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BETONBRÜCKE MIT GRANITGELENKEN

ÜBER DIE EYACH

BET IMNAU IN HOHENZOLLERN.

VON

MAX LEIBBRAND,

LANDESBAURATH IN SIGMARINGEN.

MITGETHEILT VOM OBERINGENIEUR ALFRED GAEDERTZ.

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MIT 10 ABBILDUNGEN IM TEXT UND EINER KUPFERTAFEL.

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BERLIN 1898.

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VERLAG VON WILHELM ERNST & SOHN.

(vorm. ERNST & KORN).

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J KRAKÖW

IV 1H5.W,

Sonderdruck aus der Zeitschrift für Bauwesen, Jahrgang 1898.

Nachdruck verboten.

Alrr. Nlr.

In den letzten Jahren hat die wiedererstandene Vorliebe für massive Brücken eine verhältnifsmäfsig bedeutende Anzahl derartiger Bauwerke entstehen lassen, unter denen sich solche mit ganz bedeutenden Spannweiten befinden. Eine Zusammenstellung der hervorragenderen neueren Bauwerke dieser Art findet sich in dem vom inzwischen verstorbenen Präsidenten K. v. Leibbrand herausgegebenen 7. Hefte des Werkes „Fortschritte der Ingenieurwissenschaften“, worin insbesondere auch die Anwendung von Gelenken aus Eisen oder Blei besprochen wird. In diesem Buche ist auch (s. S. 70 — 73) der im Jahre 1895 ausgeführten Brücke von 48,3 m Spannweite über die Donau bei Inzigkofen Erwähnung gethan, welche besonders charakteristisch für neuere Brücken dadurch geworden ist, dafs die Gelenke offen in Erscheinung treten und dauernd wirksam bleiben. Die Inanspruchnahme der gufseisernen Gelenke ist zu 283 at auf Druck und 127 at auf Biegung angegeben.*) (Sieh auch Zeitschrift für Bauwesen, Jahrgang 1896, Seite 279 und Genie Civil, Tome XXX Nr. 22.)

Die Erwägung, dafs eiserne Gelenke hohe Kosten verursachen und dafs die Unterbrechung des massiven Bogens durch eiserne Theile dem aesthetischen Empfinden nicht geläufig ist, haben den Erbauer der Inzigkofer Brücke, Landesbaurath M. Leibbrand in Sigmaringen, veranlafst, bei dem Baue der 30 m weiten, massiven Bogenbrücke im Zuge der über die Eyach bei Imnau (Hohenzollern, 6 km von der Bahnstation Eyach der Linie Tübingen — Horb) führenden Vicinalstrafse die Gelenke aus Stein herzustellen. Um hierbei die Gewähr zu haben, dafs die Gelenke den Bewegungen des Bogens auch in Wirklichkeit folgen können, wurden zwischen den polirten Gelenkflächen dünne Bleieinlagen angeordnet, die gewissermafsen als dauerndes Schmiermittel' wirken, während bei den Bleigelenken, wie sie vom Präsidenten v. Leibbrand bisher angewandt wurden, die Bleieinlagen selbst als Gelenke zu wirken haben. Da, wie aus der Anordnung der Gelenke (sieh Anlage Abb. 7) hervorgeht, den Gelenkquadern sowohl in Bezug auf Bie-gungs- als auf rückwirkende Festigkeit hohe Inanspruchnahmen zugemuthet werden müssen, wurde für dieselben Granit zur Ausführung gewählt und wurden eingehende Versuche sowohl über die Biegungs- und die rückwirkende Festigkeit als auch über die Elasticität des zur Verwendung gewählten Granits, sowie schliefslich über die Wirksamkeit der Bleieinlagen angestellt.

Wir werden weiter unten auf diese theils vom Baudirector C. v. Bach in Stuttgart, theils vom Professor Föppl in München vorgenommeneu Versuche zurückkommen.

Die Imnauer Brücke trat an Stelle einer durch die bekannten verheerenden Hochwasser der Eyach im Jahre 1895 zerstörten Jochbrücke. Um künftigen Hochwassern, die bei 4 mm Gefälle eine Geschwindigkeit von rund 5 m haben, möglichst

*) Die dortige Angabe, dafs die Gelenke je 2000 bis 3000 ^ gekostet haben, ist dahin richtig zu stellen, dafs dieselben zusammen 3000 J(> gekostet haben. Bei einer Inanspruchnahme des Gufseisens bis 300 at auf Biegung, was zulässig ist, hätten dieselben für 2000 Jt hergestellt werden können bei 10000 kg Gesamtgewicht.

wenig Angriffspunkte zu bieten, konnte nur eine Brücke mit einer Oeffnung zur Erwägung kommen. Obgleich die Gründungsverhältnisse für eine Bogenbrücke ungünstige sind, ergaben vergleichende Berechnungen, dafs eine Gewölbeconstruction billiger herzustellen war, als eine eiserne Fachwerkbrücke, wenn hierbei der Entwurf der Bogenbrücke so gestaltet wurde, dafs

1.    durch die möglichste Entlastung in der Xähe des Gewölbescheitels und durch Concentrirung der Eigenlast an den Kämpfern und in den Widerlagern die senkrechten Seitenkräfte der Eundamentdrucke möglichst grofs gegenüber den wagerechten Seitenkräften wurden, und

2.    durch die Anordnung von Gelenken etwaigen Bewegungen der Widerlager von vornherein ihre gefährliche Wirkung auf die Standfestigkeit des Gewölbes genommen war.

Für die Brücke, bei welcher 2,5 m Fahrbahnbreite mit beiderseitigen Gehwegen von je 0,75 m Breite, also eine Gesamtnutzbreite von 4 m, bei den geringen verfügbaren Mitteln genügen mufste, ergaben sich auf Grund des oben Angeführten folgende Anordnungen:

1.    Für die Gehwege wurden flache Gewölbe zwischen in Abständen von 1,7 m quer zur Brücke gelegte Zoreseisen betonirt, welche auf die ganze Breite der Gehwege über die Brückenstirnen hervorstehen.

2.    Das Gewölbe, im Scheitel nur mit der Breite der Fahrbahn 2,5 m beginnend, erbreitert sich bis an die Kämpfer hin auf 3,5 m, wodurch neben der Verschiebung des Schwerpunktes der Eigenlast in die Nähe der Kämpfer eine wirksame Versteifung der Brücke gegen Winddruck, Hochwasser und Eisstofs erzielt ist. So wurde es auch möglich, das Gewölbe ohne Gefahr für seine Standfestigkeit in der Nähe der Kämpfer ins Hochwasser eintauchen zu lassen.

3.    Zur Verminderung des Seitenschubes wird die Brückenfahrbahn, soweit sie nicht unmittelbar auf dem Gewölbe ruht, nur durch einzelne über die ganze Breite des Gewölbes reichende, 0,5 m breite Pfeiler unterstützt. Diese Pfeiler verjüngen sich vom Gewölberücken ausgehend bis auf die Breite von 2,5 m und sind durch 1,2 m weite Stichbogengewölbe verbunden.

Die verlorenen Betonwiderlager, in mehr als doppelter Breite des Gewölbescheitels, stützen sich am linken Ufer auf 41 Pfähle von 25 cm Stärke und von rund 4 m Länge, während auf dem rechten Ufer das Widerlager unmittelbar auf den Kiesgrund sich stützt. Da der Untergrund sich als wenig tragfähig erwies, wurden die Fundamentflächen so grofs angeordnet, dafs die Kantenpressung beim rechten Widerlager 2,2 at beträgt, während auf einen Pfahl des linken Widerlagers 15 t kommen.

Sowohl die Kämpfer- wie Scheitel gelenke bestehen aus Granitquadern von je 0,5 m Breite, senkrecht zur Gewölbestirne gemessen, welche dicht neben einander versetzt sind. Dieselben sind mit cylindrischen, 0,1 m breiten polirten Berührungsflächen versehen (Abb. 7 der Anlage), zwischen welchen sich Bleieinlagen von 5 mm Stärke befinden. Zwischen die Bleieinlagen und die

Quader sind Kupferbleche eingelegt zur Verhinderung des Eindringens des Bleies in die Poren der Steine. Die an den Stirnen befindlichen Quader sind wie die Gewölbestirnen profilirt. Die Quader wurden vor dem Versetzen nach Einlage des Bleies mit eisernen Schraubenbolzen fest verschraubt und diese Bolzen erst vor dem Ausschalen des Gewölbes entfernt.

Die Abmessungen der Brücke nach der Ausführung sind die folgenden:

Lichtweite zwischen den Widerlagergelenken .    .    30,00 m

Pfeilhöhe des Bogens, zwischen den Gelenken gemessen ............

Ganze Weite zwischen Fundament-Vorderkanten .

Nutzbare Breite der Brücke.......

Die Formen der Brücke gehen hervor aus den Abbildungen der Anlage sowie aus der Text-Abb. 1, in der ein vom linken Ufer aus (flufsabwärts gesehen) aufgenommenes Lichtbild wiedergegeben ist. Zur Vermeidung der bei Betonbauten häufig auftretenden Flecken und um das Ganze mit den Gelenken in Uebereinstimmung zu bringen, sind sämtliche sichtbaren Aufsen-flächen mit Ausnahme der Gewölbeleibungen in Granitnachbildung ausgeführt. Zu diesem Zweck wurde zugleich mit dem anderen Beton an den Aufsenflächen eine Mischung von 1 Theil Cement und 3 Theilen geschroteter Steintrümmer des Weifsen Jura E und von blauen Kalken (Kiesel der Gletschermoränen Oberschwabens) eingestampft in einer Stärke bis zu 10 cm. Längstens binnen 12 Stunden nach dem Einstampfen wurden die dabei benutzten Lehren entfernt und die Flächen mit Wasser

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Abb. 1.

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3.50    „ 0,45 „ 0,50 „ 0,80 „ 0,10 „

Fahrbahnbreite.........

Gehwege, auf Belageisen vorgekragt .    .

Gewölbebreite im Scheitel......

an den Kämpfern .

Gewölbestärke im Scheitel

an den Kämpfern......

in der Bruchfuge......

Stärke der Gelenkquader an der Berührungsfläche

Die Berechnung der Brücke geschah unter Annahme einer Belastung durch eine Dampfwalze von 15 t Gewicht und Menschengedränge mit 360 kg für 1 qm und derart, dafs für jeden Querschnitt des Gewölbes die ungünstigste Lage und Gröfse der beweglichen Last und damit die gröfste Inanspruchnahme des Querschnittes und dessen Abmessungen bestimmt wurden. Diese Berechnung ist übrigens gleich derjenigen der Inzigkofer Brücke aufgestellt worden, sodafs ein weiteres Eingehen hierauf unnöthig erscheint. Die Abmessungen des Gewölbes wurden dabei so gewählt, dafs als gröfste Inanspruchnahme in sämtlichen Querschnitten 34 at Druck und 4 at Zug zugelassen wurden.

und Bürste abgerieben, wodurch der Cement an der Aufsenhaut entfernt und ein granitähnliches, poriges Gefüge an den Sichtflächen erzeugt wurde. Die Granitnachbildung ist als sehr gelungen zu bezeichnen und wirkt vollkommen täuschend derart, dafs die Grenze zwischen natürlichem und künstlichem Granit nur schwer erkennbar ist.

Die Cementproben ergaben als Zugfestigkeit:

a)    für die siebentägige Probe aus je 6 Versuchen 14,65; 14,58; 16,12 kg; im grofsen Mittel somit 15,12 kg,

und für besonders feine Mahlung, wie sie bei dem Gewölbe verwandt ist, 21,84 kg;

b)    für die 28tägige Probe aus je 6 Versuchen 22,60; 25,06; 23,80 kg; im grofsen Mittel somit 23,82 kg,

und für besonders feine Mahlung 30,03 und 27,41 kg, also im Mittel 28,72 kg.

Das auf Sandtöpfen aufgestellte Lehrgerüst wurde am 15. September 1896, d. h. 24 Tage nach Fertigstellung des Gewölbes abgelassen, und dabei wurden die folgenden Senkungen am Scheitel des Gewölbes mittels zehnfacher Uebersetzung gemessen.

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Luft-Stunde wärme

⁰ Cels.

Scheitel

bewegung

flufs-

auf- abwärts wärts

Monat

Luft-

Tag Stunde wärme

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Scheitel

bewegung

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Bei dem Ablassen wurden Meine Bewegungen der Widerlager festgestellt; am linken Widerlager, dem auf Pfähle gegründeten, wurde flufsaufwärts 1,4 mm, flufsabwärts 0,2 mm wagerechte Ausweichung gemessen, während am rechten Widerlager (Gründung unmittelbar auf dem Kiesboden) flufsaufwärts keine Bewegung stattfand und flufsabwärts eine kleine Ausweichung von 0,5 mm gefunden wurde. Lothrechte Bewegungen waren nicht zu erkennen. Da jedoch von der zweiten Ablesung an (am 16. September 1896) keine Zunahme der Bewegung, trotz sorgfältigster Ueberwachung, zu verzeichnen war, kein Anlafs zu Befürchtungen in betreff der Standfestigkeit der Widerlager geboten.

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Die Beobachtung, dafs der Scheitel noch nach dem Ablassen des Lehrgerüstes sich weiter gesenkt hat, weist darauf hin, dafs bei der Berechnung der Scheitelsenkung nicht blofs die Luftwärme und die Elasticität des Betons (sieh Bach, Zeitschrift Deutscher Ingenieure, 1895 Kr. 17) in Rechnung stellen ist, sondern eine weitere Volumen Veränderung. Diese rührt zweifellos zum Theile davon her, dafs der Beton bei dauernder Belastung eine weitere Zusammendrückung erfährt, als bei gleicher vorübergehender Belastung, sowie davon, dafs der Beton in der ersten Zeit der Erhärtung infolge der che-

zu

an

mischen Vorgänge und durch mechanische Verdunstung der Feuchtigkeit sich zusammenzieht.

Inwieweit dies geschieht, sollte durch weitere Versuche im Laboratorium, vor allem aber durch wissenschaftlich scharfe Beobachtung der ausgeführten Betongewölbe geschehen. Diese Beobachtung ist unerläfslich, wenn man zu sicheren Ergebnissen über die zu erwartende Senkung gelangen will, da die Senkung nach dem Anlassen gröfser ist als während des Ablassens. Die letztere beträgt bei der Brücke in Inzigkofen mit 43 m Spannweite nur 7,5 mm; bei der Brücke in Munderkingen mit 50 m Spannweite während des zweimaligen Ablassens 52 mm und bei der Brücke in Imnau mit 30 m Spannweite 15 mm. Die weiteren Senkungen nach dem Ablassen betrugen in

Inzigkofen 30 mm

Imnau 15 mm.

Munderkingen 70 mm

Diese nachträglichen Senkungen lehren, wie höchst bedenklich es ist, bei Brücken, an denen die Gelenke nicht offen bleiben sollen, dieselben bald nach dem Ablassen zu schliefsen. Es sollte dies erst, nachdem die erwähnten Volumen Veränderungen zur Ruhe gekommen sind, also jedenfalls erst einige Monate nach dem Ablassen, geschehen. Bei gröfseren Spannweiten hat das Schliefsen der Gelenke durch blofses Ausbetoniren überhaupt

Bedenken, da die Bewegungen grofser Gewölbe bei wechselnden Temperaturen und Belastungen sehr bemerkbar sind; es ist kaum anzunehmen, dafs der Druck nach dem Schliefsen der Gelenke sich gleichmäfsig auf die Fugen vertheilt; der Druck wird sich im wesentlichen doch durch die Gelenke übertragen, und das Schliefsen der Gelenke wird nur zur Folge haben, dafs Spannungen auftreten, die sich der Berechnung entziehen.

Nachdem vom 26. September bis 9. October 1896 nach den Beobachtungen keine weiteren Senkungen des Scheitels verzeichnet werden konnten, wurde am 9. October nach Fertigstellung der Zufahrtsrampen und der Pflasterung der Böschungskegel die Probebelastung wie folgt vorgenommen:

1.    Leere Pferdestrafsenwalze im Gewicht von 3,5 t auf dem Scheitel; Scheitelsenkung flufsaufwärts 0,9 mm; flufsabwärts 0,8 mm, welche nach Entlastung ganz verschwanden.

2.    Belastete Strafsenwalze von 7 t Gewicht mit 6 Pferden Bespannung; Scheitelsenkung flufsaufwärts 1,3 mm; flufsabwärts 1,2 mm, bei Entlastung ganz zurückgegangen.

3.    Gleichmäfsige Belastung der Fahrbahn zwischen den Gehwegen mit 11 cbm Packlagesteinen auf die mittleren ²/₃ der Spannweite, entsprechend einem Gesamtgewicht von 20 t; Scheitelsenkung flufsaufwärts 1,8 mm; flufsabwärts 1,6 mm.

Diese Last blieb über Nacht auf der Brücke; am folgenden Morgen wurde die Senkung zu 4 mm festgestellt.

Die Brücke wurde sodann auf die Länge von 27 m, gegen den Scheitel hin stärker, durch weiteres Auf bringen von 5 cbm Steinen belastet. Die Gesamtlast betrug rund 30 t, was einer Einheitsbelastung von 440 kg/qm belasteter Fläche gleichkommt. Die Scheitelsenkung war gewachsen flufsaufwärts auf 4,7 mm und flufsabwärts auf 4,5 mm. Nach Entlastung der Brücke hob sich der Scheitel wieder um 1mm, sodafs die dauernde Senkung rund 3,6 mm beträgt.

Die Beobachtungen sind vorgekommener unbefugter Berührung der Zeigerwerke wegen nicht als zuverlässig anzusehen. Die wirklichen Bewegungen müssen kleiner gewesen sein, da sonst die Scheitelsenkung mit Rücksicht auf die Elasticität des Gewölbe- und Widerlagerbetons thatsächlich hätte gröfser werden müssen, als nach der zuverlässigen ersten Scheitelbeobachtung sich gezeigt hat.

Eine Probebelastung mit der Dampfwalze und der der Berechnung zu Grunde gelegten gleichmäfsig vertheilten Last von 43 t bleibt bis nach längerer Erhärtung des Betons Vorbehalten.

Für die Brücke waren erforderlich:

Gründungsbeton .

Gewölbebeton.

Pfeilerbeton .    .    .

Fahrbahntafel

Gehwege ....

Ortpfeiler ....

Aufbauten

Gelenkquader

Lehrgerüst Kantholz „ Pfähle .

Dielenbelag .

Geländer ....

Blei - und Kupferbleche

lieber die Ausführungskosten geben folgende Einzelheiten Aufschlufs:

Sächliche Gesamtkosten: 13800 Jb, d. h. 113 Jis für

1 qm nutzbare Brückenfläche zwischen den Ortpfeilern.

189,6 cbm (72,5 + 117,1) 60,4    „

9,0    ,,

15,4    „

7,85 „ 21,3    „

3.5    „

4.5    „

12,3    „

4,0    „

127 qm. 1500 kg. 54 kg.

zusammen

311,55cbm

Mauerwerk.

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Körper I.

Durchmesser d (Mittel aus 6 Ablesungen) . . .    127,8 mm

22,8 kg

Gewicht .    .

Volumen, berechnet nach den Abmessungen .    .    .    8,65 cdm

Gewicht der Volumen-Gewicht

2,69

einheit —

Volumen

sungen:

81,0 mm 80,0 mm 146,7 „    144,8 „

146,4 „    144,7 „

31000

Drehungsmoment Md in kg-cm, welches den Bruch herbeiführte.....

16    31000

= 7o,8

kg/qcm

79,3

12,78³

n 12,77³

Sand: es wurde nur ganz reiner Quarzsand des Buntsandsteins von Schenkenzell im Kinzigthal zugelassen; frei Baustelle 9 Ji f. d. cbm.

Cerneut: langsam bindender (Bindezeit 7 Stunden) von der Firma „Stuttgarter Cementfabrik in Blaubeuren“; frei Bahnhof Eyach 3,70 Ji f. 100 kg.

Steinschlag (Muschelkalk des Eyachthaies): King von 4 cm; frei Baustelle 3 jfi f. d. cbm.

Granitgelenke: Bergmaiersche Brüche bei Edenstetten, Bayer. Wald; frei Bahnhof Eyach 150 Ji f. d. cbm bearbeitet.

Gründungsbeton 1:3:6 (ys gröfsere Einlagesteine); 17,60 Ji f. d. cbm.

Gewölbebeton 1 : 2,5 : 5, einschl. Lehrgerüste und Stirnschablonen; 45,30 Ji f. d. cbm.

Pfeiler- und Fahrbahnkastenbeton 1 : 2,5 : 5; 31,30 Ji f. d. cbm.

Gehwegplatten 1:2:4 (Ueberzug von Cementmörtel 1:3); 38 Ji f. d. cbm.

Ortpfeilerbeton 1:3:6; 29,50 Ji f. d. cbm.

Gurtplatten der Ortpfeiler und Brüstungsquader 1:2:4; 43 Ji f. d. cbm.

Zulage für die Granitnachbildung der äufseren Flächen der Gewölbe usw. (auf 10 cm Tiefe berechnet); 30 Jh f. d. cbm.

Versetzen der Gelenkquader; 15 Ji f. d. cbm.

Kupfer-Bleieinlagen: 1 Ji f. 1 kg.

Die ganze Bauarbeit hat 3y₂ Monate in Anspruch genommen, wovon auf die Betonirung etwa iy₂ Monate kommen. Das Gewölbe wurde in fünf Tagen fertiggestellt. Die Herstellung der Gehwege, Postamente, Böschungskegel, Kämpen usw. erforderte 17 Tage. Die Brücke wurde am 5. November 1896 landespolizeilich abgenommen und dem Verkehr übergeben. Die Arbeiten, mit Ausnahme der Uferschutzbauten und der Zufahrtsrampen, wurden durch die Firma B. Liebold u. Co. in Holzminden für die runde Summe von 12 300 Ji ausgeführt. Der gesamte Bau nebst Brückenrampen und Bauleitung kostete 18 000 Ji. Der Entwurf sowie die Bauleitung wurde vom Landesbaurath M. Leibbrand in Sigmaringen besorgt. Die örtliche Leitung hatte für den Unternehmer Jean Mayer aus Holzminden, für die Bauverwaltung Werkmeister C. Schäfer aus Haigerloch.

Die Versuche, von denen oben schon die Rede war, hatten sich zu erstrecken

1.    auf    die    Ermittlung    der    rückwirkenden Festigkeit des

Granits    mit    Rücksicht auf    die    mögliche Zertrümmerung der

Gelenkquader an den einem sehr hohen Druck (150 at) ausgesetzten Berührungsflächen;

2.    auf    die    Ermittlung    der    Biegungsfestigkeit mit Bezug

auf die in den Gelenkquadern auftretende Biegung, hervorgerufen durch die auf die gewölbseitige Fugenfläche der Granitquader wirkende gleichmäfsig vertheilte Belastung und den in der Gelenkfläche wirkenden concentrirten Gegendruck;

3.    auf    die    Ermittlung    der    Schubfestigkeit mit Rücksicht

auf die in den cylinderabschnittförmigen Gelenktheilen und in deren Nähe bei einseitiger Belastung der Brücke auftretenden senkrechten Scherkräfte;

4.    auf die Ermittlung des Elasticitätscoefficienten für Granit;

5.    auf die Ermittlung der Formänderung der Gelenkquader behufs Gewinnung eines Urtlieils über die in denselben auftretenden Spannungen;

6. auf das Verhalten der Bleieinlagen und die durch dieselben ermöglichten Drehungen der Gelenke.

Aus den Ergebnissen über diese bemerkenswerthen Versuche sei hier folgendes mitgetheilt. Die Versuche erstrecken sich

a)    an der Materialprüfungsanstalt der Kgl. Technischen Hochschule in Stuttgart auf die Ermittlung der Zug-, Druck-und Biegungsfestigkeit und der Elasticität;

b)    an dem Mechanisch-Technischen Laboratorium der Kgl. Technischen Hochschule in München auf die Ermittlung der Druckfestigkeit des verwandten Granites, der Form Veränderungen der Gelenkquader und des Verhaltens der Bleizwischenlage.

Der Granit stammte aus den Brüchen der Firma M. Bergmaier u. Co. in München, welche sich in Edenstetten, Kgl. bayerisch. Bezirksamt Deggendorf im Bayerischen Walde befinden. Der Granit, der zu den Versuchen diente, ist als feinkörniger, hellgrauer, sogen, blauer Granit bezeichnet.

Die unter a) genannten Versuche sind von dem Vorstand der Stuttgarter Materialprüfungsanstalt, Baudirector v. Bach, in Uebereinstimmung mit Landesbaurath Leibbrand, veröffentlicht worden, und zwar im Hefte Kr. 9 des Bandes XLI der Zeitschrift Deutscher Ingenieure v. 27. Februar 1897. Da die Zeitschrift den Lesern dieses Aufsatzes jedenfalls zur Verfügung steht, so begnügen wir uns hier damit, nur die haupsächlichsten Ergebnisse zu wiederholen, um ein zusammenfassendes Bild der verschiedenen Versuche zu gewinnen.

I. Versuche der Stuttgarter Materialprüfungsanstalt.

Als Versuchskörper wurden die folgenden verwandt:

a)    Körper von der Form nach Text-Abb. 2;

b)    Kreiscylindrische Körper;

c)    Prismatische Stäbe.

c—

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Abb. 2.

1. Bestimmung der Schubfestigkeit aus Drehungsversuchen, denn nur mit solchen ist reine Schub-Inanspruchnahme zu erzielen (sieh Bach, Elasticität und Festigkeit).

Die Dimensionen der zwei Versuchskörper betrugen:

Körper II.

127,7 mm 22,92 kg

8,52 cdm 2,64

Die Köpfe der Versuchskörper besafsen folgende Abmes-

a = 81,5 mm 81,0 mm b = 147,4 „    146,5 „

o = 143,8 „    143,0 , 32500

Schubspannung, welche diesem Drehungsmomente entspricht, nach Mafsgabe der Gleichung

_ 16 Md    „ _ 16    32500

Kd~ 7i ' ds : Kd~ n Schubfestigkeit im Mittel . . .    77,6 kg/qcm.

2. Bestimmung der Druckfestigkeit. Diese erfolgte durch Druckversuche mit vier Würfeln, die aus den Köpfen der unter 1. genannten Versuchskörper herausgearbeitet waren. Die Druckflächen der Würfel waren behufs Herstellung paralleler Flächen mittels Diamanten gehobelt worden. Die Würfel Ia und Ib entstammten dem Körper I, die Würfel II a und Ilb dem Körper II.

Die Ergebnisse sind die folgenden:

Bezeichnung

Gewicht

ff

kg

Abmessungen Seite Seite Höhe

Volumen Spec.

Gew.

1000 ff ab

abh

Quer

schnitt

Bruchbelastung

beobachtet

auf

Die beiden Text-Abb. 3 u. 4 gehen die Zusammendrückungen zeichnerisch für die Versuche 1 und 3, welch letzterer gewählt wurde, da er die geringste Temperaturschwankung aufwies und somit auch die gröfsere Genauigkeit besitzen dürfte.

Esistnaturgemäfs, dafs die bleibenden Zusammendrückungen hei den beiden letzten Versuchen kleiner sind als die des ersten Versuches; ferner ist es auch in der Verschiedenheit des Zeitabstandes der einzelnen Versuche begründet, dafs der dritte Versuch infolge der zehntägigen Ruhepause gröfsere Zusammendrückungen ergab als der zweite.

cm

cm

cm

ccm

abh

qcm

kg

1 qcm

kg

60000

10,03_

_47,09_

57,12 60000

j,sq_

45,77

«7j23

ÖH

f—i »—i

l-H I—1 I—I I—I CT p CT* P

Ci

CO -rH ^ Tfl 10JO io 1-0

cf o cf o

CD (M CO

CH CH Ol Ol "CD "cD'CO "tD

co ^ ^

pipiOZOl

"cd "cd "o'cd 00 GO O Ci

jo jo jo r o "cn'bi Oi'cn GO CD O CD

CO CO CO CO CH C>< CH CH

35 000 34 950 40 800 33 200

989

982

1149

903

50000

40000

8,3Si

i0,03.

,39

60000

ÄH

somit Druckfestigkeit im Mittel 1006.

| J,88' c l

!W-

_32|8S

-/ 39,74

40000

_0,97_

_33,96.

3. Bestimmung der Druckelasticität. Hierzu wurden zwei kreiscylindrische Körper von rund 21,5 cm Durchmesser und 105 cm Höhe verwandt.

Granitcylinder I:

Mittl. Durchmesser ....

„ Querschnitt.....

Höhe, Stirnflächen gehobelt .

Gewicht........

30000

25 000 ^ 1,21'_20,81X^~ 25,02

20000 g> i3,ie ie,4e^/19|62 15000 jP 2,31 12,09/0^4^0 10000

11,41 /y

Q = 363,10 qcm H= 105,05 cm

30000

-d

Achse

_0,87_

25,30

Yi

'/

iM>^/41,30 /34,33

5000

7,76.9,17 ; 3,5 | 3,98 ir Achse d. Zusammendrückungen

/“

20000 15000 10000 5000 o,

_0,S8 0,60 13,69

je,«

,23

^ 8,67; 9,14

2^3,74^,99

Q = 363,10 qcm H= 105,05 cm

Achse ä. ZusammemiriickyrnjgB

Gewicht der Raumeinheit =

Gewicht

21,5 cm, 363,1 qcm, 105,05 cm, 100,83 kg,

2,64 kg.

Abb. 3. Versuch 1.

13. Juni 1896.    19,9 —20,2° C.

Linien der

26.

Abb. 4. Versuch 3.

Juni 1896. 19,2 —19,3° C.

bleibenden 1

federnden > Zusammendrückungen, gesamten )

V olumen

Es wurden drei Versuche vorgenommen, sodafs in jeder dieser Versuchsreihen die Belastung zwischen 0 und P= 5, 10. 15, 20, 25, 30, 40, 50 und 60 Tonnen so oft gewechselt wurde, bis die Zusammendrückungen sich nicht mehr änderten. Der Zeitraum zwischen je zwei Abmessungen wurde zu 1,5 Minuten festgesetzt, um der namentlich bei den höheren Belastungen Einflufs habenden, elastischen Nachwirkung Rechnung zu tragen. Je gröfser die Belastungen werden, desto häufiger mufs die Be- und Entlastung vorgenommen werden, um die gleiche Federung zu erhalten, z. B. bei 5 t (0 —13,8 kg/qcm) dreimaliger Wechsel; bei 10 t (0 — 27,5 kg/qcm) sechsmaliger Wechsel; bei 25 t (0 — 68,9 kg/qcm) neunmaliger Wechsel; bei 60 t (0 —165,2 kg/qcm) elfmaliger Wechsel, wobei die gleiche Federung noch nicht erzielt war.

Die Zusammendrückungen auf 75 cm Länge für die drei Versuchsreihen sind in folgender Tabelle enthalten:

Granitcylinder II:

Mittl. Durchmesser ....

„ Querschnitt.....

Höhe, Stirnflächen gehobelt .

Gewicht........

Gewicht der Raumeinheit

Auch hier wurden drei Versuche ansgeführt, und zwar Versuche 1 und 2 bis P = 100 000 kg, während bei Versuch 3 nur bis 60 000 kg gegangen wurde.

Die Mefslänge betrug: für die Versuche 1 und 2 50 cm, für den Versuch 3 . . 75 cm.

(Sieh Tabelle Seite 8.)

Auch hier zeigte sich wie beim Granitcylinder I die Eigen-thümlichkeit, dafs anfänglich stärkeres Wachsen der Zusammendrückungen erfolgt als der Spannungen und später langsamere Zunahme als bei letzteren, dafs also ein Wendepunkt innerhalb des Gebietes der Druckspannungen besteht. Die beim Granitcylinder I gemachten Erfahrungen bezüg-

20,7 cm, 336,5 qcm, 105,0 cm, 93,9 kg, 2,66 kg.

Belastungen

gesamte

Zusammendrückungen auf 75 cm Länge in —- cm bleibende

federnde

gesamte

V ersuch

Versuch

V ersuch

kg

kg/qcm

13.6. 96

16. 6. 96

26. 6. 96    13. 6. 96    16. 6. 96

26.6.96    13.6.96    16.6.96    26.6.96

5 000 10 000 15 000 20 000 25 000 30 000 40 000 50 000 60 000

ooooooooo

OlOOMGOOiOi^fOM JD JO GOJDi ^ -fl CO

Co"bi"bo

3,98

3,99

9,17

14,40

19,62

25,02

29,89

39,74

48,39

57,12

13,91

18.65 23,13 27,19

34.66 41,11 47,31

9,14

14.29 19,03

27,67

34,93

41.30 47,23

COi—IrICO—i QO QO tD CO

'W.cq,’—¹ o-y 0^00.00 o cf r-T <nT cd A4 rjT cd" Gocf

rH

oir-imcjcDaiHOio

©'©'o'ö'o'o'ö'cfi-T

0.25

0,47

3,50

3,75

3,74

7,76

8,52

8,67

13,45

18.16

22,57

26,60

33.95 40,21

45.96

13,69

18,35

26,80

33.96

40,10

45,73

bei Temperaturen (° Cels.) von 19,9 — 20,2° 21,7 — 22,0° 19,2 —19,3°

Belastungen

gesamte

Zusammendrückungen in cm bleibende

federnde

gesamte

kg

kg/qcm

oo Versuch 1

Temperatur

CD

CD

05

cd Versuch 2

Temperatur

C5

CD

Ci

Versuch 3

Temperatur

CD

CD

Ci

CO

rH

05 Versuch 1

ci Versuch 2

CD

Ci

io

CM

ci Versuch 3

CD

Ci

CO

r—i

05 Versuch 1

CD

Ci

Ci

r*H

ci Versuch 2

CD

Ci

io

CM

ec Versuch 3

CD

C2

5 000 10 000 15 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000 70 000 80 000 90 000 100 000

0— 14,9 0— 29,7 0— 44,6 0— 59,4 0— 89,2 0 — 118,9 0 — 148,6 0—178,3 0 - 208,0 0 — 237,7 0 — 267,5 0 — 297,2

cm co cTco'cd'

21,6 °C.

22,22

26,07

29,74

33,45

36.78

40,32

21,4 °C.

JSJS j§    £500^,0

21,7 ° C.

21,8 ° C.

3,11

0,27

6,88

0,56

10,61

14,24

20;81

26,69

32,13

36,98

0,87

1,18

20,6 ° C.

1,73

2,31

2,75

3,19

3,66

4,10

4,50

5,00

o o o cT o o o o ö cT ö o

pppooo o o

INI

co'icTcc itToT(>i cd »o

2,89

6,50

lieh des Einflusses der Temperaturwechsel und der Ruhepausen zwischen den Einzelversuchen zeigen sich auch aus obiger Tabelle.

4. Bestimmung der Biegungselasticität und Biegungsfestigkeit. Die zur Ermittlung der Druckelasticität

/ unter 3 verwandten zwei Cylinder wurden durch Ab-^ arbeiten in rechteckige -*•- Prismen verwandelt und diese Balken der Biegungsprobe nach der Text-Abb. 5 unterworfen; es ist zu bemerken, dafs diese Körper schon vorher auf Druck beansprucht worden waren.

Die Abmessungen waren die folgenden (a = Balkenlänge):

Der Dehnungscoefficient = 1 : Elasticitätsmodul für Granit ergiebt sich auf Grund dieser Versuche nach den Formeln: ohne Rücksicht auf die Schubkraft

Pa l3 ©48"

mit Rücksicht auf die Schubkraft

1)

Durchbiegung 7]¹ =

= 0,25 Pa

l*

bh³’

<-

1050

->

Abb. 5.

■>

<7)->

I.

II.

2) Durchbiegung tj' -j- tj“ — a l j 0,25

für den Balken I

zwischen P = 300 und 800 kg PI

zwischen P=300 und 1300 kg

ob = 13,6 und 58,9 kg/qcm

für den Balken II

= 13,6 und 36,2 kg/qcm

/\²

+ 0,78

nach 1)

nach 2)

I420C0

118000

151000

126000

Mafse.......

Gewicht.....

Volumen abh . . Gewicht der Volumeneinheit . .

1050,0 146,2 146,6 mm 58,65 kg 22,50 cdm

1050,5 147,6 149,8 mm 60,14 kg 23,23 cdm

2,59 kg

Die Belastung wurde auch hier zwischen Pm;n und P, gewechselt, wobei jedoch Pmjn nicht — 0 gesetzt wurde, da bei der Anfangsbelastung = 0 die Wiederherbeiführung des Anfangszustandes nicht mit befriedigender Genauigkeit zu erreichen ist. Es wurde Pm;n = 300 kg angenommen.

für ab = 14,3 und 28,7 kg/qcm

187000

200000

2,60 kg.

max

14,3 „ 43,0    „

14,3 „ 57,3    „

14,3 „    71,6    „

14,3 „ 85,9    „

185000

197000

177000

189000

165000

157000

176000

168000

1. Versuchsreihe.

Entfernung l der Auflager..........

Bruchbelastung P........•.....

Biegungsfestigkeit, welche dieser Bruchbelastung entspricht nach der Gleichung    ,

I. Balken.

3. 8. 1896; 18,2 — 18,5° C. 1000 mm 1800 kg

II. Balken.

4. 8. 1896; 18,8 — 20,4° C. 1000 mm 1800 kg

Mb

1800-100-6

ibh² ibh²

81,5 kg/qcm

1800-100-6

Bruch querschnitt......

somit hiernach Biegungsfestigkeit

4- 14,76- 14,982 b = 147,0 ; h — 149,6 mm 1800-100-6

85,9 kg/qcm

4- 14,7-14,96°

82,1 kg/qcm

4-14,62-14,66°

b= 145,9; h — 147,1 mm 1800-100-6

Mittel

2. Versuchsreihe.

Entfernung l des Auflagers.........

Bruchbelastung P.............

Biegungsfestigkeit, welche dieser Bruchbelastung entspricht...............

500 mm 4180 kg

4180 -50-6

S3,8 kg/qcm.

4- 14,59-14,71°

= 85,5 kg/qcm

500 mm 4700 kg

95,5 kg/qcm

4700-50-6

Bruchquerschnitt......

somit hiernach Biegungsfestigkeit

4- 14,76-14,98° b = 146,2 ; h = 150,0 mm 4180-50-6

= 112,2 kg/qcm

Mittel

4-14,62-15,00°

95,3 kg/qcm

4-14,62-14,66°

b — 145,8 ; h = 146,9 mm 4700-50-6

104,1 kg/qcm.

4 • 14,58 • 14,69°

112,9 kg/qcm

Der obengenannten Arbeit v. Bachs ist die folgende Zusammenstellung über die Festigkeiten des Granits entnommen, welcher die entsprechenden Zahlen für ein zähes, graues Gufseisen (bearbeitet, also ohne Gufsliaut) gegenübergestellt sind.

Granit Gufseisen kg/qcm

7510 (Würfel),

83,8    2765 (quadr. Stab),

1680 (Kreiscylind.),

. .    45,4    1560.

Bei beiden Materialien wachsen die Dehnungen schneller als die Spannungen.

Bach hat ferner auf Grund der oben angeführten Versuche unter Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate zur Bestimmung der Coefficienten für Spannungen bis 40 kg/qcm, allerdings mit anderem Granit als dem zu den Versuchen verwandten, folgende Werthe gefunden als Mittel und in abgerundeten Zahlen:

kg/qcm

Druckfestigkeit im Durchschnitt 1006 Biegungsfestigkeit .

Schubfestigkeit (Drehungsversuch) 77,6 Zugfestigkeit

für Druck E —

300000

o1-12

für Zug E =

tr¹-⁴.

240000

Erst weitere Versuche werden aber über die Anwendbarkeit dieser Zahlen als allgemeingültige Mittelwerthe entscheiden können, da die Beschaffenheit des Granits eine sehr verschiedene sein kann. Nach den v. Bachschen Erfahrungen würde der Glimmergehalt des Granits einen bedeutenden Einflufs auf die Elasticität desselben ausüben.

II. Versuche des Mechanisch - Technischen Laboratoriums in München.

Die Versuchskörper stammten, wie die zu den Versuchen zu I verwandten, ebenfalls aus den Edenstettener Brüchen der Granitwerke Bergmaier u. Co.

Zunächst wurde die Druckfestigkeit dieser Proben aus sechs Würfeln mit folgendem Ergebnifs bestimmt:

gelagert werden. Die Bleiplatte seihst aus Walzweichblei hatte eine Breite von 100 mm, eine Länge von 250 mm entsprechend den Dimensionen des Granitgelenkes und eine Dicke von 3 mm. Da aber kein 0,1 mm dickes Kupferblech zu haben war, wurde

zu den Versuchen 0,08 mm dickes, blank polirtes Messingblech verwandt. Derartig zugerichtet wurden die Quader in aufrechter Stellung (Text-Abb. 6) zwischen die ebenen 75 x 75 cm grofsen gufs-eisernen Druckplatten der loth-rechten Prüfungsmaschine gut centrisch aufgestellt und alsdann einer durch Druckwasser erzeugten Belastung unterworfen, die bis zu 94 t gesteigert wurde. Die obere Druckplatte der Maschine ist im Kugelgelenk beweglich. Die Versuche sollten sich nun erstrecken auf:

a)    das Verhalten der Steine und deren Form Veränderungen,

b)    die mögliche Drehung der Gelenke und

c)    das Verhalten der Bleieinlage, namentlich in Bezug auf

etwaiges Fliefsen.

Behufs der Messung der Zusammendrückung der Bleieinlage hatte man in der Achse der Quader auf beiden Seiten, in einem in lothrechter Richtung gemessenen Abstand von je 40 mm

I a - b I

vom Scheitel des Gelenktheiles der Quader, an dem mit .    ₇ . )

[ a - b )

bezeichnten Punkten kleine Metallmuttern fest in den Stein eingelassen, auf welche man je eine lothrecht gerichtete Zunge aus 2 mm starkem Messingblech aufschraubte, deren freie, zu einer Schneide ausgebildete Enden sich in einem lichten Abstand von etwa 3 mm befanden. Dieser Abstand wurde durch

k:---

Oberep j Stein j

B-0,100

#—»i«—■£

IW.

-----sz'o-----d>

—05*0----------->

Schnitt AB. 1:16.

Abb. 6. Probequader.

•i

1:40

Nr.

Spec. Gewicht

Druckfestigkeit

kg/qcm

Bemerkung

r—I Cd CO 'T l O CO

Mittel

n i> oo t> i> i> i>» CD O CO CO CD CO CO CvT evT cvf of Cvf Cvf £ f

1070

1150

1140

1170

1040

1050

Die Druckflächen waren durch Abdrehung mit Diamanten geebnet worden.

Einführung eines Mefskeiles während verschiedener Belastungszustände der Quader bis auf ¹/₁₀₀ mm genau gemessen und dadurch die Zusammendrückung der Bleieinlage gefunden.

Vor Durchführung der Messuugen sollte mittels einer Belastung von 4000 kg die Bleieinlage zur satten Anlage gebracht und ebenso ein Einrichten der Druckplatten bewirkt werden. Die weiter unten ersichtlichen Angaben über das Verhalten

1100 kg/qcm.

um das Verhalten des Granits im Gewölbe beurtheilen zu können, wurden zwei Körper genau nach den Abmessungen, wie sie an den Gelenken der Brücke verwandt werden sollten, und mit einer Breite von ¹/₁₀ der Gewölbebreite im Scheitel hergestellt. Die Text-Abb. 6 zeigt die Anordnung des Gelenkes; es ist zu beachten, dafs die beiden Gelenkflächen nicht concen-trisch, sondern um 2 mm discentrisch sind, wenn die Berührung ohne Bleieinlage erfolgt. Die Unterflächen der Quader waren ziemlich eben, aber ohne besondere Sorgfalt abgerichtet und gestockt. Die Gelenkflächen waren gut polirt. Um nun das gefährliche Einpressen des Bleies in die Poren des Granits zu verhindern, sollte, wie dies auch bei der Brücke selbst geschehen ist, das Blei zwischen 0,1 mm dicke Kupferbleche

der Bleieinlage haben ergeben, dafs ein sattes Anliegen nicht erreicht wurde. Nach einigen Vorversuchen, welche bezüglich der Genauigkeit bei dem Einstellen des Mefskeiles nicht völlig genügten, wurde die Führung des Keiles durch Anbringung eines zweiten Auflagers verbessert und damit dann vollständig zuverlässige Ergebnisse erzielt. Es ist zu bemerken, dafs die ungünstigste Höchstbelastung mit Strafsenwalze und vollständiger Belastung von 360 kg/qm einen Gesamtdruck von 350000 kg auf das 2,5 m lange Scheitelgelenk ergiebt, dafs somit der 0,5 m breite Einzelgelenkquader eine Last von 70 000 kg zu übertragen hat, entsprechend einer specifischen 70000

Belastung von

= 140 kg/qcm der Gelenkflächen.

10-50

Bei der Gröfse des Versuchsquaders entspricht eine Belastung mit 35 at dem im Gewölbe wirklich auftretenden gröfsten Drucke.

29 V

100

mm.

Ein Ausweichen bezw. Fliefsen des Bleies wurde in keinem Falle bemerkt. Die bleibende Annäherung der Messungen betrug nach der Entlastung der Quader kaum 2 x yi00 mm = 0,00002 m.

Diese Ergebnisse sind insofern bemerkenswerth, als offenbar infolge der starken Eeibung zwischen Bleieinlage und Quader das Blei nicht, wie nach früheren anderweitig vorgenommenen Versuchen zu erwarten gewesen wäre, beim Druck von etwa 120 at zum Weichen kam, sondern sich wie ein elastischer Körper verhielt.

Das B[auptaugen merk wurde sodann auf Form-veränderungen der Quader selbst gerichtet und diese gemessen, vornehmlich in Bezug auf ein etwaiges seitliches Ausweichen des Materials zwischen Druckplatte und Gelenk. Zu diesem Zwecke wurden au den Punkten

concav

(oben)

36,14 qcm 138,4 at

i,i

convex

(unten)

concav

(oben)

1,2

Dieses Mafs von 0,000002 m stellt also die bleibende Verkürzung der Strecke c-d dar.

Am oberen Stein wurden hervorgebracht durch Belastungen von 10    15    20 25 30 35 40 t

Gesamt-Verkürzungen der Entfernung der Mefspunkte e-^und e‘-f‘ 4,9 6,9 8,5 9,6 10,6 11,3 12yi000 mm, die nach der Entlastung wieder bis auf 1,0 Tausendstel Millimeter — bleibende Verkürzung — verschwanden.

Es lag nahe, diese Formänderung von der Art der Anlage der Steine an die Druckplatte abhängig zu glauben. Man legte somit bei dem zweiten Versuche eine Pappdeckelscheibe von 100 mm auf 250 mm bei, derart, dafs sich die Horizon-

talprojectionen der Scheibe und des Cylinderabschnit-tes des Gelenkes deckten, und erhielt damit an den

convex

(unten)

5000 ksr

43,5 qcm 114,9 at

80,67 qcm 185,9 at

15 000 kg

73,85 qcm 203,1 at

concav

1,4

convex

concav

1,5

convex

von

concav

(oben)

1,3

convex

(unten)

30 000 kg

97,6 qcm 307,4 at

105,0 qcm 285,7 at

0,25 m

Punkten

ie~f\

l <?'-/'/

für

concav

1,6

convex

c - d - e -

&-d‘-e‘-

etwa 3 mm weite und 5 mm tiefe Löcher in den Quader gebohrt und in dieselben Eisenzäpfchen fest eingelassen, die zur Aufnahme und Befestigung von Bauschingerschen Spiegelapparaten dienten. Die Anordnung und Bauart der Bauschingerschen Apparate, wie sie im vorliegenden Falle zur Verwendung kamen, war ganz die nämliche, wie sie im 24. Heft (Seite 9 u. 10) der ganzen Keihe der Mittheilungen aus dem Mech.-Techn. Laboratorium der Techn. Hochschule in München beschrieben ist.

35 000 kg

108,1 qcm 111,2 qcm (121,8) 323,8 at 314,7 at (287,3)

Die Entfernungen zwischen den Mefspunkten

II «ff

<— 0,10 m —><— 0,10 m 45 000 kg 119,02 qcm    132,23 qcm

378,1 at    340,3 at

Dicke der Bleieinlage 3 mm.

60 000 kg

135,04 qcm 151,8 qcm 444,3 at 395,2 at

Abb. 7.

0,25 m

Belastungen von 10    15    20    25    30

35    40 t

Verkürzungen von 4,0 5,9 7,4 8,5 9,4 10,0 10,5 V;

Die bei dem ersten Versuch beobachteten Verkürzungen können daher nicht aus-schliefslich auf eine Biegungsbeanspruchung zurückgeführt werden, was zunächst am wahrscheinlichsten erschien.

1000

mm.

Hierauf wurde der Bau-schingersche Mefsapparat noch in halber Höhe des unteren Steines in den

Punkten

angebracht.

c-d)

c‘-d‘\

und

zu beiden Seiten der Quader betrug je 100 mm.

Am unteren Stein, also nahe der Hohlfläche, ergab die Messung im Mittel für Belastungen

10    15    20    25    30    35    40 t.

Gesamt-Verkürzungen der Entfernung der Mefspunkte c-d und c‘-dl 9,8    13,3 15,8 17,7 19,0 19,8 20,2 yi000 mm,

welche nach dem Entlasten wieder bis auf 0,2 Tausendstel Millimeter jener 100 mm langen Mafsstrecke zurückgingen.

von

von

Die Punkte g und h befanden sich in je 75 mm Entfernung von der lothrechten Achse. Bei diesem Versuche, mit Beibehaltung der Pappdeckelbeilage, ergaben sich für Belastungen von

Verlängerungen von 3,2 5,5 7,8 10,2 12,6 15,1 17,3 ¹/ und bei der Wiederholung ohne Pappdeckelbeilage bei Belastungen von

Verlängerungen von 7,0 16,9 26,5 36,9 xj

Das Aufquellen der Steine bei dem im Gewölbe auftretenden Drucke von 35 at beträgt sonach im Mittel etwa 14 Tausendstel Millimeter. Bei dem ganz ähnlichen Blankenberger Granit erfolgte nach den Angaben Professor Föppls in den Mittheilungen des Mech.-Techn. Laboratoriums der Bruch erst bei einer Dehnung von 60 Tausendstel Millimeter; hiernach können die Quader ganz erheblich gröfsere als die im Gewölbe auftretenden Pressungen ertragen.

Endlich wurde noch durch eine Beobachtungsreihe die gegenseitige Neigung der Steine, d. h. die Verdrehung des Gelenkes um seine wagerechte Achse festgestellt. Zu

10 15 20 25    30    35    40 t

20    40    60    80 t

1000

mm.

1000

mm

diesem Behufe steckte man auf die übereinanderliegenden Zapfen c und e am oberen und unteren Steine feste Planspiegel, welche der Bewegung des Gelenkes folgten, und deren Drehung mittels Ablesefernrohres an einer Millimetertlieilung abgelesen wurde, die in einer Entfernung von 2 m vor den Spiegeln aufgestellt war. Es wurde also an einem Theil-bogen von 4 m Halbmesser abgelesen. Für Belastungen von 6 8

concav

n,i

convex

concav

11,2

Ol

20

30    35

CM O

80 t

ergab sich eine relative Bewegung von + 1,5 +0 -1,1 -1,3 -2,1 -2,9 -3,6 -4,6 -6,1 -7,1 -8,3 — 11,6 —13,7 mm, an der Millimeterthei-lung gemessen, wobei mit dem Vorzeichen — eine Verkleinerung des dem Beobachter

60

45,55 qcm 109,8 at

5000 kg

46,05 qcm 108,6 at

concav

11,4

convex

zugewandten Winkels,

zeigten sich nach Beendigung der Yersuche vollständig unbeschädigt und unverändert. Wie später gezeigt werden soll, kam ein völliges Anliegen der Bleiplatten, auch bei diesem hohen Drucke, nicht zustande, sodafs die wirkliche specifische

Pressung noch eine höhere war.

Professor Föppl-München bemerkt noch zu diesen Versuchen, dafs „nach der Spiegelmethode bei der Steigerung der Belastung ganz stetige Bewegungen im Gelenke zu con-statiren waren.“

Ein Aufquellen des Steines unmittelbar am Gelenke findet nicht statt; vielmehr wird der Stein an diesem Punkte auch der Quere nach zusammengedrückt. Ueber den Grund dieser Erscheinung vermag man sich theoretisch Rechenschaft zu geben. Praktisch wichtig wird diese Beobachtung, da somit eine Zerstörung im Gelenke um so weniger zu befürchten ist.

Die Versuche dehnten sich schliefslich noch auf das Verhalten des Bleies in der Fuge aus. Das Blei war gewöhnliches Walzweichblei von 250 qcm Fläche und von 3 mm dureh-

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30000 kg

125,82 qcm (137.06) 141,28 qcm (151,21) 238,3 at (218,9)    212,3 at (i98,4)

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222,4 at (211,5).    240,2 at (209,4)    314,2 at (287)    319,3 at (290,4)

Dicke der Bleieinlage 5mm.

eine V ergröfserung

dieses Winkels aus-

gedrückt ist.

Abb. 8.

Die Gesamtbewegung des Gelenkes ergiebt sich aus obigem

Versuche zu 1,5 + 13,7 = 15,2 mm oder in Winkelmafs umgerechnet zu 0°13,1'.

Diese 15,2 mm entsprechen durchaus

60 000 kg

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35 000 kg

154,1 qcm 149,3 qcm 227,1 at 234,4 at Dauer 4x24 Stunden.

Dicke der Bleieinlage 4 mm.

Abb. 9.

116,2 qcm 301,2 at Dauer 5 Minuten.

116,5 qcm 300,4 at

35 000 kg

30000 kg

120,5 qcm (140,1) 122,9 qcm (141,7)    161,8 qcm (176,1) 173,1 qcm (176,9)    182,1 qcm (187,8) 183,4 qcm (192,7)

124,5'at (107,1)    122 at (105,9)    184,8 at (170,4)    173,3 at (169,6)    192,2 at (186,3)    190,8 at (181,6)

15 000 kg

Blei zwischen Kupferblechen, 2,2 -(- 2,8 = 5 mm dick.

Abb. 10.

nicht etwa der wirklichen Annäherung der Punkte c und e, sondern geben nur das Mafs für den gröfsten Drehungswinkel ab.

Die Quader, die im Verlauf der Versuche einer gröfsten Belastung von 94 t ausgesetzt worden waren, woraus sich der

94000

aus gleichmäfsiger Stärke. Ueber die Druckfestigkeit dieses Materials liegen keine Versuche vor. Auf ein genaues Ausmessen der Fugen wurde bei diesen Versuchen nicht einge- * Das Aussehen der in den Text-Abbild. 7 bis 10

mittlere Druck auf die Gelenkfläche zu

25-10

= 376kg (voll

gangen.

wiedergegebenen Diagramme der Bleieinlage ergiebt, dafs die

ständiges Anliegen der Bleieinlage vorausgesetzt) berechnet,

Fugen selbst unter dem gröfsten Drucke sich nicht völlig geschlossen hatten.

zwischen Messingblechen.

II. „

Die Belastungszeit für diese Versuche betrug fünf Minuten.

„    5 mm

Es wurden folgende Versuche angestellt: I. Eeihe mit 3 mm starkem Blei |

Zu den Diagrammen sei bemerkt, dafs sie die durch den Druck glatt gewordenen Flächen des Bleies darstellen. Die mit „concav“ bezeichnete Fläche ist diejenige, welche am oberen Steine anliegt. Die dunklen Flächen entsprechen den ganz klar umrissenen Flächen des Bleies, während die helleren Töne die Theile bezeichnen, auf denen der Druck schon zu wirken begonnen hat, ohne jedoch seine volle Wirkung auszuüben. Die Anlagestellen wurden nach jedem Einzelversuche umfahren und abgenommen, sodann das Blei für den nächsten Versuch wieder mit einer feinen Drahtbürste aufgerauht. Ein Fliefsen oder stärkeres Ausweichen des Bleies wurde nicht bemerkt.

Die Versuche der III. Beihe wurden mit 4 mm starkem Blei vorgenommen; sie sollten hauptsächlich den Einflufs der Zeitdauer des Druckes auf die Bleieinlage erproben. Die beiden unter 35 t Druck gemachten Versuche (Diagramme III, 1 u. 2, Text-Abb. 9) zeigen deutlich den Unterschied zwischen der bei III, 1 während fünf Minuten unterhaltenen Belastung und der bei III, 2 4 x 24 Stunden dauernden Belastung. Die Zunahme ist derartig, dafs anzunehmen ist, dafs bei noch längerer Zeitdauer der Gesamtquerschnitt zur Wirkung kommen wird.

Für die Gelenke der Brücke waren ursprünglich 3 mm starke Bleieinlagen zwischen Kupferblechen vorgesehen. Nach den Ergebnissen der ersten Versuche, welche die Schwierigkeit, solches Blei zum Anliegen zu bringen, erwiesen, sollten an deren Stelle 5 mm starke Einlagen treten. Bei der Kürze der zur Verfügung stehenden Zeit konnten während der Bauausführung weder 3 mm noch 5 mm starke Bleiplatten beigebracht werden. Deshalb wurden an Stelle einer Platte zwei Bleiplatten aus zur Verfügung stehendem Blei von 2,2 und 2,8 mm Stärke zwischen Kupferblechen verwandt. Um zu erheben, ob diese beiden, zusammen 5 mm starken Platten wie eine einzige Platte von 5 mm Stärke sich verhalten, oder ob etwa jede Platte für sich dem Anschliefsen widerstehen würde, wurden noch weitere Versuche mit diesen zusammengesetzten Platten gemacht. Das Ergebnifs dieser Versuche ist aus den Diagrammen IV, 1 bis 3, Text-Abb. 10 zu ersehen. Bei der Bauhheit des Kupferbleches ist das Ergebnifs der Versuche ein weniger deutliches, aber immerhin zufriedenstellendes und zeigt, dafs in der Tliat diese zwei Platten zusammen sich verhalten wie eine Platte von 5 mm Stärke.

Die Ergebnisse dieser von den Professoren Baudirector v. Bach und Föppl vorgenommenen Versuche im Verein mit dem Verhalten der Granitgelenke lassen die Verwendung von Steingelenken an Stelle von Eisengelenken um so mehr gerechtfertigt erscheinen, als die Steingelenke thatsächlich weniger Kosten verursachen und das Auge mehr befriedigen. Sie er-muthigen somit zu weiterem Vorgehen in ähnlichem Sinne auch bei gröfseren Spannweiten.

Für eine vom Landesbaurath Leibbrand entworfene Brücke von 50 m Spannweite über den Neckar bei der Station Neckarhausen der Bahn Horb-Kottweil, welche neben der Strafse auch noch eine Kleinbahn von 1,0 m Spannweite aufnehmen wird, sind noch weitere Versuche in Aussicht genommen, die erweisen sollen, in welchem Verhältnis die Gelenkquader einerseits auf Biegung und anderseits auf rückwirkende Festigkeit zu berechnen sind.

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Abb. 10. Kämpfer.

Abb. 11.Fundament links.

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Abb. 12. Fude 6.

Abb. 13. Fundament rechts.

Abb. 14. Einzelheit vom Geländer. 1:24.

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Abb. 5. Querschnitt bei A.

Abb. 6. Querschnitt bei Hb

Abb. 7. Granit gelenke.

1: 24.

Abb. 8. Querschnitt durch das Lehrgerüst.

Wilhelm Ernst u.Sohn, Berlin.

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