DER BAUINGENIEUR
8. Jahrgang 8. Oktober 1927 Heft 41
ÜBER RISSE UND FUGENABSTÄNDE IN BETONSTRASSEN.
Von Magistratsbaurat D r.-Ing. F elix v. Glaßer, Charlottenburg.
In D eutschland ist der B eto n straß en b au im Gegensatz zu Amerika und E n g la n d erst in den letzten J ahren in größerem Umfange aufgenom m en worden, und es ist d am it zu rechnen, daß mit der Zunahm e der gum m ibereiften K ra ftw a g en auch bei uns die Betonstraße w egen ihrer unleugbaren' V orteile lind auf Grund der gesam m elten E rfa h ru n ge n w eiterhin sich sta rk en t
wickeln wird. A ls besondere V o rteile sind hervorzuheben die billige H erstellung, die große V erkehrssich erh eit infolge dauernd rauher Oberfläche, die geringe S tau ben tw icklu n g und die ge
ringen U nterhaltungskosten.
Für eine d au erh afte B eton d ecke w ird gefordert, daß sie erstens die nötige T ra g fä h ig k eit besitzen muß, um den B iegu ngs
beanspruchungen, die durch d ie V erkehrslasten hervorgerufen werden, zu w iderstehen, zw eitens muß die O berfläche eine ausreichende V ersch leiß festigk eit besitzen, und drittens soll die Decke rissefrei bleiben1 .
Eine tragfäh ige, den V erkehrsanforderun gen und den Baugrundverhältnissen genügende D ecke läßt sich durch die nötige Stärke, durch geeignete Zu sch lagsstoffc und M ischungs
verhältnisse sowie so rg fä ltig e V e rarb eitu n g des B eto n s er
zielen, auch eine versch leiß feste O berfläche kann durch V e r
wendung fester Z u sch lagsstoffe und durch sachgem äße B eh a n d lung hergestellt w erden. H ingegen .lä ß t sich d ie d ritte F o rd e rung, daß die B eton d ecke rissefrei bleiben muß, nur innerhalb gewisser Ausm aße der D ecke und u n ter bestim m ten V o rau s
setzungen erfüllen.
Der frühere C h arlotten burger S ta d tb a u ra t D r.-In g . B red t- schneider führte in seinem V o rtrage über A sp h a lt und Teer im Dienste des Straß en b au es2 a u f der T agu n g der ständigen Kommission fü r A sp h a lt und T eer 19 22 etw a folgendes au s:
..Die V olum enveränderung durch A b k ü h lu n g und Schw inden des Betons fü h rt dann zur R isseb ild u n g, wenn sich äußere Widerstände der V olum enänd eru ng entgegenstellen. E in frei aufgehängtes B eto n b an d w ird nich t reißen. L e g t m an dieses Band in eine E rd b e ttu n g , so setzt sich der Volum enänderung die Reibung entgegen und erzeugt Zugspannungen, die den Beton dann zum R eiß en bringen, sobald d ie Z u g festigkeit überschritten w ird .“ D a B eto n nur eine geringe E la stiz itä t besitzt und als sprödes M aterial3 anzusprechen ist, denn I roportionalitätsgrenze, Fließ grenze und B ruch grenze fallen nahezu'zusammen, and ererseits sein Schw indm aß groß ist, so
!st die En tsteh ung vo n R isse n unverm eidlich.
Zu unterscheiden sind O berflächenrisse, Belastungsrisse, emperaturrisse und Sch w indrisse. D ie O berflächenrisse ent
stehen durch schnelles A ustrockn en der O berfläche und zeigen sich nur als H aarrisse, die sta tisch im allgem einen ungefährlich sind. Belastungsrisse gehen durch säm tliche Sch ich ten des Betons und treten bei ungenügender T ra g fä h ig k eit der D ecke a“ f. Die T em p eraturrisse und Sch w indrisse durchschneiden c enfalls säm tliche Sch ich ten d er D ecke und werden durch die olum enverm indeiung bei der A b k ü h lu n g oder beim Schwinden es Betons hervorgerufen.
Es ist bekannt, daß die natü rlich auftretenden R isse leichter v> . Wernekke, Haltbare Betonstraßen, Zement 1924. S. 501 und
«aumg. I924> s H4
v, 2 Bredtschneider, Asphalt und Teer im Dienste des Straßen- Daues- Techn. Gem. Bl. 1922, S. S9.
/. , Hd- A. Föppl. Vorlesungen über techn. Mechanik, Band I ' UU), S. 297 und Band V (1907), S. 367!.
zur Zerstörung einer B etonstraß e führen, als die künstlich an gelegten Fugen, w eil bei der natürlichen R iß b ild u n g alle in der N äh e des späteren R isse s liegenden Betonteilch en nahezu bis an die Grenze der Z u g festigkeit beansprucht und dadurch ge
lockert werden4. M an w ird deshalb m it V o rteil künstliche Fu gen anordnen. N ach dem R eiseb erich t vo n P ro f. D r.-In g.
Probst h ält auch die M ehrheit der Straß en baufach leute in A m erika die Anordnung d er künstlichen Fu gen fü r unbedingt notwendig3.
D ie bisher bei den hergestellten B eton straß en gew ählten A bständ e der künstlichen Fugen sind außerordentlich v e r
schieden. In C ottbus h at m an, nachdem m an ursprünglich keine Fugen einlegte, sp äter alle 16 bis 24 m quer zur L ä n g s
achse der Straß e Fu gen angeordnet. F ü r D resden gilt als H öchstm aß 10 m, m eist sollen sie aber alle 6 bis 7 m vorgesehen sein. , S ta d tb au d irek to r Gleibe, Dresden, ford ert als H öch st
maß 6 m, im allgem einen einen A b stan d von 4 bis 5 m4. D ie B eton strecke a u f der A utom obil-V erkehrs- und -Ü bungsstraß e in B erlin h a t alle 8 m Q uerfugen erhalten. A m erika w ählt 10 bis 15 m, an anderen Stellen w eitere E n tfern u n gen 8. Die Bates-V ersu ch sstraß e in Illin ois' besitzt in Strecken, die die Probefah rten gut au sgehalten haben, nur alle 7,60 m Q uerfugen7.
D ie G reat-W est-R o ad in E n glan d h a t Querfugen alle 30 bis ß5 m, entsprechend einer T a g e sarb eit6.
D a die Zerstörungen der B etond ecke vo n den Fu g en au s
gehen, so muß m an bestrebt sein, die B re ite der F u g en so klein wie m öglich zu halten und die Zah l der Fugen durch m öglichst große A b stän d e zu verm indern suchen.
E s soll nun im folgenden versu ch t werden, aus den S p a n nungsverhältnissen, die natü rlich nur überschläglich erfaß t werden können, die Größe der G renzabstände der Fu gen für gerade Straßen, ringförm ige Straß en und fü r P lätze abzuleiten.
I. D ie f e s t e n P u n k t e im S t r a ß e n k ö r p e r .
W ird ein elastisches B an d an zwei Q uerschnitten fest- gehalten, so w ird bei gleichm äßiger A b kü h lu n g oder E rw ärm u n g um t ° in jedem dazw ischen liegenden Q uerschnitte die gleiche N orm alspannung <7 = E w t au ftreten. H ierin bed eutet E den E la stiz itä tsm o d u l und w den T em p eratu rkoeffizienten. D ie Gleichung setzt vo rau s, daß der B a u sto ff dem H ookeschen Gesetze fo lgt und daß sich das B a n d nach den Q uerrichtungen frei zusam m enziehen und ausdehnen kann. Schubspannungen zwischen den Län gsfasern treten d ab ei nich t au f, d a infolge des F esth alten s der E n d fläch en V erschiebungen zwischen den Län gsfasern unm öglich sind. Daß der B eto n dem H ookeschen Gesetze ziem lich sicher folgt, zeigen d ie neueren D ru ck- und Zugversuche m it H ilfe des M ikrokom p arators vo n P ro f. E ise n m ann in B rau n sch w eig9.
1 Vgl. auch Gleibe, Dresden, Die Betonstraße unter Berück
sichtigung der Dresdner Verhältnisse, Zement 1925, S. 13.
5 E. Probst, Karlsruhe, Die Entwicklung des Beton- und Eisen
betonbaues in den Vereinigten Staaten, Der Bauing. 1926, S. 4 13 !.
6 Betonstraßen in Amerika, Reisebericht von Dr.-Ing. Riepert 1925, Zementverlag G .m .b .H ., Charlottenburg, S. 13.
7 Automobilversuchsstraßen in Nordamerika und ihre Ergeb
nisse, Zementverlag G. m. b. H. 1925. S. 10.
8 Bericht der Studiengesellschaft für Automobilstraßenbau in Berlin, Reise nach London usw., von Oberbaurat Hentrich in Krefeld, Verlag Julius Springer, Berlin 1925, S. 41.
9 Beton und Eisen 1926, S. 256.
Bau 1927. 6 2
750 v. G L A S S E R , Ü B E R R I S S E UND F U G E N A B S T Ä N D E IN B E T O N S T R A S S E N . d e r Ba u in g e n ie u r 1927 HEFT 41
10* Unterbeton (Schüttbeton oder Klatschbeton) für Äsphalt- und HolzpflasterstraBen hat etwa S kg/cm2 Zugfestigkeit, vgl. Bredt- schneider, Techn. Gem. Bl. 1922, S. 90.
11 Petry, Belgische Versuche über das Schwinden des Betons während der Erhärtung, Bauing. 1922, S. 32 1.
liehe F u g e n einlegt, A b b . 2. In E n g la n d und A m erika finden w ir eben falls die seitlich e A n o rd n u n g der Regenabflüsse1*.
Straß en kreu zun gen und die an gerade Strecken anschließen
den K rüm m u ngen stellen gleich falls feste P u n k te dar. Nach den R eiseb erich ten vo n R ie p e rt legen deshalb d ie Amerikaner an den E n d en je d er K u rv e Q uerfugen ein13. E in ig e Beispiele von u nverm eidlichen R iß bild u n gen zeigen d ie A bbild ungen 3 bis 6, A n diesen R iß ste llen ord n et man zw eckm äß ig künstliche F u g en an.
I I . W ä r m e s p a n n u n g e n , h e r v o r g e r u f e n d u r c h Er
w ä r m u n g u n d A b k ü h l u n g d e r O b e r f l ä c h e . In fo lg e der T em p eratu ru n tersch ied e zw ischen der Ober
und U n terfläch e des B eto n b an d es entstehen Wärmespannungen.
W ird die O berfläche ab gek ü h lt, so such t sich der Beton nach oben h ohl zu w ölben. D iesen K rüm m ungsbestrebu ngen wirkt
Abb. 7.
Abb. 8.
a Fuge. 6 Riß.
A b b .
7
u. 8. Betonstraße im Berliner Tiergarten.d as E ig e n g e w ich t entgegen und erzeugt in den oberen Fasern B iegezu gsp an n u n gen . B e i E rw ä rm u n g der Oberfläche treten diese Sp an n u n g en an den u nteren F a se rn au f. A n der Han einer w e rtvo lle n V erö ffen tlich u n g vo n P ro f. N oburu Y a n ia g 11- vo n d er U n iv e rsitä t T o k io ü ber die W ärm e Verteilung in Beton
k ö rp ern m it p arallelen Seiten fläch en , w ovon die eine period-- 12 Roads and Road Construction, Juni 1925.
13 Zement 1925, Sonderdruck Nr. 6.
B e tra c h te t m an die städ tisch en Stam p fasp h altstraß en , so w ird m an fa s t regelm äß ig finden, daß die B eto n u n te rb e ttu n g zwischen je zw ei R in n en sch ach tp aaren quer zur Straß e gerissen ist. E in e B eto n d eck e vo n 10 m B re ite und 20 cm S tä rk e w ird z. B . bei einer B eto n zu gfestigk eit von 8 kg/cm 2 10* durch eine Z u g k ra ft von a F > 80 • 10 ,0 • 0,2 = 16 0 t zum Zerreißen ge
b rach t. D er S ta m p fasp h a lt k an n d abei u n berü ck sich tigt bleiben, d a seine Z u g festig k eit nach einer im Ja h r e 1 9 2 1 a u s
geführten U n tersuch u n g des städ tisch en T echnischen U n ter
suchungsam tes in C h arlottenburg über Z u g festigk eit und D ehnung vo n A sph alten bei den m eisten S ta m p fasp h a lten der F irm en N eu ch âtel, K o p p , Jeserich , W igan ko w u. a. den W ert N u ll ergeben h a t, obgleich d ie A sp h a lte bei 1 5 0 ° C ein gestam pft w orden w aren. U m die obige Z u g k ra ft vo n 16 0 t zu erzeugen, w ürde n u r eine A b k ü h lu n g um e tw a
A b b . 1 .
t — n . — _ 8 _ — 4 C
H w 200 000-0,000 01
erforderlich sein. D ie R in n en sch äch te vo n nebenstehenden A bm essungen (Abb. 1) leisten einen Sch u bw id erstan d von
4 b e 5'— (b — a) f 3 _ 2 -2 1,2 5 3 3 b"e3 -- - (b — a j f 2 w ~ ' 6
13--- "inTT
R R R
R R R
firn fTTtl _
...— ton----
A b b . 2 .
w orin die S ch u b fe stig k e it r max der in K lin k e rm a u erw e rk h er
gestellten R in n en sch äch te zu 30 kg/cm 2 angenom m en sei. F ü r zw ei R in n en sch äch te w ird dan n Q = 2 12 ,2 5 t, also w esentlich größer als die oben berechnete Z u g k ra ft des B eton b an d es, der B eto n muß reißen. H ierb ei is t zu bem erken, daß b ei ju ngem B eto n d ie V e rh ä ltn isse noch un gü n stiger liegen, d a trk kleiner ist. In der R e g e l w ird n ich t die A b k ü h lu n g die U rsache fü r die E n tsteh u n g der Z u g k rä fte sein, sondern die Schw indu ng, denn es is t bekan n t, daß die Sch w indu ng einem T e m p e ra tu r
a b fa ll b is zu 2 5 0 C gleichkom m en k an n 11.
O ft treten zwischen zw ei R in n en sch ach tpaaren , d ie in üblicher W eise bei S traß en m it geringem G efälle etw a 30 b is
40 in vo n einand er en tfern t angeordn et werden, nicht nur ein, sondern m ehrere Q uerrisse au f. D ie E n tsteh u n g dieser zw eiten R isse ist a u f die in n ach ste
henden A b sch n itten beschriebenen U r sachen zu rü ck zu fü hren . M üssen K a n ä le unter dem F a h rd a m m v e rle g t w erden, so bilden auch d eren E in steige- schäch te feste P u n k te . B e i B e to n straß en w ird m an en tw ed er d ieR in n en - schäch te in d ie B ü r gersteige verlegen, w ie z. B . an dem als reine B eto n straß e au sgefü h rten G roßen W ege im B e r liner T ie rg arte n geschehen ist, oder m an muß bei der A n o rd nung der F u g en a u f die R in n en - und E in steigesch äch te R ü c k sich t nehm en, indem m an zw ischen den festen P u n k te n künst-
A b b . 3 — 6 .
v. G L A S S E R , Ü B ER R I S S E UND F U G E N A B S T Ä N D E IN B E T O N S T R A S S E N .
DER BAUINGENIEUR 1927 HEFT 41
scher Erw ärm ung und A b kü h lu n g a u sgesetzt ist14, w ürde sich z. B. für eine io cm stark e auf E rdreich aufliegende B eton p la tte und bei einer T em p eratu rsch w an k u ng v on 2 0 = 30° C inner
halb einer 9 stä n d ig en P eriode unter A nnahm e eines gerad
linigen T em peraturabfallcs ein e größte B iegezu gsp an n u n g ffz==__EdW 0j6 0 = 2 0 0 0 0 0 ^ 0 1 o,67. i5 = 9[4 kg/cm'2
/ C . I + V b i
5
751
<
5
* X - ,und für eine 30 cm stark e P la tte
&Abb.
9
. a, — E a w1
+ 1 ® -
■ 0,831 • 15 = 11,8 kg/cm 2
ergeben. H ierbei ist d ie th erm isch e L eitfä h ig k eit des B eton s zu 0,0027, der E rde zu o ,o oo 88 und d ieD u rclilä ssig k cit d esB eto n s zu 0,0056, der E rde zu 0,0031 angen om m en w orden. Ferner w urde das B etonband als ein fach er B alk en b etra ch tet, w ährend die strenge L ösung, d ie n och der w eiteren F orschung bedarf, sich auf eine P la tte oder S ch ale b ezieh en m ü ß te. B ei einem naß- gehaltenen, im Q u ellzu stand b efin d lich en B eton können diese Biegezugspannungen gleich N u ll sein. D ie oben angegebenen Werte, die als reichlich groß anzusehen sind, sollen bei der späteren A u fstellu n g der für d ie G renzlängen m aßgebenden Festigkeiten des B eto n s v erw en d et w erden. D ie R isse, die allein durch d ie W ärm esp an n u n gen en tsteh en , kennzeichnen sich durch einen ganz u n regelm äß igen V erlauf, w eil d ie gleichen Biegungsspannungen an b elieb igen S tellen der O berfläche auftreten können.
Die . auf der in d en Jahren i 9 ° 3/°4 h ergestellten B eto n straße im B erliner T iergarten vorhan d en en ty p isch en Q uer
risse (Abb. 7 und 8) sind zum T eil v ollk om m en gleichlaufend den künstlich ein gelegten F u g en . 'D ie se R isse k ön n en w eder Bclastungsrisse noch d ie oben besprochenen X cm peraturrisse sein. Es sind reine Z ugrisse, die nur durch die R eib u n g auf der B ettu n g b ei gleich m äßiger V olu m en verm ind eru n g e n t
standen sein können.
III. B ie g u n g s s p a n n u n g e n , h e r v o r g e r u f e n d u r c h d ie V e r k e h r s la s te n .
D ie auf G rund der T heorie v o n B au w erk en auf elastisch ei Unterlage von D r.-In g . L e i t z 16 in M ünchen für B eton straß en aufgestellten B erechn u n gen h ab en ergeben, daß ein e 15 cm starke B eton d eck e für R ad d rü cke v o n 3 t b ei V erw endung von V ollgum m ireifen n ich t als b etrieb ssich er anzusehen ist, da bei E ck stellu n gcn der L a sten B iegu n gssp an nu n gen über 40 kg/cm 2 auftreten kön n en . E in zellasten in der M itte und am Rande eines B eton stra ß en a b sch n ittes rufen geringere B iegu n gs
spannungen hervor als L asten in der E ck stellu n g an der F ugc.
Von Einfluß auf d ie G röße der F u g en a b stän d e sind jed och nur die aus den L aststellu n gen in der M itte und an den R ändern der P latten en tsteh en d en B iegu n gssp an nu n gen , sie m üssen b ei der A ufstellung der für d ie G renzlängen m aßgebenden F estig keiten des B eton s m it b erü ck sich tig t w erden. D er H in terrad druck von ein em v o llb esetz te n B erliner K raftom n ib u s b etlä g t einschließlich 20% S to ß zu sch lag zur Z eit etw a 3,6 t. H ierfür erhalten w ir nach d en B erechn u n gen von L eitz b ei V erw en dung von L uftreifen und b ei ein em E la stizitä tsm od u l von 180 000 k g/cm 2 für ein e D eck e v o n 15 cm Stärke b ei M ittel
stellung und R an d stellu n g der L a st d ie B iegu n gssp an nu n gen
i o . i
bzw.
14 ,4k g /cm 2. D ie en tsp rech en d en W erte für eine
20 cm starke D eck e sin d 5,6 b zw . 8 k g/cm 2 und für eine 30 cm starke D ecke 2,5 b zw . 3,6 k g /cm 2. R äder m it V ollgu m m i
reifen erzeugen w egen der k leineren B erührungsfläche etw a Lom al größere B iegu n gssp an n u n gen .
11 B eto n u n d E is e n 10 2 6 , S . 38 5 . , 15 H . L e itz , M ü n c h en ,' Z u r B erec h n u n g d es B e to n straß en o b er
baues, Die B a u te c h n ik 19 2 6 , S . 645.
IV . G r e n z a b s t ä n d e d e r F u g e n b e i g e r a d e n S t r a ß e n v o n v e r s c h i e d e n e r B r e it e .
D ie in den obigen A b sch n itten b eh an d elten W ärm e
spannungen und S p annungen in folge der V erk ehrsbelastungen führen zusam m en m it den Z ugspannungen aus der V olu m en verm inderung zur R iß b ild u n g. D en
A usschlag geben die letzteren , w eil sie m it den R eibungsw iderständen, die eine F un k tion der L änge und B reite
¡r-des B eton b an d es sind, w ach sen un d nur in bestim m ten Q u erschn itten ein H öch stm aß erreichen.
W ir legen den n ach steh en d en A u s
führungen einen zw eiachsigen ebenen
Spann u ngszu stan d zugrunde, dessen H au p tsp an n u n gen , die hier Z ugspannungen sind, m it
a sun d <ry b ezeich n et w erden.
D ie Spannung in der d ritten R ich tu n g ist som it gleich N u ll
"esetzt, w eil die R iß b ild u n g auch ohne irgen dw elche lo t
rech te B elastu n g ein tritt. F ür d ie H a u p td eh n u n gen in einem unendlich klein en P arallelep ip cd erhalten w ir nach dem H ookeschen E la stizitä tsg e se tz:
e*= i K X ) ’
1 / 1 \ 10*
* v = E r 111 ’
worin
E
der Z u gclastizitätsm o d u l undm d ie P o issonzahl fü r d as gezogene B eton ban d bedeuten.
A u f die R ech teck e vo n den K an ten län gen d y d z w irken die K r ä fte a . d y d z in entgegengesetzter R ich tu n g. V ergröß ert sich der A b stan d d x um e d x , so leisten die beiden K r ä fte eine spezifische Fo rm än deru n gsarbeit y2 <rx d y d z • e d x oder m it Obigem W erte fü r sx: d x d y d z . H ierzu kom m t noch der entsprechende A u sd ru ck fü r die A rb e it der H au p tsp an n u n g in der Y -A ch se. D urch A d d ition der beiden V e r t e ergibt sich d ie A rb eit fü r das Volum enelem ent und d arau s die G esam tform än d eru n gsarb eit:
d V.
D ie gleichzeitig zu leistende Sch u barb eit soll hier unberück
sich tig t bleiben, w eil sie von verschw indend geringem E in fluß ist. Setzen w ir nun das P oten tial der elastischen K rä fte gleich der R eibu n gsarb eit, die das B eton b an d in der X - und Y -R ic h tu n g durch die V erschiebung au f der E rd b e ttu n g nach dem Reißen zu leisten h ätte, so erhalten w ir:
(1) 1
f ( -y- — — «x Uy) d V = -i- G /<
(?.x+ Ay) •
E J \ 2 111 ’ / 2
D ie G renzen b ungsw ege sind :
5
- 1/•X —
1
:der R ei-
E
y
X ^ F
'M ?
I Abb.
10
. ferner ist G = V y das Gew ichtdes Betonbandes von der L änge
1
u der R eibu ngskoeffizientzwischen Beton und E rd reich und b die Straß en breite.
D urch A uflösung des In tegrales und nach W egheben der
F a k to r e n - g - u n d V e r g ib t s ic h :
(2) oA + «y* - | g «* % - F Y (<A 1 + % y ) - 0 •
io* A . F ö p p l, V o rlesu n g en ü b e r T ech n . M ech an ik , 1 9 1 4 , B d . I I I , F e stig k e itsle h re, S . 5 1 ff.
62*
752 v. G L A S S E R , Ü B E R R I S S E UND F U G E N A B S T Ä N D E IN B E T O N S T R A S S E N . HER iJAlUNGENiąOl 1(127 HEFT 11
A us d er Grenzbedingung, daß für ax = <ry auch
1
= finden w ir aus G l. (2) die G ren zlän ge:ist.
(
3
) — r « x — L ( 2öy11 y I in 1, ■vy
ü.-
worin b e d e u te n : <r„ ¿1 crk = Z u g fe stig k e it des B eto n s,
!>y
(' ' )
< ¿1 a.
Für er,. — zl er,.
1 k w ird1 = A rr, ( i
K V m I n y1
}- —, das ist der
G renzfall fü r die m axim ale B eh ind erung in R ich tu n g der beiden
Hauptachsen vor E intritt des Risses. Für ein 00 dünnes Band
wird <r„ = o und
1
= ■ A o . D ie beiden G renzw erte finden> ll Y
w ir b ereits in der A b h an d lu n g vo n P ro f. E n gesser über die W ärm espannungen in M auerkörpern17.
D ie G renzlängen können den W ert
1
und 21
annehm en.H a t z . B . ein B eton b an d die L ä n g e 3
1
, so w ird es reißen zwischen den L ä n g e n1
und 21
. E s soll h ier ste ts der kleinere W ert als d er m aßgebende angesehen w erden. ' A u s G leichung (3) sind nachsteh en d fü r verschiedene Straß en breiten und Z u g fe stig k eiten A <rk die G renzlängen fü r einen R e ib u n g sw e rt /t = 0,8, ein spezifisches G ew ich t y = 2 ,3 t/m3 und eine Poisson- zahl in = 6 berechnet w orden. D ie R cib u n gsw erte zw ischen B eton und m ärkischem San d e w urden a u f G ru nd eingehender U ntersuch ungen im Technischen U n tersu ch u n gsam t C h arlotten bu rg zu 0,7 im M ittel bei trockenem San d e und zu 0,8 bei feuchtem San d e e rm ittelt. In einem am eri
kanisch en B eric h te über d ie Größe d er R e ib u n g fü r v e r
schiedene U n tergru n d arten und Fe u ch tig k e itsv erh ä ltn isse wird d er D u rch sch n ittsw ert zu rund 2 angegeben 18. A u f den je w eiligen R cib u n g sw ert zw ischen B eto n und U n tergru n d ist d ah er bei der A nord nun g d er F u g en R ü c k sich t zu nehm en.
Tabelle I.
G renzlängen oder Fu genabstän d e in geraden Straßen
.
(siehe auch T a b e lle II)o\. = A <Tk Straß en Straß en Straß en Straß en Straß en
breite breite breite breite breite
5,0 m 6,0 m
730
m 10,0 m 12,0 mkg/cm 2 m 111 m m m
1
4.7
4.6 4,6 — — ■2
9,9 9.9 9
.S9,4 9,4
3
15,3
15 ,2 15 ,014.7 14.4
4 20,8 20,6 20,4 20,0 19 ,6
5 26,2 2 6 ,1 25.8
25,4 25,1
usw. •
D ie Zusam m en stellu ng
1
zeigt, daß geringen Zugfestigkeiten verh ältn ism äß ig große G renzlängen entsprechen. Je schm äler die Straß e ist, desto größ er is t ih r zulässiger Fugen- a b stan d . B e i Straß en m it einer L ä n g sfu g e in der M itte können d ah er die A b stän d e der Q uerfugen größer g ew äh lt werden als bei S traß en vo n gleicher B re ite a b er ohne Län gsfuge.
D u rch A d d ition der W ärm espannungen, der Biegungs
spannun gen au s den V erkehrsbelastu ngen und der zl crk obiger Zusam m en stellu ng erh alten w ir die größten Betonzugspan
nungen oder die erforderliche B eton zu gfestigk eit, zu der bei gegebener Straß en b reite und D ecken stärk e eine bestimmte G renzlänge des B eto n b an d es gehört, in nerhalb welcher Risse n ich t au fzu treten brauchen. D ie Spannu ngen aus den Wärme
schw ankungen und aus den V erkehrsbelastu n gen sind Biegungs- Spannungen, w ährend die aus der V olum enverm ind erung und R e ib u n g a u f d er E rd b e ttu n g entstehenden Spannungen vor der R iß b ild u n g reine Zugspannungen sin d . E s ist bekannt, daß die B ie g ez u g fe stig k e it e tw a 1,8 bis 2 m al größer ist als die aus Zugversuchen b estim m te reine Z u g fe stig k e it20. W ir setzen dah er - y - = VA 1,8 und rechnen fü r die aufzunehm enden Wärme- und B elastu n gssp an n u n gen bei 20 cm sta rk e r Betondecke mit einer reinen B eton zugsp an n un g von
V s T ' ^ T l ' ( bzW- ~ i ' ; f ) = etw a 10 bis
J3
kg/cm 2 und bei einer 30 cm stark en D ecke m it—-5 - + ^ o (bzw . ■— J - ° ) = e tw a 9 bis 10 kg/cm2.
1,0 1 , 5 \ 1 , 5 /
D ie geklam m erten Zahlen berücksich tigen die Verwendung von V o llgu m m ireifen . In d er nachstehenden T a b e lle I I sind die Bezieh ungen zw ischen B eto n z u g fe stig k e it und den Grenz
längen u n ter B erü ck sich tig u n g der W ärm espannungen und der Spannungen infolge d er V erk ch rslasten sow ie der Straßen
b reite und d er D ecken stärk e zu sam m engestellt worden (vgl.
au ch T ab elle I).
T a b e lle l l .
E rforderlich e reine Z u g fe stig k e it des
Betons vor B een d igu n g des Feucht-
haltens
<*k
B ezüglich der P o issonzahl m, die d as V e rh ä ltn is d er L ä n g e n änderung zur Ä nd erung in d er Q uerrichtu ng eines gezogenen oder ged rückten S ta b e s an gib t, sind die bisherigen U n ter
suchungen noch zu keinem sicheren E rg e b n is gekom m en. A u f der d iesjährigen H au p tv ersa m m lu n g des D eu tsch en B e to n v e r
eins te ilte P ro f. G ehler, D resden, m it, daß er aus B ie g e v e r
suchen m it E isen b eton b alk en die P o issonzahl im D ru ckbereich zu m = 6 und im Zugbereich zu m = 10 bis 12 gefunden h abe.
W ünschensw ert w ä re die F e stste llu n g d er V erh ältn iszah l fü r B eto n bei B ie g u n g m it gleichzeitig au ftreten d em A x ia lz u g sow ie bei reiner Zugbelastu n g. F ü r die vorliegenden B erech nungen wurde d er M ittelw ert m = 6 g ew äh lt10.
17 Engesser, Über die Wärmespannungen in Mauerkörpern, insbesondere von Stütz- und Staumauern, Zeitschr. für Arch.- und Ing.-Wesen 1920, S, 41.
18 Goldbeck, Der Entwurf von Betonstraßen, Zement, Sonder
druck Nr. 48, 49 und 50 (1925).
19 A. Föppl, Techn. Mechanik Band I I I (1914), S. 43.
bei 20 cm sta rk e r
D ecke
k g ein2 bei 30 cm starker
D ecke
kg/cm- 7 8
9
10 1 1
usw.
9
10 1 1 12
E rforderlich e reine Z u g fe stig k eit des Betons vo r V erkehrs
ü bergabe
<tk g hp [c O
bei 20 cm starker
D ecke
3
•kg/cm2
1 1 — 14 1 2 — 15 1 3 — 16 1 4 — 17 1 5 — 18
bei 30 cm starker
D ecke
kg/cm 2 1 0 — 1 1 1 1 — 12 1 2 — 13 1 3 — M 1 4 — 15
Grenzlängen oder Fugenabstände in geraden Straßen
5 m m
S t r a ß e n b r e i t e
6 m 17,50 11110,0 m 12,0 m _ nr I m
4.7 9.9 15.3
20,8 26,2
9.9 4.6
1 5 . 2 20,6 26,0
4
.69. 8
15 .0 20,4 25,8
9.4
14.7 ; M
.4
20,0 I loß
25.4 I
U m d a s A u f t r e t e n v o n R i s s e n in d e r e r s te n Zeh v e r m e i d e n , m u ß d e r f r i s c h h e r g e s t c l l t e Bcto»
Probst, Vor' 20 Engesser, Armierter Beton 19 13 , S. 431 ff.
lesungen über Eisenbeton 19 17, S. 80ff.
' E7 Ä T '
F R A N K E . M E C H A N ISC H E H IL F S M IT T E L BEIM BA U A M E R IK A N IS C H E R K L Ä R A N L A G E N . 753 vor E i n t r i t t d e s S c h w i n d e n s so la n g e im Q u e l l z u sta n d e r h a l t e n w e r d e n , b is d ie e r f o r d e r l i c h e Z u g f e s t ig k e it (S p alte i und 2 vorstehender T abelle II) e r re ic h t i s t , d ie F e s t i g k e i t s z u n a h m e m u ß d e n e n t ste h e n d e n S p a n n u n g e n v o r a u s e i l e n . N icht nu r a u f die sachgemäße ‘H erstellun g des B etons, sondern vo r allem au f seine Behandlung nach dem A bbindungsprozeß, also vom E r härtungsbeginn an kom m t cs an. D ie A m erikaner zeigen uns die Wege, wie ein ju n g e r B eto n zu behandeln ist. M it H ilfe der Edelbctone, z. B . des S olid ititbeton s, des R houbenitebetons, des deutschen Tonerdezem entbetons und der anderen aus hochwertigen Zem enten h ergestellten Betone, die nach drei Tagen schon 28 k g/cm 2 M örtelzugfestigkeit21 haben können, müßten sich Straß en m it sehr großen Fugenabständen her- stellen lassen. E in e der neueren Solidititbctonstraß en ,
21 Nach Feststellungen des Tiefbauamtes Köln 1925, Werbe
schrift des Deutschen Soliditit-Verbandes, Köln a. Rh.
die Yen Iper Straß e nach der Gesolei in D üsseldorf, h at auch bereits bei 10 111 Straß enbreite nur alle 25 m F ü g en erh alten 22.
H ierbei ist die erreichbare Z u g festigkeit noch lange nich t au s
genutzt. Welchen W ert die A m erikaner a u f die Größe der Zugfestigkeit des B eton s legen, zeigen die neueren Zem ent- normenVorschriften, die keine D ru ckfestigkeiten, sondern ledig
lich eine B estim m ung der Zu gfestigkeiten eines M örtels 1 : 3 nach 7 und 28 Tagen vorschreiben23. W ir können den A u s
führungen Prof. Spangenbergs in M ünchen nur beipflichten, in denen er sagt, daß die Steigerung der Z u g festig k eit ebenso w ie bei den am erikanischen auch bei deutschen Zem enten durchaus möglich ist und w ird erreicht werden können, sobald die große bautechnische B edeutung davon m ehr erk an n t is t 21.
(Fortsetzung folgt.) 22 Der Batiing. 1926, S. 759: Neuerungen im Soliditit-Beton- straßenbau.
23 Der Bauing. 1927, S. 105.
21 Beton und Eisen 1927, Heft 1.
DIE M ECHANISCHEN HILFSMITTEL BEIM BAU AMERIKANISCHER KLÄRANLAGEN.
Von D r.-Ing. TF. Franke, Dresden.
Seil-
umführung
umführung'
Seihln den stark b evö lk erten S täd ten der V er. S taaten N ord
amerikas stellt die A b leitu n g und R ein igun g der A bw ässer eine der um fangreichsten A ufgaben der S tad tverw altu n gen dar, und für die A nlegung neuer K läran lagen werden Riesensum m en au s
gegeben. So fin d et m an auch in Chicago derartige ausgedehnte Anlagen, teils fertig gestcllt, teils im B au , die von der Ingenieur
abteilung des „ S a n it a r y D istric t“ von Chicago entworfen und ausgefiihrt w erden. D ie größte im B a u befindliche A nlage ist vom V erfasser im N orden von Chicago
besichtigt worden und d as B au te m p o ist auch hier — wie allgem ein in den U .S . A.
— ein außergew öhnlich rasches,, wenn man einen europäischen M aß stab zu
grunde legt. U m die vorgeschriebenen Termine einzuhalten, w a r die in den ganzen V er. S ta a te n bekannte B a u firm a : John G riffiths and Son Co. (Chicago) ge
zwungen, alle nur m öglichen m aschinellen Hilfsmittel und B au m asch in en zur V er
wendung heranzuziehen. D ie K lä ran la ge soll bis Ende 19 2 7 fertig gestellt w erden und erfordert einen gesam ten K o sten au fw an d
— einschließlich P u m p statio n und R o h r
netz 11. dgl. — von rd. 2 6 M illionen D o llar1 und dürfte zw eiffellos eine d er größten der W elt werden.
Diese A nlage dient fü r die Abw'asser- klärung eines B ereiches, der von nahezu einer Million Menschen bew oh n t w ird und die nördlichen V o ro rte N iles Center,
Evanston, W ilm ette und Glencoe um faßt. Zur V erbindung dieser Ortschaften m it den neuen K lärb eck en muß ein Rohrnetz von mehr als 10 km L ä n g e angelegt werden. Der E rd au sh u b , der den eigentlichen B a u a rb eite n vorangeh t, w urde a u f etw a 450 000 cbm ve ran sch lagt, die erforderliche Betonm enge au f etwa 120 000 cbm.
D ieB etonarbeiten erstrecken sich hauptsächlich au f drei B a t terien rechteckiger Sch lam m becken, sowie die Fun d am en tieru n gen für die M aschinenanlagen und die übrigen G ebäude. D er ge
samte von den A n lagen bedeckte F läch en in h alt b eträg t etw a 80 000 m*. W egen der großen horizontalen Entfernungen konnte zum B au d er B ecken d ie A u fstellu n g einer B etongieß anlage nicht m Frage kommen, so daß lediglich die A nw endung eines parallel fahrbaren K ab elk ran es als zw eckm äßigste Lösung erschien, m it der eine Bedienung der G esam tfläch e m öglich wurde (Abb. 1 u. 2).
1 Journal of • the Western Society of Engineers „Progress on c"age Tretment Program“ Ju li 1926.
N ur für die übrigen, räum lich nich t so weit auseinander
gelegenen Anlagen w urden zwei Gießtürm e m it den d azu gehörigen B etonbereitungsanlagen aufgestellt.
W ie bereits erw ähnt, kam für den B a u der K lärb eck en von allen Förd erm itteln nur d er K ab elk ran wegen seines um fassenden A rbeitsbereiches in F rag e, und andererseits h ielt die U n ter
nehm erfirm a in ihrem M aschinenparke m ehrere d erartiger K ra n e in B ereitsch aft, die schon vorh er au f anderen B austellen tä tig
Turmfahrbahnen
Abb.
1
.Baustelle der Klärbeckenanlage Nord-Chicago.
(Baukosten einschl. Rohrnetz rd. 26 000
000
S.)gewesen w aren. B ek an n tlich ist der K a b e lk ra n nicht nur in der L age, die erforderlichen Betonm engen zu verteilen, sondern auch das Einsetzen schwerer E isenkonstru ktion steile und V e r
schalungen zu übernehmen und ü berh au pt an allen P u n k ten des W erkplatzes helfend einzugreifen.
D ie T ra g k ra ft des fü r die B au arb eiten benutzen K a b e l
kranes (System Lidgerwood) b e träg t etw a 1 5 t. D ie T ü rm e sind je etw a 25 m hoch und in k rä ftig e r H olzkon stru ktion au fgefü h rt (A bb. 3). Je d e r d er beiden Türm e lä u ft p arallel zu den L ä n g s
seiten der K lärbecken. D ie Spannw eite des K ra n e s b e träg t 245 m (Tragseildurchm csser 60 mm), die L ä n g e der T u rm fa h r
bahnen etw a 480 111. In der B a sis jeden T urm es befin d et sich ein elektrischer F ah ran trieb m it einem M otor von 85 P S , die Fah rbew egu ng der Türm e geschieht durch Seilzüge, die an den E n d en der Fah rbah n en durch R ollen um gelenkt werden. E n t sprechend dem streifenförm igen Fo rtsch reiten d er B au a rb eite n brau ch t die Bew egung des K ra n es nicht allzu h ä u fig au sgefü h rt
FRANKE, MECHANISCHE HILFSMITTEL BEIM BAU AMERIKANISCHER KLÄRANLAGEN. DhR
Abb.
2
. Parallel fahrbarer Kabelkran (15 t Tragkraft) zum Baue der Klärbecken.w echseln, so ist m it R ü c k sic h t a u f eine rasch e Montage bzw . D em ontage eine d era rtig e V e rla g e ru n g seh r am Platze.
D ic h t neben d er F a h rb a h n des Maschinenturmes lä u ft p arallel zu d ieser d a s B cton zu fü h ru n gsglcis, auf w elchem die B e to n k ü b e l von d er Betonbcreitungsanlage m it einer kleinen L o k o m o tiv e (A bb. 3) herangebracht w erden. Z u m An- und A bh än gen d er vo llen bzw . leeren K ü b el sind noch zw ei B ed ien u n g sleu te vo rh an d en , ferner sind an der V erb rau ch sstelle des B e to n s zur Entleerung des K ü b e ls (A bb. *|) eine A n zah l A rb e ite r beschäftigt, w elche den B eto n au sbreiten und v e rteilen und nebenbei au ch d as Öffnen d er B od en versch lü sse m it a u s ü b e n .— Der K ü b e l v e rm a g 4 cbm B eto n zu fassen und ist von zylindri
sch er F o rm m it K e ge lstu m p fa n satz . D er Bodenverschluß w ird in zw eckentsprech ender W eise durch zwei halbkreis
förm ige, sta rk e B lech e liergcstellt, w elche ziem lich gut ab- d ich ten . A uß erdem wird der B e h ä lte r durch kräftige Füße Abb.
3
.Austausch der Betonkübel am Maschinenturm des Kabelkranes.
zu werden. D a die H au p tzu fü h ru n g des elektrischen Stro m es a u f d er S eite des M asch in en tu rm es sta ttfin d e t, so führen zwei S tro m ü b erleitu n gsk a b el von d er Sp itze des M asch inen !urm es nach dem G egenturm , und zw a r zu beiden Seiten des T ra g k a b e ls. A u ß erd em lä ß t es d as T ra g k abel und die B a u a r t d er T u rm k ö p fe zu, daß einer der beiden T ü rm e dem änd eren um e tw a 6 111 vorauseilen kann .
D ie gem einsam e H u b - und F a h rw in d e is t a u f der M asch in en tu rm p lattfo rm a u fg e ste llt und w ird vo n einem 300 P S stark en M otor in B e w e g u n g gesetzt. A lle B e wegungen d er L a s t und ebenso die Fah rb ew egu n g der T ü rm e w erden von einem einzigen K ra n fü h re r eingeleitet, d er neben d er A n trie b sm a sch in e ste h t und die S te u er
hebel und die elek trisch en A p p a ra te bedient. A llerdings ist d er A u sb lick vo m F ü h re rsta n d e nach d er B au stelle kein um fassender, so daß in d er R e g e l eine V e rstän d igu n g v m it den B ed ien un gsleuten durch Z u ru f oder Zeichen erfolgen m uß, um z. B . die B ew egu n gen des B eto n k ü b e ls zu dirigieren . D ie deutschen F irm en bauen die K a b e l
k ran e zw eckm äßiger in der W eise, daß d er F ü h re r im oberen T eile d es M aschinenturm es a u fg e ste llt w ird und dann einen v ie l besseren Ü berblick über die B a u ste lle erh ält.
B em erken sw ert an d er T u r m b a u a rt ist, daß die V erlageru n g der F ü ß e du rch eine größere A n zah l vo n E isen b ah n rad sätzen in seh r einfach er W eise d u rch gefü h rt ist. A u f den ersten B lic k erschein t diese M ethode fü r den F a c h m a n n etw as beh elfs
m äßig, ab er d a die am erikan isch en K ra n e h ä u fig die B au stelle n
Abb.
4
. Entleerung des am Kabelkran hängenden Betonkübel' von 4 Inhalt.getragen , d ie um den U n terte il g ru p p ie rt sind. A n drei Ösen w ird d ie A u fh ä n g u n g des K ü b e ls du rch K e tte n an die Unter
fla sch e d er L a u fk a tz e vorgenom m en. E in e e tw as abweichende G e sta lt des K ü b e ls zeigt A b b . 3. D a m it w ährend des Irans
p ortes durch Sch w ankungen des K ü b e ls kein flüssiger Bet011
T j E S Ä T F R A N K E , M E C H A N ISC H E H IL F S M IT T E L B E IM B A U A M E R IK A N IS C H E R K L Ä R A N L A G E N . 755 verloren geht, ist auch d er O berteil des Gefäßes konisch au s
gebildet.
Die h auptsächlichste Förderbew egung, welche dem Beton- kiibel durch den K r a n e rte ilt w ird, ist diejenige in R ich tu n g des Tragkabels bis zur A rbeitsstelle, w ährend in senkrechter R ic h tung hierzu die L a s t w egen der verhältnism äßig'geringen Turm *
fortbewegen können. Steigungen von e tw a 3 0 % können ohne Schw ierigkeiten überwunden werden und in der R e g e l fahren diese Maschinen nach beendeter A u sh u b arb eit a u f einer stark geneigten B ah n aus der B au g ru b e herau s. E s wurden m ehrere norm ale L ö ffelb agger von % bis 1 m3 L ö ffe lin h a lt au fgestellt, um das oberhalb der B aggersohle liegende E rd re ic h abzugraben.
Im V erlau fe des B au es lag m ehrfach die N otw en digk eit vor, auch die unterhalb des B aggers liegenden E rd m assen zu b e seitigen und z. B . m uldenförm ige Vertiefungen herzustellen.
Hierzu erfolgte in sehr zw eckm äßiger W eise die U m stellu n g des Löffelb aggers zum Eim erseilbagger, der m it einem S ch ürfkü bel
Abb.
5
. Einsetzen eines schweren Werkstückes durch den Abb. 6. Osgood-Löffelbagger (i m8 Löffelinhalt) in unebenem GeländeKabelkran. arbeitend.
fahrgeschwindigkeit nur selten bew egt w ird. U m einen ununter
brochenen F ö rd erb etrieb bei der B eton zufü h ru n g zu gew äh r
leisten, sind m ehrere der beschriebenen B eton k ü bel vorhanden, damit sowohl in der B eton b ereitu n gsan lage als auch an der Aufnahm estelle durch den K ra n (Abb. 3), nur ein Vertauschen der leeren gegen die vo llen K ü b e l zu erfolgen brau ch t.
In welch p rak tisch er W eise der K a b e lk ra n zum Einsetzen von Verschalungsteilen und schw erer Eisenkonstru ktion h er
angezogen w ird, geh t aus der A bb. 5 h ervor. U m eine sichere Aufhängung dieses e tw a 1 5 t schweren A rbeitsstückes zu er
reichen, wird m it einer k rä ftig e n T ra v e rse gearbeitet, die an dem Hakengeschirr der L a u fk a tz e durch Seile b efestigt w ird. D ie mitfahrenden B ed ienu ngsleute beobachten das genaue E in setzen des W erkstü ckes an der vorgeschriebenen Stelle und verständigen durch Zeichen den K ran fü h rer, der die ent
sprechenden Steu erbew egungen einleitet.
Die Förd erleistun gen einer solchen K abelk ran an lag e schwanken durch die w echselnden Förd erbedürfnisse ziemlich erheblich, d a die A rt der L a ste n sehr verschieden ist und auch mit unverm eidlichen W artezeiten gerechnet w erden muß.
Bei Förderung von Gießbeton betrug die täglich eingebrachte Betonmenge bis zu e tw a 10 5 0 m 3 (8 S td .), w as einer durch schnittlichen Fö rd ersp ielzah l von 35 in der Stunde entspricht.
Bür den B au b etrie b ist diese Z iffer eine sehr hohe, wenn m an die beim An- und A bh ängen der K ü b el entstehenden Verzögerungen berücksichtigt. •
Hand in H an d m it d er K ab elk ran an lag e arbeiten eine Reihe anderer B aum asch in en , welche den B au fo rtsch ritt ebenfalls 'n sehr w irksam er W eise begünstigen. Z u r B ew ältigu n g der um langreichen E rd a rb e iten finden die in den V er. S ta a te n au ß er
ordentlich verb reiteten L ö ffe lb a g g e r eine ausgiebige A nw endung.
In der N euzeit verw en d et m an fa st ausschließlich a u f R a u p e n bändern laufende B a g g e r, die sich auch in unebenem , nachgiebi- gem oder abschüssigem G elände (Abb. 6) aus eigener K r a ft
arbeitet. W ährend die A ntriebsw inde keiner nennenswerten A bänderung bedarf, w ird nur der A usleger nebst der Seil
führung ausgew echselt und der Schürfkübel angebracht.
A bb.
7
. Arbeitsweise und Bau des Eimerseilbaggers.D er Eim erseilbagger ist auch geeignet um Böschungen herzu
stellen, w obei der K ü b el beim schnellen Zu rü ckfahren ziemlich weit vo r die Spitze des A uslegers geschleudert w ird (A bb. 7), so daß durch diese M aßnahm e derA rbeitsbereich nich t unerheb
lich erw eitert wird. E in w eiteres A nw endungsgebiet des E im e r
seilbaggers ist d as Zufüllen und E inebnen d er G räben, nachdem die V erlegung der A bw asserroh re stattgefu n den h a t (A bb. 8.)
»E R BAUINGENIEUR
756 KURZE TECHNISCHE BERICHTE.
i927 h e k t 4iA b b .
9
. Benutzung des T raktors zum Fortbewegen von schweren Rohrstücken.Abb. 8. Einebnen der Gräben durcli den Eim erseilbagger.
(A bb. 9) und ü berh au pt an alten Stellen des A rb e itsp la tz e s beim F o rtb ew egen von M aschinenteilen oder W erk stü cken helfend einzugreifen. So schlepp t der T ra k to r B au h ö lzer und Stab eisen b ü n d el h eran und kann fa st ste ts dann an gew an d t werden, wenn eine V erm in d erun g körperlich er, teu rer A rb e its
leistung an gestreb t w erden soll.
Zum B a u der M aschinenhallen is t ein feststeh end er D errickk ran a u fg estellt w orden, der die einzelnen T eile des eisernen G erüstes (A bb. io) an die vorgeschriebenen P lä tz e an h ebt und zur raschen A bw ick lu n g d er M ontagearbeiten
■ wesentlich b e iträ g t. D iese K r a n ty p e ist in A m e rik a au ß er
ordentlich b eliebt und fa s t a u f allen B au stelle n an zu treffen, w ährend in D eutsch lan d d er D errick k ran k au m zu finden ist.
D er etw a 30 m lange A usleger ist durch Seilflasch e m it dem drei- beinigen Stü tzb o ck verb u n d en ; die T ra g k ra ft b e trä g t bis zu etw a 20 t.
In A b b . 10 sind auch die G ieß beton türm e n eb st R in n en leitun gen und sonstigem Zubehör zu erkennen. D e ra rtig e A n-
A b b .
10
. D errickkran zum Aufrichten der Eisenkonstruktion, rechts Betongießtürme mit Rinnensystem.lagen sind neuerdings auch in D eutsch lan d zur Aufstellung gekom m en und über deren E in zelheiten is t w iederholt in den einschlägigen F a ch ze itsch riften berich tet w orden.
A u f G ru nd d er M ith ilfe a ll dieser im vorstehenden Artikel behandelten B au m asch in en ste h t zu erw arten , daß der Fertig
stellu ngsterm in, näm lich D ezem ber 19 2 7 fü r die gesamten K lä ra n la g e n n ebst R oh rzu fü h ru n gen usw . eingehalten werden kan n , so daß im nächsten Ja h r e der B e trie b aufgenommen w erden kann .
KURZE TECH N ISCH E BERICHTE.
Lagerplatz einer amerikanischen Baufirma.
In einem modern eigenrichteten Lagerplatz einer amerikanischen Großfirma findet am besten das Gestalt, was der Amerikaner mit Menagement und Handling bezeichnet, zwei Worte, für die im deutschen Sprachschatz vollkommen deckende Begriffe fehlen und die dabei doch so wichtige Faktoren im modernen Bauwesen bedeuten, daß es lohnt, sie einmal in ihrer Einwirkung auf die Planung eines modernen Lager
platzes zu studieren.
Die Firm a R . C. Wieboldt in Chicago hat im Dezember vorigen Jahres einen neuen Lagerplatz vollendet (nach Engineering and Con
tracting, Mai 1927). Man hat keine Mühe gescheut, durch die allge
meine Anordnung und Handarbeit sparende Einrichtungen das Platz-, Ausbesserungs- und Verladungsproblem zu lösen und dadurch die all
gemeinen Unkosten auf ein Mindestmaß herabzudrücken. Die B au
firm a hatte infolge ihrer großen Bauaufträge beständig Schwierigkeiten auf dem alten Platz, und es war unmöglich, auf dem alten Grundstück eine Erweiterung zu planen, da das Gelände zu wertvoll w-ar.
Der erste Schritt zur Auswahl eines geeigneten Grundstückes bestand darin, alle verfügbaren und genügend großen Grundstücke
in einer Entfernung bis zu G km vom Mittelpunkt Chicagos auf einer Karte einzutragen. Die Gesichtspunkte, nach denen die Auswahl des neuen Grundstückes getroffen wurde, waren Kaufpreis, Gleisanschluß Entfernung des Hauptbureaus, Straßenverhältnisse, Abstand von den Hauptstraßen, Gelegenheit zur Reklame und natürlich auch speKu- lative Rücksichten. Das Grundstück, das schließlich ausgewählt wurde, hat etwa 14000 m2, doppelten Gleisanschluß, das Hauptbureau in 3 km Entfernung, durch Straßen- und Hochbahn leicht e rre ic h b a r
und Zugangsstraßen in guten Verhältnissen.
Während noch die Auswahl des Grundstückes schwebte, *W * schon mit der Anfertigung der Pläne für die Gebäude begonnen. » hielt es schließlich für nötig, auf dem Platz ein Gebäude zum Luter- stellen schwerer Maschinen, eine Reparaturwerkstätte, ein L a g e rh a u s,
Ladebühnen, ein Bureau und genügend Waschräume auszuführc_
Die Anordnung der verschiedenen Gebäude wurde von folgende abhängig gemacht.
1. Übersicht, 2. bequeme Beförderung innerhalb des 3. Ladeeinrichtung und Maschinenanlagen, 4. Gleis- und Straßen förderung, 5. Erweiterungsmöglichkeit in horizontaler und vertir.
Richtung.
Z u r V erlegu n g der einzelnen R o h rstü c k e k an n der E im er- seilb a gge r als ein fach er K r a n m it L a sth a k e n benu tzt werden, ferner auch m it G re ife ra u srü stu n g zur F ö rd eru n g vo n San d , K ie s oder anderen M assengütern. — A u ch die T rak to ren finden beim B a u der A bw asseran lagen bzw . bei der R o h r
netzan legung vielseitige A n w end ung, so z. B . um die einzelnen R o h rstü ck e nach der A rb eitsstelle v o r sich herzuschieben
DER BAU INGENIEUR
1927 HEFT 41 K U R Z E TECH NISCH E BER ICH TE. 757
Man entschloß sich schließlich, die Anordnungen so zu treffen, nie sie die beistehende Skizze zeigt. Sie wird im weitesten Maße all diesen Anforderungen gerecht. Es ist ersichtlich, daß jeder einzelne Teil erweitert werden kann, ohne einen anderen zu stören. Fü r den Fall, daß mehr Werkstattraum nötig wird, kann dieser nach Osten erweitert werden. Das Lagerhaus kann entweder horizontal oder durch Aufbau eines neuen Geschosses vergrößert werden. Ebenso können alle anderen Teile erweitert werden, ohne daß die Gesamtanlage darunter leidet und als
Stückwerk erscheint.
Die verschiedenen Gebäude wurden zu
nächst gemäß ihrer B e
stimmung konstruiert, dann aber zwecks Ver
minderung der Feuer
versicherungskosten feuersicher ausgeführt.
Die Reparaturwerk
statt, das Maschinen
haus, das Büro und die Ladekrane wurden in Eisen errichtet. Sie sind alle einstöckig, nur das Bürogebäude hat ein Untergeschoß erhalten. DiesesUnter- geschoß liegt auf der
selben Höhe wie das Lagerhaus und enthält Toiletten und Wasch
räume. einen Maschi
nenraum und außer
dem einen großen Raum zum Aufbe
wahren alter Pläne und Berichte. Das Lagerhaus ist in Eisenbeton errichtet und hat ein Unter- und zwei Obergeschosse. Die Decken sind für rooo kg/m2 berechnet.
Während die Pläne angefertigt wurden, besuchte ein Vertreter der Gesellschaft die Anlagen vieler führender Bauunternehmungen im Osten und Mittel-Westen, um Erfahrungen zu sammeln. E r fand mit nur wenigen Ausnahmen, daß den Lagerplätzen der Bauunternehmer bei ihrer Anlage bei weitem nicht die gebührende Sorgfalt gewidmet worden war. Die Gesellschaft war jedoch überzeugt, daß eine Anlage geplant werden könnte mit der bestmöglichsten Anordnung, mit mo
dernster Ausrüstung, Reparatur- und Lademaschinen, eine Anlage, die nicht nur ihrer Aufgabe vollkommen gerecht werde, sondern auch soviel Ausgaben für Reparaturen und Verladen von Maschinen- und Bauholz sparen könnte, daß sie selbst einen gewinnbringenden Teil ihres Geschäftes darstellen könnte.
Der Versuch, die Betriebskosten der neuen Anlage auf ein Mindestmaß zu bringen und zugleich fähig zu sein, Spitzen
belastungen mit kleinsten Kosten auszuhalten, führte zu einem ein
gehenden Studium der einzubauenden Maschinen. Das Resultat war folgendes:
Lagerkran, 15 Tonnen, 21 m Spannweite mit einem 5 Tonnen Behelfskran. Die Kranbahn ist außerhalb des Gebäudes noch um 65 m verlängert; dieser Platz ist hauptsächlich für Bauholz bestimmt.
Durch diesen Kran sind die Kosten des Ladens und Stapelns um 80%
verringert worden. Das Maschinenhaus wird zur Hälfte von einem elektrischen 3 t-Kran mit beträchtlicher Laufgeschwindigkeit be
strichen. In diesem Teil des Maschinenhauses werden die Reparaturen an den Mischmaschinen und Dampfkesseln ausgeführt. Ein Schlosser ist mit Hilfe dieses 3 t-Kranes allein imstande, den Kessel einer Dampf-
" ’inde oder die Trommel einer Mischmaschine zu handhaben, was natürlich beträchtliche Ersparnisse mit sich bringt. Auf derselben Kranbalm läuft ein 5 t-PIandkran, so daß keine Zeit mit Warten ver
schwendet wird. Die andere Hälfte der Reparaturwerkstatt wird von einem 3 t-Handkran bedient. Damit ist erreicht, daß jeder Trahsport von Hand fortfällt. Der letztere 3t-I<ran bestreicht an dem einen Ende der Werkstatt eine Zwischendecke, auf der alle elektrische Ausrüstung an Motoren usw. aufbewahrt und geprüft wird. Eine Plattform zum Absetzen der Motoren ist vorgesehen, so daß dieselben direkt vom Lastwagen oder vom Waggon auf die Lagertribühne verbracht werden können. Zum Verladen dient ein 3 t-Handkran. Im Lagerhaus ist ein Aufzug von 3 X 5 111 untergebracht. Dieser ist groß genug zur B e
förderung jeder Maschine.
Alle Zeichnungen fürdie Gebäude wurden von dem Konstruktions
büro der Firma ausgeführt.
Da solch eine Anlage eine verhältnismäßig große Anzahl von Leitungen erfordert, die beständig zwecks Reparatur oder zur Herstel
lung neuer Verbindungen usw. zugänglich sein müssen und außerdem für Erweiterungsmöglichkeit Sorge getragen werden muß, sind diese in geräumigen Tunneln untergebracht, so daß jedes Bodenaufreißen und Deckendurchbrechen vermieden wird. Ein Tunnel, 2 m imLichten och, führt vom Kesselraum unter dem Untergeschoß des Lagerhauses entlang bis zum Ende des Maschinenhauses. In diesem Tunnel sind die Rjnpfröhren untergebracht. Unter der Reparaturwerkstatt sind
3
Tunnel angeordnet, ein mittlerer mit 2,20 m Höhe und zwei Weiterevon geringerer Höhe. In diesen Tunneln liegen die Heizrohren. Die Hauptkabel für die verschiedenen Maschinen sind 111 denselben Tunneln wie die Lichtleitungen verlegt. In der W erkstatt laufen in verhältnis
mäßiggeringer Entfernung 8 cm Röhren von den Tunneln kommend aus, so daß nach Bedarf weitere Maschinen leicht angeschlossen werden können.
Die Errichtung der Anlage wurde am 1. September 1926 be
gonnen und schon am 1. Dezember desselben Jahres in Betrieb ge
nommen, obwohl das ganze Gelände um etwa 1 m aufgefüllt werden mußte. Das gesamte Anlagekapital, einschließlich Grundstückskosten, Gebäuden und Maschineneinrichtung beläuft sich auf 1400000,— M.
Diese Summe versteht sich natürlich ausschließlich der Maschinen Werkzeuge und Baugeräte, wie sie auf den Baustellen gebraucht werden.
Die Arbeit auf der Anlage besteht hauptsächlich in der Reparatur aller Maschinen und Geräte, Herrichten der Werkzeuge, Anfertigung von Steinankern, Laufschalen, leichten Eisenkonstruktionen usw.
Die Gesellschaft beschäftigt mehrere Schlosser, die nach Bedarf auf die verschiedenen Bauten gesandt werden, um Reparaturen auszu
führen. Den Polieren und Schlossern auf dem Bau sind nur leichte Reparaturen erlaubt, da der Lagerplatz meist innerhalb einer Stunde nach Anruf einen Mann senden kann. Ein Reparaturwagen steht fürsolche Anrufe bereit und ist mit einer vollständigen Auswahl von Werkzeugen ausgerüstet. Alle Teile der Maschinen werden in genügender Anzahl vorrätig gehalten, so daß Reparaturen schnellstens erledigt werden können. Der Lagermeister wird persönlich dafür verantwortlich ge
halten, daß jeder Teil auf dem Lager leicht zu finden ist. Ebenso ist für genügende Menge an Nägeln und verschieden starken Drähten Sorge getragen. Dies macht die Gesellschaft im Notfälle von den Lieferanten vollkommen unabhängig.
Im zweiten Geschoß des Lagerhauses ist eine Einrichtung zum Trocknen und Ausbessern von Zeltbahnen untergrbracht. Jede Zelt
bahn, die von einem Bau zurückkommt, wird sorgfältig untersucht und getrocknet, jeder Riß ausgebessert, so daß sie jeder Zeit wieder ausgeschickt werden kann. Die Firma hat ungefähr 1000 Zeltbahnen im Gebrauch.
Je nach dem Beschäftigungsgrade hat die Firm a ein Lager von zwei bis 500000 lfd. m Bauholz vorrätig und zwar sorgfältig ge
säubert, entnagelt und sortiert. Das Bauholz wird in Mengen von etwa 2000 lfd. m zusammengelegt, so daß der Kran sofort eine Wagen
ladung aufnehmen kann. Der Lastwagen kann unter den K ran fahren und ist so befähigt, in 3— 5 Minuten beladen abzufahren. Um jedoch den Bauholzbedarf noch schneller zu befriedigen, werden Anhänge
wagen benutzt, die beladen werden, während der Motorwagen einen anderen Anhängewagen einholt. Das Bauholz, das von den ver
schiedenen Bauten zurückgeschickt wird, wird immer auf Anhänge
wagen geladen, so daß für den Motorwagen und Chauffeur kein Zeit
verlust entsteht. Dies bringt beträchtliche Ersparnisse an Transport
kosten mit sich, und eine kleine Belegschaft des Lagerplatzes kann den Ansprüchen eines regen Baubetriebes gerecht werden.
A uf dem Lagerplatz gibt es immer eine Menge alten Bauholzes, das in den gegebenen Größen nicht wieder zu verwenden ist. Eine Säge sorgt dafür, daß auch kein Stück Bauholz verfault, sondern zu Keilen, Knaggen usw. verarbeitet wird. Die Säge ist mit eingesetzten Zähnen ausgerüstet, so daß auch Bauholz mit Nägeln bearbeitet werden kann.
Die Laufschalen, Kippwagen, Schubkarren, Rutschen usw.
werden unter einem der elektrischen iot-Derricksabgesetzt, sodaß keine Baugeräte von Hand bewegt zu werden brauchen. Salamander und ähnliches Gerät sind in Schuppen direkt an der betonierten Fahrstraße untergebracht; auch dort sind zwei kleine von Hand zu bewegende Krane aufgestellt.
C. B. & Q. Eisenbahn
Anschlußgleis
Einzäunung ~
220
m.__KrärfbährT
/ -
<b >/
/
£ y
/ = 5 ^ N
/ '
Derrick
Einzäunung u. Grundslücksgrenze ~ 220m.
Boh/emvea
Bordstein B lu e Js / o n d A venue
Straßenbahn
Lagerplatz der Firma R. C. Wieboldt.
758 K U R Z E T E C H N IS C H E B E R IC H T E . D ER lUUINGKNlEtjR 1927 H EFT 11
Für Bewehrungseiseil ist auch genügend Raum vorgesehen und eine Einrichtung zum Biegen desselben eingebaut.
Die Gesellschaft hält es für das beste, eigene Baumaschinen zu besitzen und sie immer unter eigener Kontrolle zu haben, anstatt sie zu mieten. Die Reparatur- und Unterhaltungskosten werden für jede einzelne Maschine genau gebucht, so daß sie zu jeder Zeit nachkommen kann, ob es billiger ist, eine neue Maschine anzuschaffen oder zu mieten. Bevor ein Baugerät auf einen Bau gesandt wird, wird es noch
mals sorgfältig untersucht, und der Lagermeister ist persönlich ver
antwortlich für die unbedingte Brauchbarkeit eines jeden ausgesandten Gerätes. Die Pumpen werden unter den tatsächlich eintretenden Verhältnissen hinsichtlich Druckhöhe und Wassermenge geprüft.
Diese Methode hat sich als sehr erfolgreich herausgestellt, und Rekla
mationen von den Bauten kommen kaum mehr vor.
Die Gesellschaft plant auch ein modernes Holzwerk zum Her
stellen der Eisenbetonschalung zu errichten, da die Schalkästen billiger auf dem Lagerplatz als auf dem Bau herzustellcn sind, und außerdem meist auf der Baustelle wenig Raum vorhanden ist, um leistungsfähige Maschinen aufzustellen. Die Gesellschaft beabsichtigt, mit der Zeit immer mehr Bauarbeiten auf dem Lagerplatz auszuführen, da dies nicht nur eine Verbilligung, sondern auch eine große Zeit
ersparnis bedeutet.
E rd b eb e n sich e res B a n k g e b ä u d e in T o k io .
Das schwere Erdbeben von 1923 hat ergeben, daß Gebäude wagreclite K räfte von 1/i0 der lotrechten Belastung aushalten müssen und zwar nicht wie Winddrucke nur in einer Richtung, sondern in allenRicli- tungen, daß hingegen die lotrechten Stöße unberücksichtigt bleiben können. Bei dem Neubau der M itsui-Bank in Tokio kam dazu die For
derung, das Erdgeschoß des ganzen Gebäudes von 105 x 50 m Grund
fläche zu einer Halle von 1 1 m lichter Höhe mit schlanken Säulen
auszubilden. Diesen Erforder- n _L
nissen ist entsprochen worden durch Stahlfachwerk (Abb.) 1 mit den stärksten Querschnitten
Abb.
1
. 2.71
1- 2 - .-
Fir = - ■ - - 1 = P 0 - 1
8
3
3 8 3an den Verbindungsstellen, m it Formen, die eine leichte und kräftige Verbindung ermöglichten und sich in der Mitte mit voller Tragfähigkeit stoßen ließen. Die Verteilung der Spannungen zeigt Abb. 2, die natürlich in der hohen Säulenhalle wesentlich größer sind als in den darüber liegenden niedrigen Stockwerken mit Verwaltungsräumen.
Der Bau wird von amerikanischen Firmen ausgeführt. 2000 Tonnen (zu 900 kg) Stahlwerkteile werden von der American Bridge Co geliefert, die übrigen 8000 Tonnen von japanischen Werken. (Nach Engineering News-Record vom 23. Ju n i 1927, S. 10 10 — 10 14 mit
5 Zeichn. und 6 Lichtbild.) N.
V e re in fa c h te B e re ch n u n g v o n statisch u n b estim m ten T ra g sy ste m e n m it D reie ck slaste n .
Herr Ernst Wenning ersetzt (siehe H. ir dieser Zeitschrift) die Dreieckslast durch eine Einzellast und durcli eine Gleichlast zu dem Zwecke, um die Verwendung der Clapeyronschen Gleichung auch für Dreieckslasten zu ermöglichen. Sein Vorschlag erfordert aber z w ei getrennte Ansätze. Man kann aber mit n u r e in e m A n s ä t z e eine viel größere Genauigkeit erzielen, wenn man die Dreieckslast Q = ~ durch eine Gleichlast n
1
ersetzt, die dieselbe Momentgröße in Feldmitte erzeugt |Mm = Diese Annahme stimmt auch mit der Wirklichkeit besser überein, da dann in Feklm itte die Momenten- linie ebenso wie bei der Dreieckslast eine horizontale Tangente besitzt und nicht, wie unter der Voraussetzung Wennings, einen Bruchpunkt aufweist.
Setzt man die Momente aus der Dreieckslast und Gleichlast jr einander gleich, so entsteht aus:
a l ! _ p l 2 S 12 die Größe der Ersatzlast: n — ~ p.
3
Die Momentenfläche für diese ist:
1
1 = — P 3
jene für Dreieckslast wurde von Wenning m it:
F.l = - 5- r p l 3 = s - p l 3
q<5 288
erm ittelt: die Vergrößerung der Fjr-Flächc beträgt daher nur 6,6%,
ist also zulässig. Herzka.
Z u s c h r ift a n die S ch riftle itu n g .
In Heft n dieser Zeitschrift hat Herr Ernst Wenning die Frage der Bestimmung der Stützenmomente des mit einer symmetrischen Dreieckslast belasteten durchlaufenden Balkens behandelt und nach- gewiesen, daß die Dreieckslast durch eine Einzellast und eine gleich
mäßig verteilte Belastung ersetzt werden kann.
E s sei gestattet, darauf aufmerksam zu machen, daß sym
metrische Lasten — bei der Bestimmung der Stützenmomente — immer durch eine gleichmäßig verteilte Belastung ersetzt werden können. E s ist hierbei nur die Bedingung zu erfüllen, daß die Mg-Flächen in beiden Fällen gleich groß sein müssen. Für Dreiecks
lasten erhält man beispielsweise die gleichmäßig verteilte Ersatz
belastung p' = 0,625 p. Dipl.-Ing. L . B ä r o n , Dessau.
R a s c h e H e rstellu n g ein es G e treid e-S ilo s a u s Eisenbeton.
Der neue Getreideturm der Shredded-Wlieat-Co. in Welwyn- Gardcu-City mit 18 Zellen für 7200 m:i Weizen und 24 m Gesaint- liöhe aus Eisenbeton ist in der ersten Dezemberhälfte 1926 in 14 Tagen fertiggestellt worden. Dieser Fortschritt hat- sich dadurch erzielen
lassen, daß nach - amerikanischem Muster eine be-
‘ wcgliche Sclia- von 1,2 m mit der Arbeitsbühne durch Schrau
benwinden in Übereinstim
mung mit dem Fortschreiten der Betonierung aufwärts bewegt _ wurde. DieScha- lung ist sorgfäl-
— tig versteift und am unteren Ende 3 mm weiter als oben. Der A r
beitsfortschritt war durchschnittlich 1,7 m in 24 Stunden, die größte Leistung 2 m. Die äußere E r scheinung (s. Abb.) zeigt eine wirkungs
volle Gestaltung.
(Nach Peter Lind,
Ingenieur in Lon- . .
don, in Engineering vom 10. Ju n i [1927, S. 706 u. 712—713 d1111 2 Zeichn. und 7 Lichtbild.)
G roß er D ü k e r der H etch -H etch y-W asserleitu n g fü r S a n F ra n c isco .
Die Hetch-Hetchy-Wasserleitung für San Francisco kreuzt in den Vorbergen des Felsengebirges ein künftiges B e w ä s s e r u n g s b e c k e n
mit 22 m Wassertiefe in einem Düker von 237 m Länge unter no»
Druckhöhe mit 30 bis 35 ° Gefälle. Der Düker besteht aus einem Stahlrohr von 2,9 m Lichtweite und 14 bis 19 mm W andstärke,
1
Längen von 7,2 m aus je drei Schüssen mit doppelt genieteten Kun>
und dreifach genieteten Längsnähten mit Laschen z u s a m m e n g e s e .z ^
ist innen 57 mm stark m it Zementmörtel 1 : 1 außen mit ße • umkleidet, an der Sohle und im Scheitel 30 bis 45 cm, an den bei 45 bis 60 cm stark. Die Nähte der Baustelle wurden mit 14 - geprüft. Die sechs Knickpunkte sind auf zwei bis sechs Robr^chu^
ausgerundet. Die Baulängen sind mittels einer leichten Feld verteilt und zunächst auf Holzblöcken verlegt worden. Dm in Zementmörtelverkleidung ist hinter einer Schalung aus dauben auf zerlegbaren Lehren, die um 5 mm aus der Mitte nach«
gerückt waren, in Abständen von 5 m eingegossen worden. Im tie Punkt des Dükers ist eine 30 cm weite Entlüftungsleitung
5
eil ihrer Länge in der Betonumkleidungws ; N. schlossen, die auf einen Teil i
(Nach Engineering vom 19. Nov. 1926, S. 6 21— 622 mit
