t e n Bogen sind:

( H = H 0 + X H x + Y Hy

(4) J M — M 0 X M x + Y M

V = V 0 + Z V , .

Abb. 7. Einflußlinien der K ern punktm om ente Im Mittelgewölbe,

Abb. 8 . Einflußlinien der Mom ente in den Versteifungsträgern.

Das verstärk te Tragwerk war für folgende Belastungsfälle zu un ter­

suchen:

1. Eigengewicht der G ewölbe, der Stirnm auern und des Füllbetons.

Die Lasten w urden auf die G ew ölbebreite gleichmäßig verteilt an­

genom m en. Sie wirken auf das u n v e r s t e i f t e Tragwerk (wie Abb. 2, aber mit verrin gertem Bogenquerschnitt im Scheitelteil), dess en Be­

rechnung oben be sc hrie ben ist.

2. Gewicht der Versteifungsträger u nd des Schotterbetts.

Da die Höhe des Schotterbetts gegen die Brü ck en en den ansteigt, liegt eine trapezförmige Belastungsfläche vor; sie wird für die End gew ölbe in einen zum Endgewölbescheitel symmetrischen und einen antimetrischen Teil zerlegt. Die Lasten wirken auf das v e r s t e i f t e Tragwerk, da

Abb. 9. Mom ente In den Versteifungsträgern.

oeneife/

Imker Kämpfer Druck unten

434 B i t t n e r , Verstärkung ein er g e w ö lb te n E isenbabnbrücke

DIE BAUTECHNIK Fachschrift f. d. ges. Baulngenlcurwcscn

gleichen wie bei einer Pfeilerkopfverschiebung.

Die Su m m e für b e id e G e­

w ölbe, R t un d S t , liefern die Werte J und 0 . Die Z w angsvers chiebungensin d dann — J für das End- gew ölb e und h - f J für das Mittelgew ölbe.

Aus diesen Verschiebun­

gen und der V erdrehung 0 ergeben sich die endgül­

tigen inner en Kräfte der versteiften Gewölbe.

4. Verkehrslast.

F ür die Wirkung der Verkeh rslast wurden E i n ­ f l u ß l i n i e n entwickelt.

Die Einflußlinien für das M om ent um den Kern­

punkt eines Bogenquer­

schnitts Ist die Biegelinie

des Lastgurts, also des Versteifungsträgers, infolge einer gegenseitigen V erd re hung 1 des aufgeschnittenen Bogens um den Kernpunkt. Der

Rechnungsvorgang ist für einen K ä m p f e r ­ quers chnitt zunächst der gleiche wie bei der Pfei­

lerkopfv erd rehung 0 , es wird nur um einen a n ­ deren P unkt verdreht.

Beim S c h e i t e l q u e r ­ schnitt erfordert die

V erd re hung bereits Kräfte //« u nd M 0. Die Biegelinie des Ver­

steifungsträgers infolge der endgültig en Kräfte X * , Y*, Z * unter Be­

rücksichtigung der lot­

rechten Auflager­

versch iebung infolge

<I> ± w ist die gesuch te Einflußlinie. Abb. 7 zeigt als Beispiel die Einflußlinien des Mittel­

gew ölbes.

In ähnlicher Weise ergab sich die Einfluß­

linie für das M om ent um die Bodenfuge des Pfeilers. Hier w urd e nur Abb. 11. A bbre chen des verwitter ten das Schw erpunktm oment

äußere n Gewölberinges. untersucht, da eine Ver­

drehung um den Kern­

punkt eine H e b u n g des Pfeilerkopfes zur Folg e hat, die in der übrigen Rechnung nicht vorkom mt un d eigens hätte behandelt werd en müssen.

Die Tafel 3 enthält die Spannungen in den versteif­

ten G ewölben. Mit Aus­

n ahm e des M ittelgew ölbe­

kämpfers treten nirgends nen n en sw erte Zugspannun­

gen auf, Die B odenra nd­

pres sung ist ebenfalls g e ­ ringer als im unversteiften Tragwerk. Der Zweck der V erstärk ung ist da mit als erreicht anzu sehen .

Zur Bem essung der B ew ehrung in den Ver­

steifungsträgern waren die Einflußlinien der Träger­

m o m e n te erforderlich. Sie sind b e d e u te n d einfacher zu erm itte ln als die der Bogenmom ente, Zunächst w urden der Reihe nach für ¿x = l , Sy = 1, <5Z = 1 säm tliche G rößen, also X, Y, Z ; / / , V, M; J , <9, 0 , 0", sowie die D urchbiegungen t] der Träger infolge. X, Y, Z; J , (-), 0 , V ermittelt.

Bei der gegenseitigen V erd re hung 1 in einem Trägerquerschnitt ent­

stehen im Freibalken b e ­ stim m te Verschiebun­

gen Sx , Sy und Sz , mit denen die früher b e ­ rec hneten D urchbiegun­

gen 7] vervielfacht w er­

den m üsse n; die erhalte­

nen Werte erg eben, mit der Einflußlinie des Frei­

balk ens überlagert, die gesuchte Einflußlinie.

Für das Mittelfeld gilt die Stoßziffer 1,3, für das Endfeld wegen der größeren B ettungs­

höhe 1,1. In Abb. 8 sind einige Einflußlinien, in A b b .9 die Größtm omen - tenlinien der Verstei­

fungsträger w ie der­

gegeben. Zur Deckung dieser M om ente w ar in jed er Rippe eine Be­

w eh ru n g von 11 R.-E.

von 26 mm Durchm.

unte n und .7 R.-E. von Abb. 12. A bbrechen des verwitterten 26 mm Durchm. oben äußeren G ewölberinges , erforderlich.

In der weit nach oben auskragenden G eh w eg p latte ve ru rsa chen die negativen M om ente beträchtliche Zugsp annungen. Um das Entstehen Abb. 10. Ansicht der vers tä rk ten Brücke.

Aufn.: Walsdorf.

Abb. 13. Eisenbew ehru ng des Kragträgers Abb. 14. Kragträger für die Gleisverbreiterung.

Jahrgang 18 H eit 38

6. Septem ber 1940 B i t t n e r , V erstärkung einer

Abb. 15. Gerüstbau.

klaffender Risse hintanzuhalten, wurde im ganzen auskragenden Teil eine kräftige Län gsb ew ehru ng aus isteg-Stahl, als einem Stahl mit gute r Ver­

bundwirkung u nd hoher D ehnung vor dem Strecken eingelegt.

E. D ie B a u a u s f ü h r u n g .

Nach Entfernung des nordwestlichen Gleises sam t Schotterbett, Ab­

steifung des anderen Gleises und Einrüstung der G ew ölbe w urd en zunächst über dem M i t t e l g e w ö l b e die Kapellen so weit abgebrochen, als der Raum für den Versteifungsträger nötig war. Die Kapellen auf der andere n Brücken­

hälfte wurd en mit Magerbeton ausgefüllt. Die Stirnmauer w urd e abgetragen und die Steine num eriert, um sie nachher in der gleichen O rd nung wieder aufbauen zu können. Es folgte der Abbruch des schadhaften Gewölbe-

Alle R ech te V o r b e h a l t e n .

Stand und Entwicklung

Von Sr.=Sng. habil.

Unte r Grobholz leim ung soll in diesem Zusam m enhang die Herstellung von V erb in dungen größer er Querschnitts-, insbesondere Dickenabmessungen vers tanden w erden — im G egensa tz zur Verlei mung von Sperr- und Schicht­

hölzern aller Art, zum Aufbringen von Furnieren auf Blindhölzer und zu den meisten Leim verb in dungen, die das Tischlereihandwerk üblicherweise seit langem herstellt. Es handelt sich bei der Grobho lzleim ung daher in erster Linie um Aufgaben des Bauwesens, besonder s des Ingenieur­

holzbaues und um verw andte Aufgaben.

A u f g a b e n k r e i s u n d B e d e u t u n g d e r G r o b h o l z l e i m u n g . Welche B edeutu ng heu te der G robholzleimung zukomm t, sei kurz an einigen Beispielen dargelegt. Der zun e h m e n d e Holzverbrauch führt zu einer von Jahr zu Jah r steig enden und fühlbarer w erdenden Holz­

verk nappung; diese Erscheinung ist in Deutschland seit einigen Jahren aus allgem ein bekannte n G rü nden beso nders ausgeprägt. Da u. a. der Verwendungsbereich des Rohstoffes Holz dauernd wächst, Ist darüber hinaus da mit zu rechnen, daß nach W iede reintritt ruhiger Zeiten und selbst nach A nglieder ung weiterer holzreicher G ebie te mit dem Rohstoff Holz auch in Zukunft so haushälterisch als möglich um geg an gen werden muß. Dies gilt in erster Linie für die g egenüber der Laubholzerzeugung mengenm äßig zurü ck treten de Nadelholzerzeugung. Von forstlicher Seite wird man neben vielen andere n M aßnah m en dieser Holzverknappung durch eine kürzere Umtriebszcit der Bäum e beg egnen müssen. Die Holz­

verbraucher, ln erster Linie das Bauwesen, müssen demnach mit einem von Jahr zu Jahr a b nehm e nden Anfall von Stäm men größerer Durchmesser rechnen. Dies führt dazu, daß die für viele Zwecke benötigten Holz­

bauteile großer Quers chnittsabm essungen durch Zusam m enle im en von solchen geringere r Abmessungen aufgebaut w erden müssen. Vorteilhafter­

weise wird man dabei, besonders wenn es sich um Biegeträger handelt, von der H erstellung sogenannter Sparträger mit I - u n d Kastenquerschnitten Gebrauch machen, die neben der Möglichkeit des Aufbaues aus Stämmen geringer Zopfmaße auch raummäßig beträchtliche Ersparnisse gegenüber gleich tragfähigen Vollholzträgern gewährleisten. Daß solche Sparträger, besonders I-Träger, h e u te einwandfrei herges tellt werden können und hinreichende Bruchsicherheit haben, ist durch ausgedehnte Untersuchungen Im Institut für die Materialprüfungen des Bauwesens der Technischen Hochschule Stuttgart nachgewiesen w o rd e n 2). Bel diesen Untersuchungen

Aus einem Vortrag, der anläßlich der G rü ndung eines „Ausschusses für G ro b h o lzleim u n g “ im Reichsforstamt, Berlin, am 30. Mal d. J. g e ­ halten wurde.

2) K. E g n e r , Versuche mit geleimten Baugliedern, besonders Trägern, und die Bedingungen für ihre sachgemäße Herstellung. Mitteilungen des Fachausschusses für Holzfragen beim VDI, Heft 23, 1939, S. 28 bis 45.

g e w ö lb te n E lsenbahnbrücke 4 3 5

Abb. 16. G erü st w ähre nd des Baues.

Streifens am Rande, In V erbin dung damit der Ausbruch des Raumes für die äußere Trägerrippe, endlich die Herstellung des Schlitzes für die Innere Rippe. Nach Ern eueru ng des äußeren Gewölbestreifens ln erstklassigen Ziegeln un d Wiederaufbau der Stirnwand w urde der Versteifungsträger sam t G ehw egplatte ausgeführt. Die Instandsetzung und V erstärk ung der Endgew ölbe w urd e in der gleichen Welse vorgenom men. Die Verstärkung der G ew ölbe u n ter dem zw eiten Gleis ist bis her nicht ausgeführt worden.

Abb. 10 zeig t die Brücke nach der Verstärkung. Abb. 11 bis 16 zeigen die einzelnen Bauabschnitte. Die gesam te n Bauarbeiten wurden in der Zeit vom Mal bis August 1938 von der Beton- und Monierbau AG. au s­

geführt, in deren Büro der Entwurf vom Verfasser aufgestellt wurde.

Die Kosten haben 95 000 RM betragen.

der G robholzleim ung.1)

K. E g n e r , Stuttgart.

wurde, was für die Grobholzleimung trag en der Bauteile von grundlegende Bedeutu ng Ist, erstmals der Nachweis geliefert, daß das Trägheitsmoment solcher einwandfrei gele im ter I-Träger dem rechnerischen T rägheitsmom ent der Verbundkörp er gleichkommt. Mit andere n Worten heißt dies, daß die aus Tcllstücken zusam m engeleim te n Körper sich Im Hinblick auf die Nachgiebigkeit wie unv erlelm te, also unm ittelb ar aus entsprechend dicken Stämmen geschnittene Vergleichskörper gleicher Elastizitätszahl verhalten.

In dieser wichtigen Hinsicht ist die Leimung allen anderen Verbindungs arten weit überlegen. Aber auch die Bindefestigkeit einwandfrei herges tellter Leim verbin dungen Ist, wie aus zahllosen Versuchen hervorgeht, der Scher­

festigkeit unserer einheimischen Hölzer gleichzusetzen. Es ist unerläßlich, daß sich alle an der Grobholzleimung Beteiligten mit dies en gru ndlegenden Dingen vertraut machen. Auf gew isse Einschränkungen, die bauliche Fragen und solche des Aufbaues der zu verleim enden Stücke betreffen, wird später kurz eingegangen.

m N eben dem Aufbau von Trägern, Bauteilen usw. großer Querschnitte durch Verleimung von Teilstücken geringere r Querschnitte spielt h eu te schon und in der Zukunft ln verm ehrtem Maße eine Rolle die H er­

stellung langer Holzteile aus kurzen, zum Teil auch aus au sg eschnittenen Stücken. Auch hier Ist der Grobholzleim ung eine b e d e u te n d e und volks­

wirtschaftlich wichtige Aufgabe erwachsen.

Die B edeutu ng der G robholzleimung erhellt weiter aus vielen fast ausschließlich durch Leimung erstellten Bauten un d Bauteilen des neuzeit­

lichen Ingenieurholzbaues. Es sei lediglich auf die Großzahi von geleimten Baracken des Reichsarbeitsdienstes und ähnlichen Unte rk unftshäusern v e r ­ wiesen. G ele im te Binder zeichnen sich durch Einfachheit un d Geschlossen­

heit der äußeren Erscheinung und weitgehenden Wegfall der bei anderen Bauweisen benötigten Elsenm engen für Bolzen, Muttern , Unterlegscheiben u nd V erbin der aus. Es ist zu erwarten, daß die früher mit dem Namen

„H e tz e r“ verbundene Bauweise durch die zu n eh m e n d en Erfahrungen der Praxis und die Erkenntnisse der Fors chung noch Verb esserungen und weitere Entwicklung und V erbreitung erfährt. In Stuttgart sind in den letzten beiden Ja hren e ingehe nde Unters uchungen über das Verhalten und die Festigkeitseigenschaften von g e bogenen Balken, die aus Einzel­

brette rn verleim t w urden, vorg enom m en worden, ü b er die In Bälde b e ­ richtet werden wird. Aus den hierbei gew o n n en en Erkenntnissen ist von wesentlicher B edeutu ng die G l e i c h m ä ß i g k e i t der Ergebnisse, die deutlich die G üte steig erung erkennen lassen, die durch Zurückdrängen des Einflusses der auf geringen Wirkungsbereich beschränkten örtlichen Feh lstellen der Teilhölzer entsteht, und die zeigen, daß man die Teil­

hölzer geringer G ü te in den w enig er beanspruchten Mittelzonen, die Tell- hö'.zer bess ere r G üte ln den hochbeanspruchten Außenzonen einbauen kann.

436 E g n e r , Stand und E ntw icklung der G rob h olzleim u n g DIE BAUTECHNIK Fachschrift f. d. ges. BaulnRcnlcurwesen

E n t w i c k l u n g n e u e r L e i m e u n d L e i m v e r f a h r e n . F ür die G rob­

holzleimung, besonders im Holzbau, kam en bis vor wenig en Jahren in der H auptsache die K a s e i n k a l t l e i m e in Fra ge; ihr Hauptnachteil ist die für viele Zwecke u ngenügende Wasser- und W itterungsbeständigkeit.

Mit der Schaffung der praktisch wasserfesten K u n s t h a r z l e i m e ist eine un geahnte A usw eitu ng der Möglichkeiten des Leimens, vor allem für Bauzwecke, eingetreten; die besprochenen Erfolge der Leim bau weise sind ohne diese Kunstharzleime undenkbar. Zunächst kam en der flüssige K a u r i t l e i m (Karbamidharzleim) der I. G. Farben, der auf der Gru ndlage Harnstoff-Formaldehyd au fg ebaut ist, und der aus Phenol-Formaldehyd entwickelte Tegofilm von Th. G oldschm idt in Folienform auf den Markt.

Beide Leime wurden in erster Linie für die Zwecke der Sperr- und Schichtholzherstellung, die in beheiz te n Leimpressen vor sich geht, nu tz­

bar gemac ht. Kauritleim härtet mit Hilfe von flüssigen Härtern aus, Tegofilm dagegen lediglich durch Erw ärmen auf rd. 130 bis 140° C. Es gelang außerdem durch Entwicklung sogenannter K a l t h ä r t e r , den Kaurit­

leim im Kaltverfahren zur A ushärtung zu bringen. Dies war für die G robholzleimung von gru n d le g e n d e r B edeutu ng; sie konnte dadurch erst den Kunstharzleim in A nw endung bringen, da die Erzeugung der zum A bbinden der Heißleime erforderlichen hohen Tem per atur in der Lelm­

fuge bei den großen Dickenabmessungen viel zu lange Zeit beanspruchen würde, wen n die Wärme wie bei der Sperr holz hers te llu ng von außen ins Holz geleitet wird. Aus diesem G ru nde konnte auch der Tegofilm zu­

nächst nicht für die Grobho lzleim ung hera ngezogen werden.

Welche besonderen Erfordernisse sind bei der A nw endung von Kaurit­

leim für die Grobholz leim ung zu beachten?

Der T r o c k e n h e i t s g r a d der mit Kauritleim im üblichen Kalt­

verfahren zur V erleimung k om m enden Hölzer darf höchstens 2 0 b i s 2 2°/0 betragen. Wenn die Außenschichten meh r als 20 °/0 Feuchtigkeit ent­

halten, ist mit Fehlleim ungen zu rechnen. Hieraus erhellt die Bed eu tu ng dauernder un d ge n a u e r F euchtigkeitsm essung der zu verleim enden Hölzer und, sofern g e n ü g e n d e Vorräte trockener Hölzer nicht vorh anden sind, der A nw endung künstlicher Trocknung. In der N euausg abe der DIN 1052 (Holz im Hochbau), die zur Zeit vorb er eitet wird, wird diesem Umstand dadurch w eitgehend Rechnung getragen werd en, daß nur solche U nte r­

nehm en die Erlaubnis zur H erstellung gele im ter Bauteile erhalte n werden, die neben den erforderlichen Erfahrungen und Fachleuten über Trocknungs- cinrichtungcn un d Feu ch tigkeitsm eß geräte verfügen.

Der P r e ß d r u c k soll satt sein und, was vor allem für die G robholz­

leim ung wichtig ist, möglichst gleichmäßig verteilt wirken. Zahlenm äßig betrachtet, dürften im allgem einen mindestens 2 kg/c m2 Preßdruck bei V erleim ung von Weichhölzern, wesentlich hö here P re ßdrücke dagegen bei Harthölzern erforderlich sein. Besondere Vorsicht ist bei Verleimung von Weichhölzern mit Hart- oder Schichthölzern gebote n. Über die Zeit­

dauer des erforderlichen Pressens hat die Herstellerin des Kauritlelms, die 1. G. Farbeni ndustrie AG., Werk Uerdingen, Richtlinien heraus gegeben.

Die Preßzeit ist deutlich von der Luftwärme abhängig, was vielfach noch nicht b e k a n n t ist u nd da her un beachtet bleibt, zum Teil auch nachweisbar schon zu Fehlleim ungen geführt hat. So sind bei 15° C doppelt und bei 5 ° C wohl 1 0 mal so lange Preßzeiten als bei 2 0 ° C zweckmäßig.

Wenn nicht beso ndere Umstünde vorliegen, sollte in Räumen un te r 15° C Wärme nicht gele imt werden. N eben dem Wärm egrad der Räume, in denen gele imt wird, ist bei der Grobholz leim ung der W ärm egra d der zu verleim enden Hölzer zu beachten. Wir fanden so die Erklärung für einige Fälle von F ehlleim ungen an Bauteilen im Win ter darin, daß die aus dem Freien geholten Hölzer, wo längere Zelt Frost geherrscht hatte, nicht g enügend lange in dem beheizten Leimraum gele gen hatten, so daß verm utlich bald nach Beginn des Zusam m enle gens oder Pressens die T em peratu r in den Leimfugen wesen tlich zurückging, trotzdem im Leim­

raum rd. 18° C Wärme herrschte,

Die E r z e u g u n g d e s P r e ß d r u c k e s geschieht am besten in Wasser­

druck- o d er an dere n Pressen. Im Zusam m enhang mit dem ü ber Raum­

und Holzwärme G esagte n erhellt, daß zur Erzielung möglichst geringer Preßzeiten dem W ärm ezustand besondere A ufm er ksamkeit zu schenken ist.

Neben stehenden Preßeinrlchtungen haben sich kleinere, a useinander­

nehmbare Preßw erk zeuge mit kräftigen Schraubenspindel n bewährt. Die üblichen Schraubzwingen gen ü g en nur in wenig en Fällen u nd sollten daher nur zusätzlich in A nw endung ko mm en.

Da Karbamidharzleim in dicken Leimschichten nach dem Erhärten langsam in Kristalle zerfällt und damit seine Bindekraft großenteils ein­

büßt, müssen die Lelmflächen tadellos eben bearbeite t sein, d. h. gute Paßfähigkeit g ew ährle isten; gleichzeitig soll der Leimauftrag möglichst hauchdünn sein. Die genannte n Bedingungen der Oberflächenbeschaffenheit b e d e u te n in den meisten Fällen der G ro bholz leim ung eine große Er­

schwerung, wie ja im m er w ieder von Seiten der Praxis der Wunsch g e ­ äußert w urd e, Hölzer mit sägerauhen Oberflächen verleimen zu können.

Dieser Wunsch ging auf Grund eingehender Versuche von K l e m m 3) durch

die Feststellu ng in Erfüllung, daß das Zerfallen dicker Schichten von Karbamidharzleim w eitgehe nd beseitigt wird, wenn diesem ausg eh är tetes und fein gem ahlenes Ku nstharzp ulv er als Leimfestigungsmittel in gewissem Gewichtsverhältnis zug emisc ht wird. Derart vorbereiteter K arbam idharz­

leim ist h eute bereits im Han del erhältlich, u nd zwar in Pulverform, die lange Haltbarkeit gew äh rleistet. Nach Anrühren mit Wasser und kurz­

zeitigem Stehenlassen, ähnlich der Zubereitu ng pulverförmigen Kasein­

kaltleims, ist dieses für die Grobho lzleim ung sägerauher Hölzer wichtige Bindemittel verarbeitungsfähig.

Bei Beurteilung der Bearbeitungsvorschriften für Karbamidharzleim ergeben sich im Hinblick auf die Bedürfnisse und Wünsche der Praxis der Grobholz leim ung und auf möglichst w eitgehende V erbreitung der Leim bau wei se an den hierzu g eeig n e ten Stellen als Nachteile 1. die Be­

schr änkung der A nw endung auf trockene Hölzer, 2. die wirtschaftlich häufig nicht tragbare lange Preßdau er, und 3. die Höhe des Preßdruckes beso nders bei ausg ed eh n ten Leimflächen. Zur Klarstellung sei betont, daß fast dieselben G esichtspunkte bei der Verarb eitu ng von Kaseinkaltleim vorliegen. Ziel der Entwicklung m uß es sein, diese Nachteile zu mildern oder möglichst ganz zu beseitigen.

Als w ertvoller Vorstoß ln Richtung der Verk ürzung der Pre ßdauer ist die Entwicklung von rasch w irkenden Härtern, besonders des Kalt- härters rot, durch die I. G. Farbenindustrie zu werten. Währe nd jedoch bei Zim m erw ärm e hie rbei im m er noch nach Stu nden zäh le n d e Preßzeiten erforderlich sind, gela ng es B ä s e l e r und D i e t r i c h 4) vor wenigen Jahren, bei einer P reß d au er von w enig en Minuten volltragfähige Leim verbin dungen zu erzielen. Die Erfinder bedie nten sich dabei zunächst eines Kunstharz­

leims auf Phenol-Fo rm al deh yd-G ru ndlag e, d. h. eines bei Wärme knet­

baren (thermoplastischen) Kunstharzes, und gingen von dem G edanken aus, die Wärme für das Abbinden des Leimes in der Lelmfuge selbst zu erzeugen. In Z usam m enarbeit mit der U nte rnehm ung G oldschm idt in Essen entstand so der Drahtleimfilm Tegowlro, bei dem in der Kunstharz­

masse als Träger und gleichzeitig als metallischer Leiter ein feines D ra h t­

netz eingebettet ist. N eben der V erk ürz ung der Preßzeit auf wenige Minuten w ar gleichzeitig eine wesentliche E rhöhung des zulässigen Feuchtigkeitsgehalts der zu verleim enden Hölzer erreicht w orden; hierzu trägt bei, daß die Feuchtigkeit in der Nähe der Leimflächen von der W ärm equelle w egw andert und daß durch die Leimmasse kein Wasser zugeführ t wird. Dem th ermoplastischen Phenol-Formaldehyd-Kunstharz- leim w ar da mit Ein gang in die Grobholz leim ung geschaffen worden.

Allerdings erfordert der Drahtlelmfilm hohe P reßdrücke: so wurd en für Weichhölzer 8 bis 10 kg/cm2, für Hartholz 15 bis 20 kg/cm2 als zweck­

mäßig angegeben.

Da auch Kauritleim bei hohen W ärm eg raden in wenig en Minuten aushärtet, haben Bäseler und Dietrich den G edanken der Wärm eerz eugung in der Leimfuge ebenfalls bei diesem Leim in A nw en d u n g gebracht.

Zwischen die zu verleim enden Holzstücke w u rd e beispielsweise nach Aufträgen von Leim un d Härter lediglich ein Drahtnetz gele gt und nach Aufbringen des Preßdruck es die W ärm eerzeugung in der Leimfuge selbst durch Strom zuführung in die ü berstehenden Enden der Schmalseiten des Drahtnetzes bewerkstelligt. Im G egensatz zum Drahtleimfilm Tegowlro Ist die A nw endung dieses Verfahrens wie bei der üblichen V erarbeitung des Kauritlelms auf lufttrockene oder zum indest gut angetrock nete Hölzer beschränkt, da das im Kauritleim enthaltene Wasser zunächst von den angre nzenden Holzschichten au fg enom men w erden muß.

N a c h p r ü f u n g d e r n e u e n L e i m v e r f a h r e n . Die geschilderten neuen Verfahren der W ärm eerz eugung in der Leimfuge eröffneten der

G ro bholz leim ung n eu e

* 5 v

Leimfugen

Abb. 1.

A ufteilung der 8 cm breiten Lelmkörper in Scherkörper.

W ege u nd erweiterte Anwendungsm öglich­

keiten. Es erschien da­

her angezeigt, eine u m ­ fangreiche Nachprüfung die ser Verfahren an u n ­ beeinflußter Stelle in die W ege zu leiten. Im Institut für die Material­

prüfungen des Bau­

w esens In Stu ttg art sind die zu gehörigen Unter­

suchungen in Angriff ge n o m m e n w orden; ihr erster Teil ist bereits abgeschlossen. Dabei w ar zunächst ausdrück­

lich davon A bstand g e ­ nom m en w orden, schon

3) H. K l e m m , N eue Leim-Untersuchungen mit besonderer Berück­

sichtigung der Kalt-Kunstharzleime. M ünchen un d Berlin 1938, Verlag R. O ldenbourg.

4) B ä s e l e r , G rundla gen und Aussichten der Drahtverleimung. Internat.

Holzmarkt 1940, Nr. 9/10, S. 59 bis 62. — J. D i e t r i c h , Verleimung von dickwandigen, nicht vorgetrockneten Hölzern durch Kunstharz. Kunst­

stoffe 1938, Heft 8, S. 208 bis 211.

Jah rg an g 18 H eft 38

6. S ep tem b er 1940 E g n e r , Stand und E ntw icklung der G rob h olzleim u n g 4 3 7

günstigste Bed in gungen für die einzelnen Verfahren zur Erzielung kürzester A bbindezeiten festzulegen. Es erschien viel meh r wesentlich, die G ü te der auf möglichst verschiedene Weise herges tellten Leim­

verbindungen nach Ihrer mechanischen Widerstandsfähigkeit einheitlich zu beurteilen. Zu diesem Zweck wurd en jeweils auf 40 cm lange Mittel­

hölzer aus Kiefer, Fichte und Buche von 5 cm Dicke oben und unten 3 cm dicke Seitenhölzer aufgeleimt. Aus den so entstandenen Leim­

körpern sind kurz nach der V erleimung zweischnittige Scherkörper mit Scherflächen von 8 X 8 cm derart herausgearbeitet worden, daß die Scher­

flächen mit den Leimflächen zusammenfielen (Abb. 1). Diese Körper wurden sp ätestens 1 Stunde nach Abschluß der V erleimung geprüft; einige Probekörper sind außerdem nach der Verleimung m ehrere Wochen in trockenen Räumen oder im Freien gelagert und dann erst in Scherproben aufgeteilt und geprüft w ord en. Folg ende Leime und Leimverfahren kam en zur Prüfung: Tegowiroleimfolien mit elektrischer Erwärmung des in den Leimschichten eingeb etteten Drahtnetzes, ferner Kauritleim mit und ohne Lelmfestigungspulver und Wärm ezufü hru ng in die Leimfugen 1. durch elektrisch beheizte Drahtnetze verschiedener Maschenweite, 2. durch schleifenförmig ein gelegte und elektrisch beh eiz te Drähte v e r­

schied en er Dicken un d mit verschiedener Weite a der Schleifen (Abb. 2) und 3. durch in vorgefräste Nuten eingelegte, ebenfalls elektrisch b e ­ heizte, ausziehbare Stahlnadeln. Die Fugenflächen blieb en durchweg säg erauh; au sgenom m en hiervon waren die Verleimungen mit Kaurit­

leim ohne Leimfestigungspulver, bei de nen die Fugenflächen gehobelt waren. Bel den Tegow iroverleimungen sind neben lufttrockenen Hölzern auch solche hera ngezogen worden, die mehrere Monate unte r Wasser gelegen hatten und daher mittlere Wassergehalte zwischen 40 und 50°/o aufwiesen.

Aus den Ergebnissen dieser U nters uchungen sei zusammenfassend kurz folgendes mitg eteilt: Die nach dem T e g o w i r o v e r f a h r e n vor­

ge nom m enen Leim ungen haben bei den im l u f t t r o c k e n e n Zustand verb undenen Hölzern durc hw eg befriedigende Festigkeit der Lelmfugen ergeben; in den meisten Fällen ist hoher Anteil des Holzbruches ein­

getrete n. Auch die Festigkeit der In n a s s e m Zustande verleimten B u c h e n h ö l z e r war z u ­

frieden stellen d; wenn F i c h t e n - u n d K i e f e r n ­ h ö l z e r Im nassen Zustande verleim t word en waren, sind im Mittel Bindefestig­

keiten von nicht m ehr als 20 kg/cm2 festgestellt wor­

den. Da die hierzu v e r­

w en d eten Hölzer in den Außenzonen praktisch wassersatt waren, erscheint es nicht ratsam, frische Weichhölzer ohne g e ­ nügende Vortrocknung zur Verlei mung zu bringen. Es dürfte daran der Umstan d

beteiligt sein, daß die beim Tegowiroverfahren erforderliche H öhe des Preßdruckes bei nassen Weichhölzern nicht voll angew endet werd en kann, un d zwar w egen ihrer starken Nachgiebigkeit, die besonder s bei den in der Grobholzleim ung vorliegenden Holzdicken durch ungleich­

mäßige un d daher unzulässige Verformungen in Erscheinung tritt. Die Heizzeiten, die bei unseren Leimungen ge bra ucht wurden, lagen bei 4 bis 5 Minuten; bei nassen Buchenhölzern wurden ungefähr 8 Minuten benötigt.

Bei V erw en d u n g von K a u r i t l e i m fanden wir, daß, entsprechend den Erw artungen, n a s s e H ö l z e r , selbst bei ungew öhnlicher A usdehnung der H eizzeiten, nach den geschilderten Verfahren nicht

v e rbunden w erd en konnten. Bei l u f t t r o c k e n e n Hölzern und A n w e n d u n g v o n D r a h t n e t z e n mit 0,3 mm Drahtdicke sind die höchsten Werte der Bindefestigkeit mit Mas ch en wel ten von rd. 3 mm erzielt worden. Die Preßdrücke, unte r denen die höchsten Bindefestigkeiten erzielt wurd en, waren bei Fichte 10 kg/cm2, bei Kiefer 10 bis 12 kg/c m2 u nd bei^Buche 20 kg/cm2. Die W ärm e­

grade in den Leimfugen sind bei unseren Versuchen im allgem ei nen bis auf 120° C gesteigert worden bei mittleren Heizzeiten von ungefähr 7 Minuten. Es erscheint jedoch nach neueren Feststel lu ngen möglich, mit w esent­

lich geringere n H öchsttemperaturen auszukom m en; gleich­

zeitig sind V erkürz ungen der Heizzeit auf 3 bis 4 Min uten erreichbar. Zugehörige Feststel lu ngen sind vorgesehen.

Die in Abb. 3 nach der Scherprüfung wiederg eg eb en en Fichfenstücke stam m en aus einem Leimkörper, der inner­

halb 7 Minuten auf die geschilderte Welse verb unden und 1 Stu nde später geprüft worden ist. Die mittlere Binde festigkelt ergab sich zu 51 kg/cm2(Scherflächen je 8 X 8cm2)

Abb. 2. Stromzuführung bei den Versuchen mit emailliertem Kupferdraht

von 0,2 bis 0,6 mm Durchmesser.

Abb. 3. Geprüfte Scherkörper aus verleimten Fichtenhölzern mit Aufbau und A bmess ungen nach Abb. 2.

Kauri tverleimung unter elektrischer Erwärmung in die Leim fugen eingelegter Drahtnetze.

Einwandfreie Leimungen mit Kauritleim sind ferner bei lufttrockenen Hölzern erzielt w orden, w enn die Beheizung mit s c h l e i f e n f ö r m i g e i n g e l e g t e n D r ä h t e n vorgenom m en w urd e (Abb. 2); an Stelle der vorgesehenen A lu miniumdrähte mußten allerdings w egen Beschaffungs­

schwierigkeiten die für den vorliegenden Zweck etw as weniger geeig nete n Kupferdrähte herangezogen werden. Bei 0,2 mm Drahtdurchm. fanden wir die höchsten Werte der Bindefestigkeit bei Abständen der Drahtlagen von 4 bis 6 mm und bei 0,4 bis 0,6 mm Drahtdurchm. bei Abständen von rd. 10 mm.

Wenn N a d e l n nach Art von Stricknadeln in vorgefräste N ute n der Lelmflächen eingelegt, hin tere inander geschaltet un d elektrisch erwärmt w urd en, so ergaben sich befriedigende Bindefestigkeiten, wenn der Ab­

stand dieser Nadeln nicht meh r als 20 mm betrug.

Zusammenfassend ließen die Untersuchungen in Stuttgart erkennen, daß es h eute mit den von B ä s e l e r und D i e t r i c h entwickelten Ver­

fahren möglich ist, In wenigen Minuten lufttrockene Grobhölzer mittels Kunstharzieim so zu verleimen, daß sofort voll tragfähige V erbindungen entstehen. Wenn Tegowiroleim herangezogen wird, können selbst frische Buchenhölzer befriedigen d verleimt w erd en; auch bei den Weichhölzern bringt der Tegowiroleim eine Erw eiterung des bisher für Leimungen z u ­ lässigen Feuchtigkeitsbereichs. Es muß jedoch gefordert werden, daß die Weichhölzer zum indest gut angetrocknet sind; die Untersuch ungen hie rüber sind noch nicht abgeschlossen. Es ist deshal b ratsam, hier bis zur Klärung der schw ebenden Fragen Vorsicht w alten zu lassen. Ä h n ­ liches gilt für die Verlei mung von Weich- mit Hart- oder Schichthölzern.

Um der Praxis w eiterg eh en d e Aufschlüsse zu vermitteln, wurd en in den letzten Monaten im Institut für die Materialprüfungen des Bauwes ens in Stuttgart lange V erbundkörper durch Karbamidharzleim mit Lcim- festigungspulver unte r Wärmezuführung in die Leimfuge mit elektrisch beheiz te n Drahtnetzen von 3 mm M aschenw eite hergestellt. Es handelt sich hierbei um 5,8 m lange I - T r ä g e r von 24 cm Höhe, die aus je drei Teilhölzern von 5 X 1 4 cm2 Querschnitt entstanden. Nach dem Einlegen in eine entsprechend a usgedehnte Presse un d Einführen des Heizstroms mittels K le mm en an den üb ers teh en d en Schmalseiten der Drahtnetze

Abb. 4. Dauerprüfung eines geleimten I- Trägers u n ter ruhenden Lasten.