Die Bautechnik, Jg. 18, Heft 17

DIE BAUTECHNIK

18. Jahrgang BERLIN, 19. A pril 1940 H eft 17

D ie B e m e s s u n g v o n A b w a sse r p u m p w er k e n oh n e E ntlastu ngsm öglichk eit.

V on R egierun gsbau m elster a. D. SDr.=Sttg. C arp, E ssen . (M itteilun g aus dem A rb eitsg eb iet der E m schergen ossensch aft.) Im Schrifttum d e s letzten Jahrzehntes finden sich zahlreich e A ufsätze,

in denen d ie G rundlagen für d ie B erech nu ng von E ntw ässerungsnetzen und d ie B erech nung se lb st b eh an d elt w erd en , ln sehr v iele n Fällen kom m t cs den Verfassern v o rw ieg en d auf die Erm ittlung der Größt­

a b flu ß m en g e 1) unter b estim m ten B ed ingu n gen an, dam it für sie der g e ­ su ch te Q uerschnitt d es E ntw ässerungskanals oder d es offen en Vorfluters b e m e sse n w erd en kann. A uf d ie F eststellu n g des zeitlich e n V erlau fes der A b flu ßm enge und auf d ie A b fiu ß fü lle wird im allg em ein en w en iger W ert g e le g t. W enn allerd in gs in einem E n tw ässeru n gsn etz S ta u b e ck en 2) a n g e le g t w erden so llen , se i e s, um in ein em vorhandenen zu kleinen K analnetz Ü b erlastu n gen oder Ü berstau ungen selten er w erd en zu lassen o d er um beim N eu b au einer K analisation den Q uerschnitt der Rohre k lein un d dam it d ie B auk osten nied rig zu h a lten , dann muß die Frage d e s zeitlich en V erlau fes der A b flu ß m en ge beantw ortet w erd en , w e il nur aus Ihm d ie in den Stau beck en vorüb ergeh en d aufzuspeichernde R eg en ­ m e n g e zu berechn en ist.

D ie erw ähnten Ü b erlastu n gen und Ü b erstau un gen w erd en bekanntlich in den m eisten F ä llen b ew u ß t in Kauf g en o m m en , da zu Ihrer A u s­

sch ließ u n g auch b ei P latzregen und W olkenbrüchen unw irtschaftlich große K analquerschnitte n ö tig wären. V orteilhaft sind in solch en F ällen R egen ­ a u s lä s se zum nächsten V orfluter, w e il m it Ihnen d ie A b flu ß sp itzen ab­

g ew o rfen w erd en können, so daß das a n sch ließ en d e K analstück en tlastet w ird. Im G eg en sa tz hierzu b e steh t b ei den A b w asserpu m pw erken, die in ein em B erg sen k u n g sg eb iet zur kü nstlichen A u frechterhaltung der Vor­

flu t errichtet w erd en , fast du rchw eg k e i n e E n tlastu n gsm öglich k eit. D ie A n lagen m üssen v ielm eh r a l l e s A b w asser, das im E in zu g sg eb iet an­

fällt, h eb en , d. h. auch die b ei den stärksten R egen fällen auftretende A bflu ß fü lle. B ei derartigen P um pw erken muß daher d ie h öch ste A bfluß­

m e n g e erm ittelt w erd en und, so w e it nicht d ie M aschinensätze für d iese Sp itze b e m e sse n w erd en — w a s häu fig der F all ist — , auch der zeitlich e V e r l a u f der A b flußlinie.

D ie E m sch ergen ossen sch aft betreibt zahlreiche Pum pw erke der o b e n ­ erw äh nten Art, deren F örd erleistun gen zw isch en 13 000 und 150 1/sek lieg e n und deren N ied ersch la g sg eb iete 3100 ha bis 10 ha betragen . D ie A n­

lagen w urden bis auf d ie drei ersten, die sofort v o rg eseh en wurden, allm ählich n o tw en d ig , a ls d ie b e i der E m scherregelun g ln d en Jahren vor dem W eltk rieg gesch affen e V orflut an versch ied en en S tellen im E m sch ergeb let in fo lg e der E inw irkungen d es B ergb aues w ied er verloren­

gin g . B eim Entwurf und Betrieb der Pum pw erke hat d ie Em scher­

g en o ssen sch a ft in der* B em essu n g der L eistu ng Erfahrungen g esa m m elt, d ie im folgen den m itg eteilt w erd en . Z iel der D arstellu ng ist nach den o b ig en A usführungen die Erm ittlung d e s A bflu ßverlaufes in ein em an ein P um pw erk a n g esch lo ssen en E n tw ässerun gsn etz. H ierbei wird darauf zu achten sein , daß der R ech n u n gsgan g d en B edürfnissen der Praxis entsp rech en d leichtverstän dlich und o h n e b eson d ere H ilfsm ittel, w ie um ­ fangreiche R echen- oder Z ahlentafeln u. d g l., anzuw en d en ist.

I. G rundlagen der B erech n u n g.

B ei T rockenw etter üb erw ieg t im E m schergeb iet in der A b flu ßm enge im allg em ein en der A n teil des Schm u tzw assers, ln d en S tad tgeb ieten ist d ie s ohn e w eiteres verstän d lich , es g ilt aber auch für d ie B achläufe d e s G eb ie tes und für d ie Em scher se lb st, d ie als H auptvorfluter ein es großen In d u striegeb ietes ein en b ed eu ten d en A n teil an Frem dw asser ab­

zuführen hat. B ei R egen kehrt sich allm ählich das V erhältnis um , und b e i den stärksten R egen fällen , d ie nach d en o b ig en A usführungen unter­

su ch t w erd en m ü ssen , sink t der A n teil d es Schm utzw assers im all- ü H ier und in den fo lg en d en A usführungen w erd en d ie „Form el­

zeich en und B egriffsb ezeich n u n gen in der A b w assertech n ik “ DIN 4045 und der N achtragsentw urf dazu benutzt.

2) F r a n c k e n , D ie V erb esserung der Bonner K analisation durch ein S ystem von R ü ck haltebecken. G esu n d .-ln g. 1932, H eft 20, S. 232. — W i n k e l , H och w asserabw eh r durch g e sta ffelte R ückhaltebecken. Bau- tech n . 1937, H eft 42, S. 546. — G. M ü l l e r , R egen w asserau fhalteb ecken in städ tisch en E n tw ässeru n gsn etzen. B eih eft 19 zum G esu n d .-ln g. 1939.

g e m ein e n auf ein en zu vern ach lässigen d en W ert. Im fo lg en d en wird daher a u ssch ließ lich der R egen w asserab flu ß b e h a n d e lt3).

Für den A bfluß m aßgebend sind vor allem neb en der G röße d es E in zu g sg eb ietes die R egen sp en d en und d ie A bflußbeiw erte.

1. R e g e n s p e n d e n .

Im A rbeitsbereich der E m sch ergen ossen sch aft w urde b ei der B e­

m essu n g v o n Kanälen früher m it einer R eg en sp en d e von r — 100 I/sek • ha b e i ein er R egen dau er von T = 15 m in gerech n et. B ei offen en B achläufen w urde die R eg en sp en d e auf 200 1/sek • ha erhöht. D as entsprach etw a ein em V iertel bzw . der H älfte der b eob ach teten H ö ch stw e rte4). D ie s e W erte g a lten , so la n g e die F ließ zeit im V orfluter 15 min war. B ei F lie ß ­ z eiten t > 15 min nahm r m it der Z eit nach ein er b estim m ten R egen - sp en d en iin ie ab. Nach B eobach tu n gen im E m sch ergeb iet war dam it zu rechnen, daß d ie W erte dieser R egen sp en d en lin ie etw a a lle z w e i Jahre überschritten w urden, daß also in ein em E n tw ässerun gsnetz, das nach ihr berechn et w urde, im D urchschnitt alle z w e i Jahre Ü b erlastun gen oder Ü b erstau ungen auftraten. Durch die A rbeiten R einholds 5) sind Inzw ischen die R egen h äu figk eiten bestim m ter R egen sp en den für gan z D eutschland bek an n tgew ord en . D am it hat auch d ie ob en erw ähn te für das E m scher­

g e b ie t g e lte n d e R eg en sp en d en lin ie ein e g e w is s e A bänderung erfahren0).

B ei der B erech nu ng der L eistu n gsfäh igkeit der Pum pw erke im E m sch ergeb iet muß man, w ie schon oben kurz bem erkt, d ie größten R egen sp en d en zugrund e leg e n . Für sie muß der g leic h e G rundsatz g e lte n , der für d ie B achläufe im E m sch ergeb iet und d ie E m scher selb st a n g ew en d et w ird: „Es ist nicht angän gig, in d iesem e n g b e sie d e lte n und in jeder B ezieh u n g w ertv o llen G eb iet ein e bestim m te G ruppe von sehr starken, aber nur se lte n vorkom m en den N iedersch lägen a u s­

zu sch ließ en . D ie etw a ig e Ersparnis an Bau- und B etrieb sk osten steh t in gar keinem V erhältnis zu dem un erm eßlichen Schad en , der b e i einem Ü berlaufen ein es B achlaufes ein treten w ü rd e. Man kön nte versucht sein , die A b m essu n g en von vornherein übertrieben groß zu w äh len , um vor jed em H och w asserschad en sicher bew ah rt zu b le ib en . B ei den A b ­ m essu n g en der Em scher- und N eb enb ach q u ersch n ittc und b e i den außer­

ordentlichen K osten für G runderw erb und B a u 7) g ilt e s aber auch hier, Maß zu h a lte n .“ 8)

Am 30. A u gust 1938 g in g über große T eile d es E m sch ergeb letes ein U n w etter n ied er, d essen R egen sp en d en durch zahlreiche R egen m esser fe stg es te llt w urden. D ie se B eobachtun gen sind durch v. B ü lo w ver­

öffen tlicht w o r d e n 9). A u s den von ihm a n g eg eb en en Zahlen w urden unter A n nah m e ein es E in zu g sg eb ietes F — 1 ha d ie R egen fü llen N ' er­

rechnet und durch ein e ste tig e Krum m e au sgeglich en . D ie L inie hat etw a b e i T = 300 min ein en H öch stw ert. J en seits d ie se s W ertes sin k en d ie R egen fü llen bald stark ab. A u s den au sgeglich en en R egen fü llen wurde dann d ie den zu k ü n ftigen B erech nu ngen zugrunde zu leg e n d e R eg en sp en d en lin ie erm ittelt (Abb. 1).

Früher nahm man w oh l an, daß b eson d ers h oh e R egen sp en d en nur an ein ze ln en R egen m essern aufträten und daß m it der V ergrößerung der

3) Trennkanalisatlonen gib t es im E m schergeb iet kaum . Vom Pum pw erk m üß te zu d em so w o h l das R egen w asser als auch das Schm utz­

w a sser ge h o b en w erden.

4) Im h o f f , T aschenbuch der Stad ten tw ässeru n g, 5. A ufl. M ünchen u. Berlin 1928, O ldenbourg. — M a h r , Ü ber die B erech nu ng d e s R egen ­ a b flu sses. T. G m dbl. 1932, H eft 4, S. 41.

6) R e i n h o l d , V orläufige N äh erun gsw erte für R egen sp en d en in D eutsch lan d. G esu n d .-ln g. 1936, H eft 14, S. 196. •— D e r s ., E inheitliche G rundlagen für die L eistu n g sb em essu n g in der A b w assertech n ik . DWW 1939, H eft 6, S. 275.

°) I m h o f f , Taschenbuch der S tad ten tw ässeru n g, 8. A u fl., S . 25. M ün­

chen u. Berlin 1939, O ldenbourg.

7) D as g le ic h e trifft auch für d ie B aukosten der Pum pw erke zu.

8) v. B ü l o w , N ied ersch lag und A bfluß im E m schergeb iet, D en k ­ schrift 25 Jahre E m schergen ossensch aft, S. 190. E ssen 1925.

9) v . B ü l o w , G rößte F läch en au sd eh n u n g und der A bfluß starker N ied ersch lä g e im Emscher- und L ip p egeb iet. Bautechn. 1939, H eft 43 u.

44, S. 5 6 9 .

1 9 0

DIE BAUTECHNIK

C a r p , D ie B em essu n g von A b w asserpu m pw erken o h n e E n tla stu n g sm ö g lich k eit Fachschrift f.d. ges. Bauingenieurwesen

betrach teten F läche sich bald ein e starke A bnahm e dieser Spitzenw erte bem erkbar m ache. Daß dieser F läch en einfluß im E m schergeb iet aber erst b ei größeren E in zu g sg eb ieten fühlbar ist, g e h t aus den B eobachtungen der E m schergen ossensch aft hervor, die v. B ü lo w in A b b. 13 d es an­

g e zo g e n e n A u fsa tz e s9) veröffentlichte. A uch die zeich n erisch e W ied ergabe der N ied ersch läge d es 30. A u gust 1938 in Abb. 7 bis 11 d e s erw ähnten A u fsatzes lassen d ie s erk ennen. Da die E in zu g sg eb iete der g e n o ss e n ­ schaftlich en Pum pw erke bis h e u te nur in E in zelfällen den W ert von 500 ha überschreiten, son st aber kleiner sind, kann im a llg em ein en von einer V erringerung der

h öch sten R eg en ­ sp en d en der A b­

bild. 1 in A b­

h än gigk eit von der Q eb ietsgröß e a b g e se h e n w er­

d en . W ill man dem F läch en ein ­ fluß jedoch Rech­

nu ng tragen, so können die R egen­

sp en d en für je 100 ha F iächen- vergrößerung um 1 #/o verk leinert w erd en , so daß b ei F = 1000 ha r um 10% , d .h . auf 0,9 d e s ursprüng­

lich en W ertes g e ­ su nk en ist.

T a fe l 2.

o mim to so

T Abb. 1.

R egen sp en d en lin ie, H öch stw erte im E m schergeb iet, 30. A u g u st 1938.

K lasse B ebauungsart B evölk erun gsd ich te E ./ha

I sehr dicht 350 0,80

II dicht 250 0,60

III g e sc h lo sse n 150 0,25

IV w eitlä u fig 100 0,15

V unbebaut 0 0 bis 0,08

7000

m J 6,00

1200 C

1000

5,00

300 0,00

600

H i

000

2,00 200

10

K lasse B evölk erun gsd ichte

E./ha V'm Vs c

I 350 0,80 0,80 1,00

II 250 0,65 0,50 1,30

III 150 0,52 0,24 2,16

IV 100 0,46 0,15 3,06

V 0 0,35 0,06 5,83

1,00 ,5,03

V

3.00 / ! / /

p e < f/ /

W /

4

/ / ^ ^¿30

//

1,20

Vn.Vs 1,00

o,eo

0,00

100 350

2. A b f l u ß b e i w e r t e .

Der z w e ite den A bfluß w esen tlich b eein flu ssen d e Faktor ist der A bflu ßb eiw ert. Ursprünglich b e z eich n e te man m it ihm den A n teil des B erech nu ngsregen s, der im betrachteten K analnetz abfloß. Nach der h e u te g ü ltig en B ezeich n u n g 1) h an d elte e s sich also um ein en y ^ -W ert.

G le ich ze itig hatte d ieser aber die B ed eu tu n g ein er y^-Zahl, denn m it ihr s o llte ja der S ch eitelw ert der A b flu ß m en ge erm ittelt w erd en , nach dem der A b w assersam m ler zu b e m e sse n war. H eu te ist zw isch en den beid en Z ahlen, die einm al (u^) aus dem V e rg leich von W asserm en gen in der Z eitein h eit, im anderen Fall (>/■„,) aus der B ezieh u n g zw isch en zw ei R aum inhalten erm ittelt w erd en , w esen tlich zu unterscheiden. Es ist h eu te bekannt, daß die b eid en Z ahlen w erte nicht g leic h zu sein brauchen und daß sie e s auch m eisten s nicht sind.

In den m eisten F ällen einer K analberechnung wird nur der W ert y.<s benu tzt. D ie Zahl y m d a g e g en wird, w ie oben schon d argelegt, n eb en der ersten bei der E rm ittlung der Größe von Stau beck en b en ötigt, w ie man sie P um pw erken vorschalten muß, deren L eistung geringer als die Z uflu ßm en gc gew ä h lt wird.

D ie S ch eitelab flu ß b eiw erte y s hän gen in erster Linie von der Art der O berfläche d es E in zu g sg eb ietes ab. Nach Im h off4) 6) kann man für das rhein isch -w estfälisch e In d u striegeb iet als M aßstab zw eck m äß ig die B evölk eru n gsd ich te ann eh m en . D enn etw a g leich m äß ig m it ihrem A n­

w achsen wird im allg e m ein en das b ew o h n te G eb iet von n eu en städ tisch en Sam m lern durchzogen w erd en , die ja für d ie sch n ellere und im Zu­

sam m en h an g m it der dichteren B eb au u n g auch für die vollstän d igere Abführung der R egen m en gen m aßgeb en d sind. Imhoff un terscheidet fünf B ebauungsarten, die in Tafel 1 m it den zu geh örigen y ?-Z ahlen an­

g e g eb en sind . D ie W erte g e lte n für den Som m er. Im W inter sin d zwar im allg em ein en d ie A b flu ß b eiw erte größer, aber dafür sind d ie R egen ­ sp en d en kleiner, so daß d ie W interverh ältn isse bei der Betrachtung a u ssch eld en k ö n n e n 10).

In Abb. 2 sin d d ie y y Z a h le n der Tafel 1 in A b h än gigk eit von der B evölk erun gsdichte ein getragen und durch ein e gestric h elte Linie verbunden.

T a fe l 1.

150 250 Emwohner/?UL

F K m JL I

Sebauungsart A bb. 2. A b flu ß b eiw erte.

A bb. 2 zeig t auch d ie wm -W erte, zu d en en B eobachtun gen der Em scher­

g en ossen sch aft h era n g ezo g en w u rd en . A u s d iesen g e h t hervor, »daß b e i durchschnittlichen V erh ältn issen der A b flu ß b eiw ert (v'm) 0,25 bis 0 ,4 0 für w eitlä u fig bebaute G eb ie te, für dicht b ebau te G eb iete 0,20 bis 0,75 b e ­ trägt“ 11). B ereits 1917 war aus den A b flu ßbeobachtungen an der Em scher und ihren N eben b äch en erkannt wor­

d en , daß auch nach größeren N ied er­

schlägen alsbald 40 b is 5 0 % ab fließ en , ein V erh ältnis, w ie e s für den Jahres­

durchschnitt der benachbarten T ief­

land flü sse zutrifft“ 12). N im m t man hiernach an, daß für unbebau te G e­

b ie te (K lasse V) y m — 0,35 wird und für K lasse I y m = 0,80 ist (ein e w e i­

tere B egründung d ieser Wahl wird w eiter unten b ei der B esprechung der A bflußbilder geg eb en ), und setzt das V erhältnis - - — = c, so ergeben sich ,

und c ein e ste tig e Form w en n man in A bb. 2 den drei L inien >pn

gib t, die W erte der Tafel 2.

D ie y y Z a h le n w eich en nur ln K lasse II v o n dem Imhoff seh en W ert der Tafel 1 um ein größeres Maß ab (0,50 statt 0,60), im übrigen sind sie annähernd b e ib eh a lten .

II. A b flu ß b ild e r .

M it H ilfe der b eid en y-Z ah len kann das A b flu ßb ild , d. h. d ie z eit­

liche V eränderung der A b flu ßm enge, g ezeich n et w erd en , w enn man neb en den bekan nten A nnahm en, daß d ie R eg en sp en d e r w ährend der R egen­

dauer T gleich m ä ß ig bleib t, daß alle T e ile d es E in zu g sg eb ietes gleic h m ä ß ig überregnet w erd en und daß der A bfluß m it R egen beginn e in s e tz t13), noch vorau ssetzt, daß der A nlauf und zunächst auch das A b klingen der A b­

flu ß w elle g e ra d lin ig verläuft.

Für den F all I, daß die F lie ß z eit t im betrachteten Kanal g leic h der R egen dau er T ist, en tsteh t das A b flu ßb ild nach Abb. 3 m it der A b flu ß­

dauer z'. Es is t 1) d ie G rößtabflußm enge

(!) Qm3x = r sr F

und d ie A b flu ß fü lle

' w„ r F z (2)

Da ferner (3)

ist, folgt

und d ie Abflußdauer (4)

f

= L -

---

--- _

A ' :

Abb. 4. A bflußbild für T > t .

-■ r F T

2 T F = 2,'c T.

10) v . B ü l o w , Der Einfluß der Jahreszeiten auf den A bfluß in städtischen K analisation san lagen. G esund.-Ing. 1924, H eft 40, S. 465.

n ) E m sch ergen ossen sch aft und Lippeverband in d en Jahren 1925 b is 1930, S. 4 3 . E ssen 1930.

12) D as Som m erh och w asser 1917, Druckschrift der E m sch ergen ossen ­ schaft. E ssen 1920.

13) W e b e r , Ein n eu er W eg zur E rm ittlung d es A b flu ßb eiw ertes.

G esund.-Ing. 1939, H efte 47 u. 48, S. 671.

J a h rg a n g 18 H e ft \ 7

19. A p ril 1940 C a r p , D ie B e m essu n g von A bw asserpum pw erken ob n e E ntlastu ngsm öglichkeit

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Ist die R egendauer T größer als d ie F ließ zeit t, so ergibt sich das A bflußbild Abb. 4. D ie G röß tabflußm enge Qnlax wird nach der Z eit t erreicht, w enn a lle T eilflächen am Abfluß b ete ilig t sind. Sie b leib t bis R egen en d e unverändert und nim m t dann bis zur B e en d ig u n g der A b flu ß­

dauer t ' g leichm äß ig bis auf N u ll ab. Für d ie sen Fall II ist

(5) r' = 2 c T — (T — t),

w ie ähnlich dem ersten Fall leich t zu entw ickeln ist.

Für den Fall III T c t ergibt sich Abb. 5. Der Wert

(6) <?n'lax

w ürde nach B een d ig u n g der F ließ zeit t ein tretcn . Da aber schon vorher der R egen aufhört, stellt sich nur d ie A b flu ß m en ge (?max ein, die auch nach R eg en en d e zunächst unverändert bleib t,

w e il am unteren E nde d es betrachteten V or­

fluters sich erst nach B een d ig u n g der F lleß zeit das A ufhören d es R egen s in der A bnahm e der A b flu ßm en ge bem erkbar macht. Für den Fall 7" <C i ist

T

- r ? « A bb. 5.

A bflußbild für T C t . (6 a) Q lr

und

(7) t' = 2 c t — (t — T).

D er an genom m en e g era d lin ig e A n stieg der A b flu ßlinie bis zum Er­

reichen d es H öch stw ertes (Anlauf) entspricht im großen und gan zen den B eobachtun gen der E m sch ergen ossen sch aft an ihren W asserläufen. D ie Form nach A bb. 4 oder 5 m it ein em längere Z elt g leic h b le ib en d e n H öch st­

w ert ist in' der Praxis nicht so ausgeprägt zu finden, w o h l d esh alb , w e il d ie V oraussetzu ngen für d ie A bflußbilder, näm lich zeitlich gleich b leib en d e und über das E in zu g sg eb iet gleich m ä ß ig verteilte R egen sp en d en in der Natur se lten erfüllt sind. Der A blaufast hat ein e m ehr oder w en iger flache N eig u n g . Je steiler er abfällt, d esto klein er ist d ie g e sam te D reieck- oder T rapezfläche, durch die die A b flu ßfü lle d argestellt wird, d. h. um so klein er muß auch y>m sein . Da y m nicht klein er als y s , sondern h öch sten s ihm g leich sein k a n n 14), wird die N eig u n g des A blaufs der S teig u n g des A nlaufs entsprechen oder flacher sein . D ie A bfluß­

beobachtu ngen z eig en nun in erster Annäherung d ie se s m ehr oder w en iger lan ge A u slau fen der A b flu ß lin ie sehr g u t 15). Je dichter die B ebauu ng ist, d esto sch n eller ist der A b flu ßvorgang b een d et. Er dauert um so länger, je w en iger die E inzugsfläche b eb au t ist. Da in der Tafel 2 im H öch stfall (K lasse I) y s — 0,80 nach Imhoff b eib eh a lten w urde, ist für d ie se K lasse auch xpm = 0,80 ge w ä h lt w orden, so daß c = —— = 1,00

w ird. y*

D ie A bflußdauer t ergibt sich rechnerisch aus den Form eln (4), (5) und (7), in d en en der W ert c m aß geb end en Einfluß hat. Für d ie K lasse I en tsteh t m it c = l , 0 0 d ie k lein ste A bflußdauer, und d ie A bflußbilder w erden sym m etrisch. E ntsprechend den W erten c der Tafel 2 w ächst d ie A bflußdauer für die übrigen K lassen bis zum H öchstw ert der K lasse V, für die c = 5,83 ist.

B ei g e n a u e r e r B etrachtung verläuft in den A b flu ßb eob ach tungen der A blaufast nicht gerad linig, d ie A b flu ß m en ge nim m t v ielm eh r zunächst stark und später

im m er schw ächer ab. Mit großer A n ­ näherung kann man aber nach v ie le n a u sgew erteten B e­

ob achtu n gen der E m sch erg en o ssen ­ schaft den A b lau f­

ast durch zw ei g e ­ rade L inien stü ck e e rsetz en , deren

Knickpunkt im M ittel b ei 0,4 d es ursprünglichen, bisher an genom m enen Z eitablaufs nach Erreichen von (?max lieg t (Abb. 6) und d essen A u gen b lick s­

w ert Qk an d ieser S te lle auf die H älfte des ursprünglichen g esu n k en ist.

H ieraus folgt

(8 ) < ? A ' = ° > 3 <?m a x-

D ie K nickung der A b flu ßlinie bedin gt ein e V erlängerung der Abfluß­

dauer von r 'u m t' — T auf r, w e ll die Form änderung der A b flu ßfigurlli) 14) V on dem F a lle ein er S c h n eesc h m elze, b ei dem > y>m w erden kann, ist hier natürlich a b zuseh en .

15) S c h o e n e f e l d t , D ie A b flu ß w elle bei der Stad ten tw ässerun g.

G esu n d .-ln g. 1937, H efte 25 u. 26, S. 402.

18) Zeichnerisch läßt sich d ie A bflußdauer r auf der Z eitachse da­

durch b estim m en , daß man zur V erb ind u n gslinie Q K m it dem Endpunkt v on r' e in e G leich lau fen d e durch den Scheitelpu nkt Qmax zieh t (in A b b. 6 strichpunktiert).

ihren F lächeninh alt nicht verändern darf. Aus Abb. 6 (Fall f) folgt

(9) r = 2 r ' — 7 \

Für den Fall II, T > t , ist, w ie o h n e A b leitu n g a n g eg eb en se i, eb en ­ falls t = 2 r — T, und für den Fall III, T c t ,

(10) r = 2r ' — t.

III. D r o s s e lw ir k u n g s t ä d t is c h e r S a m m le r .

In den m eisten F ällen erfahren die vorsteh en d erm ittelten A b flu ß­

lin ien ein e n och m alige, auf d ie B em essu n g der Pum pw erkleistung sehr gü n stig w irkende V erform ung. D ie Pum pw erke der E m sch ergen ossen ­ schaft lie g en näm lich zum größten T eil innerhalb städtischer G eb iete, und als Zubringer d ien en d ie städ tisch en Sam m ler, die bekanntlich im a llg em ein en nicht für die H ö ch stregen sp en d en b e m e sse n w erd en, w ie sie den Pum pw erkberechnungen zugrunde zu leg e n sind . In der R egel w erd en daher d ie Sam m ler b ei den h öch sten R egen fällen üb erlastet oder überstaut, d. h. der Q uerschnitt der Sam m ler wirkt drosselnd auf den R egenabfluß. Der T eil der A b flu ß m en ge, der hierb ei über d ie Abfluß­

leistu n g der Sam m ler QD h in au sgeh t, wird zunächst am Einström en in d ie Kanäle verhindert und fließt erst ab, w enn an d ieser S telle der Zufluß von oberhalb nachläßt. Das A bflußbild wird daher vom A b flu ßverm ögen der K anäle bestim m t. Wird d ie se s rechnerisch erm ittelt, so ist zu b e­

d en k en , daß in der A bflußform el für d ie Q uerschnittsberechnung Bel- w erte für rauhe W andungen g ew ä h lt w erd en , w enn man d ie A bfluß­

leitun g b em essen ' und dab ei sicher sein w ill, daß der g e su c h te Q uerschnitt für die Abführung der g e g eb en en W asserm en ge ausreicht. B ei der Pum p­

w erkberechnung muß man d agegen , w en n man auf der sicheren S eite b leib en w ill, hoh es A b flu ßverm ögen, also g latte W andungen ann eh m en.

Es em p fieh lt sich daher, zu der aus T afelw erten oder aus B erechnungen städtischer Sam m ler en tn om m en en A b flu ß leitu ng Q0 ein en Z uschlag zu m achen, der dem obenerw ähn ten G esichtspunkt Rechnung trägt und der auch berücksichtigt, daß unter U m stän d en , b eso n d ers bei steiler G elän d e­

gestaltu n g, R egen w asser, das am Eintritt in die Kanäle verhindert Ist, über die Straße dem nächsten offenen V orfluter oder unm ittelbar dem Pum pw erk zu fließ en kann. Durch d iese n Z uschlag ist auch der Einfluß der A bfluß­

steigeru n g in fo lg e Ü b erlastun g oder Ü b erstau u ng der K a n ä le 17) so w ie ein er e tw aigen durch den B ergbau verursachten G efällverm eh rung mit erfaßt. Es dürfte im a llg em ein en ein G esam tzu sch lag von 1 0 % 6er der Q uersch nittsberechn ung zugrunde g e le g ten A b flu ßm enge g en ü g en .

T — t; Q p > Qk'

(T-t,Q0<an)

A bb. 6. K nickung d es A blaufastes. A bb. 8. D rosselw irk un g städtischer Sam m ler. T— t; Qd C Qk . D ie D rosselw irk un g der städ tisch en Sam m ler auf den Zufluß zum P um pw erk wirkt sich nach A bb. 7 (Fall I, T — t) so aus, daß d ie oberhalb der W aagerechten Q D lie g e n d e F läche d es A b flu ß b ildes ein e zeitlich e V ersch ieb u n g und V erform ung erfährt. In Abb. 7 ist QD > QK. D ie D rosselw irk un g se tzt in der Zelt .V[ nach R egen b egin n ein und hört in der Z eit x 2 hinter dem S ch eitelw ert auf. Für den Fall QD c QK (Abb. 8) b ezeich n et x 2 die Z eit zw ischen dem Wert QK und der B een d igu n g der D rosselw irk un g. B ezeich n et man den Inhalt d es abgeschn itten en F lächen­

stücks m it Ad ', so gilt

( 11)

■x3 Qd und

.

17) S i m o n , D ie L eistu n gsfäh igk eit von Entw ässerungs- und Druck­

rohrnetzen bei Ü b erlastun gen . G esu n d .-ln g. 1939, H eft 45, S. 647.

192

Um das Maß x 3 verlängert sich die Abflußdauer r, und das A bfluß- bild erhält ein e Form nach den stark a u sg ezo g en en Linien der Abb. 7 bzw . Abb. 8.

Ä hnlich verändern sich die A bflußbilder für T > t (Fall II) und T c t (Fall III). D ie für die drei F älle g e lte n d e n G leich u n gen für x \ und x 2 sind im fo lg en d en ohn e A b leitu n g an gegeb en .

T e i l g e b i e t A (Abb. 9).

T — 15 m in; / == 15 m in; d. h, T — t (Fall I).

Nach G l. (1) ist

Qmax = VT F 0 , 5 0 - 3 7 8 .5 ° ■ 1 -ha

sek • ha = 9,45 m3/sek ,

(¹²)

a) w enn QD : (13)

b) w en n QD (14)

F a l l I (T = i).

T Qd

' Qmax ’ - Qk

a*2 = 0,57 T ( 2 c ^— 1) •

~ Qk

x2 = 5,3 7"(2 c — 1).

Qmax Q p Qmax

Gl. (8):

G l. (12):

G l. (14):

Qk = 0,3 Q max = 2,83 m3/sek ,

Qd = 2 , 5 0 m3/s e k ; d. h. QD < QK (Fall 1b),

_...

Xl ‘ Q* mas

15 2,5 0

9,45 = 4 min,

0,3 Qn ■ Qd

0,3 0 33

x , = 5,3 7" (2 c — 1) — — = 5 , 3 . 1 5 . 1 , 6 - - ^ - = 4 min,

Vniax y> ö

Q„

F a ll II ( r > f ) .

_

G l. (4):

Gl. (9):

t = 2 c T = 2 • 1,3 • 15 = 3 9 min, t = 2 r ’ — r = 2 . 3 9 — 15 = 63 min.

(15)

Vma a) w en n QD > QK

(16) x2 = 0,57 ( 2 c T — 2 T + t) b) w enn QD < QK

Q n

(17) = 5,3 (2 c T — 2T + t)

Qmax

°>3 Cmax — Q d

Der Zeitpunkt für b estim m t sich aus 0,4 (r' — 7') = rd. 10 min.

D ie zurückgehalten e R egen fü lle ist:

A d ' = — • 11 -6 0 + ■ 6,95 ^ 0,33 . 1 0 - 6 0 + --4— . 4 - 6 0 = 4519 m 3,

G l. (11):

Qd

4519 m3 .s e k

T 5Ö " S ü - “ 1800 sek = 30 min.

M it den errechneten W erten wird Abb. 9 g ezeich n et.

F a ll III ( T < t ) . A'i : T Qd

Qmai (18) = (12)

a) w en n Qü > QK

(19) x 2 = 0,57 (2 c t — 2 t + T) b) w enn QD < QK

(20) x2 = 5 , 3 ( 2 c f — 2 t + T) Qn

Q

0,3 Q,max ■ Qd

IV. B e is p ie l.

1. A b f l u ß b i l d e r .

D ie A n w end u n g der b ish er en tw ic k elten G edanken soll an einem einfachen B eisp iel unter B enutzung der a n g e g eb en e n G leich u n gen g e ze ig t w erd en . Ein E in z u g sg eb iet b e ste h e aus z w e i T e ilg e b iete n A und ß , deren

G rundw erte in Tafel III a n g eg eb en sind und deren H auptsam m ler am G l. (6a):

Pum pw erk Zusam m entreffen.

T afel III.

T e il­

g e b iet F ha

t min

K lasse _V/a Vs c Qd

m3/sek

A 50 15 11 0,65 0,50 1,30 2,50

B 150 40 III 0,52 0,24 2,16 5,00

G l. (18):

T e i l g e b i e t B (Abb. 10).

T — 15 m in; r = 4 0 m in ; d. h. T< t (Fall III).

Nach G l. (6) ist

Qmax = VT ^ A = 0,24 • 378 • 150 = 13,60 m3/se k .

Qmax = T • Qmax = ^ * 13>60 = 5 ’ 10 m ^ Sek’

Qk = 0,3 Qmax = 1,53 m3/s e k ,

Qd = 5 , 0 0 m3/s e k ; d. h. QD > Q K (Fall lila ),

X x — T - Qd Qn

15 5,00

5,10 14,7 = rd. 15 min.

3,is ms/s ,73,so m3/s

T• 75 min Teilgebiet A

01 15 151$ 39 53 53 mn 93 Abb. 9. B eisp iel.

T — 15 m in, T e ilg e b iet A.

T - 75min Teilgebiet ß

K eine D rosselu n g.

(Gl. 7):

t' — 2 c t — (¿ — 7’) = 2 - 2 ,1 6 - 40 — ( 4 0 — 1 5 ) = 148 min, 0,4 (r' — f) = 4 3 m in ,

t = 2 t '— t — 256 min.

D ie b eid en A bb. 9 u. 10 g eh ö ren zeitlich

10 33 718

Abb. 10. B eisp iel. T — 15 m in, T e ilg e b ie t B.

min 255

zu sam m en , und zw ar lie ­ g e n die A n fangsp un kte der b e id en A bflußbilder au fein a n d er, w e ll in Um ein en Ü berblick zu bek om m en über den Einfluß von T auf das dem g ew ä h lten B eisp iel das Pum pw erk am Z usam m enfluß der H aupt- A b flu ßb ild, sind m ehrere B erech nu ngsregeln durchzurechnen. Im vor- Sam m ler der b eid en T e ilg e b iete lieg t. D ie Z usam m en rechnu ng der lieg en d en B eisp iel sind so lch e von 15, 30, 40, 120, 240 und 300 m in b eid en A b flußb ilder z eig t A b b. I I 18). Der A nlaufast z e ig t jetzt im angen om m en w orden. Im a llg em ein en wird schon ein e gerin gere An- G egen satz zu den E inzelbildern , bei den en ein gera d lin ig es A n steig en an- zahl von B erech nu ngsregen g e n ü g e n , um den g ew ü n sch ten Ü berblick zu gen om m en w u rd e, ein zu n äch st starkes, dann w en iger starkes A n ste ig en , g eb en . Im fo lg en d en ist nur die B erech nu ng für T — 15 min m it den _____________

zu geh örigen A bflußbildern m itg eteilt, da d ie übrigen B erechnungen nichts i8j sta tt der g e w ä h lten D arstellu ng der zu sa m m en g ezä h lten A bfluß-

N e u e s bringen. m en g en nach A bb. 11 kann auch d ie S u m m en lin ie der A b flu ßfü llen g e-

R e g e n d a u e r T = 15 m in. zeich n et w erd en . — V g l. C a r p , Das A b w asserpu m pw erk S chw elgern in R e g e n s p e n d e r — 378 1/sek (nach Abb. 1). Hamborn am Rhein. B autechn. 1928, H eft 2 0 u. 21, S. 263 u. 285, A b b 9.

J a h rg a n g 18 H e ft 17

19. A p ril 1940 C a r p , D ie B em essu n g von A b w asserpu m pw erken ohn e E ntlastu ngsm ögllchkelt 193

In anderen F ällen, d ie den V erh ältnissen der W irklichkeit Im a llg em ein en b esser entsp rech en , ln d en en näm lich d ie A nfangsp un kte mehrerer Haupt­

sam m ler infolge örtlicher und desh alb auch zeitlich er V ersch ieb u n g nicht aufeinander lieg en , erhält der A nlaufast e in e Krüm m ung von um gekehrter Richtung, d .h . die A b flu ßm enge nim m t zu erst schw ach, später stärker zu, entsprechend den m eisten B eobachtun gen in der Natur.

D ie B erech nungen für die übrigen R egendauern v o n T = 30 bis 300 min ergeben nach E rm ittlung der Einzelabflußbilder eb en falls Sum m enabfluß­

bilder ähnlich der Abb. 11. B em erkensw ert Ist, daß b ei a llen B erech nu ngs­

regen bis z u 7 ’ = 12 0 m in die G rößtabflußm engen m it 7,50 m 3/sek gleich s in d 19). Das Hegt natürlich an der D rosselw irkung der beid en K anäle, die k ein e größere A b flu ß m en ge durchlassen. V on T — 240 min ab macht sich d ie A bnahm e der R egen sp en d e in der W eise bem erkbar, daß in den T e ilg e b iete n der Wert C?max < Q p wird, daß a lso k ein e D rossel­

w irkung eintritt.

2. A u s w e r t u n g .

M it H ilfe der gefu n d en en A bflußbildcr, die g leic h z eitig die Zufluß­

bilder für das Pum pw erk sind, kann jetzt d ie P u m p w erk sleistu n g und im Z usam m en han g m it ihr die G röße d es g e g eb en en fa lls erforderlichen S tau b eck en s fe stg e le g t w erden.

Baut man ein Pum pw erk für die H öch stzufluß m en ge aus, dann ist überhaupt kein Stauraum n ötig, w e il jed erzeit die Z uflußm engen bis zum H öchstw ert sofort w eg g ep u m p t w erd en können. B ei v iele n P um pw erken, b eson d ers b ei solch en m it kleinem E in zu g sg eb iet inm itten städtischer B esied lu n g , wird man zw eck m äß ig zu einer solch en L ösu ng greifen . Wo aber d ie örtlichen V erh ältn isse d ie b illig e und leich te H erstellu n g von Staubecken b eg ü n stig en , wird man gern die Sp itzen ln ein em solchen B eck en vorübergeh en d aufspeichern. Dadurch kann die P u m p en leistu n g erniedrigt w erd en . D ie B ezieh u n g der g e w ä h lten L eistung zum H öch st­

zufluß se i m it A u sb auverh ältn is b ezeich n et. Sein Einfluß auf die Stau­

b eckengröße so ll an dem B erech nu n gsb eisp iel näher untersucht w erden.

A ndere G esichtspun kte, die b ei der W ahl der P um pw erksleistun g m it­

sprechen (z. B. G rundbelastung, A u fteilu n g der G esam tleistu n g auf die ein zeln en M aschinen zw eck s A n passun g an die örtlichen V erh ältnisse usw .) können hier nicht w eiter b eh an d elt w erd en .

In dem A bflußbild für T = 15 min (Abb. 11) w erden durch w a a g e­

rechte Linien, d ie versch ied en en P u m p leistu n gen entsp rech en , versch ied en große T eile der die A b flußfü lle d arstellend en Flächen abgeschn itten.

A bb. 12. B eisp iel. B en ötigter Stau becken in halt b ei versch ied en em A u sb auverhältnis.

Der abgetrennte F läch en teil gibt das Maß für die je w e ilig e Staubecken­

größe. D ie V erh ältn isse sind also d en en ganz ähnlich, die b ei der oben b eh an d elten D rosselu n g d es A b flu sses durch ein en städtischen Sam m ler v o rlleg en . W ährend aber bei d iesem die W asserm en gen auf der Straße im Z uge d es gan zen Vorfluters Zurückbleiben, sind in jen em F alle d ie von den M aschinen zunächst nicht geförd erten Z uflu ßm en gen un­

m ittelbar beim Pum pw erk aufzuspeichern. In unserem R echnungs­

b eisp iel sind fünf versch ie d en e A u sb au ieistu n gen g ew äh lt, näm lich 7,50, 5,00, 3,75, 2,50 und 0 m3/se k . D iese W erte entsprechen ein em A usbau­

verhältnis v o n 100, 66V3. 50, 3 3 V3 und 0 % . Es ergeb en sich nach A usrechn un g S tau beck en größen von 0, 6700, 11 500, 17 100 und 37 600 m 3.

19) Daß in Abb. 11 der Größtwert 7,60 m 3/se k ist, rührt her von der G rößtabflußm enge 5,10 m 3/se k der Abb. 10, d ie in fo lg e Aufrundung der Zeit als u n ged rosselt a n g e seh en wurde.

Der letz te W ert ergibt sich auch nach G l. (3) aus der A bflußfülle Ä = (0,65 • 50 • + 0,52 • 150) 378 • 15 • 60 h a ' } ' 5 = 37 600 m3

sek • ha

und erm öglicht dadurch ein e N achprüfung der Rechnung. D ie g e ­ nannten fünf S tau beck en größ en w erd en ln Abb. 12 als H öhen bei T = 15 min ein getragen .

In ähnlicher W else w ie b ei der R egendauer 7' = 15 min w erden für d ie übrigen B erech nu ngsregeln mit T — 30 bis 300 min aus den S u m m en ­ abflußbildern d ie Stau becken größ en b ei den v ersch ied en en A u sbau­

verh ältn issen erm ittelt. D ie E rgeb nisse sind ebenfalls ln Abb. 12 ein ­ g etragen .

A ls E ndergebnis der B erechnung ist aus Abb. 12 der Einfluß des v ersch ied en en A u sb auverh ältn isses auf d ie Stau beck en größ e ab zu lesen . B ei 0 % , ein A usbau, der natürlich in W irklichkeit nicht vorkom m t, m üßte d ie g e sam te A b flu ß fü lle gesp eich ert w erd en . D ie Linie für d iesen Fall hat etw a bei 300 min ihren H öchstw ert. Sie entspricht der Linie N ' in A b b. 1, w en n a n s t e l l e der E inh eitsfläch e d ie T eilflächen des B eisp iels m it ihren G esam tabfliißb eiw erten g e se tz t w erd en . D ie S ch eitelw erte für d ie übrigen A u sb au verh ältn isse lie g e n zeitlich voreinander. B ei 3 3 ‘/ 3%

wird im H öchstfälle ein Stauraum v o n über 50 000 m3 ben ötigt, D ie m aß geb en d e R egendauer ist etw a 140 m in. D er Bedarf sinkt b ei einem Ausbau von 5 0 % auf 35 0 0 0 m 3, w o b ei T = 120 min ist. Für das A u s­

bauverhältnis 6 6% % Ist d ie m aß geb en d e R egendauer etw a 100 min, und der Stauraum braucht nur etw a 20 000 m3 groß zu sein . B el 100%

A u sb au wird, w ie ob en schon erwähnt, naturgem äß überhaupt kein Speicherraum b en ötigt.

Auf Grund der in Abb. 12 n ie d erg eleg ten E rgeb n isse kann nun über das A u sbauverhältnis und d ie Stau b eck en größ e en tsch ied en w erden.

A n dem durch A bb. 12 d argestellten E ndergebnis ist w oh l am b em erk en sw ertesten die G rößenordnung d es Stauraum s, der sich ergibt, sob ald das Pum pw erk nicht für d ie H öch stleistu n g b em essen wird. Es h an delt sich um R aum inhalte, w ie sie b ei der H erstellu n g von Speicher­

b ecken innerhalb städtischer E n tw ässerungsanlagen kaum Vorkommen dürften. Das lie g t daran, daß b ei d iesen nur bestim m te verhältnism äßig n ied rige B erech nu ngsregen in ihren W irkungen abzum ildern sind, während b e i der B em essu n g von Pum pw erken aus den früher an g eg eb en en G ründen m it den höchsten R egen sp en d en gerech n et w erd en muß.

D ie Frage, in w elch er Form der Stauraum vorgeh alten w erd en so ll, kann in d ieser A b han dlun g nicht besprochen w erd en . A n g ed eu tet sei nur, daß ln b estim m ten Fällen durchaus ein Ü berfluten von tieflieg en d en F lächen (W iesen , G rünflächen, Sportplätzen usw .) bew u ßt in Kauf g e ­ n om m en w erd en kann, w en n dam it kein oder ein nur geringer Schaden verbunden ist. G rundsätzlich muß aber zunächst erm ittelt w erden, w elch e W asserm en gen überhaupt zu erw arten sin d . Erst dann kann entschieden w erd en , w as m it ihn en g esch eh en so ll.

Das durchgeführte R ech n u n gsb eisp iel setzte ein städ tisch es G eb iet v o n der B ebauungsart K lasse II und III voraus. B ei ihm m inderte die D rosselw irk un g d ie G rößtabflußm engen erheblich ab. N im m t man offen e V orfluter an, so feh lt d ie se W irkung, und d ie H och w assersp itzen treffen in v oller H öh e am P um pw erk ein. In der R egel ist aber, w en n Straßen­

sam m ler feh len , d ie B eb auu n g sehr locker, und die A b flu ßb eiw erte für ein e solch e Bebauungsart la ssen die Sp itzen nicht zu groß w erd en . Ü b erd ies b ed e u tet ein offener V orfluter am Pum pw erk m eisten s die leich te M öglichkeit, größere W asserm engen aufzustauen.

Da d ie großen R egen sp en den sehr selten sind und die v o lle L eistung d es P um pw erks nur in großen Z eltabständen und dann h öchsten s nur für w e n ig e Stu nd en b en ö tig t wird, braucht man a n g esich ts der geringen B enutzungsdauer im a llgem ein en n eb en den Pum pen für die g ew ä h lte F örd erleistun g nicht außerdem noch M aschinensätze zur A u sh ilfe vor­

z u h a lte n 20). Man darf v ielm eh r dam it rechnen, daß U nterhaltungsarbeiten an den M aschinen in ein e Zeit g e le g t w erd en können, in der Platzregen und W olkenbrüche nach der Erfahrung langer Jahre nicht auftreten, d. h.

etw a im H erbst oder W inter. D ie se Beschränkung steh t nicht im W iderspruch zu der E m pfehlung, b e i neu en größeren Pum pw erken ein e E rw eiteru ngsm öglich keit vorzu seh en , die au sgen u tzt w erden muß, w enn in fo lg e ein es zunächst nicht erw arteten A nw achsens d es E in zu g sg eb ietes, z. B. als F o lg eersch ein u n g d e s B ergb au es oder Infolge der B eb au u n gs­

zunahm e usw ., die Z uflußm engen steigen .

20) B e y e n b u r g , N eu ere A bw asserpum pw erke, Ihre Errichtung und ihr B etrieb m it beson derer Berücksichtigung der V erh ältnisse Im rheinisch- w estfä lisch en In du striegeb iet. G esund.-Ing. 1930, -Heft 29, S. 449.

194

Schwimm/enden

T t lSS K tfM im Septem, j / Z JSfllW im Februar

100.00m 100,00m

U n te re r W indverband O berer W ind verband

Fahrbahntafel Fahrbahntafel

n. Samannoud^

Miniet

*A n trie b Verriegelung

A l l e R e c h t e V o r b e h a l t e n .

Straßenbrücke über den Nil bei Sam annoud.

V on Sr.=5>»G- K on rad S a ttle r .

B ei der A u sschreibun g für den Bau der Brücke über den Nil b ei d es N ilb ettes bis auf ein e T iefe von — 16 m a b g esen k t w erden, da erst Sam annoud, der der Entwurf d e s ägyp tisch en M inisterium s zugrunde hier tragfähiger, quarzhaltiger Sand angetroffen w urde. D ie G rundfläche lag, g ela n g es trotz stärksten auslän dischen W ettb ew erb es, d iesen Auf- d es kreisförm igen Sen k k asten s d es D rehpfeilers beträgt 130 m 2, die der trag für D eu tsch lan d zu sichern. Senkkästen der übrigen P feiler und W iderlager je 90 m 2. D ie Senkkästen

A b b. 3. A ufbau der Schw im m erspitze im Werk.

zu sch ü tzen , w urde ein b eson d erer Schw im m fend er aus Stahl v o rg eseh en (s. Abb. 1). Er b esteh t aus ein er A nzahl von rechteckigen Schw im m körpern m it 6 mm W anddicke. A bb. 3 z e ig t den Zusam m enbau der Schw im m er­

sp itze im W erk. Am D reh pfeiler sind senkrechte R ollenführungen an­

geord n et, so daß sich d ie Schw im m er je w e ils den stark w ech se ln d en W asserständen anp assen können. U m den Schw im m er in der richtigen Lage zu h alten , sind an den Schw im m ersp itzen je z w e i 2-t-W inden für V eran keru ngsketten angebracht, deren freie Enden an im W asser ver­

sen k ten B eton b iöck en b efestig t sind. Das g esa m te G ew icht der Schw im m er beträgt 148 t.

Draufsicht a u f diel Fahrbahn

Samannoud

Abb. 1. G esam tanordnung.

W ie in der Ü berstchtszeichn un g (Abb. 1) d a rg estellt, b esteh t der Brückenzug aus z w e i v ersteiften Stab­

b ogen von je 100 m S tü tzw eite und einer zw eiarm igen Drehbrücke von 2 X 29,85 m Länge. D ie Stahlüber­

bau ten so llten entsprechend den ägyp tisch en V orschriften in „A -Stahl“

mit einer F estig k eit von 4,4 bis 5,2 t/cm2 an geb oten w erd en , w ob ei jed och W ahlan geb ote z u g e la sse n w urden. A ls w irtschaftlichste L ösung ergab sich das W ahlan geb ot, das für die Hauptträger der b eid en festen Brücken St 52 vorsah; es wurde der A usführung zugrunde g e le g t.

hatten S tah lm an telb lech e von 8 mm D icke. A ußerdem m ußte der B eton der P feiler oberhalb der Senkkästen bis zur F lu ß so h le m it 6 mm dicken M antelb lech en g e g e n ch em isch e E inflüsse des B od en s gesch ü tzt w erden.

D en P robezusam m enbau ein es S enkkasten s im Werk z eig t A bb. 2.

Für die S enk kästen und M antelblech e wurde „A -Stahl“ im G esam tgew ich t von 380 t verw en d et. D ie P feiler und W iderlager w urd en aus g e w ö h n ­ lichem K iesb eton h e r g este llt und erh ielten ein e 0,5 m dicke V erk leidu ng m it A ssuan-G ranit.

S ch v v im m fe n d er.

Auf b eid en S eiten d es D reh pfeilers lie g t ein e 20 m breite Fahrrinne.

Um den D rehpfeiler und die D rehbrücke vor dem Anfahren von Schiffen

Abb. 2. A ufbau ein es Sen k k asten s Im Werk.

Den Auftrag für die Planung und Ausführung erh ielt als G esam tunter­

nehm erin d ie Fried. Krupp A G ., Frledrich-AIfred-H üttc, R heinhausen, gem ein sam m it der Julius Berger Tiefbau A G ., Berlin, die die T iefbau­

arbeiten ausführte. D ie M asch inen teile w urden vom K rupp-Grusonwerk in M agdeburg, die elek trisch e E inrichtung von den Stem ens-Schuckert- W erken ln Berlin angefertigt und ein geb au t.

G rü n d u n g .

D ie P feiler und W iderlager w urden m ittels Druckluft auf S tah lsen k­

kästen gegrü n d et. S ie m ußten durch die Schlam m - und T onschichten

J a h rg a n g 18 H eft 17

19. A p ril 1940 S a t t l e r , Straßenbrücke über den N il b ei Sam annoud

195

5 cm Asphalt

¡2cm Zementmörtel ö l I ■ Eisenbetonplatte j

7rm-no-11

z Gurtpt.-zw-n Fahrbahn.

D ie Straße wird in ein er nutzbaren B reite von 10 m für d ie Fahr­

bahn und von je 2 m für d ie b e id en F u ß w eg e über die Brücke geführt.

Da die F u ß w eg e b eid erseits auf Kragträgern außerhalb der Hauptträger lie g e n , ergibt sich unter B erücksichtigung der Schram m borde ein e H aupt­

trägerentfernung von 11,2 m. D ie Fahrbahndecke aus E isen b eton ruht auf Stahllängsträgern. D as Q u ergefälle der Fahrbahn wird dadurch er­

reicht, daß die E isen b eton d eck e am Rande 15 cm und in der M itte 20 cm dick ist. D em entsprech en d wurde die Entfernung der drei m ittleren Längsträger zu 1,7 m und d ie der übrigen Längsträger zu 1,5 m g ew äh lt.

Ü b er der E isenb etond eck e sind ein e 2 cm dicke Z em en tsch ich t und ein e 5 cm dicke A sphaltschicht angeordnet. D ie w aagerecht lie g e n d e Brücke wird in der Längsrichtung durch A bfallkästen in Entfernungen von je 10 m entw ässert. Das L än gsgefälle von 1 : 2 0 0 wird dadurch erreicht, daß d ie D icke der Z em en tsch ich t am Schrammbord zw isch en 2,0 und

100-750'JZ

S c h n itt c c -a .

4 ,5 cm schw ankt. D ie A b deck un g der F u ß w ege b esteh t aus 2 cm A sphalt auf 8 cm dicken E isen b eton p latten . D ie g esa m te Q uerschnittsausbildung ist aus A bb. 4 zu erseh en .

A lle T eile d e s Tragwerkes der Fahrbahn, w ie Q uerträger, Längs­

träger usw ., b este h en aus „A -Stahl“ m it ein er zu lässigen Beanspruchung von 1260 k g/cm 2. A ls B elastung sind 20-t- und 14-t-Lastw agen an­

gen om m en . D ie Stoßziffern betragen nach den behördlich en Vorschriften 5p = 1,7 für d ie Längsträger und = 1,62 für die Querträger und sind som it w esen tlich höher als die der d eutsch en Vorschriften.

F e s t e Ü b e r b a u te n .

D ie Hauptträger sind in St 52 ausgeführt. A ls B ela stu n g ist eine g leich m äß ig v erteilte Last von 600 k g /m2 auf der Fahrbahn und 400 kg /m2 auf den F u ß w eg e n , jedoch oh n e Stoß zu schlag, der B erechnu ng zugrunde g e le g t. Der ste tig gekrüm m te B ogen setzt sich aus drei K reisbogen zu­

sam m en und hat in der M itte ein e P feilhöh e von 13,5 m.

■t Der B ogen se lb st ist d op p elw and ig, der 2,5 m h o h e Ver­

steifungsträger ein w an d ig ausgeführt. D ie B reite des B o g en s beträgt 840 mm, die der G urtplatten d es V er­

steifungsträgers 500 mm.

11Z00 Abb. 4. Q uerschnitt der festen Ü b erbau ten .

S ch n itt c - c

A bb. 6. A u fstellen d es z w eiten festen Ü berbaues.

M it beson d erer Sorgfalt wurde der A nschluß des d o p p elw an d igen B ogen s an den ein w and igen V ersteifu n gs­

träger a u sg eb ild et (Abb. 5). Das g esam te S tah lgew icht der b eid en festen Brücken ein sch ließ lich der Fahrbahn, der b eid en W indverbände und der Lager beträgt o h n e G eländer 1450 t, w o v o n 700 t auf S t 52 und der Rest auf .A -S ta h l“

entfällt. G egenü ber dem behördlich en V orschlag, die Brücke ganz in „ A -S ta h l“ auszuführen, ergab sich durch d ie A nordnung von St 52 auf d ie ganze S tah lm en ge b e­

zo g en ein e Ersparnis von 2 2 % , unter B erücksichtigung der Hauptträger allein eine solch e von 3 7 % .

D ie festen Brücken sind auf fester Rüstung a u fg estellt w orden, w ofür m it Rücksicht auf die regelm äß ig im H erbst auftretend en H och w asser nur d ie Z eit von M itte April bis E nde O ktober zur V erfügung stand. Das H och w asser er­

reichte am 1. N ovem b er 1938 e in e H öh e von fast + 8,0 m oder 0,93 m unter U nterkante Auflager. Vor E insetzen d ie se s H ochw assers konnten alle R üstungen aus dem Flußb ett entfernt und d ie Brücken frei­

g e se tz t w erd en . Abb. 6 zeig t d ie A u fstellu n g d e s zw eiten Ü berbaues.

840*4

Me9bl 19»

f l >

S c h n itt b -b S c h n itt c c -a .

■ n -3516- ;---

Abb. 5. Einführung d e s B o g e n s in den V ersteifungsträger.

D r e h b r ü c k e .

D ie Drehbrücke hat In Ü b erein stim m u n g m it den festen Brücken ein e halb ver­

sen k te Fahrbahn (Abb. 7).

Entsprechend der in Ä gyp ten üb lichen A usführung ist sie auf ein em Rollenkranz gelagert.

1 9 6 S a t t l e r , Straßenbrücke über den N il b e i Sam annoud

DIE BAUTECIINIK F a c h sch rift f. d. g e s . B a u in g e n lc u rw c scn

A lle Lasten w erd en unm ittelbar auf den Rollenkranz übertragen, und der D reh­

zapfen in der M itte hat die A u fgabe, die Brücke ln der rich tigen ’ Lage zu halten, ohn e se lb st sen k rech te Lasten auf­

zu neh m en . D ie A nordnung d e s R ollen ­ kranzes m it R ollen von 350 mm m itt­

lerem D urchm esser z e ig t A bb. 8, die Abb. 9. Aufbau ein es D rehritzels im Werk,

.3 Gurtplatten rn-ZO

ju s o m o -n \ i

■310—-)

3Guripl.m-zo -Antrieb

-5 00- obere Rollbahn rflo /le TA-Zahnkranz

Ritzelwelle untere Rollbahn

Abb. 7. Q uerschnitt der Drehbrücke über dem D rehpfeiler.

A bb. 8. A ufbau des R ollkranzcs im Werk.

den A ufbau im Werk dar­

stellt. D ie Brücke wird m ittels zw eier R itzel g e ­ dreht, d ie in z w e i am unteren R ollen lau fgang b e ­ fe stig te Z ah n segm en te ein- greifen. D ie beid en R itzel (Abb. 9) haben lotrechte A chsen , sind sym m etrisch zum D rehzapfen angeordnet und w erden unter Z w isch en­

schaltung der en tsp rech en­

den V o r g eleg e je durch ein en 1 8 -P S -M o to r an- g etrleb cn . D ie M otoren, die die b eid en R itzel zum D rehen der Brücke an­

treib en , sind elektrisch

A bb. 10. Motor m it V o r g ele g e im Führerhaus. A bb. 11. A ufbau d es D reh brückenend es m it der R ie g elfa lie im W erk.