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DIE BAUTECHNIK
12. Jahrgang BERLIN , 6. Juli 1934 Heft 29
Beanspruchung von Gewichtstaumauern durch das strömende Sickerwasser.
Aiie Rechte V o rbehalten. V on Sr.=!3ng. K a rl v. T e r z a g h i , 0. ö. Prof
Die B eschäftigung m it d e r W irk u n g d e r D u rc h lä ssig k eit d es U n te r
grundes auf die S ta n d fe s tig k e it b e to n ie rte r S ta u m a u e rn v e ra n la ß te den Verfasser zu e in g e h e n d e re m S tu d iu m d e r B e a n sp ru c h u n g e n , die der A uf
trieb und S trö m u n g sd ru ck im K ö rp e r so lch er M auern e rze u g t. D ie ziffern
mäßige A u sw ertu n g d e r ein sch läg ig en V e rsu c h se rg eb n iss e fü h rte zu d e r Erkenntnis, daß d ie W irk u n g d es A u ftrieb e s u n d des S trö m u n g sd ru ck es auf den K örper e in e r b e to n ie rte n S ta u m a u e r b e in a h e e b e n so groß ist, wie wenn d e r M au erk ö rp er aus k o h äsio n slo sem S an d e b e s tü n d e , d essen Porenvolum en jen e m d e s B eto n s g leich k o m m t. Im fo lg en d e n w ird das Beweisverfahren w ie d e rg e g e b e n u n d ü b e r d e n E in flu ß d e s E rg eb n isses auf unsere V o rstellu n g en von d e n D ru c k v erh ä ltn iss e n im Innern b e to n ie rte r Staumauern g esp ro ch en . D ie B e rec h n u n g d e r R an d sp a n n u n g g e sc h ie h t dabei mit Hilfe des T rap e zg e se tze s.
B r u c h g e fa h r un d w ir k s a m e F lä c h e n p o r o s it ä t .1)
Abb. 1 ste llt d as v e rein fac h te M o h rsch e B ruchdiagram m (Pol G) für einen b e to n ierten P ro b e k ö rp e r m it d em Q u e rsc h n itt F dar, d e r durch einen allseitigen, auf d ie F e sts u b s ta n z d es K örpers w irk e n d en D ruck q und einen zu sätzlich en A x iald ru ck
P
„ (b eid e auf die F lä c h e n e in h e it be-r
zogen) zum B ruch g e b rac h t w u rd e . B ez e ic h n e t r0 d ie K ohäsion u n d <p den m ittleren W inkel d e r in n e re n R e ib u n g d es K örpers, so b e s te h t zwischen dem D ruck q u n d d er B ru ch last P zu fo lg e A bb. 1 die B ezieh u n g :
J ) P = l - S^ n y (T° + g ' S in y )- Setzt man in d ies er F o r
mel q = 0 un d F = 1, so e r
hält man die ein fach e D ruck
festigkeit c0 des P ro b ek ö rp ers.
Sie b eträgt
(2) c0 = - ^ ? ----
' 1 — sin 9p
W enn die B ruchlast P auf einen P ro b ek ö rp er w irk t, der allseitig m it e in e r u n te r dem
Druck p s te h en d e n F lü ssig k eit A b b . 1.
um geben is t, so m ü sse n w ir
zwei F älle u n te rs c h e id e n : w a sserd ich t u m k le id e te r P ro b e k ö rp er, d essen Poren m it L uft o d er m it sp a n n u n g sfre ie m W asser g e fü llt sin d , u n d nicht um hüllter (freier Körper), d e sse n P o re n w a ss e r e b e n fa lls u n te r d em D rucke p steht. Im ersten F alle w ird d er g e sa m te , auf die A u ß e n se ite d es K örpers wirkende h y d ro sta tisc h e D ruck auf die F e s ts u b s ta n z ü b e rtra g e n . In fo lg e
dessen g ilt q = p . Im z w eiten F a lle m ü sse n w ir fo lg e n d e n U m sta n d beachten: Um dem allse itig e n h y d ro sta tisc h en D ruck p d as G leich g ew ich t zu h alten, m uß auch an je d e r S ch n ittfläch e d urch d en P ro b e k ö rp e r eine N orm alspannung von d e r G rö ß e p je F lä c h e n e in h e it h e rrs ch e n . Da nun jede Schnittfläche d urch d e n B eton po rö s ist (F lä ch e n p o ro sitä t n > 0) u n d die von d er F läch e d u rc h se tz te n P o re n m it dem D ru ck w a sser in freier Verbindung ste h e n , so w ird d e r B ru ch teil n p d ies er N o rm a ls p an n u n g durch das W asser au fg en o m m en (h y d ro sta tisc h e r D ruck in d e n P o re n schnitten m it dem F lä ch e n in h a lt n je F lä ch e n e in h e it). In fo lg ed e sse n v e r
bleibt für die vo n d e r F e sts u b s ta n z je F lä c h e n e in h e it d er S ch n ittfläch e aufzunehm ende S p a n n u n g n u r m eh r d e r B e tr a g /? — n p = p ( 1 — n).
Die G röße d ie s e r in d e r F e sts u b s ta n z a u ftre te n d e n S p a n n u n g k an n je nach der B esch affen h eit ein e s q u a si e b e n e n (rau h en ) S ch n ittes zw isch en den G renzen /?(1 — « mln) u n d p ( 1 — « max) lie g e n . D er B ruch d e s K örpers wird jedoch led ig lic h d urch e in e Ü b e rsc h re itu n g d e r F e stig k e it an je n e r Schnittfläche h e rb e ig e fü h rt, nach d e r d e r B ruch tatsä ch lich s ta ttfin d e t (Bruchschnitt). B ezeich n en w ir die F lä ch e n p o ro sitä t d ie s e r B ruchfläche mit n w („w irksam e F lä c h e n p o ro s itä t“), so b e trä g t d ie S p a n n u n g in d e r
') D ie allg e m e in e , g rap h isch e B e h a n d lu n g d es G e g e n s ta n d e s d ieses Abschnitts fin d et sich in T e r z a g h i , D ie w irk sam e F lä c h e n p o ro sitä t d es Betons. Z. d . O e l A V 1934, H e ft 1/2. A u s e in a n d e rse tz u n g m it F i l l u n g e r in Heft 5/6 u n d 7/8, 1934, d e r g le ic h e n Z eitschrift. D ie n a ch fo lg en d e n A u s
führungen e n th a lte n ein e an aly tisc h e D a rste llu n g d e s S a c h v erh a lte s auf Grund der V erein fach u n g , d aß an S te lle d e s m it d em D ruck v e rän d e rlic h en Winkels d e r in n ere n R eib u n g d e s B e to n s ein M itte lw e rt <p e in g e fü h rt w ird.
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(3)
cn = an d er T ech n isch en H o c h sch u le W ien.
F e s tsu b s ta n z p ( 1 — n w) je F lä c h e n e in h e it d ies er F läch e. D iese S p an n u n g ist e b en so g ro ß w ie die S pan n u n g , die in d e r g leich en F läche durch e in en a llse itig en , led ig lich auf die F e stsu b s ta n z des K örpers w irk en d en A u ß en d ru ck von der G rö ß e q = p (1 — n w) e rze u g t w ird. F ü h rt man d iesen W ert in F o rm e l (1) ein, so e rh ä lt m an für die B ruchlast d en W ert P = T ^ s H y T h + P ( l - n j Sin 9 ] = [c0 + p ( l -n j
H ieraus
1 — sin <p 2 p ■ sin <p
D ie A b le itu n g d ie s e r F o rm el fu ß t auf d en a llg em ein an erk an n te n R egeln d er e le m e n tare n F e s tig k eitsleh re . D ie ein zig e V o raussetzung, d ie e in e r b e so n d e re n R echtfertigung b ed arf, b e s te h t in d e r A n n ah m e, daß d er m ittlere W inkel <p d er in n e re n R eib u n g des B eto n s vom S p an n u n g s
z u sta n d e d e r p o re n fü llen d e n F lü ssig k eit u n a b h än g ig sei. D ie R ichtigkeit d ies e r V o ra u sse tzu n g g e h t aus fo lg en d e n T atsa ch en h e rv o r: D ie D ruck
fe stig k e it ein e s m it W asser g e sä ttig te n B eto n k ö rp ers ist b e in a h e eb en so groß w ie die d es g leic h en K örpers in au sg e tro c k n ete m Z u stan d e , o b w o h l d ie letz te re d urch d ie O b erfläch en sp an n u n g d e r u n v erd am p fb aren R este des P o re n w a ssers e rh ö h t w ird. N ach F orm el (2) b e trä g t die einfache D ru ck festig k eit d es K örpers
2 r0
1 — sin <p
D a die F ü llu n g d er P o re n m it W asser u n m ö g lich e in e V erg rö ß eru n g d es K o h ä sio n sw ertes t0 e rze u g en kann, so ist nach o b ig er F o rm el die G le ic h h e it d e r D ru ck festig k eit des tro ck e n en u n d d es n a sse n K örpers n u r d an n m öglich, w e n n die F ü llu n g d er P o ren m it W asser k e in e V e r
k le in e ru n g d es R e ib u n g sw in k els 9? b ew irk t. Um so w e n ig e r ist es d en k b ar, d aß die b lo ß e S te ig e ru n g d es im P o re n w a ss er h e rrs ch e n d e n D ruckes eine H e ra b m in d e ru n g d er in n ere n R eib u n g v eru rsach t. Es w u rd e b is h e r w e d er an festen K örpern noch an K o llo id en e in e E rsc h ein u n g b e o b ac h te t, die zu ein er g e g e n te ilig e n A n n ah m e b e rec h tig e n w ürde. W ohl a b er k en n en w ir za h lreic h e T atsach en , aus d e n en die U n a b h än g ig k e it d e r in n ere n R eib u n g vom S p a n n u n g sz u sta n d e d e s P o ren w assers h e rv o rg e h t. Als B eisp iel d ien e d e r Ton, ein M aterial m it h o h em G e h a lt an re v ersib len K ollo id en . D ie F e stig k e it d es T o n es ä n d e rt sich im G e g en s ä tz e zu je n e r d es B eto n s m it dem W asserg eh alt in n e rh a lb w e ite r G re n ze n . T rotzdem ist d e r W in k el zw isch en d e n b eim D ru c k v ersu ch a u ftre te n d e n B ruch
flächen u n d m it ihm d er W inkel d e r in n ere n R eib u n g vom S p a n n u n g s
z u sta n d e d es P o re n w a sse rs e rfah ru n g sg em äß u n a b h än g ig . U n te r d iesen V e rh ältn isse n s te llt die ein g an g s e rw äh n te V o ra u ss etzu n g n ich t e tw a e in e A rb e its h y p o th e se , so n d e rn ein G e se tz dar, vo n d em w ir b ish e r noch k e in e A u sn ah m e k e n n e n 2).
U m d e n W ert n w d er w irk sa m en F lä ch e n p o ro sitä t m it Hilfe F o rm el (3) zu b e stim m en , g e n ü g e n fo lg en d e V e rsu c h e:
E infacher B ru ch v ersu ch (D ru ck festig k eit c0),
B ru ch v ersu ch m it u m m a n te lte n K örpern (N eigungsw inkel M ohrschen T an g en te), un d
B ru ch last P für freie K örper b e i g e g eb e n em W erte p des P o re n w a ss e r d es P ro b e k ö rp ers h e rrs ch e n d e n Ü b erd ru ck e s.
Bei d en vom V erfasser a u sg e fü h rte n V e rsu c h en (W erte p bis zu 400 at) e rg ab sich auch b ei z e m en tre ic h e n P ro b e k ö rp ern m it n ied rig em W asser-
P z e m en tfa k to r ein se h r g e rin g e r U n te rsch ie d z w isch en d en W erten — u n d c0 in F o rm e l (3). In fo lg ed e sse n m uß d e r W ert n w = 1 auch für u n se re b e s te n B e to n so rte n als d e rze it v e rlä ß lic h ster N ä h e ru n g s w e rt b e tra c h te t w e rd en (F u ß n o te 1). Auf d iesem W erte fußen auch d ie n a ch fo lg e n d e n U n te rsu c h u n g e n . Infolge d e r g ro ß e n p ra k tisc h en B e d e u tu n g d ie s e s W ertes w ü rd e es sich jed o ch e m p feh len , ih n sch ärfer zu b e stim m e n , w o b ei m an m it d e n h y d ro sta tisc h e n D rü ck en m in d e ste n s b is auf 1000 at g e h e n so llte.
In d en b ish e rig e n A b h a n d lu n g en ü b e r d ie D ru c k v erh ä ltn isse in b e to n ie rte n T alsp e rren h a t m an in der R egel an g en o m m en , daß d er
d e r
der im
2) E ine zw isch en P . F i l l u n g e r u n d dem V e rfasse r ü b e r d iesen G e g e n s ta n d g e fü h rte A u ssp rach e fin d et sich in d e r Z .d . O e l A V 1934, H eft 5 /6 u. 7/8.
3 8 0 V . T e r z a g h i , B eans pruchung von G e w ich ts ta u m a u e rn durch das str o m e n d e S ickerw asser
DIE B A U T E C H N IK F a c h s c h r i f t f. d . g e s . B a u in g e n ie u r w e s e n
A bb. 2.
W ert n w m it dem P o ren v o lu m en ^ des B in d em itte ls (Z em en tstein ) id en tisc h sei. D er W eit n ' h ä n g t in hohem M aße vom W asserze m en t
faktor ab u n d n im m t nach den im L aboratorium des V erfassers durch
g e fü h rte n U n tersu ch u n g e n b e i e in e r Z u n ah m e des W asserzem en tfak to rs von 0,30 auf 0,60 von etw a 0,28 auf 0,45 zu. Da nun d en V ersu ch s
e rg eb n iss en zufolge d e r W ert n w auch b e i niedrigem W asserzem en tfak to r nur um w en ig es k le in e r is t als die E in h eit, so e rk e n n t m an, d aß m an die A u ftrieb k räfte für p o rö se K örper auf G ru n d der ä lte re n A nnahm e viel zu n ied rig e in g esch ätzt hat.
D ie V e rsu ch serg eb n isse fü h ren auch z w angläufig zu dem Schluß, daß d ie w ah re Z u g festig k eit des Z em en tste in e s, d. h. die Z u g festig k eit je F lä ch e n ein h e it, des w ah ren B ru chquerschnitts ein ig e ta u s en d kg /cm2 b e trä g t. D iese T atsache d ü rfte m anchen In g en ieu r ü b errasch en . D a d ieser W ert jed o ch w esen tlich k lein er ist als die für a n d ere feste S u b sta n zen , z. B. G lasfäd en , im V ersu ch sw eg e b e stim m te „m o lek u la re Z e rre iß fe stig k eit“, ist er p h y sik alisch m öglich. Da fe rn er die V o rau ssetzu n g en , auf d e n en die F o rm el (3) fußt, u n an fech tb ar sin d , m uß auch die h o h e w ahre Z u g festig k eit d es Z em en tste in e s als e m pirische T atsache b e tra ch te t w erden.
L a g e d er D ru c k lin ie im M auerkörper.
A bb. 2 z eig t ein en S chnitt durch e in e b e to n ie rte S tau m au er, d ie aus gleich m äß ig beschaffenem B eton b e ste h t un d auf ein er vollk o m m en u n durch lässig en U n terlag e aufruht. W ir w ollen die L age d er D rucklinie für d iese M auer bei g efü lltem S tau b ec k en b e
stim m en . D a s P o re n v o lu m e n des B etons sei,«
(Q u o tien t aus dem R aum inhalt d e r P oren und dem g e sa m ten R au m in h alt des B etons), das E in h eitsg ew ich t des W assers y, das des B etons in tro ck en em Z u stan d e yx u n d in vollk o m m en w asserg esättig tem Z u stan d e y2. Z w ischen fi, y, y1 und y2 b e s te h t die b ek an n te B e zieh u n g y2
— 7i + M /• D er E in fach h eit h a lb e r n eh m en wir an, daß die P oren des B etons auch o b e r
halb der S ättig u n g slin ie m it W asser g efü llt seien , v ern ach lässig en jed o ch zu n äch st den im B ereich d e r kap illaren S ättig u n g h errsch en d en n eg ativ en h y d ro statisch en D ruck.
Die U n te rsu ch u n g b eg in n t m it d er E in zeich n u n g d es S trö m u n g sb ild es (P o ten tialn etzes) in d en Q u ersch n itt (Abb. 2), das fo lg en d en R andb ed in g u n g en g e h o rch t: Die G ru n d lin ie a b ste llt ein e S tro m lin ie, die W asserseite b dx ein e Ä q u ip o ten tiallin ie (Linie g leich er S tan d ro h rsp ieg el) u n d die L uft
seite a c ein en O rt u n b e h in d e rte n W asserau strittes dar. Die G e sic h ts
p u n k te für die W ahl d e r R an d b ed in g u n g en für an d ere F älle d er Praxis w erd en in einem n ach fo lg en d en A ufsatze b e h an d e lt, u n d die B eschreibung ein es g rap h isch en V erfah ren s für die E inzeich n u n g d e s N etzes fin d et sich in P a u l N e m d n y i , W asserb au lich e S trö m u n g sleh re, L eipzig 1933. Durch das in A bb. 2 e in g ezeich n ete N etz ist für je d e S telle des M au erq u ersch n itts d er im P o ren w asser d ies e r S telle h e rrsch e n d e h y d ro statisch e Ü berdruck e in d e u tig festg eleg t.
Dann u n terteilen w ir d en M au erk ö rp er (Abb. 2) durch w a ag erech te S chnitte a n bn in m eh rere T eile u n d b e stim m e n für je d e n d ies er S chnitte d en A ngriffspunkt D n d er R e su ltieren d en R bn a lle r S p a n n u n g e n , die in diesem S ch n itt in der F e stsu b s ta n z d er M au er h errsch en . D er g eo m etrisch e O rt D x D 2 aller P u n k te D n s te llt d ie g esu c h te D rucklinie dar.
A bb. 3 a ist die v e rg rö ß erte D arstellu n g eines A bschnitts d e r M auer A bb. 2, d e r nach u n te n hin durch ein en w aag erech ten S chnitt a n bn b e g re n zt ist. D ieser A bsch n itt (F läch en in h alt Fn) b e s te h t zum T eil aus der F e stsu b s ta n z des B etons u n d zum Teil
au s S ickerw asser im Z u stan d e statio n ä rer Ström ung. Auf d en A bschnitt w irken so w ohl M assen k räfte als auch O b erfläch en kräfte. Die M assenkräfte sind das E ig en g e w ich t Fn yx d er T ro ck en su b stan z des B etons u n d das E ig en g ew ich t fi Fn v des P o ren w assers. B eide g reifen im Schwer- p u n k te d e r F läch e a n bn c d an, un d ihre Sum m e ist w eg en yx + / u y = y 2 gleich d em G ew ich te F n y2 des g e sä ttig te n B etonkörpers.
Die O berfläch en k räfte b e s te h e n aus dem auf die W asserseite bn d l d e s M a u er
ab sc h n itts w irk e n d en W asserd ru ck Wn (A bb. 3 a ), dem h y d ro sta tisc h en Druck, d e r in d e n P oren d er S ch n ittfläch e an bn
v o rh a n d en is t, u n d d en S p a n n u n g e n , die im g leich en S ch n itt in d e r F e s tsu b s ta n z au ftreten . Die R e su ltieren d en d e r letz tg e n a n n te n S p an n u n g en se ien m it R w bzw . R bn b e zeich n et.
Da d ie im d u rch strö m ten M a u e ra b sc h n itt w irk sam en A uftrieb- un d R eib u n g sk räfte in n ere K räfte e in e s im G le ic h g ew ic h t b efin d lich en S y stem s
71, A bb. 3
d a rste llen , h a b e n sie w e d e r auf die G rö ß e noch auf die Lage d er oben a u fg ezäh lten K räfte e in en E influß.
D er h y d ro sta tisc h e D ruck, d e r in den P o ren d e r Schnittfläche an b (Abb. 3), w irkt, ist durch das P o te n tia ln e tz u n d durch die w irksam e Flächen
p o ro sität der Sch n ittfläch e a n b n e in d e u tig fe stg eleg t. Um die G röße und die V erte ilu n g d er h y d ro sta tisc h e n D rücke für die Schnittfläche an bn aus dem P o te n tia ln e tz a b z u le iten , v e rfa h re n w ir w ie folgt: B ezeichnet n x n 2 (A bbb. 3 a), ein e Ä q u ip o ten tiallin ie, d ie die L uftseite der M auer im P u n k te n 2 sc h n e id e t, so ist d ie p iez o m etrisch e D ruckhöhe n 1 n 3 für den P u n k t n x durch d e n lo tre ch te n A b stan d zw ischen n 2 un d der Schnitt
fläche an bn g e g eb e n . D er g e o m e tris ch e O rt a lle r P u n k te n3 stellt die g esu c h te p iez o m etrisch e D ru ck lin ie a n d2 für die Schnittfläche a n bn dar.
Die G röße d er R e su ltie ren d e n R w d e r W asserdrücke ist durch das Produkt aus dem F lä ch e n in h alt F na d e r D ruckfigur an bn d 2 (Abb. 3 a), dem spezifischen G ew ich t y d e s W assers u n d d e r w irk sam en F lächenporosität n w der S chnittfläche a n bn g e g e b e n . D ie Kraft R w w irkt norm al zur Schnitt
fläche a n bn, also lo tre c h t nach au fw ärts u n d g e h t durch d en Schw erpunkt d e r D ruckfigur a n bn d 2. D er W ert n w , d. h. die P o ro sität des w aagerechten, nach a n bn (Abb. 3 a), v e rla u fe n d e n B ru ch sch n itts ist, w ie b ereits bew iesen, b e in a h e = 1. In fo lg ed e sse n g ilt:
(4) ^ w ^ n a y ' ' Fna Y'
Da w ir nu n säm tlich e auf d en M au e rab sc h n itt (Abb. 3 a) wirkenden M assen- u n d O b erfläc h en k räfte k e n n en , b is auf die R esu ltieren d e R bn der S p an n u n g e n in d er F e s ts u b s ta n z im S ch n itt a n bn, so kö n n en wir die G rö ß e u n d die R ich tu n g d e r le tz te re n m it H ilfe des K räftepolygons (Abb. 3 b) b e stim m en , o h n e g e n ö tig t zu sein , die im Innern des M auer
a b sch n itts w irk e n d en A u ftrieb s- u n d R eib u n g sk räfte zu berücksichtigen.
Die L age d es A n g riffsp u n k tes D n e rg ib t sich au s d er B edingung, daß die S u m m e der D re h m o m e n te a lle r an d em M a u e ra b sc h n itt angreifenden K räfte m it b e zu g auf e in e n b e lie b ig g e w ä h lte n P ol = 0 sein m uß.
D er K ap illard ru ck .
Die B erech n u n g d er W asserm e n g e, die d urch eine sachgem äß her
g e s te llte B e to n s ta u m au e r nach d e r L u ftseite en tw eich t, fü h rt infolge der n ied rig en D urc h lässig k eitsziffer d es B eto n s w ohl a u sn a h m slo s zu dem E rg eb n is, d aß d iese W asserm e n g e w e se n tlic h k lein er ist als jen e, die an d e r L u ftseite d er M auer b e i d e re n v o lls tä n d ig e r D urchfeuchtung ver
d u n ste n w ü rd e . Da nu n die V e rd u n stu n g sg e sc h w in d ig k e it b e i stationärem Z u stan d e d ie S ic k erg e sc h w in d ig k e it u n m ö g lich ü b ertre ffen kann, zieht sich die V e rd u n stu n g so b e iflä ch e von d e r L u ftseite n ach dem Innern der M auer zurück, bis die b e id e n G e sc h w in d ig k eite n ein a n d er g leich w erd en .
E rfah ru n g sg em äß b e trä g t die V e rd u n stu n g sg e sc h w in d ig k e it in einer E n tfe rn u n g von w e n ig en M illim etern von d e r freien O b erfläch e eines fein
p o rig en K örpers n u r m eh r e in en k lein e n B ru ch teil d er G eschw indigkeit, m it d er das W asser an d e r freien O b erfläch e v erd am p ft. A n d erseits erzeugt die kap illare S au g w irk u n g (A uftreten e in e r Z u g sp a n n u n g im Wasser) eine Z u n ah m e der S ick eru n g d urch die T alsp erre. B ezeich n en H x die kapillare S teig h ö h e des W assers im B eton u n d y d as sp ezifisch e G ew ich t des W assers, so ist d e r H ö c h stw e rt d ie s e r Z u g sp a n n u n g d urch das P ro d u k t H xy gegeben.
Bei e in e r aus g u tem B eton h e rg e s te llte n M au er re ic h t auch d ie E rhöhung d e s D ruckgefälles um den G rö ß tw e rt H x y d er kap illaren Saugw irkung nich t a u s, um die an w a rm en T ag en d e r freie n O b erflä ch e entsprechenden V e rd u n stu n g sv e rlu s te durch Z u strö m u n g zu d eck en . In fo lg ed essen erscheint die L uftseite d er M au er v o llk o m m en tro ck en , o b g leich d ie S ickerung ihren F o rtg a n g n im m t, u n d die O b e rflä c h e n sp an n u n g d es W assers erzeu g t in der N achbarschaft d er V e rd u n stu n g sfläc h e im W asserin h a lt d er B etonporen ein en n e g ativ en h y d ro sta tisc h en D ruck, d e sse n G rö ß e d urch das P r o d u k t / ^ / aus d e r k a p illaren S te ig h ö h e H x u nd d em sp ezifisc h en G ew icht y des W assers b e s tim m t ist. D ie E in z e lh e ite n d ie s e s V o rg a n g es h a t der V er
fasser b e re its b e s c h rie b e n 3). E in e A bw eichung von d iesem Z u s ta n d e e rg ib t sich nur in der N ach b arsch aft je n e r S te lle n , an d en en die freie O b erflä ch e d er M au er an ein e b enetzte g re n zt. A bb. 4 ist e in e v e rg rö ß e rte D arstel
lu n g d e s G re n z g e b ie te s z w isch en dem b en etzten u n d u n b e n e tz te n T eile d e r W asserseite der d, M au er u n d d es z u g e h ö rig e n S trö m u n g sb ild es.
In d ie sem B ereich g e h e n die Stro m lin ien vom b e n e tz te n T e ile d e r M a u e ro b e rflä c h e aus und zieh en in ein em B ogen nach d em u n b en etzte n T eile d e r letz te re n (V erd u n stu n g sfläch e d x d, A bb. 4). Da d ie L än g e d e r S tro m lin ien m it der A n n ä h e ru n g an d en P u n k t d x im m er kleiner w ird, w ü rd e im B ereich d x d x u n te r d em E influß des D ru c k u n tersc h ied e s H xy m eh r W asser nach d e r u n b e n e tz te n O b erfläch e flie ß en , als d o rt v e rd u n sten
3) T e r z a g h i , A u ftrieb u n d K ap illard ru ck in b e to n ie rte n T alsp erren . W w. 1933, H eft 31.
J a h rg a n g 1 2 H e f t 2 9
6. J u l i 1 9 3 4 v. T e r z a g h i , B e an s p ru ch u n g vo n G e w ich ts ta u m a u e rn durch das s t r ö m e n d e S ickerw asser 3 8 1
kann. Da n u n d e r n e g a tiv e h y d ro sta tisc h e D ruck an je d e r S te lle jen e n Wert an n im m t, d e r e b en a u sre ic h t, um d ie V e rd u n stu n g sv e rlu s te durch Saugwirkung z u d e c k e n , n im m t se in W ert von N ull bei d x b is zum G rö ß t
werte H i y b eim P u n k te d x zu. D er M a u erstre ifen d x d x b le ib t d a u ern d feucht, un d se in e B reite ä n d e rt sich m it d e r je w eilig e n T em p era tu r un d relativen L u ftfeu ch tig k eit.
Aus d e r T h eo rie d e s k a p illa re n W assera u fstieg e s ist b e k a n n t, daß zwischen d e r D u rch lässig k eitsziffer k ein es p o rö se n K örpers un d d er zu gehörigen k a p illare n S te ig h ö h e H x d ie a n g e n ä h e rte B ezieh u n g
besteht, w orin C ein e K o n s ta n te b e d e u te t. Da nu n d e r ¿ -W e rt des Betons je nach d er M a terialb e sc h a ffe n h eit in n e rh a lb se h r w e ite r G ren zen schwankt, m uß m an nach o b ig er F o rm e l au ch e in e sta rk e V erä n d e rlic h k eit des W ertes H x e rw arte n . D ie V erfah ren , die für die B estim m u n g d ieses Wertes in B etracht k o m m e n , so llen d e m n ä ch st in ein em b e so n d e re n Auf
sätze4) b e h a n d e lt w e rd e n . D o rt soll auch d e r d e n m eiste n In g e n ieu ren nicht ganz g eläu fig e G ru n d e rö rte rt w e rd en , w arum d e r n e g a tiv e h y d ro statische D ruck im W asserin h a lt k lein p o rig er K ö rp er e in e n W ert v o n v ielen Atmosphären a n n e h m e n kan n . B ish er b e s tim m te n w ir d e n W ert von H bloß für ein en ein zig en P ro b e k ö rp e r (zehn Ja h re alt, m it ein em Z e m e n t
gehalt von 300 k g /m 3). Da w ir für d ie s e n K ö rp er du rch zw ei u n ab h än g ig e Versuchsreihen ein en W ert v o n H x y = 1,5 k g /cm2 b e k a m en , so h a tte n w ir wenigstens e in en A n h a lts p u n k t, um b e i d e r fo lg en d e n E rö rte ru n g der Wirkung des K a p illard ru ck es auf die S p a n n u n g sv e rte ilu n g für H l einen physikalisch m ö g lich en Z iffern w ert zu w ä h len .
D r u c k v e r h ä ltn is s e an d e r B a u w e r k s o h le .
Um d en E influß d e r D u rc h lä ssig k eit d e s U n te rg ru n d e s, d er V e r
dunstung an d er L u ftseite u n d d e s A u ftrete n s vo n R issen im M au erw erk auf die S p an n u n g sv e rh ältn isse an d e r B a u w erk so h le k e n n en zu lern en , untersuchen w ir e in e b e to n ie rte T alsp erre m it ein e r N u tz h ö h e vo n 25 m und einer G ru n d fläch en b reite von 19 m , die auf die w a a g e re ch t g e d ac h te , ebene O berfläche d es U n te rg ru n d e s a u fb eto n ie rt w u rd e . D as E in h e its
gewicht des tro ck en en B eto n s sei 2400 k g /m 3, d a s P o re n v o lu m e n fi = 0,15, die w irksam e F lä ch e n p o ro sität n w = 1 u n d die k a p illare S teig h ö h e Hx = 8,34 m. Auf G ru n d d ie s e r A n n a h m en b e stim m te n w ir d ie G röße und die Lage d e r R e su ltie ren d e n d e r vo n d e r F e s ts u b s ta n z d e s B etons unm ittelbar o b erh alb d e r B a u w erk so h le a u fz u n e h m e n d e n S p an n u n g en für folgende F älle:
I. M auer m it w a ss e rs e itig e r D ic h tu n g s h a u t, U n te rg ru n d v o llk o m m en und u rch lässig (D u rch lässig k eitsziffer ¿ = 0).
II. M auer un d U n te rg ru n d von g le ic h e r D u rc h lässig k eit (A bb. 5a).
III. M auer du rch lässig , ¿ -W e rt d es U n te rg ru n d e s n im m t vom w a sser
seitigen M auerfuß g e g e n d e n ta ls e itig e n ab (A bb. 5b).
IV. M auer d u rc h lä ssig , ¿ - W e r t d e s U n te rg ru n d e s nim m t vom w a ss ers eitig e n M au erfu ß g e g e n d e n talseitig en zu (A bb. 5 c).
V. M auer d u rch lässig , U n te rg ru n d v o llk o m m en u n durchlässig (Abb. 5d).
VI. Wie V, jed o c h die L u ftseite d u rc h F rie re n d es S ickerw assers v o llk o m m en a b g ed ich te t.
VII. W ie V, jed o ch die L u ftseite d e r M a u er als S itz ausg ieb ig er V e rd u n stu n g g e d a c h t (A bb. 5e).
VIII. W ie V , jed o ch ein k laffe n d e r Z u g riß an d e r W asserseite d e r M au er (A bb. 5f).
Die U n tersu ch u n g w u rd e auch h ie r m it d e r E in zeich nung des S trö m u n g sb ild es u n d d e r g e stric h e lt a n gedeuteten p iezo m etrisch en D ru ck lin ie für d e n w a ag e rechten B asisschnitt e in g e le ite t. D ie p ie z o m etris c h e Druckhöhe ist für je d e n P u n k t d e s B asissch n ittes du rch die H öhenlage des P u n k te s g e g e b e n , an d em die durch den P u n k t d e r B au w erk so h le h in d u rc h g e h e n d e Ä quipotentiallinie die L u ftseite d e r M au e r sc h n e id e t.
Nur im F alle VII m uß vo n d ie s e r H ö h e die v o lle kapillare S teig h ö h e H x = 8,34 m in A b z u g g e b rac h t werden, w eil d e n v o ra n g e g a n g e n e n E rö rte ru n g e n z u folge in der N ach b arsch aft d e r L u ftseite d e r M auer im Porenw asser des B etons ein n e g a tiv e r h y d ro sta tisc h er Druck von d e r G rö ß e H x y = 0,834 k g /cm2 h e rrsch t.
Die E rg eb n isse d e r U n te rsu c h u n g sin d fü r die Fälle II bis V un d VII u. VIII in A bb. 5 a bis f g ra p h isch dargestellt. U n te rh alb A bb. 5 b u. c sin d die A n n ah m en graphisch d a rg e s te llt, die b ezü g lich d e r D u rc h lässig k eit des U n terg ru n d es g etro ffen w u rd e n . Da in d ie s e n Fällen die u n ter- bzw . o b e rh alb d e r G rü n d u n g s o h le befindlichen M aterialien v e rsch ie d en e D u rc h lässig k eite n aufw eisen, erfah ren die S tro m lin ien b eim D u rch tritt
4) Soll in B auing. e rsch ein en .
durch die S o h le e in e B rechung. B e zeic h n en k b b zw . k a die D urch
lässig k eitsziffer des B etons b zw . d es U n te rg ru n d e s un d oq b zw . « 2 den W inkel, den e in e S tro m lin ie an d e r D u rc h trittstelle m it d e r F lä ch e n n o rm alen b ild e t, so g ilt . . , ,
k b - k a = tg “ i : ‘g “2-
A us d iesem B re c h u n g s g e s e tz 4) läß t sich b e tre ffen d d e n E n tw urf des P o te n tia ln e tz e s fo lg e n d e R egel a b le ite n : Z eich n et m an das N etz für das G e b ie t m it d e r k o n sta n te n D urch lässig k eitsziffer k b (M auer) m it q u a d ra tisch en F e ld e rn u n d b e h ä lt die Z ahl d e r Strom - u n d P o te n tia llin ie n auch für das N ach b a rg e b ie t (U ntergrund, v e rän d e rlic h e D urch lässig k eitsziffer ¿ K) b ei, so w e ist das N etz in letz te re m rech teck ig e F e ld e r m it v erän d erlich em V e rh ältn is d e r S e ite n la n g e n auf.
T ab elle 1 e n th ä lt au ß er d e n D aten b e tre ffen d G röße u n d L age der lo tre ch te n K o m p o n en te V d e r R e su ltie ren d e n der M a terialsp a n n u n g e n auch d e n W inkel S, d e n d iese R esu ltie ren d e m it d e r L o trech te n b ild e t, u n d die G rö ß e d e r R a n d sp an n u n g en <fL (T alseite) bzw . dr (W asserseite). D as n e g ativ e V orzeichen b e d e u te t Z ugsp an n u n g .
T a b e lle 1.
F a l l b
B
V t
S d i
t/m2
^w t/m2
1 0,568 621 26° 40' 46,0 19,40
11 0,658 444 35° 0' 45,5 1,22
III 0,682 355 41° 20 ’ 39,1 — 1,72
IV 0,620 531 30° 30' 48,0 8 ,0 0
V 0,671 438 35° 30' 46,7 — 0,60
VI 0,695 2 1 0 56° 10' 24,0 — 1,80
VII 0 ,6 6 6 525 30° 50' 55,1 0 ,1 2
VIII 0 ,6 8 8 400 38° 0' 44,8 — 2,70
D ie b eim F a lle IV v o ra u sg ese tz te Z u n ah m e d e r D u rch lässig k eit d es U n te rg ru n d e s von d e r W asserseite nach d e r L an d seite k o m m t in der P raxis auf v e rsch ie d en e W eise z u sta n d e : D urch zah n artig e E in b in d u n g des w a sse rseitig e n A b sch n itts d er M au er in d e n U n terg ru n d , d urch Z e m e n t
e in sp ritzu n g en im B ereich d es w a sserseitig e n M au erfu ß es so w ie durch V ersch läm m u n g d e r S tau b eck en so h le durch S inkstoffe. A n d e rseits lie g t in d e r P rax is die M ö glichkeit vor, d aß die g e g en d e n ta lse itig e n M au er
fuß z u n eh m en d e D ru ck b ean sp ru c h u n g d es U n te rg ru n d e s e in e V e ren g u n g
4) D ieses G ese tz w u rd e dem V erfasser im Ja h re 1917 d urch Professor Dr. Ph. F o r c h h e i m e r m ündlich m itg eteilt. F o rch h eim er h a t es n iem als v erö ffen tlich t, w eil e r es aug en sch ein lich für se lb stv e rs tä n d lic h h ielt. Ein s tre n g er B ew eis des G e se tze s fin d et sich in R. D a c h l e r , Ü b e r S icker
w a sserströ m u n g en in g esch ich te tem M aterial. Ww. 1933.
3 8 2 v. T e r z a g h i , Beanspruchung von G e w ich ts ta u m a u e rn durch das s tr ö m e n d e S ickerw ass er Fachschrift t. d. ges. Bauingenieurwesen
1 B ull Run, d ic h te B a saltlav a. 2 A m erican F alls, S äu len b a salt. 3 M edina, w a a g e rec h t g e sc h ic h te te r K alk stein . 4 P it River, Lava u n d Tuff. 5 G lb so n , k ris ta llin e r Kalk. 6 Ariel, A n d eslt-K o n g lo m erat. 7 W ilhvood, S a n d ste in u n d G rauw acke.
S äm tlich e S p erren m it Z e m en te in sp ritz u n g u n te r dem w a s s e r
se itig e n M auerfuß u n d 1 b is 6 m it S o h le n en tw ä sse ru n g * ).
*) N ach Ivan E. H o o k , Civil E n g in e erin g 1933, Sept.
A bb. 6.
d er G e ste in sp alten u n te r d iesem F u ß u n d m it ihr e in e A b n ah m e der D urch lässig k eit des U n te rg ru n d es in d er S trö m u n g srich tu n g b ew irk t, w ie d ies beim Fall III v o ra u sg e setz t w u rd e. D er w ah re V erlau f d e r D ruck
lin ie n h ä n g t d em nach davon ab, der von den au fg ezäh lten F a k to ren für d ie D u rch lässig k eitsv erh ältn isse m aß g eb en d ist.
In A bb. 6 zeigen die g estrich elten K urven die th eo re tisch e piezo- m etrisch e D rucklinie für die F älle III, IV u nd V (A bb. 5 b , c u. d), w ährend d ie v oll au sg ezo g en en L inien die g e m e ssen e n D ru ck h ö h en für m eh rere am erik an isch e T alsp erren an g eb e n . In d en V e rein ig te n S ta ate n ist es schon se it lan g em G ep flo g en h eit, u n terh a lb des w asserseitig e n M au erfu ß es
a u sg ie b ig e in zu sp ritze n . D am it verw irklicht man d e n F all IV. A bb. 7 ist ein Schaubild ähnlicher A rt für ein ig e d e u ts ch e T alsp erren . Die höchst
lie g e n d e K u rv e e n tsp rich t einem A bschnitt der Ö s te rta lsp e rre . Da m an den zum Teil aus zer
rü tte te n S c h ieferg estein en b e ste h e n d e n U ntergrund d ie s e r S p erre n ich t durch E inspritzungen b ehandelte, lag h ier d ie A n n ä h eru n g an d en Fall III im Bereich d e r M ö g lich k eit.
B e so n d e rs leh rre ic h sin d die F älle V bis VIII.
V e rg leich t m an F all V m it II, so ersieh t man aus d e n Z iffern w erten in d er T ab elle, daß im Falle V (v o llk o m m en u n d u rch lässig er U ntergrund) an der B a u w e rk so h le w e se n tlich u n g ü n stig ere Druckver
h ä ltn isse h e rrs ch e n als im Fall II (gleichm äßig d u rc h lä ss ig e r U n te rg ru n d ), w o gegen der letztere w ie d er v ie l u n g ü n stig e r ist als F all IV (durchläs
sig e r U n te rg ru n d u n d Z em en tein sp ritzu n g en unter d em w a ss e rs e itig e n M auerfuß). Ein V ergleich der F ä lle V b is VIII m ite in a n d er z e ig t, daß die Bean
sp ru ch u n g d e r B au w erk so h le auch bei gleicher B esch affe n h eit d es U n te rg ru n d e s u nd des M auer
k ö rp e rs in n e rh a lb w e ite r G ren zen veränderlich ist. Am u n g ü n s tig s te n w irk t, w ie zu erwarten, die A b d ich tu n g d e r L u ftseite d er M au e r du rch F ro stw irk u n g . Das Eintreten d e s diesem F a lle e n ts p re c h e n d e n D ru c k zu stan d es m uß u n ter allen Um
s tä n d e n d u rch k o n stru k tiv e M a ß n ah m en v e rh in d e rt w e rd e n . D er Kapillar
druck (Fall VII) h a t h in g eg e n e in e g ü n stig e W irk u n g auf die S tandfestigkeits
v e rh ältn isse.
Da die U n te rsu ch u n g in g le ic h e r W eise für je d e n S chnitt durch den M a u erk ö rp er d u rch g efü h rt w e rd en k an n , v e rs e tz t uns das angegebene V erfahren in die L age, m it g erin g em Z eitau fw a n d d ie G renzen kennen zu lern e n , zw isch en d e n e n die L age d e r D rucklinie b ei g eg eb en er geo
lo g isch e r B au g ru n d b esc h a ffen h e it sc h w an k en kann.
1 S c h w arzen b ach sp erre, G ran it. 2 N eye - Sperre, d lck b a n k ig e G ra u w a c k e n -u n d T o n sc h ie te r. J U s t e r - sp e rre , k lü ftig e r Schiefer. 4 Ö ste rsp e rre , G ra u w ack en - u n d T o n sch iefer. 1 m it E in sp ritz u n g u n te r dem w a s s e rs e itig e n M auerfuß, 1 b is 3 m it
S o h le n en tw ä sse ru n g .
A bb. 7.
Aue Rechte Vorbehalten. Neubau der Oderbrücke in Neusalz.
I. Die E isen b eton - Flutbrücke.
V on ®r.=3ng. E rn st W iesn e r, B reslau.
Zu d en v ielen B em ü h u n g en des R eiches, dem d e u tsch en O ste n zu h e lfe n u n d zu ersch ließ en , g e h ö rt auch d er A usbau des O d e rstro m es un d se in er N e b en flü sse. Zur V erb esseru n g d e r V erb in d u n g sw eg e d e r W est- O st-R lchtung w u rd en seit 1880 65 Straßen- u n d E isen b ah n b rü ck en erb au t.
T rotzdem b lie b e n noch die K reise F re y sta d t u n d G rü n b e rg so g u t w ie un b erü ck sich tig t. Die b e ste h e n d e H olzbrücke ü b e r die O d e r bei N eusalz aus dem Ja h re 1870 (Abb. 1) erforderte jährlich etw a 8000 RM U n te rh altu n g s
k o sten u n d w ar au ß erd em noch ein g efäh rlich es H em m nis für die Schiff
fahrt, da die n u r 10 m b re ite K lap p b rü ck e so m an ch es U nglück h erau fb esc h w o ren h a tte . So versan k en 1932 an einem Tage drei b e la d e n e K äh n e an einem M itteljoch.
ein e u n v e rh ältn is m ä ß ig la n g e B rücke e rfo rd e rt h ä tte . T rasse 2 w urde von d e r O d e rstro m b a u v e rw a ltu n g w e g en d e r b e s te n A b flu ß v erh ä ltn isse ver
la n g t; d a a b er h ier ein e schiefe B rücke n ich t zu v e rm e id e n w ar, einigte m an sich auf T rasse 3 m it e in e r G e sa m tlä n g e vo n 306 m.
Bei der b e sc h rä n k te n A u ssch reib u n g auf b re ite s te r G ru n d la g e w urden fo lg en d e U n te rla g e n a u sg e g e b e n (A bb. 3): fü r d ie Schiffahrtöffnung 88 m S tü tzw eite, e in e lin k e F lu tb rü c k e m it 142 m u n d ein e rech te Flutbrücke m it 70 m G esa m tlän g e . Die K o n s tru k tio n su n terk a n te d er Strom öffnung
A bb. 1.
N ach vierjäh rig em R ingen um die F in an zie ru n g des B aues kon n te im D e ze m b er 1930 an die A u ssc h reib u n g g e sc h ritten w e rd en . N ach dem L age
plan A bb. 2 w u rd en drei V orsch läg e für die n e u e B rü ck en lag e g e n an n t.
D ie T rasse 1 w u rd e vom M ag istrat N eu salz g efo rd e rt, um d e n V erk eh r m ö g lich st nach d e r S ta d tm itte zu zieh en . G e g en d iese L age h a tte die A uf
sic h tb e h ö rd e B ed en k en , da d ie H o c h w a ss e rb e w e g u n g in d ie s er scharfen K urve
so llte 4 m ü b e r h ö ch stem schiffbaren W asserstan d auf 68,12 liegen mit ein e r L inksram pe vo n 1 : 1 8 0 un d ein e r R e ch tsram p e vo n 1 : 8 6 Steigung.
14 G esellsch aften w aren d a z u a u fg e fo rd e rt.
E in b e s o n d e re s G e w ich t w u rd e auf d ie G rü n d u n g s a rt d e r F lu tp feiler ge le g t, da das G ru n d w a s se r freie K o h le n sä u re b is 224 mg/1 u n d S chw efel
sä u re bis 242,77 mg/1 e n th ie lt. D as ch em isc h e G u ta c h te n b e s a g te : Das
J a h r g a n g 12 H e f t 2 9
6 . J u l i 1 9 3 4 W i e s n e r , N e u b a u d e r O d e r b r ü c k e in N eusalz 3 8 3
linkes Widerlager
v/f^nni(ÿfA Pritschenpflaster Granitsteine, -i T 159.00
''bohlen 12cm st. '
^ 57,26
Larssenbohteii Prof. I
Prof Ia, _jt*S7,S2
larssenbohlen 1 Prof la , O.somlg.
fundamentbeton aus Hochofemement VS
Granit-Pritschenpflaster halbe Fuge Bitumen
rd. 5cm Mörtelbett (Bochofemement) V6
A b d ich tu n g d er F u n d a m e n tso h le un d W ände so llte d e r au s d e r B o h len lag e u n d h ö lzern en S p u n d w än d en g e b ild e te Trog m it z w ei Lagen Iso lier
p ap p e a u sg e k le b t u n d ein e Z ieg elflach sch ich t u n te r d e r S o h le a n g e o rd n e t w e rd en .
Da b eim R am m en d er h ö lze rn en S p u n d w än d e am lin k en W id erla g er sich g ro ß e H in d ern isse w ie S teine u n d vor allem alte E ich en fan d en , so m u ß te zu e is ern e n L arssen w än d en gegriffen w erd en , d ie w ie d e r ein A us
k le b e n m it P a p p e unm ö g lich m ach ten . A bb. 5 z e ig t die e n d g ü ltig e A us
fü h ru n g , b e ste h e n d aus ein em P ritsc h en p flaster aus 15 cm dicken, p la tte n fö rm ig en O ra n its te in en m it ein em F u g e n v e rg u ß im u n te re n T eil aus H och
o fen ze m en t, im o b e ren T eil aus N a tu rb itu m en .
N ach d en in A bb. 4 e in g e tra g e n en B o d en sch ich ten w u rd e die P fah l
sp itze bis T iefe 53 in d en B ereich d er Ton- u n d M erg elsan d e a b g era m m t.
D ie e rre c h n ete T rag fä h ig k e it e in e s P fah les vo n rd. 9 m u n te r F u n d a m e n t
s o h le u n d 38 cm D urchm . b e tru g 22 t u n d w u rd e b eim R am m en durch die B rixsche F orm el m it d reifach er S ich erh eit stä n d ig k o n tro lliert. Um e in e g rö ß te B o d en v e rd ich tu n g zu e rzie le n , w u rd e z u e rst d ie eisern e S p u n d w an d u m sc h lie ß u n g ein g e b rac h t, d an n w u rd en die P fähle g eram m t.
B eim M ittelp feiler 5 (an d er lin k en S tro m ö ffn u n g von L = 48 m) w ar die B o d en v erd ich tu n g jed o ch so groß g e w o rd e n , daß b eim R am m en d er letz te n P fähle die S p u n d w an d aus dem Schloß sp ran g u n d m it g ro ß e r M ühe w ie d e r g e d ic h tet w erd en k o n n te. Die P fahlfläche b e trä g t b ei d iesem P fe ile r 11,7 °/0 d e r F u n d am en tfläc h e.
D er B o h len ro st m u ß te
h e i t c n d e r V e r b i n d u n g z w i-
g e s p u i i d e t e n B o h l e n iiber- I n j t r a g e n d i e L a s t e n a u f d i e
w e g e n d e r zu e r w a r t e n d e n
d e r L arssen w an d g e sc h ah A b b . 6. W asser ist w e g e n se in es h o h e n
S ä u re g e h a lte s, d e r zum Teil auf freie K o h le n sä u re , zum T eil auf H u m in sä u re z u rü ck z u fü h ren ist, u n d w e g e n ein e s se h r b e ac h t
lichen G e h a lte s an labil g e b u n d e n em S ch w efelw assersto ff in h o h em G rad e g e e ig n e t, Z em e n t u n d B e
to n m it d er Z eit an zu g reifen u n d zu zerfresse n .
N ach D u rc h p rü fu n g d e r e in g e g a n g e n e n U n te rla g e n , die zum T eil so v iel V e rsc h ie d e n h e ite n auf
w ie se n , d aß e in e e in h e itlic h e B e
u rte ilu n g un m ö g lich w ar, kam d e r Z w e ck v e rb a n d O d e rb rü ck e als B a u h e rrin d a z u , e in e n o ch m alig e b e sc h rä n k te A u ssc h reib u n g u n te r Z u g ru n d e le g u n g ein e s L eistu n g s
v e rz e ic h n isse s v o rz u n e h m e n . D as E n d e rg e b n is w a r, daß m it d e r A u sfü h ru n g b e tra u t w u r
d e n : d ie B rü ck en b au firm a B e u c h e lt
& Co., G rü n b e rg , fü r d ie E is en k o n stru k tio n von d rei S tro m ö ffn u n g en v o n 8 8 m u n d 2 X 48 m, sow ie für die D ru c k lu ftg rü n d u n g d e r b e id e n S tro m p fe ile r, d ie E is e n b e to n b a u g e se llsc h aft D ittm a r W olfsohn &
Co., B re slau , fü r die F lu tb rü ck e n auf G ru n d ih re s S o n d e ra n g e b o te s von fünf Ö ffn u n g en je 20 m S tü tz w e ite für d ie lin k e u n d e in e S tü tz w e ite vo n 22,5 m fü r d ie rech te F lu tb rü ck e .
D as g e s a m te B rü c k e n b a u w e rk s te llt A bb. 4 dar. B ei d em v o r
h a n d e n e n San d bis L e h m b o d en u n d d em stark s ä u re h a ltig e n G ru n d w a ss e r h a tte d ie E is e n b e to n b a u g e se llsc h a ft D ittm a r W olfsohn &Co.
e in e H o lz p fa h lg rü n d u n g m it B o h le n a b d e c k u n g v o rg e sc h la g e n . Zur
3 8 4 W i e s n e r , N e u b au d er O de rb rü ck e in Neusa lz
D IE B A U T E C H N IK F a c h s c h r i f t f . d . g e s . B a u in g e n ie u r w e s e n
Querschnitt 1020
Anschluß om oberen Kopf
10-20^1020
A bb. 7.
d urch Z w ischenstück u n d K eile. E ine N ag elu n g w u rd e v erm ied en . — D ie W asserh altu n g w u rd e m it R ücksicht auf ein e dich te B ohlen
a b d ec k u n g durch ein e G ru n d w a sse ra b se n k u n g vorg en o m m en . Es g e n ü g ten v ier bis sechs F ilterro h re von 100 mm D urchm . je P feiler. S chw ierig
k e ite n m achte d er E rd au sh u b in d er B au g ru b e w eg en d er freiste h en d e n P fäh le, obw o h l d iese nach dem F o rtsch ritt d es A u sh u b es im m er w ied er g e k ü rzt w u rd en (Abb. 6).
Die P feiler e rh ie lte n auf W unsch d e r A u fsichtbehörde ein e V erjü n g u n g g e g en das U n terw asser von 1 ,5 % zu r b e sse ren E isabfuhr, ein en R und
kopf g eg en das O b e rw a sser un d einen Spitzkopf g eg en das U n terw asser.
Die P feiler sind aus K iesb eto n in M ischung 1 : 8 a u sg efü h rt, die V o r
köpfe u n te r Z usatz von G ra n itsch o tter i. M. 1 :6.
S te m p e l u n te rs tü tz t, um ein u n ab h än g ig es Setzen der Krag
arm e b ei noch nich t h e rg este lltem E in h än g eträg er zu ge
w ä h rleisten . F e rn e r k o n n te ein S etzen des G elenkauflagers d e s E in h ä n g eträ g ers, das zum Schluß b e to n ie rt w ird, Risse in dem noch w e ich en B eton e rze u g en und das B auw erk g e
fäh rd en . N ach dem B eto n ieren w u rd e eine Senkung der G e le n k s te lle n nich t b e o b a c h te t, ein B ew eis für die G üte des L eh rg e rü stes .
A uf W u nsch d e r P ro v in zialv erw altu n g w urde die Fahr
b a h n b re ite vo n 5,20 auf 6,0 m v e rg rö ß e rt, um einen zw ei
sp u rig en V e rk e h r d e r b re ite s te n L astkraftw agen zu sichern.
D er B e rec h n u n g w u rd en die R eg ellasten für Brücken I. Klasse m it ein e r 2 4 to n n ig e n S traß en w alze zu g ru n d e gelegt.
A bb. 4 z eig t d e n B rü c k en q u ersch n itt. Die A nordnung z w e ie r H a u p tträ g er m it q u ad ratisch er, k reu zw eise bew ehrter F a h rb a h n p la tte h a t sich b ei d e r A u sführung g u t bew ährt.
Als u n g ü n stig ste B e la stu n g d e r P la tte e rg ab sich das W alzen
v o rd errad . D ie V e rteilu n g sb reite d es q u ad ratisch en Feldes von 5 m S tü tz w e ite w u rd e in je d e r R ichtung m it % L = 3,33 m a n g en o m m en , dafür w u rd e nach b e id e n S tü tzw eiten mit der vollen L ast g e rec h n et. D enn es ist nicht recht einzusehen, w arum b e i q u a d ra tis c h e n , k re u zw e ise b ew eh rten Platten in d er F a h rtric h tu n g nach DIN 1075 § 6 nur ein i + 2 s
= 0,10 + 2 • 0,17 = 0,44 m an g en o m m en w erd en so ll, wobei V e rteilu n g seise n als T rag eisen d er a n d e re n R ichtungen oben und unten g e n ü g e n d v o rh a n d en sin d u n d b e re its in d en EB V von 1932 bei Einzel
lasten nach § 23 le tz te r A bsatz e in e w e itg e h e n d e re V e rteilu n g erlaubt ist.
D ieser § 6 DIN 1075 sch ließ t m. E. solche F ah rb a h n p la tte n nicht ein und m uß für k re u zw e ise b e w e h rte B rü c k en p latten n e u gefaß t w erden.
Auf G ru n d d ies er A n n ah m e erg ab sich nach b e id e n Richtungen bei einem M o m en t von V12p l2, e in e P la tte n d ic k e v o n 25 cm m it 9 RE. 14 mm in d e r Q uer- u n d 10 RE. 14 mm in d e r L ängsrichtung. Die U m hüllungs
k u rv e n der G rö ß tm o m e n te u n d Q u erk räfte w u rd e n n a ch dem Verfahren d es V e rfa s s e rs 1) b e rec h n et. A bb. 8 u. 9 z eig en die B e w e h ru n g des 15 m lan g en E inhänge- u n d 20 m lan g en A u sle g e rträ g ers m it den Konsolen.
An d e n G e le n k s te lle n is t ein d u rc h la u fe n d e r G e len k b a lk e n angeordnet.
■sä
obere Eisen löge im Stüttenqnerschnitt A -ß
Zu A bb. 8.
Bügelabstand 28 cm
in der Konsole
— | 5 Büge! •10,6 schnittig
U m die S c h u b sp an n u n g en an d e n A uflagern d e r K o nsolen bzw . des Ein
h ä n g eträg e rs in die h a lb e H ö h e m it S ic h e rh e it ü b e rfü h re n zu können, sin d Ü b e rg än g e m it w a a g e re ch ten S ch räg en v e rseh e n .
D urch d ie A n o rd n u n g vo n n u r zw ei H a u p tträ g ern erg ab en sich k o n z en trie rte , g ro ß e A u flag erd rü ck e, w o d u rch au ssc h ließ lich die An
w en d u n g s tä h le rn e r L ag er in F ra g e k am , da E is e n b e to n ste lz e n zu tief u n ter W asserlin ie h ä tte n a n g e o rd n e t w e rd e n m ü sse n .
B e so n d ere A u fm erk sam k eit w u rd e d e r A u s b ild u n g d e r Fugen ge
w id m et. In A bb. 10 ist die G e le n k fu g e n is o lie ru n g d a rg e s te llt. Auf b e
so n d e ren W unsch d er B au h errin w u rd e d e r 10/10 cm g ro ß e F a lz m it 5 mm dicken B leib lech a u sg e k le id e t u n d an die d o p p e lla g ig e Pappisolierung an g esch lo ssen u n d m it A sp h alt a u sg e g o sse n . Da a u ch d ie F u ß s te ig e mit ein er L age P a p p e iso lie rt w u rd e n , so ist die B leilag e b is an d ie G elän d er
sch w elle v o rg ezo g e n . E in e ä h n lic h e A u s b ild u n g w e ise n die A nschlußfugen an d en W id erla g ern auf. Ü b e r d en M itte lp feilern w u rd e n die F a hrbahn
p la tten au fg esc h n itte n , um d ie Z u g b e a n sp ru c h u n g e n d e r H a u p tträ g er nicht in je n e ü b e rz u le ite n u n d R isse zu v e rm e id e n . A uf d e n F u ß s te ig e n wurden die F u g e n du rch b e s o n d e rs g e h ä rte te P la tte n ü b e rd e c k t.
D ie A rb e ite n w u rd e n im Ju li 1931 b e g o n n e n , u n d b is Anfang D e ze m b er w aren die U n te rb a u te n fe rtig g e s te llt. T ro tz z w eim alig er U nter
Dr. W i e s n e r , E in fa ch e B e re c h n u n g en v o n S tra ß e n b rü c k e n m ittels M a x im alk u rv en für Q u e rk räfte u n d M o m e n te . B auing. 1931, H e ft 19 u. 20.
A bb. 9.
D ie d u rch lau fen d en H au p tträ g er d e r lin k e n F lu tb rü ck e m it fünf Ö ffnungen zu je 20 m (Abb. 4) w u rd e n m it G e rb erg e len k b a lk e n v e rseh e n , da b e reits ein e P fe ile rse n k u n g von 1 cm das S tü tz e n m o m e n t um rund 2 0 % v e rk le in e rte u n d die F e ld m o m e n te d e r an sch ließ en d en um m eh r als 1 0 % v e rg rö ß e rte. Die A u sfü h ru n g d er G e len k e v e ru rsac h te a llerd in g s B eto n ieru n g ssch w ierig k e iten un d erfo rd erte se h r sta b ile G e rü stau sb ild u n g d e r G elen k p u n k te. A bb. 7 zeig t das L eh rg e rü st d er lin k en S eite. Die G elen k h älften sind durch b eso n d e rs stark e, u n tere in a n d e r nich t v e rb u n d e n e
Schnitt A-ß besonders gehärtete Platten
Schnitt C-D bewehrter Schüttbeton
pUUUUUUUUUUULAüJUUUÜDd
1
Asphaltvergulh'M 1 "“
A bb. 10.
J a h r g a n g 12 H e f t 2 9
6 . J u l i 1 9 3 4 W i e s n e r u. H e n k e , N e u b a u d e r O de rb rü ck e in N eusalz 3 8 5
brechung d u rch H o ch w as
ser, w e g en d e s W in te rs u n d der F in a n zie ru n g ssc h w ierig keiten w u rd e d e r Ü b e rb a u erst M ai 1932 b e g o n n e n und E nde O k to b e r 1933 zu Ende g e fü h rt. D ie B e
lastungsprobe b e s tä tig t die Erfahrung, d aß d ie ta ts ä c h lichen D u rc h b ieg u n g e n rd.
60 °/o der e rre c h n e te n W erte sind. A bb. 11 z eig t die Ansicht d er g e sa m te n Brücke.
Die G e sa m tk o s te n d e r 122 m lan g e n F lu tb rü ck e b e la u fen sich auf rd. 270000 RM. D er B au sto ffb ed arf b e tru g für d en Ü b e rb au 110 t RE. und 600 m3 B eton, fü r die U n te rb a u te n 900 m3 B eton.
II. D ie Strom brücke.
Von D ipl.-Ing. G eo r g u. Karl H e n k e , G rü n b erg , a) D i e z w e i S t r o m p f e i l e r .
Für die G rü n d u n g d e r b e id e n S tro m p feiler sah die A u ssch reib u n g D ruckluftabsenkung vor, w ie sie b e re its b ei frü h e re n E n tw ü rfen vo n der Firma B euchelt & Co. fü r die h ie r v o rh a n d e n e n V e rh ältn is se als die zw eck mäßigste G rü n d u n g sart v o rg e sch la g en w o rd e n w ar. D ie V o rzü g e d e r D ruckluftgründung h a b e n sich w ä h ren d d e r B a u au sfü h ru n g w ie d er m eh r
fach b estätig t, b e so n d e rs als d ie P fe ile r tie fe r als v o rg e se h e n g e g rü n d e t werden m u ß ten , da in d e r u rsp rü n g lich auf G ru n d vo n B o h ru n g e n fe st
gesetzten O rd in a te ein trag fä h ig e r B a u g ru n d noch n ich t v o rg e fu n d e n wurde. D ie p ü n k tlic h e D urch fü h ru n g d e r P fe ile rb a u te n w u rd e fe rn e r ebenfalls durch die A n w e n d u n g d e r D ru c k lu ftg rü n d u n g b e g ü n stig t, d en n trotz m ehrfacher H o c h w a ss erw e lle n , d a ru n te r e in e r d en h ö c h sten H och
w asserstand fast e rre ich e n d en W elle, b ra u c h te die B a u au sfü h ru n g nicht unterbrochen zu w e rd en , da Ü b e rflu tu n g e n v o n P fe ile rb au u n d R ü stu n g en nicht ein traten .
Die äu ß ere Form d e r S tro m p feiler ist aus A bb. 12 (linker S trom pfeiler) ersichtlich. D ie D icke d e r P fe ile rsc h äfte w a r du rch die O d e rstro m verw altung auf 3,50 m fe s tg e s e tz t w o r d e n ; ihre L änge erg ab sich aus der Forderung, daß von d e r A c h se b en e d e s H a u p tträ g e rs bis zum B eginn des Vorkopfes ein M aß vo n m in d e ste n s 1 m zur L a s tv e rte ilu n g v o rh a n d e n sein mußte. E n tsp rec h en d d e n F lu tp fe ile rn e rh ie lte n au ch die Schäfte d e r Strom pfeiler die auf d em S tro m lin ie n g ru n d s a tz b e ru h e n d e T ropfenform , wodurch ein ru h ig er A blauf d e r W as sers trö m u n g e rz ie lt so w ie S ta u w irkungen u n d K o lk b ild u n g e n v e rm ie d e n b zw . a b g esc h w ä c h t w e rd en sollen. Die b e id e n V o rköpfe e rh ie lte n als S ch u tz g e g en E isg an g und andere m echanische A ngriffe G ra n itv e rk le id u n g e n .
Die D ru ck lu ftg rü n d u n g w u rd e in ü b lic h e r W eise d u rch g efü h rt. F ü r den rechten S tro m p feiler w u rd e w e g e n d e r tie fe n L age d e r F lu ß so h le die A ufhängung des S e n k k a ste n s in ein em G e rü st v o n v o rn h e re in v o rg e seh e n , w ährend beim lin k e n P feiler z u n ä c h st an ein e In se lsc h ü ttu n g g e d a c h t w ar.
Mit R ücksicht a b e r auf e tw aig e H o c h w ä sser, m it d e n e n im G e b ie te d e r Oder zu a llen Ja h re s z e ite n g e re c h n e t w e rd e n m uß, e n tsch lo ß m an sich jedoch auch h ier zu e in e r G e rü sta u fh ä n g u n g , w as sich sp ä te r als seh r vorteilhaft erw ies, d a tatsä ch lich e in e m p fin d lic h es H o c h w a sser zu einem Z eitpunkte e in trat, w o o h n e F ü h ru n g u n d A u fh ä n g u n g in S p in d eln der Senkkasten durch d e n D ruck d e r S trö m u n g u n d U n te rs p ü lu n g g ew iß aus seiner Lage g e b rac h t w o rd en w äre.
Die S e n k k a sten b lie b e n auch n a ch d em A u fsetzen auf d e r F lu ß so h le vorläufig noch e in g e h än g t, b is d u rch allse itig e g leic h m ä ß ig e F ü h ru n g im Boden eine sichere A b s en k u n g g e w ä h rle is te t w ar. So g e la n g es, b e id e Pfeiler in g e w o h n te r W eise in g e n a u e r R ich tu n g a b z u s e n k e n u n d in die vorgeschriebene S te llu n g zu b rin g en . W ie schon e rw ä h n t, w u rd e n die Pfeiler etw as tie fer a b g e s e n k t als v o rg e se h e n , u n d z w ar d e r lin k e S tro m pfeiler um 0,86 u n d d e r re c h te S tro m p feiler um 0,83 m . D ie B estim m u n g der en d g ü ltig en G rü n d u n g s o rd in a te g esch ah n ich t n u r auf G ru n d d e r B e
urteilung d e r B o d en art, so n d e rn vor allem nach dem E rg eb n is vo n ß o d e n - d ru ckversuchen, die im S e n k k a s te n m itte ls D ru c k w a sserp re sse n v o r
genom m en w u rd e n , w o b e i a n g e s tre b t w u rd e , d a ß in a lle n E cken d es A rbeitsraum es m ö g lich st g leic h e E rg eb n iss e erzielt w u rd en . D ie G rü n d u n g s- ordinaten lagen m it 4- 52,17 b zw . 52,14 m ü b e r N N rd. 7 m u n te r d e r Flußsohle. D er U n te rg ru n d in d ie s e r Tiefe b e s te h t au s e in e r m e rg e l
haltigen d ilu v ialen S an d sch ich t, d ie e tw a 0,5 m ü b e r d e r G rü n d u n g s tie fe angeschnitten w u rd e. Als B o d e n p re s su n g e n w a ren B e an s p ru ch u n g e n vo n
¿ = 3,8 k g /cm2 z u g e la s se n , w ä h re n d b e i d e n D ru c k p ro b en F e s tig k e ite n von 8 b is 9 k g /cm2 fe stg e s te llt w u rd en .
Zw ecks g leic h m ä ß ig e r V e rteilu n g d e r A u flag erk räfte un d d e re n Ü b e r
leitung in d e n P feilersch aft w u rd e ü b e r die g a n z e L änge d e s P fe ile rsc h afte s eine 1,40 m h o h e , stark b e w e h rte E is e n b e to n a u fla g e rb a n k a n g e o rd n e t.
A bb. 11.
D iese w u rd e b e re c h n et als b ie g u n g s fe s te r B alken auf zw ei d u rch d ie A uf
lag erk räfte d es Ü b e rb a u e s d a rg e ste llte n S tü tzen m it g leic h m äß ig v e rte ilte r B elastu n g . In d iese Bank w u rd e n e in g e b a u t un d m it ih r durch kräftige B ü g e lb e w e h ru n g v e rb u n d e n die b e id e n E isen b e to n au flag e rq u a d e r, die die S ta h lg u ß k ö rp e r trag en . F ür die B erech n u n g d ies e r A u flag erb än k e sind b ish e r e in h e itlich e N orm en noch nich t a u fg este llt w o r d e n 1), u n d es w e rd en fast b e i jed e m P fe ile rb au in g e m e in sa m e n Ü b e rle g u n g e n m it d er B au
b e h ö rd e n e u e R ichtlinien h ierfü r fe stg ele g t. So w ird es m itu n te r als zu w e itg e h e n d b e z e ic h n e t, d en U m stand, daß die A u flag erb an k auf dem B eton des S chaftes fe st a u flieg t u n d D u rch b ieg u n g en nich t erle id e n kann, u n b e a c h te t zu lassen u n d fern e r ein e d ie u n g ü n stig sten M o m en te e rg eb en d e g leich m äß ig e S p a n n u n g sv e rteilu n g (als B elastung) in d e r F u g e zw ischen A uflagerbank u n d P feilersch aft a n zu n e h m e n . W ir h a b e n in d es se n ste ts m it d ies en A n n ah m en g e re c h n et, d ie in d en a m tlich en V orschriften be- z eich n e ten z u lä ssig e n S p an n u n g e n ein g e h alten un d auch d ie Sch u b s ic h eru n g e n d en V orschriften g em äß d u rch g efü h rt. D ie so e rh a lte n e B e w e h ru n g b e tru g b ei d e n N eu salzer P feilern 87 kg RE. auf 1 m3 B eton und k o n n te b e q u e m e in g e b a u t w e rd en . W enn auch die h ier a n g e d e u te te B e
re ch n u n g sw eise g u te S ich erh eiten e n th ä lt un d p rak tisch d ie erre c h n eten B ieg u n g s- u n d S ch u b sp an n u n g en nur in A u sn ah m efällen e in tre te n , sich kaum a b e r bei ein w an d freier B au au sfü h ru n g e in s te lle n d ü rften , so ist a n d e rse its zu b e rü ck sic h tig e n , daß d ie auf d iese W eise e rm ö g lich te b a u lich e u n d sta tisch e S ic h erh e it auf v e rh ältn ism ä ß ig b illig em W ege zu e r
reich en ist, u n d m an so llte d e sw e g e n nich t o h n e w e ite res h ierau f v e r
zich ten . E ine d e rartig e A u flag erb a n k le g t sich als steifer K ö rp er ü b e r die g an ze L änge des P feilerschaftes u n d b ie te t d ie G ew äh r e in e r g leic h m äßigen Ü b e rtra g u n g d er A u flag erk räfte in d en P feilerkörper.
D ie F e sts te llu n g b e to n s c h ä d lic h er B e stan d te ile im G ru n d w a s se r m achte auch b e i d e n S tro m p feilern S ic h eru n g sm a ß n ah m e n n o tw en d ig . Die im S chutze d es S e n k k a sten a rb eitsra u m e s e in g e b a u te P fe ile rso h le w u rd e d a h er ähnlich w ie bei d e n F lu tp feilern u n te r V e rw e n d u n g vo n G ran it-P ritsch en ste in e n von 13 cm H ö h e h e rg e ste llt. A lle u n te r dem W assersp ieg el v e r
b le ib e n d e n A ußen fläch en d es P feilers erh alte n ein en In erto lan strich , au ß e r
dem w u rd e ein V o rsatzb eto n 1 : 5 a n g e o rd n e t. F e rn e r w u rd e als B in d e
A bb. 12.
x) V gl. jed o c h die BE d e r D e u tsc h en R eich sb ah n - G e s e ll
schaft vom 1. F e b ru a r 1934, S. 73.
iemO.effrmet/er D ie S c h r i f t - SraniherMeidung 1 e i t u n g .
