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Geschichte Brückenbau




Seit Urzeiten werden Brücken aus Stein gebaut. Das ist die einzige Möglichkeit, größere Räume zu überbrücken. Auch Kuppeln z.B. von Kirchen und anderen großen Gebäuden entstehen nach diesem Prinzip. Entscheidend ist ein Steinbogen, der die auf die Brücke wirkenden Biege- in Druckkräfte verwandelt.

1779 ist für den Brückenbau ein einschneidendes Datum. Über den Fluss Severn, im damaligen Herzen von Britanniens industrieller Produktion entsteht die erste eiserne Brücke der Welt. Offensichtlich nur hier ist zu der Zeit die industrielle Revolution schon so weit, Gusseisen von dieser Festigkeit bei gleichzeitig nicht zu hohem Gewicht zu produzieren.

Das genau ist nämlich der Pferdefuß an den Steinbrücken. Entweder man hat mehrere kleinere Bögen mit entsprechenden Pfeilern im Wasser, oder einen großen, der aber auch die Brücke wegen der unbedingt nötigen, halbrunden Form höher und im Quadrat schwerer werden lässt, also auch entschieden mehr Baumaterial erfordert.

Dagegen die Severn-Bridge. Sie soll mit ihrer Länge von 30 Metern nur 380 Tonnen (weniger als 15 heutige Sattelschlepper-Ladungen) gewogen haben, braucht allerdings dazu noch riesige Steinbauten an beiden Ufern. Sie besteht aus vorgefertigten Gitterelementen, die vor Ort meist durch Nieten zu fünf Bögen und einem geraden Teil darüber verbunden werden.

Werden die Spannweiten größer, muss man die Stabilität der Brücke von oben holen. So entsteht eine Hängebrücke, schon von weitem an ihren hohen Stützpfeilern erkennbar. Man braucht kein vollständig über den Fluss gezogenes Gerüst, sondern kann die Seile von einem Ufer zum anderen über die Pfeiler hinwegziehen. Das erste muss dann allerdings per Schiff oder Helikopter transportiert werden.

Früher hat man Seile gebraucht. Für tonnenschwere Lasten nimmt man heute natürlich solche aus Stahl. Dabei bedeutet Seil, dass einzelne, gewalzte Stahldrähte zusammen ein Seil und viele davon wieder eins und so weiter ergeben. Wegen des enormen Gewichts werden sie erst an der Baustelle zusammengefügt, zu Drahtpaketen von bis zu einem Meter Durchmesser und mehr.

Die erste Hängebrücke dieser Art überspannt die Menai-Straße auf dem Weg von England nach Wales, die Hauptstrecke nach Dublin (Irland). Das Problem ist allerdings die Verankerung der Seile, zu dieser Zeit noch Ketten, an den beiden Ufern. Da hier felsiger Grund vorherrscht, durchstößt man diesen mit Tunneln, führt die Ketten hindurch und sichert sie an deren Enden mit kräftigen Querstangen.

Und wenn keine Felsen in Ufernähe vorhanden sind? Dann müssen diese künstlich geschaffen werden, z.T. mit hunderttausenden Kubikmetern Beton. Natürlich ist dazu erst nach Fundamenten zu graben. Für Gründungen z.B. von Pfeilern mitten im Wasser setzt man heute Schwimmbagger ein. Wie ist das aber bei den ersten Pfeilern, die auf diese Weise entstehen, an der berühmten Brooklyn-Bridge am East-River von New York?

Senkkasten nennt man den riesigen, viereckigen, nach unten hin offenen Trichter, gleich von mehreren Schleppern gezogen, an der richtigen Stelle abgesenkt und von da ab mit mehreren Kompressoren unter Druck gehalten wird. Dieser drängt das Wasser ab und ermöglicht bis zu hundert Arbeitern und mehr, so lange Grund abzutragen, bis Fels sichtbar wird.

Die Leiden der Arbeiter von damals sind ausführlich beschrieben, denn sie sind im Grunde Taucher, wegen des größeren nötigen Überdrucks in einer für Menschen nicht gesunden Atmosphäre. Sie brauchen nicht nur Schleusen nach oben, um den Druck unten aufrecht zu erhalten, sondern auch einen Druckausgleich, bevor sie wieder an die Oberfläche zurückkehren können.

Seit der Golden Gate Bridge verwendet man für die Pfeiler ebenfalls Stahl- statt Steinaufbau. Hier ist die Höhe ein besonderes Problem, denn die Durchfahrt soll auch für besonders hohe Schiffe frei bleiben. So spart man sich eine Klappbrücke wie z.B. die Tower-Bridge (Bild oben) als eine der ersten hydraulisch betätigten, mit ihren Beschränkungen des über sie hinwegbrausenden Verkehrs.

Wenn man also hoch hinaus will, verbindet man die heutzutage bis zu mehr als 300 Meter hohen Pfeiler aus mehreren Vierkantprofilen nebeneinander an der Baustelle durch armdicke Schraub-Bolzen zu Pfeilern. So erreicht man eine Höhe, bei der die maximale Auslastung der stärker durchhängenden Tragseile gegeben ist. Diese können nun relativ schwächer dimensioniert werden.

Wenn Brücken allerdings in den Dreißigern mit den höchsten Bauwerken konkurrieren, werden die Tragseile für die Fahrbahn deutlich länger, was diese windanfälliger macht. Schauen Sie sich den Film über den berühmten Einsturz der Tacoma Narrows Bridge an, bei der sich Windangriff und Schwingen der Fahrbahn zur Katastrophe aufschaukeln.

Sie werden es kaum glauben, aber inzwischen werden Brückenkonstruktionen wie Karosserien im Windkanal getestet. Formte man zunächst die seitliche Ausgestaltung der Fahrbahntrasse so, dass sie dem Wind möglichst wenig Angriffsfläche bot, favorisiert man bei neueren Projekten die Versteifung unterhalb der Fahrbahn, die einer Verdrehung wirksam entgegenwirkt und sogar noch die Umströmung positiv beeinflusst.

Unglaublich auch, was den Unterhalt der Brücken angeht, z.T. eine Lebensstellung für einzelne Teams. Da sind die Japaner schon weiter. Sie setzen Roboter ein, um z.B. die Seile zu scannen. Im Bedarfsfall gibt es wieder andere, die den Schaden beheben. Schon bei der Konstruktion wird so eine Brücke komplett von innen begehbar gemacht. Denn lebenslange Kontrolle bleibt trotz Robotereinsatz.

Natürlich kann die Brücke nicht immer so hoch angesetzt werden, dass große Schiffe durchpassen. Ist sie niedriger erhält sie ein Klappsegment. Das darf man sich heutzutage nicht zu klein vorstellen. Amerikanische Brückenbauer sind stolz auf ihre letzte Errungenschaft, eine Brücke bei Washington mit mehreren, 1600 Tonnen schweren Klappelementen für eine sechsspurige Autobahn. 04/11








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