Der Bauingenieur : Zeitschrift für das gesamte Bauwesen, Jg. 7, Heft 21

DER BAUINGENIEUR

7. Jahrgang 21. Mai 1 9 2 6 H eft 21

DIE E N T W I C K L U N G DES B E T O N - UND E I S E N B E T O N B A U S IN DEN V E R EI N I G TE N STAATEN.

(Eindrücke von einer Studienreise.)

Von E . Probst, K a r ls r u h e L B . . / : - (Fortsetzung von Seite 407.)

V I. D a s P r o b le m d e s B e t o n s t r a ß e n b a u e s . D as Interesse für den Betonstraßenbau ist bei uns in den letzten zwei Jah ren durch eine reichhaltige L iteratu r erwiesen worden. Im Rahm en der Studiengesellschaft für Autom obil­

straßen h at man der gleichen Frage Aufm erksam keit geschenkt.

Behörden und Interessenten aus verschiedenen Kreisen haben Studienreisen nach den Ländern unternommen, wo mehrjährige Erfahrungen m it ausgeführten Betonstraßen vorliegen. In erster Linie gilt dies von Englan d und N ordam erika.

Wie schon in der Einleitung erwähnt wurde, darf man den Erfahrungen bei den ersten Betonstraßenbauten in den V e r­

einigten Staaten mancherlei w ertvolle Anregungen für die be­

kanntgewordenen M aterialforschungen danken, die dem ganzen Beton- und Eisenbetonbau zugute kommen. H andelt es sich doch bei den Betonstraßen um oft sehr große, zusammen­

hängende Betonflächen, die den Einw irkungen des Schwindens, des K lim as und der Tem peraturschwankungen im verstärkten Maße ausgesetzt sind. Berücksichtigt man noch die wechselnden Untergrundverhältnisse, so findet man bei Betonstraßen alle Voraussetzungen zum Studium von Fehlerquellen von Beton- und Eisenbetonbauten. A uf diese w ill ich besonders eingehen.

Zuvor möge eine kurze Übersicht über die Konstruktions- und A usführungsgrundlagen gegeben werden.

D ie Betonstraße h at zur Voraussetzung ihrer Anwendung einen stabilen U n t e r g r u n d , der Alkalien, Sulfate, Säuren oder andere betonschädliche Substanzen nicht enthalten darf. Wo diese vorhanden sind, müssen entsprechende Schutzmaßnahmen vorangehen.

Die Tragfähigkeit des U ntergrunds verlan gt möglichst geringe kapillare Saugfähigkeit und Feuchtigk'eitskäpazität und ferner möglichst geringe Volumenänderungen, sei es unter der Einw irkung der Belastung, sei es unter der E inw irkung von Be- und Entfeuchtung. Diese Forderungen erfüllen die Bodenarten mit möglichst geringem Lehm gehalt, geringem Feinsandgehalt und überhaupt niederem Gehalt an feinen Teilen. Schlechte Bodenarten können in ihrer Beschaffenheit durch A ufbringen von Sand- oder Kiessandschichten, durch geschickte Entw ässerungen verbessert werden.

Je d er Untergrund ist vor dem Betonieren dem Straßen­

profil entsprechend einzuebnen, zu befestigen und durch leichtes Besprengen m it W asser zu walzen. D er in dieser W eise vorbereitete Untergrund soll mindestens 60 cm breiter sein als die zukünftige Straßenplatte, so daß an beiden Rändern noch etwa 30 cm befestigten Untergrunds überstehen. Alte Straßenkörper und unebene Gelände werden zuvor aufgerissen, und zwar weiche Böden mit dem Pflug, harte Böden mit be­

sonders eingerichteten Maschinen.

In den meisten Staaten werden die S t r a ß e n d e c k e n an den beiden seitlichen Rändern stärker konstruiert, sei es durch eine Verstärkung der P latte (dies ist die am häufigsten vorkommende Lösung), sei es durch Anordnung von B e ­ wehrungen oder durch beide Verstärkungsarten. Die P latten ­ stärke hängt ab von dem U ntergrund, der' Straßenbreite, dem durchschnittlichen Belastungsgrad. A ls D urchschnittsstärke in der M itte kann 12 — 20 cm, am R an d e 20 — 25 cm. angegeben

werden. D rei typische Querschnittsausbildungen sind in Abb. 22 zu erkennen.

Über die N otw endigkeit der Anordnung von E i s e n e i n ­ l a g e n sind die Ansichten nicht einheitlich. Während mir bei Besichtigung von fertigen und im B a u befindlichen B eton ­ straßen an einigen Stellen die Notwendigkeit von Eisenbeweh­

rungen erklärt wurde, wurde an anderen Stellen jede Bewehrung abgelehnt. Zweifellos sind hier K lim a und U ntergrundsverhält­

nisse von Einfluß. Die große Verbreitung unbewehrter Straßen­

platten ist au f deren E rfo lg bei der Pittsburger Versuchsstraße zurückzuführen.

Man hat folgende Bewehrungen ausgeführt: N ur an den Rändern, am R an d und an den Dehnungsfugen, L ä n g s­

bewehrungen im oberen D rittel der Beton platte mit und ohne Quereisen an der Längsdehnungsfuge und schließlich kreuzweise Bewehrung im oberen Teil der Platte.

Nach Feststellungen des B ureau of Public R oads (der Straßenbaubehörde) in W ashington, die sich mit einem großen

1:2.1

20

Gewölbter Untergrund /ängsfuge

\ - ™ T * m 7s

1060 - -580.

V

/ 23/ 15^V' 11^' •61 Gewölbter Untergrund

Abb. 22 a.

-180 ¹²⁰-

1.5:1

Stab tüchtiger Fachleute des Problem s der Betonstraßen ange­

nommen hat, reißen reine B etonplatten infolge von Tem peratur- und Feuchtigkeitsveränderungen in Abschnitten von 1 2 - 1 8 m quer durch. Sie folgerte daraus, daß bei richtig bewehrten Platten Risse in kürzerer Entfernung als 9 m nicht zu erwarten seien. Ordnet man also alle 18 111 Dehnungsfugen an, so wären hiernach bei bewehrten wie auch unbewehrten Betonplatten Risse nicht mehr zu erwarten. Nach anderen M itteilungen soll eine Bewehrung sich namentlich dann als notwendig erwiesen haben, wenn die Ausführung bei einer Tem peratur unter io ° C

erfolgte.

Die üblichen Bewehrungen bestehen aus 0 12 — 19 mm oder entsprechenden anderen Eisen in Abständen von 30 — 80 cm, die an den Dehnungsfugen aufhören; manchmal wurde auch D rahtgeflecht verwendet.

Nach neueren Veröffentlichungen des Bureau of Public Roads ist die Kommission, die die W irtschaftlichkeit der B e ­ wehrung untersuchen sollte, zu folgenden Ergebnissen ge­

kommen :

D as A uftreten von Rissen mit nachfolgender Zerstörung sei eine Funktion der Zeit. Somit könne man aus dem Vor­

Rau 1926. 39

414

,

handensein der Risse au f die Lebensdauer der Straße schließen.

(Es wird hierbei übersehen, daß auch die Zugfestigkeit des Betons eine Funktion der Zeit ist.)

Die Erfahrungen lehren, daß eine gute Bewehrung die R iß ­ bildung verhindere oder verzögere und somit die Lebensdauer der Decke verlängere.

D er w i r t s c h a f t l i c h günstigere E f f e k t werde eher

Abb. 22 b.

durch eine Bewehrung als durch eine Verstärkung der Beton­

schicht erreicht.

Zweckm äßiger seien Einlagen geringen Querschnitts und dicht nebeneinander verlegt, als größere Eisenquerschnitte in größeren Abständen. (Dies ist bei Eisenbeton selbstver­

ständlich.)

Netzartige Bewehrungen von 1,25 — 2,84 kg/m2 schränken die Rißbildung beträchtlich ein. Durch diese Bewehrung würde

Abb. 22 c.

die Rißgefahr um 35 bzw\ 70% herabgesetzt. (Hierzu ist zu bemerken, daß der W ert der netzartigen Bewehrung vielfach an- gezweifclt wird.)

Die V erstärkung der Rän der um 2,5'cm verhindere K an ten ­ risse eher als eine Maschenbewehrung von 1,2 5 — 2,84 kg/m2.

Rundeisenbewehrungen, die durch Querfugen hindurch­

gehen ohne besondere Vorsorge für ein Gleiten, ebenso der Mangel an Spielraum zwischen den Platten verursachen Z er­

störungen.

Die Kom m ission wreist bezüglich Rißbildung auf die Übereinstimmung der Erfahrungen an Betonstraßen mit den Ergebnissen von Untersuchungen an Versuchsstraßen und im Laboratorium hin. Die Notwendigkeit einer Eisenbewehrung wird auch dam it begründet, daß sie die Erw eiterung entstehender Risse verhindere.

Bezüglich der F u g e n a u s b i l d u n g scheint aus den z. T.

voneinander stark abweichenden Meinungen soviel hervorzu­

gehen, daß die Mehrheit die Anordnung künstlicher Fugen für unbedingt notwendig hält. Gegen ungleiche Setzungen der Einzelplatte hilft man sich durch Anordnung von Fugen­

stößen mit N ut und Feder oder ähnlichen Absätzen sowie durch dübelartig wirkende kurze Eiseneinlagen oder durch eine V er­

einigung beider Methoden.

B ei den Fugen unterscheidet man Q u e r- und L ä n g s ­ fu g e n . F ü r die Querfugen (Abb. 22 b) wird 10 — 15 111 a ls durchschnittlicher A bstand für unbewehrten, 1 2 — 18 m für bewehrten Beton angenommen. Die Längsfugen werden bei Straßen angewendet, die mehr als 6 m breit sind.

Quer- und Längsfugen werden in ähnlicher Weise ausge­

bildet. Die Fugenstöße werden' h äu fig durch Formeisen oder Form blcche verstärkt, um zu verhindern, daß die Fugen A u s­

gangspunkte für Zerstörungen bilden. Die Längsfuge ergibt sich häufig schon aus der technischen Durchführung, wenn eine Straßenhälfte im B etrieb bleiben muß (siehe A bb. 22 c).

E in e ganz neue A rt der Betonstraßen ist in Long View- W ashington, zur Anwendung gekommen. D ort sind die Straßen­

decken in sechseckigen P la t­

ten von 2,40 m Seitenlange aufgelöst.

D ie vorstehend beschrie­

benen K onstruktionsgrund­

lagen haben zu einer bis in alle Einzelheiten durchdach­

ten Ausführungsmethode ge­

führt, die in Nachstehen­

dem kurz zusammengefaßt werden soll:

Der Beton darf nicht auf Untergrund aufgebracht werden, bevor letzterer auf der ganzen Straßenfläche ge­

nügend und ganz gleich- Abb. 22 d.

mäßig verdichtet und be­

festigt ist. F ü r das Herbeischaffen und die Verarbeitung der B austoffe gibt es verschiedene Wege, je nach der Beförderung auf Schienen oder mit dem K raftw agen.

Grundsätzlich unterscheidet man drei A rten von Straßen­

bauplatzeinrichtungen:

tj D as K iessandm aterial urird längs der Straße gelagert und mit der am jeweiligen Betonierungsorte stehenden Betonm isch­

maschine gemischt.

D as Kiessand m aterial lagert in zentral gelegenen Lade­

plätzen, von denen es mit irgendwelchen Verkehrsm itteln zu der am Betonierungsort stehenden Mischmaschine zugeführt wird.

D er Beton wird in einer zentral gelegenen Mischmaschine gemischt und von dort aus erst nach der Venvendungsstelle gebracht.

Diese drei Arten können auch miteinander kombiniert werden.

B ei der ersten A rt sollen die Zuschlagsstoffe so nahe wie möglich und in den an den einzelnen Stellen gebrauchten Mengen gelagert werden. Zur Beschickung der Mischmaschinen werden in diesem F alle manchmal Transportbänder, über denen Meßgefäße liegen, verwendet. Von diesen fallen die erforder­

lichen Mengen der Einzclbestandteile auf das Band, das sie in die Mischmaschine befördert. Diese Transportbandein­

richtungen verringern wesentlich die Zahl der notwendigen A rbeitskräfte.

D E R B A U IN G E N IE U R

1926 H E F T 21. PRO BST; BETON- UND EISEN BETO N BAU IN DEN VEREIN IGTEN STAATEN.

Derrick IWasserleitung

6kis der Hauptbahn

Ú sem e. Schafüng

Nebengleis der Hauptbahn Z ement ‘

schuppen 12,2 m 76 m Certige

Betondecke Misch­

maschine

Schubkarren /> Ladebühne

Cement SNoschnauxe—*

MeBkosten Ladebühne

0000000 000000 C iS& n. Schalung

Z e m e n t Z em ent

A rb e itsk rä fte A rbeitskräfte

zum Transport und zur Herstellung des Betons. zur Verarbeitung von Beton.

1 V o ra rb eiter iM a n n :

10M ann: L a d en u n d A b fa h ren von Kies Verlegen der Schalung

6 M a n n : * * - - S a n d 8 Mann:

2 M a n n - - von Z e m e n t Aufbringen d er Beton*

7 A u f s e h e r an d e r M ischm aschine decke

Arbeitskräfte auf dem Materiallager

und auf der Bahn.

1 Vorarbeiter 1 Kranführer 2 Heiz er 6Mann tu m Bedienen

der Mischmaschine 6 Monn beim A uf laden

1 Automobi/mtcAaniker

A rbeitskräfte S a u s te Bens a u f d e r Baustelle. einrichtung-

1 Vorarbeiter 1 Mischmaschine 8 Mann a u f den 1 Derrick

Arbeitszügen 8 Loren Xßetcnarbeifer Schalungen

Betonierungsgerat

uam

Cs können In einem 10-stündigen Arbeitstag etwa 7V0m*

Betondecke von 20cm Starke ausgeführt werden.

•.Mischer

äS, Wm---

Hauptgleis d e r Hauptbahn

36,60m

V to Zement-Schuppen

1660m

15,20m S1.C0m Ladebühne \6orageuKantine\ \ZementschuppenJQ60*1.88

6 e r d te u n d W erkzeug •

sch u p p e n Ladebühne

A rbeitskräfte Arbeitskräfte am Materiallager auf der und an der Bahn. Baustelle.

1 Vorarbeiter 1 V orarbeiter iKran

1 Hetzer 1 H e izer b Lokomotiven

1 K ranführer 5 Mann Bedienung an 60 Wagen 15 Mann beim der Mischmaschine d k m öleis

Aufladen u n d 0 Lokomotivführer 1 Mischmaschine

Bedienen d er 6 B rem ser Schalungen

Arbeitszüge 23 Betonarbeiter u a m .

Mit diesem Betrieb wurden ru n d 7Wm*Betondecke von 20cm Stärke in einem 10 • ständigen A r b e its ta g hergesteiit.

Baustellen

ein rieb tung. ^{S a n d -}

Arbeitskräfte auf dem Materiallager

und au f der Bahn.

1 Vorarbeiter 1 Heizer 1 Derrickführer 1 Automobil'

mechaniker 12 M ann beim

Verladen

Arbeitskräfte aufder Baustette.

1 Vorarbeiter 1 Aufseher an der

Mischmaschine 5 Mann Bedienung

an der Mischmaschine 1 Heizer 8 Mann Personal auf

den Arbeitszügen 25 Betonarùeitrr Cs können in einem 10‘stündigen Arbeitstag etwa

7V0m2 Betondecke von 20cm Starke herges/eitt werden.

6,5 km•

bis z u m C nde der Baustette

B ei der Einrichtung zentral gelegener Kiessandlager wird der Kiessand, nachdem er m it H ilfe von Meßkästen oder besser und schneller noch durch M eßtricliter gemessen und in Fahrzeuge a b ­ gefüllt wurde, m it H ilfe dieser Fahrzeuge, die in Gleiswagen oder Lastw agen bestehen können, nach der Mischmaschine befördert. S ta tt K iessandsilos werden auch Lad e­

tunnels benutzt (Abb. 22 d). D as Z u ­ schlagsm aterial fällt durch Trichter in der Tunneldecke direkt in den Transportwagen. E in e besondere A rt der Beschickung von Beton-

lich günstigen Bedingungen war in solchen Fällen die Beförderung des Betons durch Lastau tos mit besonderen Ivippanlagen rd 10 km möglich. H ier muß der Gefahr der Entm ischung vorgebeugt werden.

In den beistehenden fünf D a r­

stellungen (Abb. 2 3 a —e) sind die von dem U. S t. B ureau of Public R oads im Ja h re 1925 heraus­

gegebenen T ypen für verschiedene Baustelleneinrichtungen und B au- stellenbetriebc unter wechselnden Voraussetzungen zu erkennen1 ).

J e nachdem Hauptbahnanschluß vorhanden ist oder je nach der

yH a u p tg fe ls der Hauptbahn

Zuschlag•

M aterial .Hebengleis der Hauptbahn

Ladeklappe

fernen hSc Huppen

27

5

0.10

Kantine L o ko m o tiv- Kran

S c h n lH A S f unnel

Lokomotiv Schuppen

Arbeitsbahn f ü r die Baustelle, Spsurwette 61cm A rb eitsk rä fte A rb eitsk rä fte am M ateriallager a u f der

u n d an der Bahn. B au stelle.

1 Vorarbeiter 1 V o ra rb eiter 1 K ra n fü h re r 3 M a n n z u r Bedienung

1 H e ize r d e r M ischm aschine

10 M a n n z u m Z e m e n t • 1 H eizer Aufladen u n d Umladen b L o ko m otivfüh rer 2 M ann im T unn el 3 B rem ser

1 M ann z u m Schieben 19 B etonarbeiter d e r W agen

G e r ä t e .

1 L okom otiv-K ran b L o k o m o tiv e n b o io r e n 6,1 km Qi e is 1 B eto n m isch m a schine

u n d a n d e r e s B e to n ie rg e rä t

masch inen vo n einem zentralgelege­

nen Kiessandlager besteht darin, daß Lastw agen m it unterteilten Ladepritschen verwendet w erden;

je ein F a c h ‘enthält immer das M aterial für eine Mischung, die nacheinander der Beschickungsm uldc der Mischmaschine zuge­

führt werden. B ei schmalen Zufahrwegen verwendet man für Lastkraftw agen auch Drehscheiben.

Allgem ein wird bei der Zuführung des M aterials von Zentrallagerplätzen nach der Mischmaschine die Verwendung besonderer Meßkastenwagen erstrebt. Vielfach ist die E in rich ­ tung so, daß der Inhalt des W agens durch einen G riff von der Mischmaschine aus in den Beschickungskasten des Mischers entleert werden kann.

Die Einrichtung z e n t r a l g e l e g e n e r M is c h a n la g e n ist namentlich dann erforderlich, wenn die W asserzufuhr auf der ganzen Län ge der Straße erschwert oder unmöglich ist.

D er Beton darf dann nicht länger als 30 — 35 min bis zu seiner Verarbeitung transportiert werden. U nter ganz außerordent-

A rt der verschiedenen Möglich­

keiten zur Herbeischaffung von Z u ­ schlagsm aterial sind erprobte B a u ­ stelleneinrichtungen angegeben.

Jed es B la tt enthält Angaben über die A rbeitskräfte, die bei der Vorbereitung des M aterials auf dem L ager und bei der Verarbeitung des M aterials au f der Baustelle notwendig sind. Ferner enthält jede Darstellung Angaben über die erforderlichen Maschinen und die voraussichtlichen Leistungen pro A rbeitstag.

Der A r b e i t s p l a t z bei örtlicher Betonm ischung mit einer typischen M ischmaschine ist in Abb. 2 3 t dargestellt.

Die Mischmaschinen sind so gebaut, daß ein ununter­

brochenes Arbeiten möglich ist. W ährend der Beton gemischt wird, wird gleichzeitig die nächste Mischung in die B e ­ schickungsmulde befördert.

i) Ich verdanke diese Abbildungen sowie die meisten hier in diesem Kapitel wiedergegebenen Photographien dem Entgegenkommen des U. St. Bureau o! Public Roads in Washington.

Abb. 23 e.

A b b . 23 a — e.

39*

J-Cuñ

A b b . 23 g . T y p isch e B e to n m isc h m a sc h in e fü r d e n S tra ß e n b a u .

(D ie B u c h stab en in d e r Z e ic h n u n g w e rd e n fü r je d e T y p e d u rc h d ie e n ts p re c h e n d e n M aße erse tz t.)

416

Die Fortbewegung der Mischmaschinen erfolgt auf R ädern oder Laufbändern (wie Tanks), wodurch man sich von der Bodenbeschaffenheit m öglichst unabhängig macht.

D as M ischgut kann von den Transportwagen unm ittelbar in die große Schaufel von besonderer Breitenausdehnung ein­

geschüttet werden. Diese Schaufel sitzt am E n de eines röhrenförmig ausgebildeten Hebelarms, der in die E in tritts­

öffnung der Mischtrommel mündet. D er Hebel mit der

D E R B A U IN G E N IE U R 1920 H E F T 21.

D er K asten faßt einen ganzen Trom m elinhalt au f einmal.

Die seitliche Bew egung ist durch einen Schwenkungswinkel von annähernd x8o° sichergestellt.

D er A ntrieb der Maschine kann durch einen Elektrom otor, durch eine Dam pfm aschine oder durch eine Verbrennungs­

maschine, je nach dem W unsch des K äufers, erfolgen. D ie Antriebsm aschine sowie die Getriebeteile sind in geschlossenen K ä ste n vo r der Verunreinigung durch Zement und Stau b ge­

schützt. Die Regulierhebel sind in zwei Gruppen, für die Bewegungsvorgänge und für die M ischvorgänge, übersichtlich eingeteilt, und zwar derart, daß der Bedienungsm ann den betref­

fenden Arbeitsvorgang, für den er einen Hebel einstellt, beim Einstellen übersehen kann. N ur die Bewegungen des A usleger­

trägers bzw. der Gießrinne werden nicht von der Hebelzentrale, sondern an dem K onstruktionsteil selbst eingestellt, weil es sich erfahrungsgemäß herausgestellt hat, daß die für den Betonie-

Schaufel wird durch einen Rollenzug gehoben und au f diese Weise das M ischgut in die Trommel befördert. F ü r Transport­

wagen, die das Mischgut nicht ohne weiteres in die A u f­

nahmeschaufel einschütten können — z. B . L a stk ra ft­

wagen u. dgl. —, ist au f der Mischmaschine ein D errick eingebaut, wie dies in den A bb. 23 f und g zu ersehen ist.

D ie Mischtrommel wird um eine horizontale Achse gedreht, h at jedoch die Besonderheit, daß durch konstruktive M aß­

nahmen dafür gesorgt wird, daß das Mischgut jew eils die g a n z e Aufwärtsbew egung mitm acht. Dies wird durch einen Eim erzug ähnlich dem eines Eim erkettenbaggers erreicht, der die eine H älfte der Trom m el einnimmt, das Mischgut m it hochnimmt und auf dem höchsten P u n kt herausw irft, so daß es m it ziem­

licher W ucht auf dem Boden der Trom mel wieder auftritt.

D ie andere H älfte der Trom meln ist m it schrägen, gewundenen, blattförm igen, radial angeordneten Eisenblechen belegt, die das Mischgut auf dem Trommelboden erfassen, durchmischen und der Eim erkette wieder zuschieben. D er W asserbehälter der Maschine h at eine Vorrichtung, die den W asserzusatz autom atisch regelt.

D er Transport des Betons aus der Trom m el zur V er­

wendungsstelle wird, wie oben erwähnt, von der-Maschine selbst übernommen. Dies kann entweder durch A uslegerträger und einem auf Rollen verschieblichen K asten (Abb. 23 g) oder durch eine Gießrinne erfolgen. D ie beiden Vorrichtungen können an jeder Maschine gegeneinander ausgetauscht werden.

23 h .

rungsvorgang erwünschte Bewegungsgenauigkeit von einer Zentrale aus nicht erreicht werden kann.

D ie Abm essungen für e in e T y p e sind z. B . : M is c h ­ t r o m m e l: 1,0 2 m3 Fassungsverm ögen, 1,68 m lichter 0 , 1 , 1 7 m lichte Län ge. W a s s e r b e h ä l t e r : 18 3 1 Fassun gs­

vermögen, 0 ,5 1 m lichter 0 und 0,3 cm (0 ) Ausflußöffnung.

Zum Schluß sei erwähnt, daß die größten dieser M isch­

maschinen bis zu 4,7 m3 Fassungsverm ögen ausgeführt wurden.

D ie V e r a r b e i t u n g des vom Mischer entlassenen Betons geschieht entweder von H and oder maschinell. Im ersteren

worden, desgleichen über die Nachbehandlung des frischen Betons. Von den verschiedenen üblichen Methoden für die gleichm äßige E rhärtu n g des Betons seien nur die in den neben­

stehenden Abbildungen dargestellten genannt: die E rh ärtu n g der frisch hergestellten Betonstraßen unter W asser .(Abb. 24b) und die N acherhärtung unter Bretterschutz (Abb. 24c). M anchmal

nERm

AHEFTEfi!EUR

417

Abb. 24 b. Erhärtung von Betonstraßen unter Wasser-

Abb. 24 c. Nacherhärtung von Betonstraßen unter Bretterschutz.

wird die Decke mit Segeltuch abgedeckt, seltener m it nassem Sand. In der letzten Zeit h at man wiederholt von der Verwendung von Calciumchlorid gehört, von dem 2 14 P fd . auf den Q uadratm eter au f den jungen Beton aufgebracht werden.

D a der Beton sehr naß hergestellt wird — mit einem manchmal über das erforderliche Maß hinausgehenden W asser - zusatz —, so haben sich die M ängel in Form von un­

dichtem, porösem M aterial eingestellt. U m dem entgegenzu­

wirken, wurde in den letzten Ja h re n bei einigen Straßen ein Verfahren eingeführt, das auch bei der Herstellung von Estrichen angewandt w urde: die „V ib ro lith ic“ - (V ib rie r-) Methode.

Diese besteht im Wesen darin, den Deckenbeton durch

—-besondere Maßnahmen zu verdichten und a u f diese Weise außerordentliche Festigkeit und H ärte zu erzielen.

Nachdem der Straßenbeton aufgebracht ist, w ird eine Lage groben Steinschlags, dessen Menge je nach der Stärke der

von Untersuchungen auf besonderen Versuchsstraßen und in Laboratorien sowie auf Grund von reichen Erfahrungen be­

seitigt worden.

. E s gib t besonders im W esten sehr gut ausgeführte B eto n ­ straßen, aber nicht wenige im Osten und in den Zentralstaaten weisen Fehler auf, die man nicht unbeachtet lassen darf, wenn man an die Ausführung von Betonstraßen denkt.

D ie Fehler einer unrichtigen Kornzusammensetzung des Zuschlagsm aterials werden sich in wenig erwünschter Weise bemerkbar machen, wie dies durch A bb. 24 d veranschaulicht wird. E in Überschuß von Zement, an den man in solchen F ällen denken könnte, würde nur die Rißbildung infolge Schwindens und Tem peratureinwirkungen fördern.

D ie Bestim m ung der nach den örtlichen Verhältnissen richtigen P latten stärke der Straße ist eine ebenso wichtige als schwierige A ufgabe. E s gilt die T ragfähigkeit des U nter­

grundes wie auch die voraussichtliche Verkehrsstärke richtig F a ll wird der Beton, der plastische Konsistenz haben muß,

m it dem Streichbrett eingeebnet, verdichtet, abgezogen und schließlich gewalzt. B e i der maschinellen Verarbeitung des B eton s w ird durch eine a u f den seitlichen, eisernen Schalungen au f R ädern laufende M aschine (Abb. 23h), die m it einer Ver- dichtungs- und Abstreichvorrichtung versehen ist, die Beton­

oberfläche gestam pft und geglättet.

Über die H erstellung der Dehnungsfugen ist zu berichten, daß sie vertik al angeordnet werden müssen, wenn vermieden werden soll, daß die eine P latte über die andere emporgehoben wird (siehe A bb. 24 a).

Über die Vorbereitung und die Ausw alil des M aterials und insbesondere der Zuschlagsstoffe ist in dem A bschnitt I berichtet

Betondecke schwankt, in einer gleichmäßigen Schicht auf den frischen Beton geschüttet. D ieser Steinschlag w ird m it fahr­

baren Preßlufthäm m ern in den frischen Beton hineingestam pft, verdichtet dadurch dessen Gefüge und bildet selbst eine harte Deckenoberfläche. D as geschieht in der Weise, daß ein dichter Holzrost auf den Deckenbeton m it dem losen Steinschlag aufgebracht wird. D er R o st h at die Aufgabe, die Stöße des Luftham m ers zu übertragen und zu verteilen. Die U nterfläche

des R ostes ist sägeblattförm ig ausgebildet, so daß nach be­

endeter Stam pfarbeit die Oberfläche der bearbeiteten Straße durchgehend schmale R iefen aufweist. Die Straß e wird entweder in diesem Zustand dem Verkehr übergeben, oder es wird noch ein Verputz aufgebracht. In letzterem F a ll haben die Riefen offenbar den Zweck, eine gute Verbindung zwischen Putz und Beton zu gewährleisten.

D ie Herstellung von Betonstraßen h at zweifellos in den letzten Jah ren viele Verbesserungen erfahren. E in großer Teil der Mängel aus der ersten Zeit ist auf Grund der Ergebnisse

418

ein'zuschätzen. Die W irkung zu dünn angenommener P latten zeigen, daß neben konstruktiven Einzelheiten die M a t e r i a l - m it ungenügender Randverstärkung sieht man in dem Beispiel f r a g e am meisten zu beachten sein wird. Man erkennt ferner, Abb. 24 e. Die Notwendigkeit einer gleichmäßigen und guten daß peinliche Gewissenhaftigkeit und Sorgfalt in der Aus-

Abb. 24 f.

DIE SC H U BSIC H ERU N G NACH DEN NEUEN BESTIMMUNGEN DES DEUTSCHEN AU SSCH USSES FÜR EISENBETON.

Von lie g .-B a u m e iste r D r.-In g . A. Z e n n s, M ünchen.

Ü b ersich t. Ein Vergleich der alten Bestimmungen mit den neuen zeigt, daß die letzteren hinsichtlich der Schubsicherung eine Mehrung an Eiseneinlagen bedingen, die in manchen Fällen erheblich werden kann. Hierfür ist der rechnerische Nachweis erbracht und die Schubsicherung nach den neuen Bestimmungen für Hohlsteindecken dis besonderer, hier ungünstig gelagerter Fall behandelt.

Die neuen Bestim m ungen des Deutschen Ausschusses für Eisenbeton vom Septem ber 19 251) enthalten hinsichtlich der

Schubsicherung folgende Forderung (S. 26 § 18 A bs. 4):

„ I s t die größte Schubspannung über 4 bzw. 5,5 kg/cm22), so sind a ll e S c h u b s p a n n u n g e n auf der betreffenden Fcld- seite g a n z durch abgebogene E isen oder B ügel oder beides aufzunehm en.“

Die entsprechende Vorschrift nach den alten B estim ­ mungen lautet (§ 17 Abs. 3):

„ E s sind Anordnungen so zu treffen, daß die Schubspan­

nungen in denjenigen Balkentcilen, wo der für Beton zulässige B Berlin 1925, Verlag von Wilhelm Ernst & Sohn.

2) Bei Verwendung von hochwertigem Zement,

W ert von 4 kg/cm2 überschritten wird, durch aufgebogene Eisen, durch B ügel oder durch beide zusammen v o llk o m m e n aufgenommen w erden.“

Als Grenzwert fü r die zulässige Schubspannung ist in beiden Bestim m ungen t0 = 14 kg/cm2 festgelegt.

Die folgenden Betrachtungen setzen eine gleichmäßig über den ganzen Träger verteilte Belastung, gleiche B alkenbreite 1>0 und konstantes z voraus, was in den allermeisten Fällen vorliegt.

D er Unterschied der Berechnungsweise nach den neuen und alten Bestim m ungen erhellt am besten aus den nach­

stehenden Abb. 1 und 2.

Danach ist nach den neuen Bestim m ungen die von den E isen aufzunehmende schiefe Zu gkraft Z s bildlich dargestellt durch ein rechtwinkliges D reieck von der Grundlinie a und der Höhe t0 (Abb. 1), w ährend nach den alten Bestim m ungen zur Festlegung der Schubsicherungseisen nur die Trapezfläche Z^t m it der Grundlinie .w und den Höhen -r0 bzw. maßgebend w ar und die verbleibende rechtwinklige Dreiecksfläche Zu mit der Grundlinie (a — w) und der Höhe t4 hierfür außer Ansatz Befestigung des Untergrundes erkennt man an den Schäden

in A bb. 24 f und 24 g. J e nachgiebiger der Untergrund ist, je schlechter seine Entw ässerung, desto größer wird diese A rt von Schaden sein.

Verunreinigungen im Zuschlagsm aterial, Frem dkörper wie Holzstücke oder m itverwendete Betonbruchstiickc müssen vom

führung noch mehr als bei anderen Betonbauten - erforderlich sind, wenn man sich vor schlechten Erfahrungen schützen will.

E in er weiteren K lärun g bedürfen noch die Fragen der Fugenausbildung und der Bewehrungen, die zum T eil mitein­

ander Zusammenhängen.

Die Schnelligkeit und die Gleichm äßigkeit der A rbeit

frischen Beton ferngehalten oder entfernt werden, sonst können sich unerwünschte örtliche Zerstörungen bem erkbar machen, wie sie in Abb. 24 h zu sehen sind.

Die Erfahrungen in Nordam erika über die mit der H er­

stellung von Betonstraßen zusammenhängenden Aufgaben

sind aus wirtschaftlichen Gründen notwendig und werden durch die neuen T ypen von Maschinen für Erdarbeiten und die Mischung des Betons und die dadurch ermöglichte M echani­

sierung des ganzen Baubetriebes weitgehendst gefördert.

(Fortsetzung folgt.)

Abb. 24 g. Abb. 24 h.

I>EIt B A U lN G E N lE l!R

1026 H E F T 21. ZENNS, DIE SCHUBSICHERUNG NACH DEN NEUEN BESTIMMUNGEN.

419

blieb, da die durch diese Fläch e dargestcllten schiefen Zug­

kräfte der Beton aufnehmen sollte (Abb. 2).

E s ist also zu ersehen, daß die neuen Vorschriften zur Schubsicherung mehr E isen erfordern, wobei diese Mehrung durch das D reieck '¿a veranschaulicht ist und um so größer

A b b . I.

sein wird, je größer die Fläche Zjp im Verhältnis zur Fläche Z^t ist.

Zahlenm äßig ausgedrückt kom m t man' zu folgendem Ergebnis. E s ist:

3- T0 ,

und Z „ = 1 7 W • b , V 2 2

und da ^t0 : a = x4: (a — w) oder (a - so ist: Z D _ —— — — D0

V 2 2 T„

E s verhält sich a ls o :

Zg / T0 \2 z 7 ~ 1 x j ’ oder, wenn man t4 = 4 kg/cm2 setzt,

■w): a x4 to

F älle maßgebend ist:

s o m i t

V 16 16

%

: a Zg.

D ieser W ert a Zs konnte nach den alten Vorschriften für die Bestim m ung der Schubeisen in W egfall kommen, es ve r­

blieb som it nur ein B etrag von

Z T —: Zg Z D = (I — a) Zg ~ ß Zs , der für die Festlegung der E isen in B etrach t kam.

F ü r die W erte t0 = 4 kg/cm2 bis t(, = 14 kg/cm2 ergeben sich für a = -i-s- und ß = (1 — a) folgende Zahlcngrößen:

Trr .

To a ß

4.0 1,000 0,000

5.0 0,640 0,360

6,0 0,444 0 ,5 5 5

7.0 0,327 0 ,6 7 3

8,0 0,250 o ,75o

9,0 0,198 0,802

10,0 0,160 0,840

ir,o 0 ,13 2 0,868

12,0 0 , 1 1 1 0,889

13.0 0,095 0,905

14,0 0,082 0,918

E s zeigt sich also, daß die Mehrung an Eisen nach den neuen V orschriften für die W erte t0 von 4,0 bis rd 10,0, beson­

ders in den unteren Grenzen, die ja am häufigsten sich er­

rechnen, prozentual recht erheblich ist und erst für die sel­

teneren F ä lle von ^t0 = 10 bis 14 nicht mehr sonderlich ins Gewicht fällt.

Solange die schiefen Zu gkräfte durch Schrägeisen u n d B ü g e l aufgenommen werden, läß t sich ja meist eine Lösung finden, die sowohl der Schubsicherung wie der Deckung der äußeren Momente in einer auch in praktischer H insicht ein­

fachen Weise gerecht wird.

E rheblicher m acht sich aber die durch die neuen Vorschrif­

ten bedingte Aufnahm e der g a n z e n schiefen Z u gk raft dann bem erkbar, wenn die Schrägeisen a ll e i n zur Deckung dieser K r a ft herangezögen werden.

H ier ist vor allem an die Deckenkonstruktionen m it H ohl­

steinen gedacht, bei denen man Häufig von der Verwendung von Bügeln A bstand nimmt. Man kann, da diese A rt von Decken gewissermaßen ein Zwischenglied zwischen M assivplatten und Unterzügen darstellt, das W eglassen von Bügeln meines E r ­ achtens hier wohl vertreten, um so mehr, da, abgesehen von den geringeren Kosten, auch das Verlegen von Bügeln in den oft recht schmalen Rippen schwierig ist. A ber gerade wegen der geringen B reite der Rippen gehen die Schubspannungen mei­

stens über den W ert von 4 kg/cm2 hinaus. (Die Verwendung von hochwertigem Zement bei Hohlsteindecken dürfte nur sehr selten sein.)

Eine sehr brauchbare und einfache A rt der Bewehrung für solche Decken ist nun die, daß man in jede R ip pe zwei E isen von möglichst gleichem Durchmesser legt — mehr Eisen lassen sich schwer und in einer Lage überhaupt nicht unter­

bringen —, von denen eines unten gerade durchläuft, das andere etw a in 1/ln bzw. x/5 der Spannweite 1 aufgebogen ist, wodurch sowohl schiefe Zugkräfte wie allenfalsige negative Momente über den Auflagern gedeckt werden können. D as abgebogene

-1/s-

Abb. 3.

. \ t 7- __ y, _ y. _ ,xV ■

Eisen wird dann von R ip pe zu R ip pe versetzt, d. li. um 180°

gedreht angeordnet (s. A bb. 3).

Nun läß t sich aber zeigen, daß nach den neuen Vorschriften, wenn größer als 4 kg/cm2 wird, das eine E isen zur Aufnahm e der Schubsicherung nicht mehr genügt.

E s ist nämlich bei freier Auflagerung oder bei Annahme gleicher Einspann- oder Verspannungsgrade an beiden Seiten:

T0: A b0z und da dann a -

Z s ^- 1

T=- — b0 A l

Fcs Oe

oder

2 V 2 2 4Vr2 Z A l

.4 \A2 Z Oe ’

die für die Schubsicherung nötige Eiseneinlage be- F *s =

wenn 1 deutet.

B ei f r e i e r Auflagerung ist aber:

Q J.

M n - 8

oder, da Q = 2 A : AI A 1 ü M = T = ' \ 0 e Z '

wobei F e^ d ic zur Aufnahm e des Biegungsm om entes nötigen Zugeisen darstellt. Som it ist:

Fe = - A L - Fe \ / 2

M 4 0CZ s

oder F Cg = . 0,707 FeM ,

d .h .: S o b a l d d ie S c h u b s p a n n u n g d e n W e r t v o n 4 kg/cm2 ü b e r s t e i g t , is-t b e i f r e i e r A u f l a g e r u n g s t e t s

d e r o ,7 0 7 fa c h e B e t r a g d e r B i e g u n g s e i s e n f ü r d ie

420

S c h u b s ic h e r u n g n ö t ig ; dieser kann also bei zwei gleichen E isen durch nur eines allein nicht mehr gedeckt werden.

Noch ungünstiger gestaltet sich das E rgebn is bei Annahm e teihveiser Einspannung; denn dann ergibt sich, wie man sich leicht überzeugen kann.

für M = —

und für M =

Qi-

10

0 1 . 12

F 's =

F 's =

10

8 12

0,707 FeM = 0,884 Fcm

0,707 F . = 1,061 F c

W ird der Einspannungsgrad noch größer, wie z. B . für den F all der vollen Einspannung mit

M =r - Q l , 24

so ergibt sich : FCg = -?g- • 0,707 F*M = 2,121 F*m

so daß die Sch ubkraft nur noch mit H ilfe von reichlicher Bügelbewehrung und Beilageisen gedeckt werden kann. B ei kontinuierlichen Trägern w ird in der R egel au f der einen Seite a > 1 , also der oben errechncte W ert oft noch größer.

V iel günstiger lagen die Verhältnisse bei Anwendung der alten Vorschriften. D ie Schubspannung konnte hier den B e ­ trag von 4 kg/cm2 noch erheblich überschreiten, wenn von zwei gleichen Biegungseisen nur eines ohne Zuhilfenahm e von Bügeln die S ch u b k ra ft. decken sollte. E s ist nämlich für diesen F all bei f r e i e r A uflagerung;

Fe = 0,5 F , oder Z T M

somit

oder

und da endlich

Z T = | ß - . ÜL1

2 2 To —

z s =

bo

_ V

“

A

(Te

M 2 z ’

A l 4 - 2 z

2 ö c Z

b

0

■ = 0,5

V

Auch bei Annahm e teilweiser Einspannung ergeben sich für r 0 noch W erte über 4, nämlich

für M =

Ql

10 1 = V F V T unci daraus t0 6,07 kg/cm2, und für M =

Q i .

12

12- V T und ^t„ = 5,5 kg/cm2.

Sogar bei voller Einspannung liefert ß = ~

V

W ert von r 0 = 4,57 > 4 kg/cm2, und mit den beiden Eisen allein deckte man bis zu x0 = 5,5 kg/cm2, noch immer ohne Zuhilfenahm e von Bügeln, während dies nach den neuen Vor­

schriften ausgeschlossen ist.

F ü r die erwähnte Konstruktion der Hohlsteindecken er­

geben sich nur folgende M öglichkeiten;

Entw eder das Vollbetonieren eines Randstreifens, um die ■ Schubspannung x0 auf den W ert von 4 kg/cm2 herabzudrücken, wobei aber sichtbare Putzstreifen entstehen, die man gerade durch Anwendung von geschlossenen Steinen zu vermeiden trachtet, oder die Zuhilfenahm e des unten liegenden Eisens, indem man dies vom A uflager weg rechtwinklig nach oben führt und von oben herabbiegt, sowie die Verwendung von Bügeln auch für diese K onstruktion. D ie letzteren M ittel bedingen aber einen M ehraufwand an E isen und Flechtarbeit, der sich bei größeren Ausmaßen der Decken immerhin recht bem erkbar macht.

Zusam menfassend kann man also sagen, daß die neuen Bestim m ungen hinsichtlich der Schubsicherungen eine nicht unerhebliche M ehrauflage bringen, die der allgemeinen Tendenz, Erleichterungen zu schaffen, in diesem F alle nicht gerecht wird. E s bleibt höchstens der Einw and, daß die alten B estim ­ mungen nicht genügend Sicherheit gewährten, worüber man geteilter Anschauung sein kann. Nach meinen Erfahrungen haben sich N achteile bei Berechnung und Bewehrung nach den alten Vorschriften nicht gezeigt.

D a es aber das Ziel des Ingenieurs sein muß, neben der grundlegenden Forderung der Sicherheit auch eine möglichst einfache und billige K on stru ktion zu schaffen, glaubte ich mich berechtigt, die vorliegenden Ausführungen der Öffentlich­

keit zu unterbreiten.

woraus sich ^t0 z u rd 7,4 k g / c m 2 errechnet, ein W ert, der selten überschritten wird.

MITTEILUNGEN UBER DEN BAU EINER STAM PFBETO N BRU C K E VON 70 m SPANNW EITE IN DER STRA SSE VON SIEG B U R G NACH MUCH

(z. Z t. größter D reigelenk-Stam pfbeton-Brückenbogen im In - und Ausland).

V on R e g -B a u m e is te r S ch m id t, Obercassel (Siegkreis.) B ei Siegburg w ird zur besseren Verbindung der K reis­

stad t mit den bergischen Kreisteilen und zur Aufschließung w ertvoller Bodenschätze im T ale des W ahnbaches eine 19,6 km lange Straße für Autom obilverkehr und Schnellbahn ein­

gerichtet gebaut.

D er Träger des Unternehmens ist der Siegkreis, der durch sein Tiefbauam t im Dezember v. J . die Arbeiten in 5 Losen

ausschreiben ließ.

B e i Vergebung der A rbeiten fiel L o s I mit den darin vo r­

gesehenen K unstbauten an die F irm a H üser & Cie., Obercassel- Siegkreis. Von diesen K u n stbau ten soll iin nachfolgenden nur die eine größere B rücke in km 2 + 445 besprochen werden, die die Schlucht des Dehrenbaches in einer B reite von rund

100 m überbrücken sollte.

E s wurden hierfür zwei Pro jekte aufgestellt, das erstere sah drei nahezu gleiche Öffnungen von je rd. 30,00 m L ich t­

weite vor, das zweite eine H auptöffnung von 70,00 m, die mit einem Dreigelenkbogen aus Stam pfbeton überwölbt werden sollte, m it beiderseits anschließenden kleineren Bögen von 13,0 0 und 10,00 m.

B ei der Zuschlagerteilung durch das K reisbauam t in Siegburg wurde gewünscht, daß, wenn irgend angängig, das zweite P ro jek t m it dem großen Bogen zur Ausführung kommen sollte.

E s wird sich nun zuerst die F rag e aufwerfen lassen:

„W eshalb bot die F irm a einen Stam pfbetonbogen fü r eine derartige Spannw eite an ?“ Diese F rag e ist m it wenigen W orten zu beantworten. Die wirtschaftliche Seite schrieb von selbst eine solche Ausführungsw eise vor. Abgesehen davon, daß die Betonzuschläge in der N ähe der B au stelle gewonnen werden konnten, h ätten sich bei anderen Bauweisen auch die Arbeiten bedeutend schwieriger gestaltet. E s durften nur wenig F ach ­ arbeiter eingestellt werden, mit R ücksicht au f die Bedingung der ausschreibenden Dienststelle, vor allen Dingen E rw erbs­

lose unterzubringen.

E in e überschlägliche Durchrechnung eines Eisenbeton­

bogens h at unter diesen Voraussetzungen keine Verbilligung ergeben.

W eiterhin könnte man fragen : warum sind denn für den Ausrüstungsvorgang keine Eiseneinlagen vorgesehen ? D arauf

ausgezeichnet überstanden hat, und bei verschiedentlich vor­

genommenen Untersuchungen nach keiner Richtung hin irgend­

welche Mängel festgestellt werden konnten, so ließen w ir uns unser eigenes B au w erk um so lieber als M uster dienen.

D ie B rü ck e I I im W ahnbachtal (Abb. 2a u. 2b) hat, wie schon gesagt, zwischen den Pfeilern eine Öffnung von 70,00 m zu überbrücken. Diese ist m it einem Dreigelenkbogen aus S tam p f­

beton in Mischung 1 : 1 : 5 von 68,30 m Spannw eite überwölbt.

D ie Pfeilhöhe beträgt 7,9 m und som it der Stich rri-. Die

_

Fahrbahn, die für M enschenlast von 0,45 t/2m, D am pfw alze von 23,0 t und L astk raftw agen von 9 t (Din-Norm 1072) be­

rechnet ist, h at eine B reite von 6,0 m. Beiderseits sind B ürger­

steige von 1,7 5 m B reite angeordnet. Die Fah rbah n m it B ü rg er­

steigen w ird durch Eisenbetonstützen, die a u f den Bogen ge­

setzt sind, getragen. D ie Gewölbebreite beträgt 8,50 m.

D ie Bogenstärken betragen im Scheitel = 1 , 1 5 m, in I/4 = 1,45 m und

im K ä m p f er = 1,2 5 m (alles radial gemessen).

tiefer ging. Um nun nicht unnötig in dieTiefe zu gehen, denn bei einer eventl. Tiefgründung h ätten die Fundierungsarbeiten ja ganz bedeutende K osten verursacht, entschloß man sich, von dem bereits abgeteuften Schacht in einem Querstollen senk­

recht au f die Brückenachse vorzugehen. H ier wurde dann auch fester F els angetroffen, und aus der L age der B än k e w ar zu schließen, daß nach der ursprünglich festgelegten Brückenachse zu der feste F els auch weiterhin anzutreffen sei. Im Einvernehm en mit der B auleitung wurde daher die Brückenachse um eine halbe B rückenbreite verschoben und dann m it den Ausschachtungsarbeiten begonnen. Die V er­

mutung, überall je tzt feste G rauw acke vorzufinden, bestätigte sich, denn die Fundam ente konnten an allen Stellen direkt au f dem festen F els betoniert werden.

Inzwischen w ar man an .die Gewinnung brauchbarer Betonzuschläge gegangen. Die Sandgewinnung m achte keine Schwierigkeiten, da in der N ähe der B rü ck e I ein brauch­

bares Sandlager vorhanden war, das Quarzsand enthielt.

Leider w ar dieser sehr fein und ganz gleichm äßig gekörnt.

Man w ar daher gezwungen, die mangelnde Kornverschiedenheit bei den Steinzuschlägen später zu ergänzen.

D E R B A U IN G E N IE U R 1926 H E F T 21.

wird erwidert, daß statisch Eiseneinlagen nicht erforderlich waren, und daher sollte die Hom ogenität nicht gestört werden.

Zudem hätten bei der großen Gewölbestärke von 1,4 5 m in I/4 und der gewählten Bogenform , die nach der Stützlinie für Eigengew icht bestimm t wurde, schon grobe Höhenunter­

schiede, gegenüber dem rechnungsm äßig festgelegten, zwischen den einzelnen Lehrgerüstpunkten eintreten müssen, um die D ruckkraft aus der M itte in die Kerngrenze und darüber hinaus zu bringen. D erartige Fehler waren nach unseren E r ­ fahrungen nicht zu erwarten, da Fundierung und Verzim merung des Lehrgerüstes auf das sorgfältigste vorgenommen und die Absenkungen des Lehrgerüstes selbst in der später beschrie­

benen A rt auf das genaueste durchgeführt wurden.

Ausgeführte Beispiele standen uns in dieser Beziehung nicht zur Verfügung. In D eutschland wurde unseres Wissens eine derartige B rücke in reinem Stam pfbeton noch nicht ge­

baut. W ir waren da auf unsere eigenen Vorbilder angewiesen und hielten uns an die von unserer Firm a im Ja h re 19 23 fertig-

4 2 1 D as Schlankheitsverhältnis ist demnach —-b. Die un-

29,8

günstigste Lastenstellung erzeugt bei Vollbelastung eine größte D ruckbeanspruchung von 45 kg/cm2, Zugspannungen treten auch im ungünstigsten Belastungsfall rechnerisch nicht .auf.

Die Gelenke sind als Eisenbeton-W älzgelenke ausgebildet, ähnlich denen der Vorgangs erwähnten Moselbrücke. Sie sind auch hier in derselben Weise berechnet und erfahren rechnungs­

mäßig eine größte Druckbeanspruchung von 216 ,5 kg/cm2.

Die R ad ien der W älzungsbögen der Gelenke, die gleichfalls nach H ertz berechnet wurden, ergaben einen konkaven Plalbm esser von 400 cm und einen konvexen von 355 cm.

Die Gelenke wurden als einzelne Eisenbetonsteine hergestellt, auf die noch besonders eingegangen wird.

E h e nun an die endgültige A usführung des Projektes gegangen werden konnte, w ar zunächst einmal festzustellen, ob die Bodenverhältnisse die rechnerisch verlangte B ean ­ spruchung des Untergrundes m it m ax. 8 kg pro cm2 für un­

günstigste Belastung überhaupt zuließen; denn die Boden- SCHMIDT, B A U E IN ER STAM PFBETO NBRÜCKE VON 70 m SPANNW EITE.

gestellte B rücke über die Mosel bei M üstert (Abb. 1). [Diese B rücke besteht aus vier Dreigelenkbogen, die in Stam pfbeton hergestellt sind, m it den Spannweiten von 52,4 m, 54,4 m, 52,4 m und 44,4 m. D ie Pfeilverhältnisse betragen sinngemäß

nrz. z“ und ; das Schlankheitsverhältnis —

8,45 7.26’ 6,75 10,10 40,3’

~ s , ~r und --1 . D ie Gelenke sind hier als Eisenbeton-W älz- 41,8' 40 37,0

gelenke ausgebildet. Sie sind nach H ertz berechnet und er­

fahren rechnungsm äßig eine größte D ruckbeanspruchung von 220 kg/cm2 bei V ollast. D a sich dieses B au w erk bislang h er­

vorragend bew ährt h at, verschiedene I-Iochwasser der Mosel

Untersuchungen und- die Schürfungsergebnisse, die Vorlagen, waren doch nicht so erschöpfend, daß man ohne weiteres h ätte bauen können. Fels, und zwar Grauwacke, sollte vo r­

handen sein. E s mußte hierüber, zum al für ein derartiges B au w erk, volle K larh eit ge­

schaffen werden. B e i den in diesem Sinne dann vorgenom ­ menen A rbeiten kam man nach D urchdringung der A brau m ­ schichten auf verw itterten Fels, und dieser wurde erst fester, wie man m ittels Schachtabteufung

2 a .

¡¡pw am

A b b . 2 b .

422

,

Die an der Landw irtschaftlichen Hochschule zu B onn vor- genommcnc Untersuchung des Sandes ergab für den bei n o ° getrockneten Sand folgende Zusam m ensetzung:

S i0 2 ALO»

Pe»0 3

S ulfate sind also minium, Calcium-

92,22 CaO o,66

3 ,io MgO 0,34

i, 16 S 0 3 —

G lühverlust o,66.

nicht vorhanden, und der und M agnesium oxyd ist

Gehalt an Alu- äußerst gering.

K üstung stehen sollte, war der Herstellung der Gelenke von vornherein auch die größte A ufm erksam keit zugewandt. G e­

nau wie an der Moselbrücke in M ustert sollten auch hier die Gelenke aus einzelnen Gelenksteinen hergestellt werden, die in die einzunehmende L age versetzt und dann vergossen wurden.

Die Berechnung der Gelenksteine erfolgte nach Kollm ar.

D a die rechnerisch erm ittelte größte Gelcnkpressung 216 ,5 kg/cm2 betrug, so war cs von vornherein klar, daß zur Herstellung der Gelenksteine, für die das M ischungsverhältnis Tabelle I.

Nr. des

Würfels A lter des

W ürfels Abm essung

des Würfels M ischungs­

verhältnis Art der

Zusammensetzung Art der

Lagerung Ergebnis der Druckprobe

Ergebnis

im Mittel Ergebnis im Mittel pro cm2 21

2 2

23 33

34 35

7 Tage

7 T age 7 Tage 29 T age

29 Tage 29 Tage

o,3 x 0,3 x 0,3

0 , 3 x 0 3 x 0 , 3 0.3 x 0,3 x 0,3 0,3 x 0,3 x 0,3

0 , 3 x 0 , 3 x 0 3 0 , 3 x 0 , 3 x 0 3

1 : 1 : 5

1 : 1 : 5 1 : 1 : 5 1: 1=5

i : i : 5 l : l :5

i Dyckerhoff Z. normal i Wahnbachsand 5 Grauw’ackenschotter

von 0 bis gröbstes wie vor wie vor wie vor

wie vor wie vor

1 T a g in feuchter Luft 6 Tage im nassenSand

wie vor wie vor 1 T a g in feuchter

Luft 6 T age im

nassen Sand 22 T age Zimmer­

temperatur wie vor

200 t

185 t 200 t 2S0 t

275 t 302 t

195 t 216,6 kg

, 285,67 t 317,41 kg

Tabelle II.

Nr. des Alter des Abm essung Mischungs­ Art der Art der Ergebnis der Ergebnis Ergebnis im W ürfels W ürfels des Würfels verhältnis Zusammensetzung Lagerung Druckprobe im Mittel Mittel pro cm2

I 24 Stunden 0,3 x 0,3 x 0,3 1 : 1 : 2 1 Dyckerhoff Doppel

1 Basaltsplitt 0 —10 mm feuchte

Luft­ 208 t I

24 Stunden 2 Basaltsplitt 10 -2 0 mm lagerung > 2 11 t 234,4 kg/cm2

2 0,3 x 0,3 x 0,3 1 : 1 : 2 wie vor wie vor 210 t ■

3 24 Stunden 0 , 3 x 0 3 x 0 3 1 : 1 : 2 wie vor wie vor 2,15 t )

13 24 Stunden 0,3 X 0,3 X 0,3 I : 1 :2 1 Dyckerhoff Doppel wie vor 242 t Ï 1 Wahnbachsand

24 Stunden 2 Basaltsplitt 10—20 mm - 250,66 t 278,52 kg/cm2

H 0,3 x 0,3 x 0,3 1 : 1 : 2 wie vor wie vor 250 t

15 24 Stunden 0,3 x 0,3 x 0,3 I : l : 2 wie vor wie vor 260 t >

Bedenken, deh Sand zu Betonzw ecken zu verwenden, lagen also nicht vor.

Schwieriger gestaltete sich aber die Beschaffung der gröberen Betonzuschläge. A n mehreren Stellen wurde ge­

schürft. F an d man eine einigermaßen feste Grauwacke, so w ar wiederum die A usbeute nicht reichlich genug, denn es mußten vor allen Dingen die Grobzuschläge für den Beton der B rücke I und II, die zusammen rd. 9000 m3 erforderten, zum mindesten aus dem einmal erschlossenen Bruch gewonnen werden. Zudem durfte man dem neuen Straßenprofil nicht zu nahe kommen, andererseits aber w ar man durch die ört­

lichen Verhältnisse und das zur Verfügung stehende Gelände gebunden.

Schließlich wurde ein geeigneter B ruch erschlossen und der B au ciiier Brechanlagc, die durchschnittlich 50 m3 pro T ag leisten sollte, wurde sofort in A n griff genommen.

F ü r den Bogenbeton war ein M ischungsverhältnis von 1 : 1 : 5 vorgesehen. A us vielen Versuchsreihen wurde schließ­

lich die Mischung, bestehend aus:

1 Teil D yckerhoff-Zem ent normal, 1 Teil W ahnbachsand,

5 Teilen G rauwackeschotter von o bis gröbstes

als die, die die größte D ruckfestigkeit ergab, ausgewählt. Die D ruckversuche zeigen das in Tabelle I dargestellte Ergebnis.

D a der Bogen noch vor E in tritt des W inters ausgerüstet werden sollte und nach Schließung des Gewölbes 6 Wochen in der

1 : 3 vorgesehen war, nur bestes M aterial verw andt werden durfte. D a ferner die M öglichkeit vorhanden sein mußte, die Gelenkstcinc bald zu versetzen, so konnte als Bindem ittel nur ein hochwertiger Zement in F rag e kommen. A ls Zuschlags­

stoff war die G rauw acke des W ahnbachtales für diese besonders hoch beanspruchten B au teile nicht h art genug, man sah sich daher gezwungen, hierfür B asaltsp litt zu verwenden, der be­

sonders herangeschafft werden mußte.

Die Abm essungen des einzelnen Käm pfergelenksteines wurden auf 1,2 5 ■ 1,25 • 0,765 m und die des Scheitclgelenk- steines au f 1 , 1 5 • 1 ,1 5 • 0,765 m festgelegt.

U.m das beste M ischungsverhältnis für die Gelenksteine zu erhalten, wurden verschiedeneUntersuchungen vorgenommen.

Diese laufen im wesentlichen wiederum auf zwei Versuchs­

reihen hinaus, und zwar einmal die Betonzuschläge aus V3 B a ­ saltsplitt von o —10 mm und 2/3 B asa ltsp litt von 10 — 20 mm, und das andere M al aus 1/3 W ahnbachsand und 2/3 B a sa lt­

splitt 10 — 20 mm. Die D ruckversuche mit den vorstehenden Zuschlagsm aterialien zeigen das in Tabelle I I dargestellte Ergebnis.

Die dann weiter nach 7 Tagen mit den W ürfeln gleicher Zusam mensetzung vorgenommenen Versuche ergaben leider kein abgeschlossenes B ild, da die zur Verfügung stehende Presse nur bis 350 t reicht. M it dieser Presse wurden die W ürfel von den Abm essungen 0,3 • 0,3 • 0,3 m nicht zerdrückt, es zeigten sich auch keinerlei K isse oder sonstige Unregelmäßig-

V ersuchskörper F a b rik h a t/e

Schau/inien d e r gem es­

senen T em peratu ren 6emerkungen

S tan d der Jhermomefe r m d. nußm irm perot Sam t! Therm om jfcr sin/Tauf 23f l *F Ttduzierf

10 *h Di« Oberfläche zeig ! eine /efehfe Erwärmung S it fü h lt sich etw as fe u c h t arr M°*h Die feuchten Stellen um die J Thermo -

m e/er/Scher sin d vollkommen ausgetrocknef.

3 °°h Die Oberfläche erh ä rtet Sie Is t trocken u n orm

Die Oberf/ächenwärm e nim m t noch d er M itte h in z u

Die H öchsttem peratur is t nach 20 Sfdn erreich t u n d b /eib t 10 S tdn k o n sta n t

D ie O berflächenw ärm e g /eich t sich über ' den g rö ß te n T eit d e r F läche a u s

N ur die Ecken s in d k ä h /e r

fO^h Die Oberflächentem perafur is t m erk/ich k ä h /er gew orden 1 ee h Nach ÜS S/d. ousgeschaß. D abei ¿eigen sich außen an Loch 2 an d er gegen ¿Laer- Hegenden Seife in d e r Miffe 35j2°, a n d e r Längs­

seite J1f ° C . Die O berfläche i s t rau h, die Seitenflächen sin d g fa ß . 6 v h Die O berfläche is t g a n z abgeküh!/,

d ie S eitenflächen sin d in d er M itte noch warm

8 °°h Säm tliche S eiten fläch en s in d a b gek ä h //

D E R B A U IN G E N IE U R

1026 H E F T ; 21. SCHMIDT. BAU EINER STAMPFBETONBRÜCKE VON 70 m

A b b . 4.

davon, daß die» nach H ertz berechneten Gelcnkpressungen kaum erreicht werden.

A u f Grund der V o rg a ng s aufgeführten Versuche entschloß man sich daher, die Gelenksteine aus i T eil D yckerh off Doppel, i Teil W ahnbachsand und 2 Teilen B asaltsp litt 10 — 20 mm herzustcllen, da diese Probewürfel N r. 13 —15 schon nach 24 Stunden eine durchschnittliche Festigkeit von 278,52 kg/cm2 gegenüber den W ürfeln N r. 1 — 3 mit 234,4 kg/cm2 aufwiesen.

B ei der H erstellung der Gelcnksteine (Abb. 4 und 5) wurde mit peinlichster Sorgfalt verfahren. D ie Form en waren mit Eisenblech ausgeschlagen, und diese Form en wurden auf eigens hergerichtete Betonböden gestellt. Die Wölbflächen

waren an den Seitenwänden der Form en genau durch Schablonen A b b . 6.

keiten. E s w urde daher versucht, rnit einem in der M itte des W ürfels aufgelegten Flacheisen 0,3 • 0,06 und 2 cm stark die O berfläche zu verkleinern und dann abzudrücken. B ei dem ersten Versuch wurde der W ürfel bei 165 t zerdrückt, also bei einem D ruck von 920 kg pro cm2. Durch das aufgelegte F la ch ­ eisen wurde ein regelrechter scharfkantiger Keil abgesehen (Abb. 3) und die Bruchfliichen zeigten, daß das Zuschlagsm aterial

(Basaltsplitt) zerbrochen war.

sagt also, daß die Mörtel- festigkeit größer w ar als die des Zuschlagsm aterials. Die dann noch bei zwei anderen W ürfeln vorgenommenen V er­

suche müssen leider als miß­

glückt angesehen werden. E s w ar dasselbe Flacheisen wie beim ersten Versuch verwendet worden. H ierbei h at es bereits cineDeform ation erlitten. Außer­

dem h atte das Flacheisen nicht genau in der M itte gelegen, so daß der Versuchskörper nicht zen­

trisch belastet war, wie sich auch an den Bruchflächen nacliweisen ließ. D er somit cingetretene Bruch bei über 600 kg/cm2 konnte daher nicht als äußer­

stes Maß angesprochen werden.

Im m erhin boten die Ergebnisse Garantie genug. F ü r die Gelenksteine selbst kam en ja außerdem noch die Eisenein­

lagen hinzu, die ein Zusam m enhalten der K örper nur günstig beeinflußten, und ferner w ar gegenüber dem Flach eisen die günstigere W irkung der gewölbten Gelenkflächen zu berück­

sichtigen, E s ist also mit einer mehrfachen und ausreichenden Sicherheit für die Gelcnksteine zu rechnen; ganz abgesehen

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dieser Zustand ein unbedingt sattes Umschließen der Eiseneinlagen.

D a uns bekannt war, daß beim A b ­ bindungsprozeß des hochwertigen Ze­

m enteshohe Tem pe­

raturen entstehen, wurden an einem besonderen Gelenk­

stein Tem peratur­

messungen vorge­

nommen (Abb. 6).

Im M ittelpunkt (im Schnittpunkt der beiden Diagonalen der Breitseite) wurde ein K upferrohr von 0,02 cm 0 und 0,5 mm Stärke, das bis zur M itte des Ge­

lenksteines reichte, einbetoniert. , H ier hinein wurde ein Therm om eter N r. 2 gesteckt und die Öffnung des Rohres mit W atte verschlossen.

Therm om eter N r. x wurde ungefähr in der Diagonalen, rd. 6 cm vom R an d der linken unteren E ck e der B reit­

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Abb. 10.

innerhalb der Gelenksteine und von 43 bzw. 2 3 0 gegenüber der Außentem peratur.

Dieser Tem peraturunterschied im Innern gegenüber den Tem peraturen nahe der K an ten gab zu Bedenken Anlaß.

M an mußte je tz t vor allen Dingen wissen, wie der Gelenkstein von innen aussah. Ob sich infolge der Tem peraturunterschiede zwischen innen und außen irgendwelche Unregelm äßigkeiten zeigten, ob bei der Abkühlung der Gelenksteine im Innern merkliche Spannungen ausgelöst wurden, und ob ein glattes Umschließen der Eiseneinlagen auch an der U nterfläche der­

selben stattgefunden hatte.

U m sich über alle diese Bedenken zu beruhigen, wurde ein Gelenkstein gesprengt. E s zeigte sich da, daß der Beton ein glattes Gefüge von den Außenflächen bis zum K ern auf- wies. Spannungsrisse oder K lü fte, auch feinster A rt, waren weder im Innern noch an den K an ten zu bemerken. Durch das Sprengen waren selbst die B asaltsp litter zum Teil zerbrochen, ein Zeichen, daß sie außerordentlich fest im B eton haften. A n keiner Stelle konnte beobachtet werden, daß der B eton unterhalb der Eiseneinlagen abge­

sackt w a r; die Eiseneinlagen waren säm tlich fest vom Beton umschlossen.

B e i der H erstellung des Lehrgerüstes wurde von der Voraussetzung ausgegangen, die Lasten auf möglichst wenig Sam m elpunkte zusammenzubringen (Abb. 7), und zwar w urde so verfahren, daß jeder K notenpunkt, im vor­

liegenden F a lle also jeder Sandtopf, eine Belastun g von 20 t erhielt.

Vorgesehen wurde eine Überhöhung von 12 cm, die sich folgendermaßen zusammensetzte:

Abb. 7.

festgelegt. Die Zubereitung des M aterials erfolgte auf maschi­

nellem W ege. D er W asserzusatz richtete sich nach der Feuch ­ tigkeit der B au stoffe und läß t sich im besonderen dadurch kennzeichnen, daß der Beton erst nach gründlichem E in ­ stam pfen anfing, elastisch zu werden. Nach den bisherigen Erfahrungen bedeutet dies den Grad der Feuchtigkeit, der die höchsten Festigkeiten ergibt. Zudem gewährleistet auch

seite, und Therm om eter N r. 3 ent­

sprechend an der oberen rechten E ck e beide gleichfalls in einem Kupferrohr, aber nur rd. 10 cm tief angebracht. Mit dem Betonieren wurde um 2 Uhr nach­

m ittags begonnen. Um 4 U hr w ar der Gelenkstein fertig gestam pft, und dann wurde m it den Messungen begonnen, die in der Tabelle niedergelegt sind.

D ie höchste Tem peratur wurde nach 20 Stunden erreicht und blieb rd. 10 Stunden konstant. D er V er­

lau f der Tem peraturen ist in K u rven besonders festgelcgt und zeigt deutlich, daß die höchste Tem peratur in der M itte im Innern vor­

herrschte und nach den Seiten hin ziemlich abnahm . E s sind hier Unterschiede im H öchststadium von rd. 20 ° C SCHMIDT, B A U E IN ER STAM PFBETO NBRÜCKE VON 70 m SPANNW EITE. D E R B A U IN G E N IE U R

1926 H E F T 21.