DIE BAUTECHNIK
7. J a h r g a n g
BERLIN, 12. April 1929 Heft 16
Die erste E isen b a h n b r ü c k e aus Silizium stahl d er s c h w e iz e r is c h e n B u n desb ah n en .
Aiie Rechte Vorbehalten. Von Dipl.-Ing. A. Bühler, Sektionschef für Brückenbau, S. B. B., Bern.
1. E inleitung.
Am 18. November 1928 ist die neue, aus Siliziumstahl hergestellte
A a r e b r ü c k e b e i Brügg der Linie Bern— Biel dem Betriebe übergeben
w o r d e n .
Nachdem in der Frage der A nw endung des Silizium stahles für Brücken
bauten eine Stockung eingetreten ist, dürfte es auch einen w eiteren Kreis von Brückeningenieuren interessieren, w elche Erfahrungen m it dem Sonder
stahl bei diesem Bauwerk gem acht w orden sind. Der V ollständigkeit halber seien einige kurze geschichtliche Angaben vorausgeschickt.
treter jener Zeiten, in denen eine äußerst leichte A usbildung der eisernen Brücken, in V erbindung mit knappen Belastungsannahm en, zu Bauten führten, an denen später niem and Freude hatte. Schon in den Jahren 1895/96 m ußte diese eiserne Brücke verstärkt w erden, ohne daß man zu einem befriedigenden Ergebnis gelangte. Im Jahre 1901 brach ein Längsträgeranschluß. Spannungsm essungen ergaben ferner, daß die unsym m etrischen Stabquerschnitte und ihre exzentrischen Anschlüsse zu hohen N ebenspannungen Anlaß gaben, so daß sich in den abstehenden Kanten der Druckstreben Zugspannungen und in den äußersten Fasern der Zugstreben Druckspannungen zeigten. Im Jahre 1926 w urden bei mehreren Längsträgeranschlüssen erneut Risse festgestellt, wenn auch nicht in so schw erer Form wie im Jahre 1901.
Dieses Vorkommnis, in V erbindung mit dem ungünstigen Ausfall der Nachrechnung der Ü berbauten, sowie der Einführung der elektrischen Zugförderung auf der Linie Bern—Biel, zeitigte den Entschluß, die schw eißeisernen Ü berbauten zu ersetzen. M itbestim m end waren hierbei, daß die V erstärkung der Quer- und Längsträger m angelhaft war, daß die M aterialstärken zum Teil nur 8 mm betrugen und daß die Güte des Schweißeisens zu Zweifeln Anlaß gab. Endlich genügte w eder die Brückenbreite den neuzeitlichen Anforderungen, noch die lichte Höhe für den elektrischen Betrieb.
Der alte Ü berbau hat eine große Ähnlichkeit mit der neuen Eisen
bahnbrücke über den Rhein bei W esel1); er war als Parallelträger mit gekreuzten Streben ausgebildet. Pfosten waren nur über den Auflagern vorhanden. Im vorliegenden Falle war dieser U m stand der Zusatz
spannungen wegen als ungünstig zu betrachten. Rhombenfachwerke dieser Art sind nur für schwere und w eitgespannte Brücken zulässig (Abb. 1).
Der U nterbau der Brücke durfte noch als gut und tragfähig angesehen w erden. Der Pfeiler w urde mit Druckluft gegründet; die beiden W ider
lager stehen auf Pfahlrosten.
Für den neuen, eisernen Ü berbau haben wir unter verschiedenen Lösungen einem durchlaufenden Tragwerk mit Stützw eiten von je 55 m den Vorzug gegeben, wobei der O bergurt über dem Pfeiler etwas in die Höhe gezogen ist. Wir erzielten dam it ein gutes Aussehen und eine w irtschaftliche Anordnung. Im übrigen wurde das Tragwerk einfach und kräftig ausgebildet. Das feste Lager m ußte auf einem der beiden W ider
lager angeordnet w erden, da der Pfeiler wohl den lotrechten Drücken, Die genannte Brücke ist in den Jahren 1871/72 anläßlich der A us
führung der Juragewässerkorrektion hergestellt w orden, und zwar durch die seither eingegangene Firma O tt & Cie. Die ursprüngliche Brücke über den „alten Zihlkanal“, als dem Abfluß des N euenburger und Bieler Sees, lag unmittelbar gegen die Station Brügg zu; ihr rechtsufriges W iderlager
Abb. 1. Alte A arebrücke bei Brügg.
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Abb. 2. Trägerschema und A ufstellungsgerüst für die neuen Ü berbauten aus St Si.
Grundriß
wurde zum linksufrigen W iderlager der jetzigen Brücke. Die alte ver
schwundene Brücke hatte zwei Öffnungen zu 30 m ; sie bestand nur etwa zehn Jahre lang, vom Jahre 1860 bis zum Jahre 1871.
Die gegenwärtige Brücke dagegen hat zwei Ö ffnungen zu je ungefähr 52,5 m Lichtweite. Die alten Überbauten waren leicht und typische V er
nicht aber den großen Brem sschüben gew achsen wäre. Widerlager- und Pfeilerbekrönungen sind zur Aufnahme der neuen Brücke in Eisenbeton um gebaut worden.
•) „Die B autechnik“ 1927, Heft 46, S. 662.
236
Abb. 3a. Q uerschnitt durch die Fahrbahn beim Pfeiler und in den Öffnungen.
Abb. 3b. Querschnitt beim
Portal über dem Pfeiler
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2. B auausschreibung und V ergeb u n g der Arbeiten.
Die A usschreibung des eisernen Überbaues fand statt im April 1927 auf G rund eines Vorentwurfes der Bahnverwaltung. D ieser sah die V erw endung von Fluß, eisen, N orm algüte (St 37) vor. Das Gewicht war zu rd. 400 t St 37 und 10 t Stahlguß für die Auflager berechnet, ln der A usschreibung war den Angebot
stellern freigestellt, auch ein hochwertiges Material, und zwar Silizium stahl anzubieten, in der Annahme, daß St 48 vorderhand nicht m ehr in Frage kommen könne.
A ngebote auf eine Ausführung aus Siliziumstahl im G ewichte von rd. 300 t, gingen auch ein, und zwar ergaben sich zugunsten dieses Stahles Preisunter
schiede von 16 500 Fr. bis 24 500 Fr., im Mittel etwa 10% . bezogen auf die A ngebotsum m e für eine Brücke aus St 37, bei einer G ew ichtsverm inderung von 25 °/0.
Der Preisunterschied war dem nach viel geringer, als in der Literatur angegeben w urde, er war indessen doch groß g enug, um einen Versuch mit dem neuen Material wagen zu können.
Der Entschluß zu diesem Versuch war allerdings schon zuvor gut vorbereitet w orden. Einerseits lauteten die in D eutschland eingezogenen Erkundigungen bei Behörden und Stahl
werken durchaus günstig; anderseits hatten wir bereits zuvor durch Proben in der eidg. M aterialprüfungsanstalt in Zürich die besondere G üte des Silizium stahles nachprüfen lassen. Hierauf kommen wir noch zurück.
Auf Grund dieser Vorprüfungen w urde die Anfertigung, Auf
stellung und Einschiebung der neuen Brücke der Firma „Eisen
konstruktionsw erkstätten C. Wolf & C ie.“ in Nidau (bei Biel)2) übertragen, die auch im Einvernehm en mit der Bahnverwaltung die statische Berechnung und die konstruktive Durchbildung für die Anwendung des neuen Baustahles zu besorgen hatte.
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3. B auliche E inzelheiten.
Die neuen Ü berbauten aus Silizium stahl bestehen aus zwei H auptträgern mit 5 m Achsabstand. Trägerhöhe und Streben
führung usw. sind aus Abb. 2 zu ersehen. Sämtliche Stabquer
schnitte sind steif ausgebildet. A bgesehen von den Knotenblechen w urden nur Flach- und W inkeleisen zum Aufbau der Stäbe ver
w endet. Die D ruckglieder der Streben und U ntergurte bestehen aus zwei H älften, die bei den D ruckteilen reichlich vergittert wurden.
Die Fahrbahn hat durchgehende Längsträger; die Verlaschung geschah durch die Q uerträger hindurch. Die Niete sind in der überaus kräftigen oberen Lamelle versenkt, um die Schwellen gut lagern zu können. Die Q uerträger sind m it kräftigen Eck
blechen in die vollw andigen Pfosten der H auptträger eingebunden.
Die oberen und unteren W indverbände liegen in den Gurt
ebenen. Die B rem sverbände w urden in den Viertelpunkten jeder Öffnung angeordnet. Die Portale sind einfach und mit voll
w andigen, biegungsfesten Stäben versteift. Die beweglichen Lager sind als Stelzenlager ausgebildet; das feste Lager ist durch eine V erankerung in das eine W iderlager eingebunden (Abb. 3a u. 3b sowie 4a bis 4d).
Es erübrigt sich, auf w eitere E inzelheiten einzugehen, da diese in den Zeichnungen genügend klar dargestellt sind. Hervorzuheben ist nur, daß zur V erbesserung der Q uer- und Längsträgeranschlüsse einzelne Futter elektrisch an andere Teile geschw eißt wurden, um verm ehrtes Stoßm aterial zu erhalten. Die Stöße der 24 m langen Schienen sind geschw eißt w orden; über dem beweglichen End
lager erhielten sie einen Schienenauszug. Der Belag ist aus Eisen- betonbohlcn gebildet.
Bei der konstruktiven D urchbildung dieser Brücke in Si-Stahl fiel es auf, daß die erforderlichen Stabquerschnitte sehr klein w urden, mancherorts sogar kleiner, als es mit Rücksicht auf steife Q uerschnitte erw ünscht ist. Aus diesem G runde w urde daher der untere W indverband aus gew öhnlichem Flußstahl (St 37) hergestellt.
Die gesam te N ietung, abgesehen von derjenigen der Fußwege und G eländer, besteht dagegen aus Si-S tahlnieten. Da trotz der hohen Belastungsannahm en, bestehend aus einem Zuge von 11 t/m, mit Achsdrücken von 25 t, sich geringe Stabquerschnitte ergaben, darf gesagt w erd en , daß die nutzbringende Anwendung von
2) Die Leitung liegt in den H änden der Dipl.-Ingenieure J. B é g u i n und Tr. B o h n e n b l u s t , denen der Verfasser haupt
sächlich die in den A bschnitten 4 und 5 gem achten Angaben ver
dankt und die sich durch die g enaue D urchführung der Plan- und Bauarbeiten ein V erdienst erw orben haben.
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Abb. 4b. Innenansicht der neuen Brücke beim Endportal.
Abb. 4c. Ansicht des Portales der neuen Brücke beim M ittelpfeiler.
Abb. 4d. Seitenansicht der H auptträger der neuen Brücke.
Bearbeitung der Probestäbe (N ietverbindungen und Knickstäbe) in der Werkstätte S. B. B. Olten.
Selbst das Nieten in der W erkstätte machte keine Schw ierigkeiten.
Nur das Entfernen schlecht geschlagener N iete war oft langw ierig (70 bis 80 Schläge), ohne daß aber das Material Schaden gelitten hätte oder die Löcher oval geworden wären. Silizium stahlniete in St 37 ließen sich wohl kaum ohne Beschädigung der Löcher entfernen.
Die vielfach behaupteten hohen G estehungskosten der Anarbeitung des Si-Stahles sind daher wohl übertrieben. Oft ist dies auch dam it b e gründet worden, daß ja dieselbe A rbeit wie für eine viel schw erere, fluß
eiserne Brücke geleistet w erden müsse. Dabei vergessen jene, die dies sagen, daß die W erkstattkosten sich zu m ehr als der H älfte aus Hantierungs- und Transportkosten zusam m ensetzen, die doch bei V er
wendung von Si-Stahl sich bedeutend verm indern müssen. Leider wird im Eisen- wie im Tiefbau, zur Irreführung anderer, viel gefabelt.
Die in der W erkstatt aufgew endete Arbeitszeit betrug 33380 Stunden.
Alle Löcher wurden voll gebohrt; dadurch w urde erreicht, daß den Hauptträgern mit Leichtigkeit, ohne jeden Zwang, die vorgeschriebene
3) Marke Günther, Titex spezial. In einem Falle betrug bei 409 m Bohrlänge (34 475 Loch von 1 cm, 336 Loch von 1,5 cm, 2984 Loch von 2 cm) 20 mm Lochweite, 19 m/min Schnittgeschw indigkeit und 0,2 mm Vorschub, der Abschliff nur 5,5 cm bei 15 cm Spirallänge; der Bohrer würde also für w eitere 600 m Bohrlänge ausreichen.
Die M ontierung der Brücke erforderte 22 030 Stunden (Zusam men
stellen und Nieten), w ährend die Rüstung 6600 Stunden in Anspruch nahm.
Die Rüstung enthielt 52 geram m te Pfähle mit 39,5 m3 H olz; dazu kamen 67,8 m3 Rüsthölzer, Trägerlage 38,7 t, Rüstbrücke für Schiffahrt
öffnung 9,5 t und eiserne Stützen beim M ittelpfeiler 4,2 t. Nach Fertig
stellung der Si-Stahlbrücke w urde diese eingeschoben.
6. B eanspruchungen und B elastungen.
Die konstruktive A usbildung der Brücke geschah nach folgenden zu
lässigen Spannungen:
a) Z u g , D r u c k , B i e g u n g : tfzul = 1,350 ± 0,250 - g - ■
A und B sind dabei die kleinsten und die größten Kräfte aus Eigen
gew icht und zufälliger Last.
b) K n i c k u n g :
-iul = 1,500 - 0 , 0 0 9 •
2
für
für von 10 bis 90
% u l = 5 5 0 0 ■90
i = 0-75 rfzui (von a) , c i [ Lzui 0 ,/u , „ r c) S c h e r e n . | t j / z u 1 = 2,00 <%, (von a).
Die Berechnung w urde im übrigen nach der heute noch geltenden eidg. V erordnung vom Jahre 1913, die Stoßzuschläge nur bis zu einer Spannw eite von 15 m kennt, nach der Form el 2 (15 — /) °/0 durchgeführt
F a c h s c h r i f t f ü r d a s g e s a m t e B a u i n g e n i e u r w e s e n .
SpStahl — s o f e r n e r e i n S o n d e r e r z e u g n i s m i t h o h e n P r e i s a u f schlägen b l i e b e — erst bei Stützw eiten von über 50 m, und zwar bei
s c h w e r e n Bahnbrücken, gew innbringend wird. Bei leichten Bauten bringt
s e in e Verwendung in w irtschaftlicher H insicht keinen erheblichen Erfolg.
4. W erkstatterfahrungen.
Es hat sich gezeigt, daß die W erkstattarbeit bei Siliziumstahl
s o z u s a g e n gleich ist wie bei gew öhnlichem Flußstahl. Die Brücke
weist eine gesam te Bohrlänge von 2439 m auf, verteilt auf 85080 Niet- und Schraubenlöcher, zu deren Erbohrung nur vier B o h re r3) ver
braucht worden sind. Wahrlich ein Werkzeugverbrauch, der prak
tisch nicht in Betracht fällt. Aber auch das Schneiden mit der Kaltsäge und mit der Schere, sowie das Biegen, boten keine Schwierigkeit. Der Kraftbedarf für Werkstattmaschinen war nicht w e
sentlich höher, so daß er einen wesentlichen Einfluß auf die Preis
gestaltung nicht haben kann. Diese Verhältnisse haben andere auch schon mehr oder w eniger bestätigt.
Dasselbe zeigte sich auch bei der
Ü berhöhung gegeben und auch erreicht w erden konnte. Diese Arbeit, die nur wenige Anreißer zu Stande bringen, war so g enau, daß nur in wenigen Fällen ein Aufreiben nötig w urde. Si-N iete konnten 59 266 Stück geschlagen w erden, dazu kommen 932 Stück flußstählerne Niete (St 37).
Die Ränder der Bleche und Enden der Winkel und Breitflacheisen erwiesen sich als glashart; sie sollten auf 2 bis 2,5 cm Länge abgeschnitten, d. h. um diese Länge größer bestellt werden.
5. M ontageerfahrungen.
Auch bei der Montierung zeigten sich keine Schwierigkeiten.
Die N ietung erforderte allerdings Aufsicht und große Sorgfalt. Bei jedem Regen m ußte das Nieten eingestellt w erden, weil die Niete sich rasch abkühlten. Nur in hell
rotem Zustande und bei raschem Schlagen der Schließköpfe ließ sich das N ieten ohne Schwierigkeit durchführen. In der W erkstätte sind diese V oraussetzungen natürlich bes
ser erfüllt. Es waren 22 378 Stück Niete zu schlagen, wobei eine Nietgruppe rd. 200 N iete am Tag schlug.
Abb. 4a. Ansicht der alten und neuen Brücke. Endportale.
238
(/ = Stützweite oder Einflußlänge in Metern). Im übrigen wurde sehr vor
sichtig bemessen, besonders was die Fahrbahn anbetrifft. Die Stehbleche der Längsträger haben 12 mm Stärke, auch liegen die wirklichen Span
nungen durchweg noch etwas unter den zulässigen. Sie betragen bei den Längsträgern nur 1,2 t/cm 2, bei den Q uerträgern 1,34 t/cm 2 und in den Hauptträgern 1,4 t/cm 2. Beim Scheren w urde der Koeffizient von 0,8 auf 0,75 herabgesetzt, um die Verbindungen stärker zu bekommen.
7. M ateriallieferung und M aterialversuche.
Zunächst ist hervorzuheben, daß das Material ohne jede Verzögerung und rechtzeitig geliefert w urde:
a) von de Wendel & Cie.: 34,2 t Bleche,
b) von der Burbacher H ütte: 108 t Winkel- und 114,1 t Breitflacheisen, c) von Fried. Krupp, Rheinhausen, und Bölling & Kummerhoff, Neuß:
14,3 t Si-Stahl-Niete,
d) von de W endel & Cie.: 47,4 t St 37,
e) von Fischer & Cie., Schaffhausen: 6,3 t Elektrostahlguß.
Die Abnahme ging glatt vonstatten. Für die Lieferung aus Si-Stahl, der durch Farbstreifen und Körner bezeichnet wurde, kamen nur 15 ver
schiedene Profile und eine Blechsorte von sechs Breiten von 85 bis 160 cm in Frage — gegen hundert — , die bei einer anderen ausländischen, rund 400 t schweren Brücke vorgesehen worden waren. Kleine Knotenbleche usw. wurden aus größeren Blechen geschnitten. Die möglichste Ver
minderung verschiedenartiger Profile ist daher für den Erfolg des M aterial
bezuges entscheidend. In dieser Beziehung ist der Unternehm ung eben
falls ein M eisterstück gelungen.
Die Si-Stahl-Analyse der H üttenw erke lautete auf
C = 0,1 -t- 0 ,2 % , Mn = 0,8-r- 1,1 % , Si = 0 ,7 - M ,2 % , S = 0,03 -h 0,04 % , P = 0,03 -i- 0,08 % . Eine Kontrollanalyse ergab:
C = 0,18 % , Mn = 1,1 % , Si = 1,0 % S = 0,04 % und P = 0,06 %
die die chem ischen Proben nicht kennt, konnten wir diese Charge nicht zurückweisen. Ob eine solche Zurückw eisung des Phosphorgehaltes wegen berechtigt wäre, ist allerdings noch nicht klar, wenn auch die eingehende statische Prüfung dies als angezeigt erscheinen ließe.
Wir haben nämlich bei der G. m. b. H. Carl Schenk in Darmstadt noch 12 Dauerproben, und zwar 8 mit S i-S tahl und 4 mit St 37 durch
führen lassen, die zu folgenden Ergebnissen führten:
Die D auerfestigkeit betrug auf der D a u e r b i e g e m a s c h i n e (B) mit 3000 Lastwechseln in 1 m in, bezw. der D a u e r - Z u g - D r u c k m a s c h i n e (D-Z) mit 30 000 Lastw echseln in 1 min.
Material
Sl- Stahl
kg/
St 37
u m 2 Ma- schine
Ab
minde
rung
Si-Stahl aus Blech Stab Nr. 1. l ä n g s u n v e rle tz t 40 (D-Z) mit hohem P-G ehalt 2. q u e r verletzt 27 — (D-Z) }32%
von de W endel 3. l ä n g s u n v e rle tz t 38 — (B) 4. q u e r verletzt 24 — (B) }37%
Si-Stahl aus Breit Stab Nr. 5. l ä n g s u n v e rle tz t 35 — (D-Z) flacheisen mit 6. q u e r verletzt 23 — (D-Z) }34%
normalem P-Gehalt 7. q u e r u n v e rle tz t 34 ---- (B) von Burbach 8. l ä n g s verletzt 20 — (B) }41%
St 37 Stab Nr. 9. q u e r u n v e rle tz t — 23 (D-Z) }u°/o }o % norm ales Blech 10. l ä n g s verletzt
11. q u e r u n v e rle tz t
— 19
22 (D-Z)
(B) 12. l ä n g s u n v e rle tz t — 22 (B) M erkw ürdigerw eise verhielt sich also der Si-Stahl mit hohem Phosphor
gehalt in unverletztem Zustande besser als derjenige mit niedrigem Phos
phorgehalt. Die V erletzung der Probestäbe, die der Verletzung der Stäbe
Abb. 5a. Probestab für die D auerbiegem aschine der C. Schenk-Fabrik.
Bei den B l e c h e n ergaben sich für elf Quer- und Längsproben:
Streckgrenze 3,7 bis 3,8 t/cm 2 und Festigkeit 5,1 bis 5,35 t/cm 2. Die Dehnung betrug 23,5 bis 2 5 % . der G ütebeiw ert 1,23 bis 1,34 t/cm 2 (Dehnung mal Festigkeit).
Die Wi n k e l - u n d F l a c h e i s e n zeigten folgende Werte bei 32 P ro b en : Streckgrenze 3,62 bis 4,48 t/cm 2, Festigkeit 5,32 bis 6,02 t/cm 2, D ehnung 18 bis 2 8 % und G ütebeiw ert 1,0 bis 1,56. Bei einem Breitflacheisen versagte eine einzige Querprobe.
Das N i e t e i s e n ergab folgende W erte: Streckgrenze 4,0 bis 4,2 t/cm 2, Festigkeit 5,6 bis 6,0 t/cm 2, D ehnung 25 bis 2 8 % und G ütebeiw ert 1,49 bis 1,60.
Härte- und Kaltbiegeproben ergaben ein befriedigendes V erhalten.
In der eidg. M aterialprüfungsanstalt in Zürich w urden verschiedene Kontrollproben ausgeführt, um die M aterialeigenschaften noch etw as genauer zu erforschen, als es in einem H üttenlaboratorium möglich ist.
Es ergab sich für
Bleche W inkel
und Flacheisen
P ro be Nr. 24 (P = 0 ,1 2 % )
E la s tiz itä ts m a ß ...
P r o p o r t i o n a l i t ä t s g r e n z e S tr e c k g re n z e ...
Z u g fe stig k e it...
K o n t r a k t i o n ...
Dehnung ...
G ü t e w e r t ...
2000 t/cm 2 2,82 „ 3,72 „ 5,44 „ 5 6 % 2 5 %
1,4
1975 -r- 2045 t/cm 2 2,87 -h 3,75 „ 3,97 4,23 „ 5,39 5,90 „ 52 r i - 5 9 % 23,5 26 % 1,3 -r- 1,43
2015 t/cm 2 2,15 „ 3,73 „ 6,05 „ 56 o/
24,2 % 1,46 Die Ergebnisse zeichnen sich durch eine vorzügliche G leichm äßigkeit aus. E i n e A u s n a h m e m a c h t i n d e s s e n d i e P r o p o r t i o n a l i t ä t s g r e n z e , d i e i n w e i t e r e n G r e n z e n s c h w a n k t , w o r a u f b e s o n d e r s a u f m e r k s a m g e m a c h t s e i n mö g e . Auffällig war dies besonders bei der Probe Nr. 24 mit hohem Phosphorgehalt, w o d i e s e G r e n z e a u ß e r o r d e n t l i c h t i e f a b f ä l l t . Diese Probe bestand auch die H ärtebiege- probe schlecht, gut indessen die K altbiegeprobe. Auch eine Charge für die Bleche wies einen sehr hohen Phosphorgehalt (0,126% ) auf, o h n e d a ß i n d e n ü b l i c h e n m e c h a n i s c h e n P r o b e n e i n u n r e g e l m ä ß i g e s V e r h a l t e n z u m V o r s c h e i n g e k o m m e n wä r e . Da unseren Lieferungs
bedingungen die Festsetzungen der Deutschen Reichsbahn zugrunde lagen,
bei der B earbeitung nahe kom m en will, besteht darin, daß sie in Ab
ständen von 1 cm mit l/10 mm tiefen Ritzen versehen w erden (Abb. 5a u. 5b).
Die Oberflächen der Stäbe w erden im übrigen poliert, um möglichst gleich
mäßige Ergebnisse zu bekom m en. Es w ürde sich aber m. E. doch em pfehlen, den G ehalt P + S auf 0 ,1 % oder höchstens 0,12% zu begrenzen.
Da St 48 bei verletzter O berfläche eine D auerfestigkeit von 24 bis 25 kg/m m 2 besitzt, so wäre ihm der Si-Stahl in diesem Zustande nicht überlegen, eine Erscheinung, die zur Vorsicht m ahnt, da die im Brücken
bau verw endeten Stäbe jedenfalls als Stäbe mit verletzter Oberfläche angesehen w erden müssen.
Schließlich ist zw eier w eiterer Versuchsgruppen zu gedenken, die zur Ergründung der Eigenschaften des Si-Stahles unternom m en worden sind, nämlich einer Anzahl V ersuche mit N ietverbindungen, sowie mit auf Knicken beanspruchter Stäbe.
Was die V ersuche mit N ietverbindungen anbelangt, so sind die wesentlichsten Ergebnisse in Abb. 6 enthalten, woraus hervorgeht, daß die N ietverbindungen aus Si-Stahl denjenigen aus St 37 tatsächlich überlegen sind. Ü ber diese Fragen wird im Bericht zum 'Brückenbaukongreß in Wien (1928) ein D iskussionsbeitrag erscheinen. Es sei nur hervorgehoben, daß folgende W erte angenom m en w erden können:
St 37
k g /cn
700
Si-St
kg/cm2
400 — 700
500 ri- 2500 2500 2800
4600 R e ib u n g s w id e r s ta n d ... 400 -f-
M ittlerer Bereich mit kleinen bleibenden Form änderungen (A rbeitsbereich bei
B a u t e n ) ... 500 1500 Fließbereich, allgem eine Auflockerung . 1800 B r u c h ... 3300
Da der Reibungsw iderstand beider N ietstähle dieselben W erte ergibt, so em pfiehlt es sich, um k e i n e zu g r o ß e n b l e i b e n d e n F o r m ä n d e r u n g e n z u b e k o m m e n , die N ietbeanspruchung vorsichtig zu wählen.
Durch die Knickversuche wurde das G esetz, nach dem dieses Material ausknickt, gut gefunden (Abb. 7). Diese Versuche sind mit Stäben, die einen Schlankheitsgrad von - von 20 bis 166 hatten, ausgeführt worden.
Die Knickwerte folgen für die Stäbe mit > 86 der Eulerschen Knick
gesetze ; darunter heben sich die K nickw erte w esentlich über diejenigen Abb. 5b. Probestab für die Dauer-Zug-Druckmaschine
der C. Schenk-Fabrik.
F a c h s c h r i f t für das g e s a m t e B a u i n g e n i e u r w e s e n .
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Fugemstveitung 2Amm gemessen mH Spiegelapparat
Abb. 6. Darstellung der Ergebnisse aus Scherversuchen mit Nieten aus St 37 und St Si.
für Flußeisen.4) Für das V ersuchsm aterial betrug die Fließgrenze 3,82 t/cm 2, während der Siliziumstahl der H auptträger der Aarebrücke Brügg eine Fließgrenze von 3,97 bis 4,23 t/cm 2 besitzt. D amit verbessern sich also in Wirklichkeit die Knickwerte erheblich, so daß in allen Druckstäben eine wohl mindestens dreifache K nicksicherheit vorhanden ist.
8. Preise und a llg em ein e A ngaben.
a) Die G e w i c h t s b e r e c h n u n g ergab folgendes:
Abb. 7. Ergebnisse der Knickversuche mit St Si.
b) Die N i e t a n z a h l beträgt:
S i-S tah l-N iete N iete St 37
Anzahl G ew icht A nzahl G ew icht
W erkstattniete . 59 266 9802 kg 932 103 kg
M ontageniete 22 378 4454 „ ---- —
S ch rau b en . . . — — 2504 506 kg
Si-Stahl St 37
Fahrbahn . . -
Längsträger . . . . V e r b a n d ...
Q uerträger . . . .
39 396 kg 5161 „ 25 112 .
1 092 kg 543 „
Hauptträger. . <
O b e r g u r t ...
U n te r g u r t...
Diagonalen . . . . P fo s te n ...
54 395 „ 54 373 „ 39 699 „ 16 800 „
3 506 „ 5 074 „ 4 209 „ 28 „ Portale . . . •Endportale . . . .
M ittelportal . . . .
4 692 „ 8 275 „
202 „ 609 „ Windverbände . •U nterer W indverband .
O berer W indverband .
873 „ 7 502 „
7 847 „ 1 112 „ Fußwege . . •
Längsträger . . . . Q uerträger . . . . Abschlüsse . . . .
— 5 1 3 9 „ 8 268 „ 462 „
G eländer. . . — 5 6 1 7 „
Kabelkanal . . — 3 701 „
Summe 256 278 kg 47 409 kg Zuschlag für N iete usw. 2,5 %
Rechnerisches Gewicht . . . Abgewogenes Gewicht . . . S t a h l g u ß ...
7 592 kg 1 279 „ 1318 „ 6 270 „
4) Vergl. Bericht über den Brückenbaukongreß Wien 1928, betreffend Knicken, eidgen. M aterialprüfungsanstalt.
Für 1 t Brückenmaterial ergeben sich also 275 Stück V erbindungs
mittel.
Bei neueren Fachw erkbrücken aus St 37 sind im Mittel 150 N iete für 1 t Material nötig. Bei Si-Stahl ergab sich eine viel höhere Anzahl, weil alle Stäbe aus Winkel- und Breitflacheisen zusam m engesetzt werden mußten. I-T räger, Differdingerträger, T - und C-Eisen hätten in kurzer Zeit nicht beschafft w erden können. Bei allgem einer Einführung des Si-Stahls fiele dieser Nachteil wohl dahin.
c) Die M a t e r i a l p r e i s e v e r z o l l t B i e l betrugen:
( W inkeleisen . . . 20,85 Fr./lOO kg Si-St { Breitflacheisen . . 24,40 Fr./lOO „ ( B le c h e ... 26,80 Fr./lOO „ St 37 im Mi t t e l . . . . 17,20 Fr./lOO „
Im Mittel betrug daher der Aufpreis 70 Fr./t, Beträge, wie sie auch in neuerer Zeit aus D eutschland gem eldet w erden, wobei aber betont w ird, daß Ersparnisse gegenüber Bauten aus St 37 nicht m ehr möglich seien.
d) Die G r u n d a n s t r i c h f l ä c h e beträgt G = 7461 m2, die D e c k a n s t r i c h f l ä c h e £> = 4518 m2, sonach ist die Deckanstrichziffer 8 = ~leq
= 0,61.
Für 1 t ergiebt sich eine Deckanstrichfläche von 14,2 m2. Bei neuen Brücken aus St 37 ergeben sich 8 bis 12 m2.
Der Brückenbau kam zu stehen auf:
Eiserner Ü berbau 317,6 t ... 220000 Fr.
Verschiebungs- und G erüstarbeiten . . . . 25000 „ V erschiebung und Abbruch der alten Brücke . 16 000 „ U n te r b a u a r b e ite n ... 20 000 „ G leisanschlüsse, O berbau usw ... 29 000 „ zus. 310 000 Fr.
240
e) Die D u r c h b i e g u n g ergab sich für die Probebelastung zu 25 mm, d. h. 2 mm w eniger als die Rechnung, bei einer H ebung von 8 mm. hur die Berechnungslast stieg die Durchbiegung auf 35 mm an.
9. Schlußwort.
Schon bei der Bestellung des Si-Stahles machte der W erkvertreter darauf aufmerksam, daß das Material beim Walzen nicht so geschmeidig und biegsam sei, und daß Winkelprofile an den Kanten nicht voll heraus
kämen. Die hohen Preise wurden damit begründet, daß die Herstellung des Si-Stahls viel Arbeit mache, sowie eine genaue Verfolgung der Blöcke und eine große Vorsicht beim Auswalzen erfordere. Einzelne Walzwerke weisen darauf hin, daß die chemische Zusamm ensetzung den Walzprofilen angepaßt werden müsse; damit entständen große, nicht aufbrauchbare
des W unsches zur V ereinfachung des Eisenm arktes, was auch eine K ostenverm inderung der Q ualitätserzeugnisse zur Folge hätte, ln der nachstehenden Tabelle sind die Gütevorschriften der hauptsächlichsten eisenerzeugenden Länder angeführt.
Es erschiene daher wohl naheliegend, wenn sich die maßgebenden Walzwerk- und Industrieunternehm ungen darauf einigen könnten, künftig nur noch zwei Stähle für Bauzwecke zu erzeu g en 5), näm lich: einen Bau
stahl mit einer Festigkeit = 4,0 4,4 t/cm2 (min.), Dehnung 20 °/0, Streck
grenze 2,5 -j- 2,8 t/cm2 und für große Bauten einen schwach silizierten Stahl oder den „Silicon-Baustahl“ mit einer F estig k eit= 5 , 0 = 5,5 t/cm2(min), Deh
nung 15 % , Streckgrenze 3,2 h - 3,6 t/cm 2, von dem amerikanische Ingenieure aussagen, daß sein gleichm äßiges Gefüge die A rbeit in der W erkstätte gegen
über dem Si-St eher erleichtern würde. Ob sich der in neuerer Zeit genannte
G ü t e b e s t i m m u n g e n
V erordnung Stoßformel Zulässige
Spannung
t/c m 2
M aterial
festigkeit
t/c m 2
Streck
grenze
t/c m 2
1. American Railway Engineering A ssociation!
(2. Canadian Society Civil Engineers) / 3. American Society Civil Engineers . . . 4. British Engineering Standard Association
2780 2780 + £ 2
610 — £ 488 + 10 • £
36,5
5. Deutsche R eichsbahn.
6. Französische Verordnung
7. Lillebeltbrücke, Dänemark
8. Schwedische Verordnung 9. Spanische Verordnung . ,
10. Ungarische Verordnung .
11. Russische Verordnung
12. Silicon Steel (H udsonbrücke)...
(C = 0,3 -i- 0,4% , M n = 0 ,5 -^- 0,9% , P = 0,04 0,06 °/0, S < 0,05 0,/0) Si > 0,20 °/0;
2 7 ,4 + 1
Bahn- Brücken
Straßen
brücken 0,4
2 0,00
+
0,11 + 0,19 + 0,20
+
£
60 150 + £
56 )
144 + £ /
21 1
4 6 + £ )
17 \
28 + £ ( 0,41 — 0,0016 • £
0,6 1 + 0 , 2 £ 1 + 4 m P
1 + (n t - V ’ L SP 220
1 13 + 0,7 £ 1,40 — 0,561/500 £ — £ 2
( Bahn- 9
brücken ' i r j_ / S t r a ß e n - „ j
\ brücken ° ’20 + 30 + £ 0,625 1 + 0,02 • £
1,15
1,2 1,26
1,4-t- 1,5
1,8 2,1
1,3 -7- 1,4
1,2-t- 1,5 1 , 0 1 , 2 5
1,1 1,4 1,7 1,9
1,3 -T- 1,6
3.9 4,6 3.9 -f- 4,6 4,1 -7- 4,7
( k alt b e a rb e ite t)
4,4 = 5,2
3.7 = 4,7 4.8 -f- 5,8 4.8 -f- 6,0
4,2 (min)
4,4 = 5,4 3,7 = 4,6 4,0 (min)
3,6 4.9 4.9
5,7 6,8
2,0 = 2,3
2,4 (St 37) 3,1 (St 48)
«
3,6 (St Si)
2,4
2,5 St 36 St 49 St Si
3,2
Chargen. Darüber hinaus müßten die Blöcke der Saigerungen wegen stark gekürzt werden, wodurch allein Abfälle bis zu 3 0 % zustande kämen. Schließlich verursache auch die besondere Bezeichnung und die getrennte Lagerung des Materials verm ehrte Kosten. Andere Werke, die den Si-Stahl für den Eigenverbrauch erzeugen, sind der Auffassung, daß die erwähnten Verhältnisse wohl beständen, daß sie aber keine so große Rolle spielen. Letzteres dürfte wohl auch zutreffen. Den Walzwerken ist es aber aus natürlichen G ründen, im Interesse der M assenerzeugung und der Verminderung der Kosten der Stahlerzeugung, wohl unerwünscht, neben den bereits verlangten vielen Stahlsorten n o c h e i n e w e i t e r e herstellen zu müssen. Daher erklärt sich auch der nach anfänglicher Begeisterung eingetretene W iderwillen gegen den Si-Stahl, der zu einer Preissteigerung führte, die von selbst die Anforderung dieses Materials unterbindet. Wenn dies auch auf den ersten Blick sehr bedauerlich ist, so muß doch darin etwas Gutes gesehen w erden, nämlich das Entstehen
K upfer-Chrom zusatz zum Baustahl em pfehlen wird, ist eine Preisfrage.6) Da diese Zusätze die Anstriche der E isenbauten kaum entbehrlich machen, so müßte jede w esentliche Preiserhöhung durch den Cr-Cu-Zusatz als unerw ünscht für die M assenproduktion des Eisens bezeichnet werden.
In den englischen Vorschriften kom m t unseres Erachtens ein glück
licher G edanke zum Ausdruck, nämlich das V erlangen eines weicheren Stahles nur für jene Fälle, bei denen bedeutendere Biegungen in kaltem Zustande vorgenom m en w erden, was im B rückenbau m eist nicht der Fall ist. Der Sinn der Forderung einer hohen D ehnung scheint damit viel eher begründet, als dies meist auf G rund von Erw ägungen geschieht, die sich auf die M aterialprüfung stützen, und die dem plastischen Form
änderungsbereich, der im norm alen A rbeitsgebiet einer Brücke keine aus
schlaggebende Rolle spielt, eine sehr große B edeutung beim essen wollen.
6) Vergl. „Die B autechnik“ 1929, Heft 7, S. 93.
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B e m e r k e n s w e r t e B a u w erk e d er n eu en H am burger U ntergrundbahnlinie.
Von $r.=3;ng. Bernhard Siebert, Hamburg.
Alle Rechte V o rb eh alten .
D er D am m tortunnel.
Ein bem erkensw ertes Bauwerk der im Bau befindlichen U ntergrund
b a h n l i n i e Kellinghusenstraße — Jungfernstieg in H am burg ist das Tunnel-
stück unter dem Reichsbahndamm neben dem Bahnhof D a m m t o r der
R e i c h s b a h n . Dieses Bauwerk ist desw egen beachtensw ert, w eil die
H e r s t e l l u n g nach bergm ännischem Bauverfahren durchgeführt w urde, was
für Norddeutschland eine Seltenheit darstellt.
Abb. 1.
Wie der Lageplan (Abb. 1) zeigt, kreuzt die U ntergrundbahnlinie den Reichsbahndamm westlich des Em pfangsgebäudes Damm torbahnhof unter einem Winkel von annähernd 4 5 °. Im N orden wird der Reichsbahndamm durch die Straße Edmund-Siem ers-A llee begrenzt; auf seiner Südseite befindet sich der Bahnhofsvorplatz mit anschließenden gärtnerischen An
lagen. Infolgedessen war an dieser Stelle der nötige Platz für Entwick
lung der Lagerplätze gegeben.
Der Reichsbahndamm ist an dieser Stelle etwa 4,50 m hoch. Die Verhältnisse des gew achsenen Bodens gehen aus Abb. 2 hervor. Man erkennt, daß zunächst, von oben gerechnet, gelber Lehm und grauer Mergel ansteht. In einer Tiefenlage von etwa 9 bis 12 m an der O stseite und 7 bis 11 m an der W estseite des Tunnels fand man beim A ushub das Liegende des Mergels scharf begrenzt und auf ziem lich grobem Kies lagernd vor. Die Bohruntersuchungen hatten w eiterhin ergeben, daß in dem M ergel nur geringfügige W asseradern, verbunden m it sandigen S tellen , vorhanden
w aren, w ährend der grobe Kies viel Grundwasser enthielt, das sich über
dies durch die darüberliegenden w asserundurchlässigen Schichten im ange
spannten Zustande befand. Auf G rund dieser Tatsachen m ußte unter allen U m ständen eine G rundw assersenknng vorgesehen w erden.
Was nun die B a u a u s f ü h r u n g betrifft, so entstand die Frage, ob man die bei den H am burger U ntergrundbahnbauten sonst übliche offene Bauausführung mit senkrechten Baugrubenwänden, die von geram m ten I-Eisen und Bohlen gehalten w erden, auch für den Reichsbahndamm an
w enden sollte. Wie Abb. 2 zeigt, befinden sich auf dem Reichsbahndamm im ganzen vier Gleise, die paarweise je einen Bahnsteig einfassen. Die im Bilde rechts befindlichen G leise sind die Ferngleise von und nach Altona, w ährend die links liegenden die Gleise der elektrisch betriebenen, mit Strom zuführung durch O berleitung versehene Stadtbahn darstellen. Bei W ahl der obengenannten üblichen Ausführungsweise hätten die Rammeisen infolge der Dammhöhe von 4 bis 5 m entsprechend länger und stärker sein m üssen; die Ramm arbeiten wären zum w eitaus größten Teil zwischen den G leisen und auf den Bahnsteigen vor sich gegangen. Da natur
gem äß der Reichsbahnbetrieb in keiner Weise hätte gestört w erden dürfen, so wären diese A rbeiten nur des Nachts, und zwar jeweils nur in wenigen Stunden ausführbar gew esen. Bei den Stadtbahngleisen wäre die Schwierigkeit der jew eiligen U nterbrechung und U m legung der O ber
leitung hinzugekom m en. Nach durchgeführter Rammung härten die ein
zelnen G leise unterfangen und auf behelfsm äßige Brücken gelegt werden müssen. Die Sicherung der Auflager dieser Brücken wiederum hätte weitere besondere M aßnahm en notw endig gemacht. Alle diese Arbeiten hätten gleichfalls wie die Rammung zum größten Teil nur des Nachts aus
geführt w erden können. Es ist selbstverständlich, daß diese Arbeiten außerordentlich kostspielig gew orden w ären, und auch hinsichtlich der A rbeitsdurchführung hätten sich noch manche technische Schwierigkeiten ergeben.
Aus diesen Erwägungen heraus w urde von den sich bew erbenden Firmen gefordert, als H auptangebot die bergm ännische Bauweise anzu
bieten, w ährend die offene Bauweise als N ebenangebot freigestellt war.
Was die Konstruktion des Tunnels selbst betrifft, so konnte für die Ausführung in bergm ännischer Bauweise naturgem äß auch nicht der sonst übliche K astenquerschnitt in Eisenkonstruktion beibehalten w erden, son
dern der Tunnelquerschnitt wurde als Gewölbe mit geschlossener Sohle entworfen (Abb. 2). Das G ewölbe erhielt mit Rücksicht auf die Bau
ausführung solche Abmessungen, daß es auch schon ohne das Sohl- gew ölbe gegen Erddruck standsicher ist. Das Sohlengew ölbe hat lediglich den Zweck, den Tunnel gegen das aufdrängende Grundwasser zu sichern.
Das Tunnelgew ölbe erw eitert sich einseitig in drei Stufen nach Osten, um für die w egen der in der N ähe befindlichen H altestelle Stephansplatz auseinander laufenden Gleise Raum zu schaffen (Abb. 1,2 u. 8).
Es stellte sich heraus, daß übereinstim m end die bergm ännische Bau
w eise um ein geringes billiger angeboten wurde als die offene Bauweise;
dabei war bei der offenen Bauweise der Einbau der Behelfsbrücken nicht Längsschnitt durch die westliche Außenfläche des Tunnels
Kies
Querschnitt 6
Kies
Querschnitt 5
Kies
Querschnitt 1 Querschnitt 3 Abb. 2.
Kies Querschnitt Z
Kies
Querschnitt 1
242
Längsschnitt Querschnitt A-B
Jn dieser Zone sind die Zwischen-
geviere noch n itfit eingebaut. Abb.
eingeschlossen, ferner nicht die Kosten der von der Reichsbahn selbst aus
zuführenden Arbeiten. Infolgedessen entschloß sich die Hochbahn end
gültig zur Wahl der bergmännischen Bauweise im Einvernehmen mit der zuständigen Reichsbahndirektion Altona, die es begrüßte, daß ein Weg gefunden war, der die Durchführung des Baues ohne Störung des Verkehrs ermöglichte.
Nachdem dann der m indestfordernden Firma der Auftrag erteilt worden war, dem ihr Angebotentwurf für die bergmännische Bauweise zu
grunde lag, wurde an die Einzeldurcharbeitung der Bauweise heran
gegangen. Sobald auch hierüber mit der Reichsbahndirektion Ü berein
stimmung erzielt war, stand der Ausführung des eigentlichen Tunnels nichts mehr im Wege.
Inzwischen hatte man auf der Südseite des Dammes bereits damit begonnen, einen A r b e i t s s c h a c h t von etwa 1 0 X 1 1 , 5 0 m Grundfläche und 9,50 m Tiefe niederzutreiben.
Der Schacht wurde, der zunehmenden Tiefe folgend, sorgfältig durch schwere, wagerecht liegende Rundholzrahm en, besonders gegen den Reichsbahndamm, ausgesteift. Als man rd. 4 m tief ausgeschachtet hatte, wurde die vorgesehene Grundwassersenkungsanlage, zunächst bestehend aus zwei Rohrbrunnen, eingebaut und in Betrieb genommen, um ein vorzeitiges Aufbrechen der Sohle zu verm eiden.
Die übrige E i n r i c h t u n g d e r B a u s t e l l e paßte sich der Lage des Arbeitsschachtes an (Abb. 1.). Es wurde eine hochliegende Elektrohänge
bahn angelegt, mit deren Hilfe der durch Ausbruch gelöste Boden aus dem Schacht gehoben, verfahren und abgekippt, sowie die Baustoffe in den Schacht hineingebracht wurden. Neben dem Schacht w urde ein Straßenbahngleis gelegt, auf dem die Straßenbahnm uldenkipper1) der Hochbahn den Boden, der mit der Elektrohängebahn angeliefert wurde, aufnahmen.
Der A r b e i t s v o r g a n g war in großen Zügen folgender (Abb. 2):
Alle Arbeiten wurden nur von dem Arbeitsschacht, also von der Süd
öffnung des späteren Tunnels aus, in Angriff genomm en und durchgeführt.
Es wurden zunächst zwei Seitenstollen hergestellt, in deren Schutz die Tunnelseitenwände hergestellt wurden. Nachdem der Boden entfernt und ihre Verzimmerung eingebaut war, wurde im Rückwärtsarbeitsgange die Wasserdichtungsschicht und der Beton der Seitenwände eingebracht.
Alsdann wurde etwa bis unter die Mitte des südlichen Bahnsteiges der Reichsbahn ein Firststollen vorgetrieben, von dessen Ende aus der Voll
ausbruch in einem etwa 3,50 m breiten Arbeitsringe (in der Tunnelachse 9 Vergl. „Die Bautechnik“ 1927, Heft 25.
Abb. 4.
gem essen) vorgenom m en w urde. Nachdem darauf der erste G ew ölbering gemauert war w urde abw echselnd je ein Ring nach Norden und nach Süden vorgetrieben. Nach Fertig- Stellung säm tlicher Ringe, d. h., nachdem der Tunnel in seiner ganzen Länge tragfähig war folgte der Ausbruch des stehengebliebenen Kerns und das Einbringen des Sohlengewölbes.
Die S e i t e n s t o l l e n erhielten ein lichtes Ausmaß von etw a 2,30 m Breite und 3,90 m Höhe, zwischen den Stem peln bezw. zwischen Kappe und Sohlenschwelle gemessen.
Als Zim m erungsart (Abb. 3) wurde die sogenannte G etriebezim m erung gewählt. Der A rbeitsvorgang im einzelnen ging folgender
m aßen vor sich:
Von der M itte der Kappe (1) des jew eils letzten Türstockes (2) aus w urde zunächst so viel Boden fortgenom m en, daß die ersten Steck- oder Pfanddielen der Decke (3) eingebracht w erden konnten, da der Boden zu fest war, um diese in ihrer ganzen Länge durch Hammerschläge ein
zutreiben. Alsdann w urde der Ausbruch sorgsam seitlich erweitert, so daß die übrigen Decken- und die obersten Seitenpfanddielen gesetzt werden konnten. Die Brust (4) und die Seitenw ände w urden dabei zunächst behelfsm äßig abgesteift. Auf diese W eise w urde der Ausbruch bis auf den Boden des Stollens stückw eise fortgesetzt. Hierbei wurde die neue Kappe (5) zunächst behelfsm äßig durch w agerechte Hilfsiongarinen (6) (alte Eisenbahnschienen) und kurze Bruststeifen (7) in ihrer Lage gehalten, bis die Sohlenschwelle (8) und die beiden Stem pel (9) gestellt waren.
Diese Bauteile w urden sodann m iteinander verkeilt und damit der neue Türstock zum Tragen gebracht. Mit Rücksicht auf den großen Erddruck w urden jew eils m itten zwischen die H auptgevierte (10) Zwischen
gevierte (11) eingebaut. Die Kappe und der jew eils innere Stempel jedes Türstockes bestanden aus Holz, desgleichen die wagerechten Spreng- bolzen (12) von Türstock zu Türstock, w ährend die Sohlenschwellen und der jew eils außenliegende Stem pel von eisernen I-T rägern gebildet wurden.
Diese Maßnahme hatte ihren G rund darin, daß man diese beiden Bau
glieder mit Rücksicht auf die sichere D urchführung des Baues nicht zurück
gew innen konnte und sie daher einbetonierte. Das Einbetonieren dieser Seitenstem pel geschah später, das der Sohlenschw ellen sofort. Auf diese Weise entstand unm ittelbar hinter dem Ausbruch eine feste, von Geviert zu G eviert durchlaufende Betonsohle, die bei dem im Vergleich zu Fels weichen Boden w ertvolle Dienste leistete. Die Entfernung der Gevierte voneinander betrug rd. 0,80 m, die der H auptgevierte untereinander dem
nach rd. 1,60 m. Ü berdies erhielten die G evierte unter den Gleisen als besondere Sicherung gegen etwa auftretende Schubkräfte Schrägsteifen (Abb. 4).
Als der w estliche Stollen etw a auf ein D rittel seiner Länge vor
getrieben war, w urde der Einbau eines w eiteren Rohrbrunnens an dieser Stelle notw endig, da die beiden im Arbeitsschacht befindlichen Rohr
brunnen das G rundw asser nicht w eit genug absenkten. Bei dem östlichen Stollen, dessen Sohle aus m ehr tonhaltigem Boden bestand, war diese M aßnahm e nicht notw endig. Der Brunnen w urde vom Fernbahnsteig aus gebohrt und eingesetzt, die Saugleitung aber im Stollen verlegt und angeschlossen (Abb. 2). Auf diese Weise w urden die beiden Stollen bis unter den nördlichen Böschungsfuß des R eichsbahndam m es vorgetrieben, wo sie in die inzwischen bis hierher fertiggestellte Baugrube der nördlich gelegenen Baustrecke der neuen U ntergrundbahnlinie einmündeten.
Alsdann w urden die H ohlräum e zw ischen den Steckdielen der Außen
wände m it Mörtel ausgegossen und der Raum zwischen der Wand und den Innenflanschen der eisernen Stem pel mit Beton ausgefüllt. Hierdurch w urde eine ebene und glatte Fläche geschaffen, die für die Seitenwand
dichtungsschicht eine brauchbare U nterlage abgab. Außerdem ist diese durchschnittlich etwa 30 cm starke B etonw and als zusätzliche, in der statischen Berechnung nicht angeführte Sicherheit der Tunnelkonstruktion gegen Erddruck anzusprechen.
Die W asserdichtungsschicht, die aus drei Lagen Asphaltpappe mit dazwischen aufgebrachten heißen A nstrichen eines G em isches von Asphalt und Bitumen bestand (Abb. 4), und der Beton der tragenden Tunnel
wände w urden alsdann im rückw ärtsschreitenden Arbeitsgang, also von Norden nach Süden, eingebracht. Auf diese W eise w urden die Seiten
wände vom W iderlager des Sohlengew ölbes bis zum Widerlager des Firstgew ölbes fertiggestellt (Abb. 7).
Bereits vor Beendigung dieser Arbeiten war mit dem Vortrieb des F i r s t s t o l l e n s begonnen w orden. Das lichte Ausm aß betrug etwa 2m Breite und 2 m Höhe, die unter dem Fernbahnsteig zu der notwendigen H öhe von rd. 4,1 m vergrößert w urde, gem essen zw ischen den Stempeln bezw. zwischen Kappe und Sohlenschw elle (s. Abb. 5 u. 6). Die Art der V erzim m erung war die gleiche wie bei den Seitenstollen. Jedoch wurde mit Rücksicht auf den tatsächlich stark auftretenden Schub der Damm
böschung in dem niedrigen Teil nach seiner Fertigstellung ein kräftiger
* j 3
«04«
S J
1 1*54,3
! esassj
Querschnitt des Firsfstottens
+ 12.S5m.
Fiserner Aussteifungsbogei.
(1) Holzkeile Holzbohlen
H interfiillung (Beton) (5) Schutzschicht
Achtung
13)
(¡rundwasser+7,36m (ausgespiegett)
Seitenwand (Beton) Füttbeton Dichtung
Stollensohle + 3.50m.
Abb. 6.
+ 3,25m Höhenzahlen - Mitte des Tunnels
Abb. 7.
0 7
1 1 1 1 1 5m
M aßstab
Längsverband durch zwei Longarinen (1) (unter der Decke) und zwe Längsschwellen (2) (auf der Sohle) eingebaut. Nachdem der Firststollen bis etwa unter die M itte des Fernbahnsteiges vorgetrieben war, w urde er seitlich erweitert und anschließend der erste Ring in einer Länge von etwa 3,5 m (in der Tunnelachse gem essen) ausgebrochen und in einer Länge von 2,8 m gemauert. Nach seiner F ertigstellung w urde ein w eiterer Ring an seiner N ordseite ausgebrochen, und w ährend dieser gem auert wurde, ein südlich anschließender Ring. Dann folgte w ieder w ährend der Mauerung des letztgenannten ein nördlich anschließender usw. Die Länge dieser so hergestellten G ew ölberinge (auch Zonen genannt) betrug, mit Ausnahme des ersten 2,80 m langen, größtenteils 3,50 m, in der Tunnel
achse gem essen. Später bei der nördlichen Tunnelhälfte ging man bis zu 5 und 6 m.
Auch der A u s b r u c h d e s G e w ö l b e s geschah unter dem Schutze einer G etriebezim m erung. Als U nterstützung der Deckenpfanddielen w urde ein nach einer G ewölbelinie mehrfach gebrochener, aus entsprechend zu
geschnittenen I-Eisenstücken bestehender Rahmen (1) eingebaut (Abb. 7).
Dieser übertrug den Erddruck durch radiale Stem pel auf den festen, in der M itte stehengebliebenen Bodenkern. Die einzelnen Stücke dieser eisernen Bogen w urden durch Laschen und Schrauben miteinander verbunden. Der gegenseitige Abstand dieser Rahmen betrug rd. 0,90 m.
Die Ausm aße des Ausbruchs einschl. der V erzim m erung w urden so ge
1* *
Abb. 8. Abb. 10.
F a c h s c h r i f t f ü r d a s g e s a m t e B a u i n g e n i e u r w e s e n .
Ausbruch nach den Seiten
b sh entFernt.
Punkt A tu.h Steckdielen
2 PFandlotte 3 Kette 5 Kantholz 6 Bolzen
Firstsfoiien mitAuFbrach nach oben und Ansatz zum Seiten-Ausbruch.
Kette und
Punkt A j j - i J r
U3.1A
A b b .'5.
244
wählt, daß Raum für das später fertige Gewölbe zuzüglich einer Arbeits
höhe von durchschnittlich etwa 0,60 m geschaffen wurde. Zwischen den einzelnen Jochen w urden alsdann die eisernen G ewölbelehrbogen (2) ein
gebaut und auf den Kern abgestützt. Sodann begann von beiden W ider
lagern gleichzeitig das stückweise Hochmauern des Gewölbes (3) mit sofortiger Dichtung (4) und Hinterpackung (5). Der Schluß des Gewölbes wurde dann vor Kopf eingefügt. Für die M auerung wurden Klinker und H artbrandsteine verwendet. Als W asserdichtungsschicht erhielt das G e
wölbe zunächst eine Asphaltjutelage, darüber eine Lage Asphaltpappe, jeweils mit den gleichen Anstrichen wie an den Seitenwänden. Die Hinterfüllung bestand aus M agerbeton; die übriggebliebenen Hohlräume wurden abschnittweise durch Eingießen und Einpressen von Zementmörtel gefüllt. Die Hinterpackung war im allgemeinen nach einem Tage trag
fähig, so daß alsdann der nächste Radialstempel fortgenommen werden
Schachtbau
Seitenstollen Ausbruch Westseite
Firststollen
1/oHausbruch Kernausbruch
der Sohle Aufräumungs-Arbeiten
1528
Abb. 9.
konnte. Die Kräfte des Erddrucks wurden also in diesem Bauzustande durch das frischgemauerte Gewölbe und den Lehrbogen auf den M ittel
kern geleitet. Nach genügender Erhärtung des Gewölbes, d. h. nach etwa acht Tagen, wurden die Lehrbogen ausgebaut und somit das Ge
wölbe in seinen endgültigen Lastzustand übergeführt (Abb. 8). Die ge
messene Durchbiegung der Gewölberinge betrug nach der Ausschalung im Scheitel durchschnittlich etwa 4 bis 5 mm.
Nach Fertigstellung des Gewölbes wurden die Bodenmassen des K e r n s beseitigt, zugleich die Hölzer der beiden Seitenstollen entfernt.
Für das Lösen des Bodens bediente man sich, ebenso wie früher beim Ausbruch der Stollen und des Sohlengew ölbes, Preßluftspaten, die in dem sehr stichfesten Boden außerordentlich gute Dienste leisteten. Die Preßluftspaten wurden so angesetzt, daß der losgelöste Boden in einen Trichter rollte, unter dem sich ein laufendes Förderband befand, das den Boden großen Kübeln von 0,8 m3 Inhalt zuführte. Die Kübel standen auf kleinen Schm alspur-Plattform w agen, durch die die Behälter unter die Aufzugkatze der Elektrohängebahn gerollt wurden. Die Verwendung von Preßluftw erkzeugen im Stollen und beim Gewölbevortrieb hatte außerdem den Vorteil, daß die Luft ständig erneuert und daher stets frisch war.
Der B eseitigung des Kerns folgte w iederum von Norden nach Süden vorschreitend das Einbringen des Sohlengew ölbes, bestehend aus Unter
beton, A sphaltdichtungsschicht, tragendem Sohlengew ölbe und Auffüllung aus M agerbeton. Nach B eendigung dieser Arbeiten war der Tunnel fertiggestellt.
Das Gesam tsackm aß des über dem Tunnel liegenden Bahnkörpers betrug auf der ganzen Fläche gleichbleibend 39 cm. Dieses Maß ist ganz allmählich im Laufe der Bauzeit eingetreten und unter den Gleisen durch regelm äßige Stopfarbeit ausgeglichen worden, ohne daß der Reichs
bahnbetrieb dadurch gestört w orden ist. Auch sonst haben sich keinerlei störende Folgen für den R eichsbahnbetrieb gezeigt, so daß man auch in dieser Hinsicht die D urchführung des Baues als gelungen bezeichnen darf.
Nach seiner Fertigstellung w urde der Tunnel an die inzwischen fertiggebaute nördliche Strecke der neuen Untergrundbahnlinie ange
schlossen (Abb. 10); alsdann fügte man in dem früheren Arbeitsschacht das fehlende Tunnelstück ein, unter sorgfältiger Beseitigung der bisherigen Absteifungen und der G rundw assersenkungsanlage.
B a u z e i t e n . Die Bauzeiten gehen aus dem Bauzeitenplan (Abb. 9) hervor. Danach hat der gesam te Bau 15 Monate beansprucht, der Bau des eigentlichen Tunnels selbst 12 M onate, d. h., da der Tunnel rd. 60 m lang ist, durchschnittlich 5 A rbeitstage/lfd. m.
Die Kosten des Bauwerks (einschl. Schacht- und Gleisunterhaltungs
arbeiten) belaufen sich auf rd. 450000 R.-M., d. h. rd. 7500 R.-M./lfd. m Tunnel.
Die A rbeiten w urden ausgeführt von der Firma Philipp Holzmann A.-G., Zweigniederlassung H amburg, als G eneralunternehm erin, die D ichtungsarbeiten durch die Firma R uberoidw erke A .-G ., Hamburg.
Die H am burger Hochbahn A .-G . hat von dem Bau einen Film her
gestellt, der alle einzelnen Bauvorgänge zeigt.
Prof. F r e v e r t von der Technischen Hochschule Berlin, bislang der Reichsbahndirektion Altona angehörig, hat für die Bauausführung wert
volle Ratschläge gegeben und die V erhandlungen zwischen der Reichs
bahndirektion Altona und der H am burger H ochbahn A.-G. erfolgreich unterstützt.
Zum Abbruch der alten Eisenbahnbrücke ü b er den Rhein bei D u i s b u r g - H o c h f e ld .
Alle Rechte Vorbehalten. Von Reichsbahnrat Reinhardt, Rheinhausen.
Die Vorbereitungen für den Abbruch der alten Eisenbahnbrücke über den Rhein bei Duisburg-Hochfeld sind zurzeit im Gange, nachdem im Ok
tober 1927 der Betrieb auf die neu errichtete Brücke um gelegt w orden ist.
Mit der alten Brücke verschwindet eine der ältesten Eisenbahnbrücken über den Rhein. Die Kölner Dombrücke — als erste Rheinbrücke erbaut 1855 bis 1859 — mußte 1910, die alte Mainzer und die Düsseldorf-Hammer Eisenbahn
brücken mußten 1912 Neubauten Platz machen. Die Pfaffendorfer Brücke bei Koblenz dient seit Jahren als Straßenbrücke, so daß von den vor der Hochfelder erbauten Eisenbahnbrücken nur noch die Kehler und Ludwigs
hafener im Betrieb sind; der letzteren Tage sind auch bereits gezählt.
Die alte H ochfelder B rücke1) (Abb. 1) ist eine Glanzleistung der Brückenbaukunst der siebziger Jahre des vorigen Jahrhunderts. Dieser Um
stand und das Fehlen einer eingehenden Schrift über die Brücke dürften ein kurzes Eingehen auf ihren Bau in diesem Augenblick rechtfertigen.
Als Ersatz für eine Eisenbahnfähre w urde die Brücke in den Jahren 1871 bis 1873 errichtet. Die Fähre war mit einem Aufwande von x) Literatur: Jahresberichte der Rheinischen Bahngesellschaft 1872/74.
Leipziger Illustr. Zeitung Nr. 1637 v. 24. 7. 1875. — S. auch die Tabelle der eisernen Rheinbrücken auf S. 245 u. f.
F a c h s c h r i f t f ü r d a s g e s a m t e B a u i n g e n i e u r w e s e n . 245
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1858 1 001 070 630 bis
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1871
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1871
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1875 bis 1878
273 775 346 792
310000 Talern angelegt und am 1. Septem ber 1866 in Betrieb genom m en Die G estalt der Brücke ist aus Abb. 1 u. 2 2) ersichtlich. Sie ist zw eigleisig :e O T w o r d e n . Sie förderte auf vier Fahrstraßen m ittels fünf Ponten (eine als und hat auf beiden Seiten je einen Fußgängersteg von 1 m Breite. Die einen Ai* Reserve) im Jahre 1873 350 744 Wagen und 286 Lokomotiven, wobei die Stromöffnungen haben 96,67 m 1. W eite und 98,08 m Stützw eite, etw a das
größte Tagesleistung innerhalb 24 Stunden 1467 Wagen betrug. Bei dem gleiche Maß wie alle Rheinbrücken bis in die 9 0 er Jahre. Für die Fest-
¡¿¡igtä-ö Bericht über diese verhältnism äßig gute Leistung wird aber besonders legung dieser Öffnung waren die Rheinflöße m aßgebend, die in Mannheim -Sä.'- hervorgehoben, daß der Betrieb der Fähranstalten (Bonn-Obercassel, Rhein- in einer Breite von etwa 70 m zusam m engestellt wurden und eine Durch-
hausen-Hochfeld und G riethausen-W elle) im Jahre 1873 keine Störung
erlitt, da weder Eisgang noch Hochwasser vorgekom m en ist. Daß gerade 2) Aus „Die neue Eisenbahnbrücke bei Duisburg-Hochfeld“ von Reichs- zu derZeit, wo der Kohlentransport am lebhaftesten ist, unter U m ständen bahnrat Ti l s. „Die Bautechnik“ 1926, Heft 11.
die Fähre außer Betrieb gesetzt werden m ußte, war neben dem stetigen Wachsen der Förde-
SO.rüOjVa
im 1872 1873
O ki Nov Oez Jan febr MarzA p rilMai Jurn Ju li Aug Sept O kl Nov Oez Jan. Febr Marz Apr il Ma/ Ju n i Ju li Aug. Sept. Okt.Nov.Oez
Bau der Strom pfeiler
Bau der F lu i brücken
Aufstellung d. [¡senKonstruktion
Abb. 2.
rung der Ruhrkohle ausschlaggebend für den Entschluß, schon so bald nach Inbetriebnahm e der Fähre eine feste Brücke zu errichten.
Bemerkung: Erteilung der Konzession m ittels allerhöchster Kabinetsorder vom ÖS. Ju li 18V [rs le r Spatenstich 29 Ju li 1871
Eröffnung rur den Güterverkehr 28. Dezember 1873 9 n " Personenverkehr 1 Februar 1878
Abb. 3. Bauplan.
