WYDZIALY POLITECHNICZNE KRAKOW

BIBLIOTEKA GtÖWNA

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

100000297672

G

um

» 11

! '

«-M

■

.

mm

'

'

.

.

M

W

m

■

Mlturtechmsche

8 5. Zusammenstellung der Gesteinsarten.

2. Materialbedarf für Stampfbeton.

§ 32. Roheisen und Gußeisen.

(8)

§ 35. Prüfung des Eisens.

§ 45. Das Sprengwerk und seine Umkehrung (Fig. 70).

I. Bodenkunde.

§ 70. Einebnen hügeliger Flächen.

§ 79. Förderung des Bodens.

§ 86. Kiesbahllm.

§ 99. Wahl der Befestigungsart.

§ 117. Allgemeine Anordnung.

rv =10,

§ 135. Einläufe.

Mlturtechmsche

Von

H. Gamann,

Lehrer an der wiesen- und lvegebauschule in Siegen.

Erster Band.

Baustofflehre. — Bauelemente. —Wegebau. — Kanalisation.

Techn. Büro

Unger & Gauert

slaatl vereid. Landmesser. Ingenieur

Schweidnitz.

•/r» . ‘iO &

Mit 22<\ Textabbildungen.

Krrlin

Verlagsbuchhandlung Paul parey

Verlag für Landwirtschaft, Gartenbau und Forstwesen

SW. 11, Hedemannstraße 10 u. 11 1912.

<y~

KO

^ nvS>

2C

ii- 'bsnAß

Alle Rechte, auch das der Übersetzung, vorbehalten,

munru pümjemiiHH

KSA*4>W

Nr.

PU- Xtr l<o\

V

Vorwort.

Die kulturtechnische Baukunst hat in den letzten Jahren eine so außerordentliche Entwickelung genommen und eine so bedeutende Reihe von Fortschritten aufzuweisen, daß die Herausgabe eines zusammenfassenden Werkes über dieselbe keiner weiteren Begründung bedarf. In der Kulturtechnischen Baukunde soll ein solches Werk gegeben werden, das neben dem Altbewährten auch die Fortschritte der Neuzeit beleuchtet, beide von dem theoretischen und bautechnischen Standpunkte aus, dabei auch an geeigneten Stellen auf die ästhetischen Anforderungen hinweist, denen ein Bauwerk genügen muß.

Nach der theoretischen Seite hin sind gewöhnlich nur die Formeln und graphischen Berechnungen gebracht und durch Beispiele erläutert. Selten nur ist die Herleitung der Theorien gezeigt, meist aber auf die vorzüglichen Quellen hingewiesen, welche die deutsche Literatur, wie keine andere der Welt, aufweist. Nur bei der Statik und Festigkeitslehre soll eine Ausnahme erfolgen. Ohne statische Kenntnisse kann die Stärke vieler Bauwerke nicht richtig bemessen oder ihre Standfähigkeit nachgewiesen werden. Aus dem weiten Gebiete dieser Wissenschaften soll das zur Berechnung der beschriebenen Bauwerke Notwendige in einem besonderen Abschnitt zusammengestellt, dort auch gezeigt werden, wie die statische Untersuchung bei den aus Stein, Holz oder Eisen hergestellten und bei den neuzeitigen Eisenbetonbauten auf dieselbe einfache Weise erfolgen kann.

Wohl ebenso wichtig wie die Statik der festen Körper ist in einer „Kulturtechnischen Baukunde" die Mechanik des Wassers. Auf sie ist jedoch in dem vorliegenden Werke verzichtet worden, denn die Herleitung der erforderlichen Berechnungsweisen ist nachgewiesen in meiner „Hydraulik und ihre Anwendung in der Kulturtechnik", ein Werk, das 1909 in deutscher und 1911 in russischer Sprache erschienen ist.

In bautechnischer Beziehung wird zunächst bei säst jedem Hauptabschnitt eine kurze geschichtliche Entwickelung der Bauweise gebracht, dem sich eine eingehendere Beschreibung anschließt. Die konstruktiven Anordnungen werden mehr nach der Erfahrungswissenschaft als nach der reinen Theorie behandelt. Sie werden in der Regel vorerst in ihren Einzelheiten kritisch beleuchtet, dann durch möglichst viele voneinander abweichende Beispiele neuester Ausführung erläutert. Besser als die in abstrakter Form gebrachte Regel belehrt das Beispiel, besonders dann, wenn es aus der Wirklichkeit gegriffen, wenn es auf praktischer Erfahrung beruht. Eine Reihe solcher Beispiele und Erfahrungen wird in dem Werke niedergelegt.

Die „Kulturtechnische Baukunde" soll zwei Bände umfassen. Davon enthält der vorliegende Band I: Baustofflehre, Bauelemente, Wegebau, Kanalisation. Der voraussichtlich etwas kleinere Band II, der, so Gott will, in Jahresfrist erscheinen wird, soll Grund-, Wehr- und Brückenbau, nebst Statik und Festigkeitslehre bringen.

Zu den einzelnen Abschnitten des I. Bandes sei kurz bemerkt:

Im Abschnitt „Baustofflehre" werden die Gewinnung, Bearbeitung, Prüfung und Erhaltung der wichtigsten Baustoffe, sowie die hierzu erforderlichen Maschinen und Geräte besprochen. Der neueste Stand der Technik wird hierbei beachtet.

Bei den „Bauelementen" aus Stein, Holz, Eisen und Eisenbeton werden die in der neueren Zeit so häufig angewandten Kragwerke in einem besonderen Abschnitt beschrieben; einfache Festigkeitsberechnungen wurden eingeschaltet.

Im Abschnitt „Wegebau" sind auch die Bauweisen und Maschinen für den gemischten Straßenverkehr behandelt unter Beachtung der Arbeiten des zweiten internationalen Straßenkongresses in Brüssel (1910). Die Regeln für die Straßcnunterhaltung sind weggeblieben; sie sind in meinem 1908 erschienenen Buche „Die Unterhaltung der Wege und Fahrstraßen" vermerkt.

Die „Kanalisation" bezieht sich besonders auf die Entwässerung der Klein- und Landstädte, namentlich auch auf die Ausnutzung der im Kanalwasser enthaltenen Dungstoffe.

In den Abschnitten „Wegebau" und „Kanalisation" ist der Entwurf einer Wege- oder Kanalisationsanlage in die Mitte gestellt, dem dann Beschreibungen der Entwurfsstücke, der Entwurfsunterlagen und der Ausführung angegliedert sind.

Die Abschnitte des II. Bandes sollen ähnlich gehalten werden.

Wie weit der Inhalt des I. Bandes ins Einzelne geht, weist das umstehende Inhaltsverzeichnis nach. Dieses Inhaltsverzeichnis ist mit Schlagwörtern über den behandelten Gegenstand so reichlich ausgestattet, daß der Leser auch ohne ein besonderes alphabetisches Sachverzeichnis die gesuchte Darstellung leicht finden kann.

Bei der Ausarbeitung, des Werkes habe ich von vielen Seiten, namentlich von Behörden, Fachgenossen, Baugeschäften, Baustoff- und Maschinenfabriken dankenswerte Unterstützung erhalten durch Überlassung von Zeichnungen, Abbildungen und Beschreibungen, und durch eingehende Beantwortung meiner Anfragen. Ihnen allen, sowie der Verlagsbuchhandlung für ihr freundliches Entgegenkommen und die sorgfältige Ausstattung des Werkes, danke ich auch an dieser Stelle.

Möge auch dies Werk an seinem bescheidenen Teil zur Förderung der kulturtechnischen Baukunst beitragen.

Siegen, im Januar 1912.

H. Gamann.

Inhalt.

Erster Abschnitt.

ZLaustofftehre.

Seite

I. Natürliche Bausteine....................

A.    Entstehung und Aufbau der Gesteine..............

§ 1. Wie die Steine entstanden sind (Dynamische Geologie) • • •

1. Bildende Kräfte S. 2. — 2. Bildung der Gesteine S. 3.

§ 2. Wann die Gesteine entstanden sind (Historische Geologie) • • •

§ 3. Der innere Gebirgsbau (Geognosie)...........

1. Schichten und Schichtenstörungen S. 9. — 2. Absonderung S. 12.

B.    Beschreibung der Gesteine (Petrographie)............

§ 4. Allgemeine Eigenschaften der Steine...........

1. Zusammensetzung und Gefüge S. 13. — 2. Bearbeitungsfähigkeit S. 13. - 3. Härte S. 13. — 4. Festigkeit S. 14. — 5. Zähigkeit S. 14. — 6. Wasseraufnahmevermögen und Wetterbeständigkeit S. 14.

§ 5. Zusammenstellung der Gesteinsarten...........

1. Massengesteine S. 14. — 2. Kristallinische Schiefergesteine S. 15. — 3. Schichtgesteine S. 15.

§ 6. Massengesteine • * ..................

1. Granit S. 16. — 2. Syenit S. 16. — 3. Porphyr S. 16. — 4. Grünstein S. 16. — 5. Trachyt S. 16. — 6. Basalt S. 17. — 7. Lava S. 17.

cd -o

CO CO

7. Spezifisches Gewicht S. 14.

CD

Mj

§ 7. Kristallinische Schiefer.................

1. Gneis S. 17. — 2. Glimmerschiefer S. 17. — 3. Hornblendeschiefer S. 17.

§ 8. Schichtgesteine....................

1. Tongesteine S. 18. — 2. Kiesel-(Quarz-) Gesteine S. 18. —

3.    Kalkgesteine S. 18. — 4. Sandsteine S. 18. — 5. Tuffe S. 19. - 6. Grauwacke S. 19.

CD CD

C. Wahl und Prüfung der Steine................

§ 9. Wahl der Steine...................

1. Werksteine und Bruchsteine S. 19. — 2. Steine für Wasser-und Brückenbauten S. 20. — 3. Pflastersteine S. 20. —

4.    Chaussierungssteine S. 20.

t\D

D. Gewinnung und Bearbeitung der Steine............

§11. Gewinnung der Steine.................

§ 12. Bearbeitung der Steine................

1. Das Zertrennen S. 24. — 2. Das Abrichten der Steine S. 25.

Seite

22

22

24

II. Künstliche Bausteine.....................

§ 13. Ungebrannte Steine..................

1. Kunststeine S. 27. — 2. Kalksandsteine S. 30. — 4. Rheinische Schwemmsteine S. 30.

§ 14. Gebrannte Steine...................

1. Der Rohstoff und seine Bearbeitung S. 31. — 2. Der Brennofen und seine Erzeugnisse S. 33.

27

27

31

III. Mörtel

34

§ 15. Grundstoffe .....................

1. Kalk S. 34. — 2. Hydraulische Bindemittel S. 35. — 3. Hydraulische Zuschläge S. 36. — 4. Sand S. 37.

§ 16. Mörtelbereirung....................

1. Mischmaschinen S. 37. — 2. Merksätze und Mörtelarten S. 40. — 3. Ausbeute der Mörtel S. 42. — 4. Mörteltabelle S. 42.

IV. Beton und Eisenbeton....................

§ 17. Betonstoffe und Betonbereitung.............

1. Zementbeton S. 45. — 2. Materialbedarf für Stampfbeton S. 47. — 3. Verarbeitung und Behandlung des Betons S. 47.

§ 18. Betonrohre......................

§ 19. Eisenbeton......................

34

37

43

43

48

51

V. Asphalt

53

§ 20. Der Rohstoff.....................

§ 21. Asphaltwaren.....................

1. Asphaltpulver S. 54. — 2. Goudron S. 54. — 3. Asphalt-Mastix S. 55. — 4. Asphalt-Jsolierplatten S. 56. — 5. Asphaltwegeplatten S. 57.

§ 22. Guß- und Stampfasphalt................

VI. Bauholz ..........................

§ 23. Bauholzarten • • ...................

1. Laubhölzer S. 58. — 2. Nadelhölzer S. 58.

§ 24. Bau und Gefüge des Holzes..............

§ 25. Allgemeine Eigenschaften des Holzes...........

1. Schwinden und Quellen S. 60. — 2. Reißen und Werfen S. 61. — 3. Festigkeit und Biegsamkeit S. 61. — 4. Spaltbarkeit S. 61. — 5. Härte S. 62. — 6. Spezifisches Gewicht S. 62.

§ 26. Fehler und Krankheiten................

1. Krumme Holzfasern S. 62. — 2. Unregelmäßige Jahresringe S. 62. — 3. Risse S. 63. — Fäule S. 63.

§ 27. Kennzeichen guter Bauhölzer..............

1. Sichtbare Zeichen S. 64. — 2. Hörbare Zeichen S. 64. — 3. Bohrprobe S. 64.

53

54

57

58

58

59

60

62

§ 28. Gewinnung und Bearbeitung des Holzes.........

1. Fällen des Holzes S. 65. — 2. Zertrennen der Hölzer S. 65. — 3. Abrichten der Hölzer S. 66.

§ 29. Handels-Bauholz...................

1. Bau-Rundholz S. 67. — 2. Bau-Kantholz S. 67. — 3. Bedingungen über die Lieferung von Bauhölzern S. 68.

§ 30. Erhaltung der Hölzer.................

1. Austrocknen S. 70. — 2. Anstreichen und Unterwassersetzen S. 70. - 3. Durchtränken S. 70.

Seite

65

67

69

VII. Eisen

71

§ 31. Gewinnung und Bezeichnung des Eisens

§ 32. Roheisen und Gußeisen.......

§ 33. Schmiedeeisen und Stahl.......

§ 34. Handelssabrikate des Eisens......

71

74

75

76

1. Allgemeines über Walzeisen (Formeisen) S. 76. — 2. Deutsche Normalprofile für Walzeisen S. 76. — 3. Breitflanschige Differ-dinger V-Grey-Profile S. 87. — 4. Verschiedene S. 88.

§ 35. Prüfung des Eisens..................

§ 36. Schutz der Eisenoberfläche................

VIII. Gewicht und Festigkeit der Baustoffe.............

§ 37. Eigengewichte.....................

1. Ministerialerlaß S. 95. — Spezifische Gewichte der Baustoffe S. 96.

§ 38. Zulässige Spannungen.................

1. Baugrund, Bausteine, Mauerwerk S. 96. — 2. Beton und Eisenbeton S. 97. — 3. Eisen S. 99.— 4. Holz S. 100.

92

93

95

95

96

Zweiter Abschnitt.

Waireternente.

I. Bauelemente in Stein....................

§ 39. Mauern.......................

1. Mauern aus künstlichen Steinen S. 102. — 2. Mauern aus natürlichen Steinen S. 104.

§ 40. Gewölbe.......................

1. Teile der Gewölbe S. 106. — 2. Formen der Gewölbe S. 107. — 3. Arten der Gewölbe S. 108. — 4. Material und Aufbau der Gewölbe S. 108.

§ 41. Kunstformen beim Mauerwerk..............

1. Bearbeitung der einzelnen Steine S. 110. — 2. Mauerverband S. 110. — 3. Fugenverstrich S. 110.

5. Verzierungen S. 112.

.§ 42. Berechnung der Bauelemente in Stein..........

1. Über Zug- und Druckfähigkeit S. 113. — 2. Berechnung der lotrecht belasteten Mauern S. 113. — 3. Über die Berechnung der Gewölbe S. 114.

6. Farbe S. 112.

4. Gesims S. 110.

S£

03

Seite

II. Bauelemente in Holz....................

§ 43. Holzverbände.....................

1. Verbände zur Verlängerung der Hölzer S. 115. — 2. Verbände zur Verbreiterung der Hölzer S. 116. — 3. Verbände zur Winkelbildung S. 116. — 4. Verbände zur Verstärkung der Hölzer S. 118.

§ 44. Das Hängewerk und seine Umkehrung..........

§ 45. Das Sprengwerk und seine Umkehrung..........

§ 46. Kragwerke......................

1. Erklärung S. 123. — 2. Träger auf einer Stütze S. 123. — 3. Träger auf zwei Stützen S. 123. — 4. Träger auf mehr als zwei Stützen S. 123. — 5. Kragwerk für Erddruck S. 124.

§ 47. Berechnung der Bauelemente in Holz...........

1. Über Biegungsfestigkeit S. 124. — 2. Berechnung der Balken S. 125.

114

114

120

122

123

124

III. Bauelemente in Eisen............

§ 48. Bolzen und Schrauben.........

1. Bolzen S. 126. — 2. Schrauben S. 127.

CM CM

rH t-H

CO CO

§ 49. Niete........................

§ 50. Schweißungen....................

1. Aluminothermische Schweißung S. 131. — 2. Autogene Schweißung S. 131. — 3. Elektrische Schweißung S. 131.

129

131

§ 51. Stützen - - -....................

§ 52. Berechnung der Bauelemente in Eisen..........

1. Berechnung auf Scherfestigkeit S. 133. — 2. Berechnung auf Knickfestigkeit S. 134.

IV. Bauelemente in Beton und Eisenbeton............

§ 53. Geschichtliches.....................

§ 54. Stützen und Wände..................

1. Stützen oder Säulen S. 138. — 2. Wände ohne Fugen S. 138. — 3. Wände aus Betonbaublöcken S. 139.

132

133

136

137

138

§ 55. Decken

139

1. Platten und Balken S. 140. — 2. Plattenbalken S. 141. — 3. Gewölbe S. 142.

§ 56. Berechnung der Bauelemente in Eisenbeton

1. Biegungsfestigkeit S. 142. — 2. Schub- und Haftfestigkeit S. 144.

. 142

Dritter Abschnitt.

Wegebau.

Einleitung...............

I. Bodenkunde............

A.    Geognostische Beschaffenheit des Bodens

§ 57. Bodenarten.........

§ 58. Bodenuntersuchung .....

B.    Physikalische Eigenschaften des Bodens

§ 59. Bindigkeit.........

. 145

148

148

148

149

150

Seite

§ 60. Gewinnungssestigkeit und Tragfähigkeit..........

1. Stichboden S. 151. - 2. Hackboden S. 151. — 3. Gebräches Gestein S. 151. — 4. Sprenggestein S. 151.

§ 61. Der Böschungswinkel..................

§ 62. Auflockerung und Setzen des Bodens...........

§ 63. Verhalten des Bodens gegen Wasser und Luft.......

II. Landstraßen.........................

§ 64. Amtliche Vorschriften über den Bau der Landstraßen • • • •

A. Entwerfen der Straßenpläne.................

§ 65. Entwurfsunterlagen..................

1. Einmessung der Straßenlinie im Felde S. 157. — 2. Aufnahme der Längen- und Querprofile S. 159.

. Der Kostenanschlag..................

. Erläuterungsbericht..................

. Erdmassenberechnung (Massenermittelung) .........

1. Die Größe der Ab- und Auftragsflächen in den Querprofilen

S. 166. — 2. Körperinhalt der Auf- und Abträge S. 168.

§ 69. Ermittelung der Transportweiten (Massenverteilung) • • • • 1. Massenverteilung durch Berechnung S. 170. — 2. Massenverteilung durch Zeichnung (Massenprofil) S. 172.

§ 70. Einebnen hügeliger Flächen...............

1.    Massenermittelung aus den Höhenschichtenlinien S. 173. —

2.    Massenermittelung aus den Koordinaten S. 173. — 3. Ermittelung der mittleren Transportweite S. 173.

71.    Ermittelung der Böschungsflächen ............

72.    Ertragsberechnung...................

73.    Der Übersichtsplan (Straßentrasse)............

74.    Der Lageplan (Krümmungshalbmesser)..........

75.    Der Höhenplan (Steigungsverhältnisse)..........

76.    Querprofile......................

1. Die einzelnen Teile einer Straße S. 188. — 2. Die Straßenbreiten S. 188. — 3. Das Quergefälle S. 190.

ß. Ausführung der Arbeiten...................

a) Unterbau der Straßen (Erd- und Planumsarbeiten).....

§ 77. Herrichtung des Baugrundes..............

§ 78. Einschnitte......................

1. Gestalt der Einschnitte S. 195. — 2. Lösung des Abtrages S. 196.

§ 79. Förderung des Bodens.................

§ 80. Dämme.......................

1. Allgemeines S. 202. — 2. Einfluß des Baugrundes S. 203. —

3.    Einfluß des Schüttmaterials S. 205. — 4. Schüttungsarten S. 207.

§ 81. Entwässerung der Straße................

1. Straßengräben und gepflasterte Rinnen S. 209. — 2. Ab-fangegräben S. 212. — 3. Abfallrinnen S. 212. — 4. Mulden S. 212. — 5. Sickerrinnen S. 214. — 6. Drainrohre S. 215. — 7. Sickerkanäle S. 216. — 8. Sickerschlitze 216.

151

«->> I—L Üt cn

CO CO

155

156

156

156

157

CO CD co

160

165

165

170

173

GOO Cflo G0O COO GOO G0O

Cn

176

180

182

188

193

193

193

195

CO CO

o o CO o

§ 82. Böschungen.....................

1. Ebnen der Böschungen S. 216. — 2. Begrünung S. 217. — 3. Böschungspflaster S. 218. — 4. Verkleidungsmauern S. 219.

§ 83. Uferbefestigungen...................

b)    Oberbau der Straßen.................

a) Fahrbahnen ....................

84.    Wahl der Befestigungsart...............

1. Technische Anforderungen S. 222. — 2. Gesundheitliche Anforderungen S. 223. — 3. Wirtschaftliche Anforderungen S. 223.

85.    Steinschlagbahnen..................

86.    Kiesbahnen.....................

87.    Kleinpflaster.....................

88.    Mittelpflaster....................

89.    Klinkerpflaster....................

90.    Fahrbahnen aus verschiedenen Baustoffen.........

1. Bahnen mit besonderen Fahrstreifen S. 235. — 2. Fahrbahnen aus Kleinschlag und Zement S. 236. — 3. Fahrbahnen aus Kleinschlag mit asphaltähnlichen Stoffen S. 237.

ß) Verschiedene Oberbauteile.............

91.    Sommer- und Reitwege................

92.    Bankette, Fuß- und Radfahrwege............

c)    Bauwerke......................

93.    Über Durchlässe und Brücken............. •

94.    Stützwände.....................

1. Der Erddruck S. 243. — 2. Querschnittermittelung S. 246. — 3. Ausführung der Mauern S. 249.

d)    Nebenanlagen der Straßen...............

95.    Baumpflanzungen..................

96.    Sicherheitsanlagen..................

1. Lebendige Hecken S. 251. — 2. Brüstungsmauern S. 251. — 3. Eiserne Geländer S. 251. — 4. Holzgeländer S. 252.

§ 97. Wegezeichen.....................

III. Städtische Straßen.....................

§ 98. Aufstellung des Straßenentwurfs............

1. Richtung der Straße S. 254. — 2. Höhenlage der Straße S. 254. — 3. Breite S. 255. — 4. Zeichnungen S. 256.

A. Die Fahrbahn der städtischen Straßen.............

§ 99. Wahl der Befestigungsart...............

1. Technische Anforderungen S. 258. — 2. Gesundheitliche Anforderungen S. 258. — 3. Wirtschaftliche Anforderungen S. 259.

§ 100. Pflaster aus natürlichen Steinen............

§ 101. Pflaster aus künstlichen Steinen............

1. Pflaster aus Mansfelder Kupferschlacke S. 262. — 2. Vulkan olpflaster S. 263.

§ 102. Holzpflaster.....................

Seite

216

219

222

222

222

O0O 000 000 OGC O0O oco

»O Ci

230

232

233

235

238

238

239

241

241

243

250

250

251

253

LO CO Ol O« 03

258

258

260

262

§ 103. Asphaltbelag.....................

1. Stampfasphalt S. 265. — 2. Asphaltplattenbelag S. 266.

§ 104. Zement und Eisenbeton................

1. Zementmakadam S. 266. — 2. Das Pflaster von Kieserling S. 267. — 3. Das Diabas-Zementsteinpflaster S. 267. —

4.    Das Teer-Zementpflaster S. 267. — 5. Basaltoid S. 268. — 6. Betonprismen S. 268. — 7. Eisenbetonplatten S. 268.

B. Bürgersteige, Seitenfahrten und Rinnen.............

§ 105. Bürgersteige.....................

1. Die Bordsteine S. 269. — 2. Befestigung der Bürgersteige

5.    270.

Seite

265

266

268

268

§ 106. Seitenfahrten....................

§ 107. Rinnen.......................

IV. Verkehrswege für besondere Verhältnisse..........

A.    Waldwege.........................

§ 108. Allgemeines.....................

§ 109. Erdwege......................

§ 110. Wege mit Steinbahnen................

1. Fahrbahnen aus zerschlagenen Steinen S. 276. — 2. Fahrbahnen aus Kies S. 278. — 3. Pflasterungen S. 278.

§ 111. Wege mit Holzbahnen.................

1. Knüppelbahnen S. 279. — 2. Lebendige Fahrbahnen S. 279.

B.    Land- und Feldwege.................. • • •

§ 112. Zweck und Lage...................

§ 113. Bauart.......................

272

273

274

274

274

275

276

1. Landwege S. 281. — 2. Feldwege S. 282.

G. Verschiedene Wege..................

§ 114. Parkwege..................

1. Linienführung S. 282. — 2. Bauweise S. 283.

§ 115. Automobilstraßen...............

1. Allgemeines S. 284. — 2. Ausführung S. 284.

CO    CO    tO    DO    CO    CO    CO

00    QO    00    00    -O    -O

►P»    CO    CO    l-¹    CD    CD    CO

Vierter Abschnitt.

Kanalisation.

I. Die Kanalisation irrt allgemeinen..............

§ 116. Geschichtliches....................

§ 117. Allgemeine Anordnung............. . . .

1. Kanalisationssysteme S. 287. — 2. Anordnung des Kanalnetzes S. 288. — 3. Kanäle, Bauwerke, Wasserreinigung S. 289.

iQ iO t> CO GO 00 (M (M !M

II. Entwurf

§ 118. Der Entwurf im allgemeinen.............

§ 119. Zeichnungen....................

1. Übersichtsplan S. 292. — 2. Zeichnung der Vorflutverhältnisse S. 293. — 3. Lageplan S. 293. — 4. Höhenplan S. 293. — 5. Baupläne und Pläne zu Einzelheiten S. 295.

§ 120. Schriftstücke.....................

1. Erläuterungsbericht S. 295. — 2. Kanaltabelle S. 296. — 3. Kostenanschlag S. 296.

to CO CO CO CO CO M H H

III. Kanalwasser.....................

Seite

297

297

302

303

§ 121. Abzuführende Wassermenge..........

1. Brauchwasser S. 297. — 2. Regenwasser S. 298. § 122. Beschaffenheit des Kanalwassers.........

IV. Kanäle

303

§ 123. Form und Größe...................

1. Form der Durchflußöffnung S. 303. — 2. Größe der Durchflußöffnung S. 304.

. 309

§ 124. Bauart der Kanäle

1. Beschreibung der Kanäle S. 309. — 2. Wahl der Bauart S. 313.

315

§ 125. Tiefenlage und Gefällverhältnisse der Kanäle.......

1. Tiefenlage S. 315. — 2. Gefällverhältnisse S. 316.

319

§ 126. Verlegen der Rohre.................

321

§ 127. Beseitigung des Grundwassers.............

321

§ 128. Kanalverbindungen..................

323

§ 129. Dücker- und Heberleitungen..............

325

V. Bauwerke..........................

§ 130. Anlagen zur Untersuchung und Reinhaltung der Kanäle • • 325 1. Einsteigeschächte S. 325. — 2. Lampenlöcher S. 326. —

3. Lüftungsvorrichtungen S. 326. — 4. Spülvorrichtungen S. 327. — 5. Sonstige Vorkehrungen zum Reinigen der Kanäle S. 331.

333

§ 131. Kanaleinlässe................... • • •

1. Einläufe für Straßenwasser S. 333. — 2. Schneeschächte S. 334.

335

§ 132. Kanalausläufe....................

1. Mündung der Hauptkanäle S. 335. — 2. Notauslässe S. 337.

VI. Hausentwässerungen § 133. Allgemeines • § 134. Rohrleitungen § 135. Einläufe • •

339

1. Regenrohrsandfänge S. 341. — 2. Fettfänge S. 341. — 3. Hof- und Fußbodeneinläufe S. 342. — 4. Einläufe über dem Fußboden (Wandeinläufe) S. 342. — 5. Pissoirbecken und Spülaborte S. 342. — 6. Rückstauverschlüsse S. 343.

344

345

345

346

347

348

§ 136. Reinigung und Lüftung................

VII. Anlagen zum Heben des Kanalwassers...........

§ 137. Pumpwerke .....................

§ 138. Druckrohrleitungen..................

VIII. Abwasserreinigung.....................

§ 139. Reinigungsanlagen..................

1. Übersicht der Reinigungsverfahren S. 348. — 2. Das chemische Verfahren S. 349. — 3. Die mechanische Reinigung S. 349. — 4. Biologisches Verfahren S. 352. — 5. Bodenfiltration und Rieselung S. 353.

§ 140. Schlußfolgerungen..................

Kguren-(tzuelleiiiiachweis.

a) Maustoffleyre.

Fig. 6 u. 15: Maschinenfabrik Emil Offenbacher in Marktredwitz (Bayern).

Fig. 7—12: Roth & Gärtner in Halle (Saale).

Fig. 14: Internationale Preßluft- und Elektrizitäts-Gesellschaft in Berlin C. 54.

Fig. 16, 17, 23, 24, 28, 31—34: Dr. Caspary Cie. in Markranstädt bei Leipzig. Fig. 18 u. 54: Alfred Gutmann, Aktien-Gesellschaft für Maschinenbau in Altona-Ottensen.

Fig. 19 u. 21: Dorstener Eisengießerei und Maschinenfabrik A.-G. Hervest-Dorsten in Westfalen.

Fig. 20: Maschinenfabrik Roscher, G. m. b. H. in Görlitz.

Fig. 22, 26 u. 27: Maschinenfabrik Gauhe, Gockel Cie. in Oberlahnstein a. Rh. Fig. 25: Fried. Krupp, Grusonwerk in Magdeburg-Buckau.

Fig. 35: Basaltinwerke der Basalt-Aktiengesellschaft in Linz a. Rh.

Fig. 36: Maschinenfabrik Schüchtermann & Kremer in Dortmund.

Fig. 37 u. 38: Maschinenfabrik Brink & Hübner in Mannheim.

Fig. 39 u. 40: Berliner Aktiengesellschaft für Eisengießerei und Maschinenfabrikation (früher I. C. Freund & Cie.) in Charlottenburg.

Fig. 41 u. 42: Maschinenfabrik Kappel, Aktiengesellschaft in Chemnitz-Kappel.

b)    Straßenbau.

Fig. 104: Wilhelm Renger & Cie in Arnstadt in Thüringen.

Fig. 105: Bochumer Verein für Bergbau und Gußstahlfabrikation in Bochum.

Fig. 117: Fried. Krupp, Grusonwerk in Magdeburg-Buckau.

Fig. 142: Deutsche Steinwerke C. Vetter, Aktiengesellschaft in Würzburg.

Fig. 146: Basaltinwerke der Basalt-Aktiengesellschaft in Linz a. Rh.

Fig. 147: Hans Hauenschild, G. m. b. H. in Berlin NW. 21.

Fig. 149 u. 150: Maschinenfabrik Gebr. Bobe, G. m. b. H. in Dresden.

c)    Kanalisation.

Fig. 169—174, 178, 179, 198, 199: Rheinische Steinzeugwerke, G. m. b. H. in Köln. Fig. 175 u. 180: Basaltinwerke der Basalt-Aktiengesellschaft in Linz a. Rh.

Fig. 176: Zementwarenfabrik Fritzlar in Fritzlar (Hessen).

Fig. 182—187, 193, 197, 200, 201, 203-224: Rudolph Böcking L Cie., Erben Stumm-Halberg und Rud. Böcking, G. m. b. H. in Halbergerhütte, Brebach. Fig. 188—192 u. 194—196: Adolf Haase, Fabrik für Kanal-Reinigungs-Geräte in Gotha.

Die in den Figuren dargestellten Gegenstände werden von den angegebenen Fabriken auch hergestellt. Eine Ausnahme machen die Fig. 31—34; die Fabrik fertigt nicht die dargestellten Rohre, sondern die zugehörigen Rohrformen an.

H

Erster Abschnitt.

Baustofflehre.

I. Natürliche Bausteine.

Von allen im Bauwesen verwendeten Materialien nimmt der Menge nach den ersten Platz das Steinmaterial ein. Aus ihm stellte der Mensch schon in den frühesten Zeiten seine Werkzeuge her. Die alten Ägypter, die Griechen und Römer schufen ihre großartigen Bauwerke und formvollendeten Kunstgebilde aus Stein mit einfachen Hilfsmitteln vermöge hochentwickelter Handfertigkeit. Die Geschichtsschreiber dieser Völker, wie auch die Bibel, namentlich aber die noch heute vorhandenen Reste jener Bauwerke geben hiervon Zeugnis; so die Pyramiden von Giseh. Divdorus und Lenophon erzählen von den Mauern Ninives, daß dieselben 100 Fuß hoch, geebnet und poliert gewesen seien. Großes und Schönes hat der Mensch aus Stein errichtet und doch nur Kleines und Unscheinbares gegenüber den Werken des Schöpfers: die gewaltigen Bergriesen der Alpen, ja unsere Erde, soweit wir in sie einzudringen vermögen, sie sind aus Fels, aus Stein gebaut.

Die Entstehung der festen Erdkruste lehrt die Erdgeschichte oder die Geologie (gea = @tbe, logos = Lehre). Die Geologie kann man einteilen in dynamische Geologie oder die Lehre von den Ursachen der Entstehung (dynamis = Ätaft), in die historische Geologie oder die Lehre von der Zeitfolge der Entstehung und in die Geoguosie oder die Lehre von der Zusammensetzung der Erde in ihrem jetzigen Zustande. Die dynamische und historische Geologie behandelt die Vergangenheit, das Warum und Wann der Entstehung, die Geognosie die Gegenwart, namentlich den inneren Gebirgsbau, die Absonderung und Schichtung der Gesteine.

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Den Zweig der Geologie, welcher sich ausschließlich mit den Gesteinen befaßt, nennt man Gesteinslehre oder Petrographie (petra = Fels, graphein = schreiben). Die Petrographie kann man wieder einteilen in eine allgemeine und eine besondere. Die allgemeine Petrographie belehrt uns über die Zusammensetzung, das Gefüge und die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Gesteine im allgemeinen. Die besondere Petrographie führt uns die Steine in systematisch geordneter Reihenfolge vor und gibt deren Kennzeichen, Fundorte und Verwendungen an.

A. Entstehung und Aufbau der Gesteine.

(Geologie.)

Die Erde ist uns nur zu einem ganz geringen Bruchteil bekannt. Das tiefste Bohrloch führt etwa 2 km in das Innere hinein; es ist zu vergleichen mit einem 1 mm tiefen Nadelstich in eine 6,3 m dicke Kugel (2:12700). Nur Vulkane und heiße Quellen bringen uns Kunde aus größeren Tiefen, und nur Vermutungen, gestützt auf Beobachtung, Berechnung und Experiment, können wir über die Beschaffenheit der tiefer gelegenen Gebilde aussprechen: Theorien und Hypothesen nehmen in der Geologie einen breiten Raum ein und inahnen uns zur Vorsicht und Bescheidenheit.

§ 1. Wie die Steine entstanden sind.

(Dynamische Geologie.)

1. Bildende Kräfte (Gesteinsbildner). Wie ist die Erde, wie sind die Gesteine entstanden? Die Geologen sagen: Die Erde war einst eine große glühende und mit Wasserdampf unchüllte Kugel. Als nun die Erde sich abkühlte, entstand auf der Oberfläche eine Rinde; die Däinpfe verdichteten sich zu Wasser, welches die Erde umhüllte. Indem die Erdrinde durch weitere Abkühlung dicker wurde, mußte sie sich zusaminen-ziehen, sie bekam Runzeln; es entstanden Hügel und Berge; die Gewässer sammelten sich an den tiefen Stellen, es bildeten sich Land und Meer. Gott sprach: „Es sammle sich das Wasser unter dem Himmel an besondere Örter, daß man das Trockene sehe." Und es geschah also.

Auch heute ist die Bildung von Bergen noch keineswegs abgeschlossen. So stieg z. B, im Jahre 1759, durch die Macht des Feuers getrieben, der Berg Jorullo in Mexiko an einem Tage über 500 m empor, ein Berg, der 4 Quadratmeilen bedeckt. Bedeutsamer noch für die Umgestaltung der Erdoberfläche ist das langsame Sichheben und Senken ganzer Länder. Schweden, Schottland, Labrador und Neufundland heben sich langsam. Ganz Chile, Peru, samt der gewaltigen Andenkette wachsen stetig aus dem Meere heraus. Andere Länder versinken allmählich im Meer, tvie Süd-Grönland, Kreta, Gibraltar. So mächtig und unaufhörlich arbeitet das Feuer im Inneren der Erde, daß die Berge erzittern. Wir wissen durch genaue Seismometer (Erdbebenmesser), daß es kaum einen Punkt der Erde gibt, der auch nur 24 Stunden lang, ohne leise zu beben, fest liegt.

Doch wären nur die unterirdischen Kräfte des Feuers vorhanden, so gliche die Oberfläche der Erde der des Mondes; zerklüftetes, zerrissenes, viele tausend Meter zackig emporragendes Gebirge. Aber es kreisen und fließen unaufhörlich die Wasser der Erde und bekämpfen das Feuer, das treibt und hebt und hinausstößt; sie zernagen und zermahlen die harten Felsen und spülen die Berge und Länder in die Tiefe, füllen Seen und Täler aus und bilden große Deltas, ja ganze fruchtbare Länder. Man hat berechnet, daß sämtliche Ströme der Erde alljährlich an 23 Milliarden Kubikmeter Schlamm dem Meere zuführen.

Nur ein Teil des Wassers fließt auf der Oberfläche hinweg, zerstört die Steine und führt die Stücke mit sich fort; seine Tätigkeit ist eine mechanische. Ein Teil des Wassers dringt in die Tiefe und bewirkt dort eine Zersetzung der Steine auf chemischem Wege.

Obgleich auch noch andere Kräfte, wie Wind und Organismen (Tiere und Pflanzen), die Gestalt der Erde langsam aber stetig verändern, die Steine zerstören und neubilden, Feuer und Wasser sind doch die Hauptmächte, die Hauptbildner der Gesteine. Nach ihnen teilen wir die Steine ein: in Feuergesteine (Eruptivgesteine oder Ausbruchsgesteine) und in Wassergesteine (Sedimentärgesteine). Hinzu kommen noch die kristallinischen Schiesergesteine, deren Entstehungsweise bis jetzt noch nicht genau ermittelt ist.

2. Die Bildung der Gesteine.

a) Die Eruptivgesteine. Betrachten wir die Tätigkeit eines Vulkans, so finden wir, daß derselbe aus dem Erdinneren allerlei Gesteinsmaterial zutage fördert, das meist mit dem übrigen Gestein seiner Uin-gebnng gar nichts zu schaffen hat. Der Krater des Vulkans „speit" entweder Lava oder Auswürflinge. Die Lava ist ein zähflüssiger Brei von geschmolzenem Gestein, das aus dem Krater zuerst in raschem, dann in immer langsamerem Lauf abfließt, oft meilenweite Ströme bildend. An der Luft sich abkühlend, erstarrt die Lava nach und nach zu einem meist dunkel gefärbten, bald gleichförmigen, bald porösen Gestein, und zwar zu einem richtigen Massengestein, das nirgends Schichtung oder Schalung zeigt und nach der Natur seines Entstehens auch nicht zeigen kann. Ebenso ist es gänzlich ausgeschlossen, daß in diesem Gestein Reste von Tieren oder Pflanzen (Versteinerungen, Petrefakten) vorkommen, denn alle organischen Bestandteile müßten in dem glühenden Brei verbrennen. Man findet nun allerwärts auf der Erde zerstreut eine Menge Massengesteine, in denen ebenfalls jede Spur von organischen Stoffen fehlt. Man nimmt deshalb an, daß alle Massengesteine irgend einmal feuerflüssig aus dem Erdinneren herausgeflvssen oder durch die Macht des Feuers emporgehoben worden sind. Die Massengesteine nennt man daher auch Eruptiv- oder Ausbruchgesteine, auch wohl Feuergesteine.

Je nach dem Alter unterscheidet man ältere oder plutonische Gesteine und jüngere oder vulkanische Gesteine (Pluto der Gott der Unterwelt und Vulkan der Gott des Feuers). Außerdem unterscheidet man die Massengesteine nach ihrem Gefüge oder ihrer Struktur. Man hat 3 Hauptarten des Gefüges: körniges, porphyrartiges und glasiges. Beim körnigen Gefüge besteht das Gestein aus lauter Körnern oder Kristallen, beim porphyrartigen Gefüge sind einzelne größere Kristalle in eine gleichförmige Grundmasse eingebettet, das glasige Gefüge ist dem Schmelzflüsse des Glases ähnlich. Solche Gläser entstehen, wenn ein feuerflüssiger Lavabrei rasch zur Erstarrung kommt. Wird die Oberfläche des Schmelzflusses porös und schaumig, so bekommen wir Bimsstein. Auch im Inneren der erstarrenden Masse entstehen durch aufsteigende Gase runde oder ovale Hohlräume, die entweder mit nach innen sich kehrenden Kristallen versehen sind und dann Kristalldrusen genannt werden, oder die durch einen besonderen Mineralstoff gefüllt werden. Man heißt die letztgenannten Ausfüllungen „Mandeln", das Gestein Mandelstein.

Neben den zusammenhängenden Lavaergüssen „speit" der Krater noch Auswürflinge oder vulkanischen Schutt aus. Die größeren Blöcke nennt man Bomben, die kleineren Lapilli oder Rapilli, die sandförmigen Sand und die staubförmigen, feinsten Bestandteile Asche. Anhäufungen von vulkanischem Schutt, die vom Wasser zusammengeschwemmt, mehr oder weniger deutlich geschichtet und mit organischen Resten durchsetzt sind, nennt man Tuffe. Nach dem vorherrschenden Material unterscheidet man Basalt-, Trachyt-, Grünstein-, Porphyr- und Bimssteintuff, ferner Traß?)

*) Donnert, Volks-Universal-Lexikon.

Die wichtigsten Eruptivgesteine sind: Granit, Syenit, Porphyr, Grünstein, Trachyt, Basalt, Lava, Tuffe.

Tuffe zählen zu den Eruptivgesteinen, aber nicht zu den Massen

gesteinen.

b)    Kristallinische Schiefergesteine. Diese zeigen die Bestandteile der Massengesteine, sie sind aber nicht massig, sondern geschichtet; Versteinerungen enthalten sie nicht. Ihre Entstehung ist bis jetzt ein Rätsel. Die wichtigsten kristallinischen Schiefer heißen: Gneis, Glimmerschiefer, Hornblendeschiefer und Urtonschieser.

c)    Die Sedimentärgesteine. Sediment oder Niederschlag ist der Stoff, der sich, nachdein er kürzere oder längere Zeit im Wasser schivebte, oder in dem Wasser aufgelöst war, auf dem Grunde abgelagert hat. Schütten wir z. B. in ein halb mit Wasser gefülltes Glas ein Gemenge von Kies, Sand, Schlamm und Kochsalz, schütteln das Ganze gut durcheinander und stellen dann das Glas ruhig hin, sofort werden die gröberen Beimengungen nach ihrer Schwere geordnet zu Boden sinken in deutlich unterschiedenen Schichten. Nur die feinen Schlammteilchen bleiben noch stundenlang im Wasser schwebend, ehe sie sich zu oberst absetzen und eine völlig klare Flüssigkeit übrig bleibt. Auf dem Boden befindet sich eine geschichtete Ablagerung, entstanden durch die Wirkung der Schwerkraft, es ist ein mechanisches Sediment. Aber das klare Wasser enthält noch immer Kochsalz, nicht als schwebender Körper, sondern aufgelöst. Verdampfen wir das Wasser, so erhalten wir einen Niederschlag des Salzes, entstanden durch chemische Vorgänge, wir erhalten ein chemisches Sediment.

Kies, Sand und Schlamm sind Gesteinstrümmer, welche im Wasser zermahlen wurden. Das Mahlen geschieht besonders in Flüssen und an Steilküsten des Meeres. In Flüssen hören wir bei Hochwasser das Poltern der vom Wasser fortbewegten und aneinander prallenden Steine. Durch das Aneinanderstoßen werden die Ecken der Steine abgerundet, die Steine selbst geglättet, zugleich werden die auf der Flußsohle liegenden Stücke abgeschliffen. Die Steine werden hierbei immer kleiner, je nach ihrem Gefüge mehr oder weniger länglich oder plattenförmig. Die abgeriebenen Teile werden zu Sand oder Schlamm zermahlen. Ähnlich arbeitet die Woge des Meeres an steilen Küsten.

Kies, Sand und Schlainm, die wir im Glase mit dem Wasser in schnelle Bewegung setzten, blieben im Wasser schweben; sie sanken erst zu Boden, als das Wasser ruhig wurde, zuerst der Kies, dann der Sand, zuletzt der Schlamm. Dasselbe geht in allen fließenden Wassern der

Erde vor. Eine reißende Strömung nimmt nicht nur Sand und Schlamm, sondern auch Kiesel eine große Strecke mit sich fort. Wenn die Geschwindigkeit der Strömung nachläßt, sinken zunächst die Kiesel als Absatz zu Boden, der Sand wird noch weiter fortgetragen und sinkt langsamer, während Schlamm lange Zeit mit dem Wasser wandert und nur ganz allmählich auf den Boden sinkt. Man kann annehmen, daß dort, wo sich Kiesmassen finden, früher eine starke Strömung war, entweder ein Flußbett oder die Küste eines Meeres, während Schichten von Schlamm anzeigen, daß das Wasser langsam geflossen oder ruhig gestanden haben muß.

Die Ablagerung kann int Wasser aber nur in regelmäßig aufeinander folgenden Schichten geschehen. Das aus dem Niederschlag sich bildende Gestein wird daher mehr oder weniger diese Schichtung aufweisen. Die Sedimentärgesteine heißen deshalb auch Schichtgesteine. Weil sie sich durch die Einwirkung des Wassers gebildet haben, heißen sie auch Wassergesteine oder neptunische Gesteine (Neptun, der Gott des Meeres).

Wie entsteht aber aus den Sedimenten ein fester Stein? Wenn wir Schlamm pressen, so tvird er fester. Wenn wir Wasser, das Kalk oder andere im Wasser lösliche Stoffe enthält, in Sand gießen, jo wird, wenn das Wasser verdunstet, der aufgelöste Stoff sich um die Sandkörner festsetzen und diese miteinander verbinden. Man nennt diesen Vorgang bekanntlich Einsickerung oder Infiltration. Durch Druck oder Einsickerung sind die meisten Sedimentärgesteine erhärtet.

Aber nicht nur aus mechanischen Sedimenten entstehen Sedimentärgesteine, auch aus chemischen Sedimenten können sie gebildet werden, z. B. die sog. Tropfsteine. In den Tropfsteinhöhlen der Kalksteinberge finden sich Steine, die wir mit Stalaktiten (von der Decke herabhängend) und Stalagmiten (vom Boden wachsend) bezeichnen. Diese Steine sind richtige Tropfsteine, denn sie entstehen durch das von der Decke der Höhle herabtropfende, mit einer Kalklösung getränkte Wasser, von dem ein Teil verdunstet. Auch von schlecht abgedeckten Brückengewölben finden wir oft Tropfsteine wie die Eiszapfen herabhängen; diese haben sich gebildet durch Wasser, das den Kalkmörtel berieselte und beim Abtropfen und Verdunsten einen Teil der Kalklösung in Form von Tropfstein niederschlug. Derselbe Vorgang spielt sich bei der Sinter- und Tuffbildung ab, wie wir überall beobachten können, wo kalkhaltiges Wasser langsam über eine Böschung herabrieselt, oder wie es die Bildung des sog. Kesselsteines im Dampfkessel usw. zeigt. Große Kalksteinmassen haben sich auf diese Weise abgelagert, das zeigen namentlich die Kalktufflager, die nach und nach ganze Täler ausfüllen können.

Auch Tiere und Pflanzen können zur Bildung der Sedimentärgesteine beitragen, und große Gesteinsmengen sind auf diese Weise entstanden. Manche Kalkarten z. B. bestehen aus den Schalen oder Schalbruchstücken von winzig kleinen Tierchen, die zu Milliarden im Meere leben und sterben und deren Kalkgehäuse nach dem Tode ihrer Träger zu Boden sinken. Dort häuft sich nach und nach eine mächtige Schicht als sog. Tiefseeschlamm an; es ist Kalk. An Kreide kann man z. B. unter dem Mikroskop die Trümmer dieser Schaltierchen deutlich wahrnehmen. Die Koralleninseln und Korallenriffe sind aufgebaut durch die Tätigkeit der Korallentierchen, welche in ungeheuren Mengen zusammenleben und beständig Kalk absondern. Die Steinkohlen sind Überreste von Pflanzen, die bei unvollständiger Verwesung (unter Wasser, also mit Ausschluß der Luft) ihren Brennstoff erhalten haben.

Oft finden lvir in das Gestein eingebettet Überreste von Pflanzen und Tieren, sog. Versteinerungen, Petrefakten oder Fossilien (petra = Fels, Stein, factum = gemacht, fossilis = aus der Erde gegraben). Die Pflanzen- und Tierreste, welche in das Wasser gelangten, wurden meist mit dem Schlamm, Sand oder Kies fortgetrieben, bis sie zu Boden sanken, vom Schlamm uflv. überdeckt wurden und mit demselben versteinerten.

Überblicken wir zum Schlüsse die Bildung der Sedimentärgesteine noch einmal, so finden wir, daß diese Gesteine aus Kies, Sand und Schlamm, aus Resten von Pflanzen und Tieren im Wasser gebildet oder aus den im Wasser löslichen Stoffen niedergeschlagen worden sind.

Die Sedimentärgesteine haben verschiedene Korngröße und Härte je nach den Stoffen, aus denen sie sich gebildet haben. Je nach der Korngröße unterscheidet man Konglomerat, d. i. zusammengeballter Kies, Sandstein, d. i. ein Stein aus zusammengekittetem Sand, Schiefer-ton, bestehend aus einem Sediment von Schlamm.

Die wichtigsten Sedimentärgesteine sind: Tongesteine, Kieselgesteine, Kalksteine, Sandsteine und Grauwacke.

§ 2. Wann die Gesteine entstanden sind.

(Historische Geologie.)

Bei der Bildung der Sedimentärgesteine oder bei deren Formation mußten sich selbstredend die ältesten Schichten zuerst ablagern und auf diesen älteren Schichten konnten sich erst die jüngeren aufbauen. Wäre nun keine Störung in der Ablagerung eingetreten, so müßten sich die Schichten der Zeitfolge nach geordnet finden und man müßte, um zu

den ältesten Schichten zu gelangen, stets alle jüngeren Schichten durchbrechen. Dieses ist aber nicht der Fall, sondern es treten, durch verschiedene Ursachen veranlaßt, oft ältere Gebirgsschichten zutage (Fig. 1).

K-

-Jseiweit,

-?$-Mittelalter - x--------Altertum

-x- -Urzeit- ->

<:..... -CL-

-----Zr-->

■i

--LL>

££L

««li

SS-⁺:;t.

7,

M/V '

+• ■

. V.

SV

—-Ms. .-MMMW/R--

'rn/p/ßi mSm

m-'-M

W

FWM

STj

• -h '

WB

K§

MW.

BW/M

MWK

-M

///,

Sgl

SS !

KW

jSS

«EN

5‘.

i'Sv.v

-x-

'1/VV

Ä

WW

M

- y.'t-‘cV'

1 l V,

ÄW

SS 7X

"in

N-

L2Ä

j - ^y/vV    _

SS;o:;5W'o^-.u.

NWWÄWKMKWK8U8N

/?

-*

<r

r-- Lava

m --- Granit u--Syenit o = (grünstem p ^ Porphyr ci--Basalt Fig. 1. Idealer Durchschnitt eines Teiles der Erdrinde.

Man hat deshalb das Alter der Gebirgsschichten durch die in denselben vorkommenden Versteinerungen zu bestimmen gesucht und hiernach folgende Reihenfolge geschichteter Steine festgestellt. Die Schichten sind in Fig. 1 und Tab. 1 mit denselben Buchstaben bezeichnet.

Tabelle 1.

Aormationen.

Die wichtigsten Gesteinsarten

Zeitalter Formation Formationsstufe

a) Quartär

Neuzeit

b) Tertiär

Alluvium

Diluvium

Pliozän

Miozän

Eozän

Flußkies, Schlamm. Lößablagerungen, Torf, Braunkohle.

Mergel, Basalt.

Basalt, Trachyt.

Braunkohle.

c) Kreide

Mittelalter

d) Jura

e) Trias

Obere Kreide Untere Kreide

Oberer Jura Mittlerer Jura Unterer Jura

Keuper

Muschelkalk

Buntsandstein

Schreibkreide, Kreidekalke. Quadersandsteine.

Kalke.

Sandsteine.

Sandstein.

Muschelkalk.

Sandstein.

f) Dyas

Altertum

g) Karbon

Zechstein

Rotliegendes

Kohlenformation

Kohlenkalk

h)    Devon

i)    Silur

k) Kambrium

Kalkstein.

Konglomerate.

Kalke.

Kohlenflöze, Grauwacke, Sandstein. Kalkstein, Grauwacke, Sandstein. Desgl. Tonschiefer.

Desgl.

Urzeit

1) Urschiefer

Das Nebeneinander der verschiedenen Formationen und Gesteinsarten wird dargestellt in einer Geologischen Karte.

§ 3. Der innere Gebirgsban.

(Geognosie.)

1. Schichten und Schichtenstörnngen. Das Übereinander der Gesteine wird durch „Geognostische Profile" (Fig. 2) und durch Bodenprofile (Fig. 3) gezeichnet. Nirgend finden wir die Schichten der Erdkruste in der Reihenfolge, wie sie in § 2 angegeben worden ist, regelmäßig wagerecht übereinander gelagert, etwa wie die Blätter eines Buches. Meist finden wir ein wirres Durcheinander aller möglichen Schichten in

denkbar mannigfachster Weise gelagert, aufgerichtet und wieder aneinander abgerutscht, gefaltet und verbogen, übergekippt und das unterste zu oberst gekehrt (Fig. 4 u. 5). Woher kommt das? Wenn wir die Blätter eines flach vor uns liegenden aufgeschlagenen Buches seitlich pressen, so

Längenschnitt.

)■

• v-

. .-4- .

Horizontalschnitt.

Fig. 2. Geognostische Profile des Tunnels bei Eiseefeld.

werden sie faltig. Ebenso verhält es sich mit den Erdschichten, die seitlichen Druck erhalten, sie werden gefallen und ineinander geschoben wie die Blätter des Buches. Aber ein Unterschied ist doch zwischen den Blättern und den Gesteinsschichten, die einen sind biegsam, die anderen hart und spröde. Wir vermögen zwar auch sprödes Gestein etwas zu

__    biegen, aber nur bis zu einer gewissen Grenze,

dann entstehen Sprünge; die Schichten werden verschoben, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist. Es zeigt a die ungestörte Lagerung, b geneigte Schichten, c eine Knickung der Schichten, d und e gebogene Schichten, f eine auskeilende Schicht, g Diskordanz der Schichten, h eine Verwerfung mit Raumverengung, i eine Verwerfung mit Raumerweiterung, k einen Horst, I eine Grabenversenkung, m einen Staffelbruch und n eine Überschiebung der Schichten.

Fig. 5 zeigt ebenfalls gebogene Schichten, außerdem verschiedene Täler, bei a ein Muldental, bei b ein Flankental, bei c ein Scheiteltal.

Jede Schicht an und für sich betrachtet hat eine Ober- und Unterfläche (Dach- und Sohlfläche), welche zwei parallele Ebenen bilden. Der kleinste Abstand dieser Ebenen voneinander bildet die Dicke oder Mächtigkeit der Schicht. Mächtige Schichten dichter Gesteine werden Bänke genannt, und Schichten von geringer Länge und großer Mächtigkeit nennt

Mutter

boden

Grund

wasser

sandiger

Lehm

po

lat

Ton

Fig. 3. Bodenprofil.

man Stöcke. Manche Schichten werden nach und nach immer dünner, verlieren an ihrer Mächtigkeit und hören endlich gänzlich auf, sie keilen

a,

~    - — r 7^    ^    -

i

c

(l

e

f

"1 t - ,w..rz_-

-V.v.-.-.v:

9

7i

i

WMM mmz%

%%%%%%

MMÄ

zztpFZ^i

z

Z////7/////A

WZMPa

WEiSEiS

TL

/TZ,

y///////v//////y/////\

'3'&£sMS^ESä

C\

W/////////Äz\ .;;:V:.-:'.;

Fig. 4. Gesteinsschichten.

-rx s

T

T

¹

^ ^ ^ XZV

V.:    •'

Fig. 5. Gesteinsschichten.

aus (Fig. 4 k). Wenn geneigte Schichten Dort der Oberfläche geschnitten werden, so wird dieser Schnitt als das Ausgehende oder der Aus-strich bezeichnet. Die eine Schicht unmittelbar bedeckende Gesteinsmasse nennt man das Hangende, diejenige Masse, auf der die Schicht ruht, nennt man das Liegende.

Die Neigung einer Schichte wird durch das Fallen und Streichen angegeben. Unter Fallen versteht man den Neigungswinkel der Schichte und unter Streichen den Winkel, welchen die Streichlinie mit der Nordlinie bildet. Die Streichlinie steht rechtwinklig znm stärksten Gefälle und durchzieht wagerecht die Schichtfläche. Eine horizontale Lagerung nennt man söhlig, eine schräg gegen den Horizont liegende geneigt, eine lotrecht stehende seiger. Luftsattel nennt man den abgewaschenen Teil eines Gebirgsattels (c in Fig. 5).

2. Absonderung. Wenn irgend eine weiche plastische Masse nach und nach erhärtet und schließlich ganz fest wird, so zieht sie sich zusammen. Ist eine solche Masse sehr groß, so bilden sich in derselben Punkte, nach denen hin die Zusammenziehung stattfindet. Kommen diese Punkte vereinzelt vor, so zerreißt die Masse in mehr kugelförmige Stücke, reihen sich aber solche Punkte zu einer Linie aneinander, so entstehen Säulen, Platten oder Quadern. Man nennt diesen Vorgang Absonderung, die abgesonderten Stücke Absonderungen, die Spalten und Fugen aber, welche letztere begrenzen, Absonderungsklüfte. Wir unterscheiden folgende Arten der Absonderung:

a)    Kugelige Absonderung; sie bildet meist konzentrische Schalen von 0,02—150 m Durchmesser und kommt vor bei Basalt, Porphyr, Grauwacke (z. B. bei Ehrenbreitstein), Buntsandstein.

b)    Säulenförmige Absonderung. Die Säulen sind von den verschiedensten Längen und Dicken, oft ziemlich regelmäßig sechsseitig, aber auch unregelmäßig, drei-, vier-, fünf- und mehrseitig. Bei sehr großer Unregelmäßigkeit nennt man die Absonderungen Pfeiler. Säulenförmige Absonderungen haben Basalt, Trachyt, Felsitporphyr.

c)    Quaderförmige Absonderungen verdanken in den meisten Fällen ihre Gestalt zugleich den Schichtungsklüften. Sie kommen vor beim Quadersandstein, Kalkstein, Kieselschiefer, Tonschiefer.

d)    Plattenförmige oder tafelförmige Absonderungen. Das Gestein ist in tafelförmige Stücke geteilt, die Tafeln sind bald eben, bald krummflächig (Kohlenkalk, Basalt, Porphyr, Granit usw.).

e)    Unregelmäßige Absonderungen nennt man solche, bei welchen die Klüfte in mehreren, ganz unregelmäßigen Richtungen durchsetzen und dadurch vieleckige Absonderungsstücke darstellen. Sie kommen sowohl bei geschichteten (Grauwacke), als bei ungeschichteten Gebirgs-massen (Porphyr, Diorit) häufig vor.

Zerklüftet nennt man ein Gestein, das dnrch viele Risse unb Spalten in kleine Stücke zertrennt worden ist.

B. Beschreibung der Gesteine (Petrographie).

§ 4. Allgemeine Eigenschaften der Steine.

1.    Zusammensetzung und Gefüge. Wir unterscheiden einfache und zusammengesetzte Gesteine; erstere bestehen aus ganz gleichartigen Massenteilchen — aus einem Mineral —, letztere setzen sich aus mehreren Mineralien zusammen und bilden ein innig verbundenes Gemenge. Die einzelnen Teilchen sind entweder groß, mittelgroß oder klein, scharfkantig, rundlich oder plattenförmig. Wir unterscheiden dementsprechend:

Kristallinisches Gefüge mit mittelgroßen scharfkantigen Körnern.

Sandstein-Gefüge mit mittelgroßen rundlichen Körnern.

Breccien mit großen scharfkantigen Körnern.

Konglomerat mit großen rundlichen Körnern.

Dichtes Gefüge mit sehr kleinen Körnern.

Schieferiges Gefüge mit plattensörmigen Teilchen, die alle nach einer Richtung gelagert sind.

Porphyr-Gefüge, bei dem in einer dichten oder feinkörnigen Grundmasse größere Kristalle eingebettet sind.

Mandelstein-Gefüge mit eingeschlossenen mandelförmigen Mineralien.

Enthält das Gestein Hohlräume, so nennt man das Gefüge je nach der Größe dieser Hohlranme löcherig, blasig, § eilig, porig.

2.    Bearbeitungsfähigkeit. Diese ist im wesentlichen abhängig von der Zusammensetzung und dem Gefüge der Steine. Nach der Be-arbeitnngsfähigkeit des verfügbaren Steinematerials richtet sich wiederum die Architektur der Bauwerke, ja die ganzer Völker. Ägypten ist das Land des Granits; das schwierig zu bearbeitende Material ist Ursache der massiven Banweise mit ihren glatt anstrebenden Flächen, die man mit dem Meißel mühsam bearbeiten und dnrch Abschleifen allenfalls glätten und polieren konnte. Griechenland hat den Marmor; ohne ihn hätte die griechische Bildhauerkunst nicht die hohe Blüte erreicht, vor deren Werken wir selbst in ihrem verstümmelten Zustande noch bewundernd stehen. — London dagegen steht auf Lehm und ist eine Stadt ans Backsteinen. —

3.    Härte. Man versteht darunter den Widerstand gegen Abschleifen oder Ritzen. Von zwei Mineralien ist dasjenige das härtere, welches das andere ritzt, ohne von demselben geritzt zu werden. Nach diesem Grundsätze hat Professor Mohs im Jahre 1820 zehn Mineralien als

Glieder einer Härteskala aufgestellt, von denen das weichste mit 1 und das härteste mit 10 bezeichnet wird. Die Skala lautet:

Härte    1:    Talk,

„    2:    Steinsalz,

„    3:    Kalkspat,

„    4:    Flußspat,

„    5:    Apatit,

Härte 6: Feldspat,

„    7: Quarz,

„    8:    Topas,

„    9: Korund,

„ 10: Diamant.

4.    Festigkeit. Hier kommt hauptsächlich die Druckfestigkeit oder der Widerstand gegen das Zerdrücken in Frage. Die Festigkeit der wichtigsten Bausteine ist in § 38 angegeben.

5.    Zähigkeit, oder der Widerstand gegen den Stoß, soll nanientlich bei Straßenbausteinen nicht zu gering sein.

6.    Wasseraufnahmevermögen und Wetterbeständigkeit. Die Wasseraufnahme wird gewöhnlich in Prozenten des Gewichts angegeben, nachdem die Probestücke zunächst getrocknet, gewogen, dann einige Tage in Wasser gelegt und nochmals gewogen worden sind. Das Wasseraufnahmevermögen hat einen wesentlichen Einfluß auf die Wetterbeständigkeit (§ 10).

7.    Spezifisches Gewicht ist die Zahl, die angibt, wie viel Kilogramm 1 cdm des Steines wiegt. Das spezifische Gewicht der wichtigsten Baustoffe ist in Tab. 25 angegeben.

8 5. Zusammenstellung der Gesteinsarten.

Gruppe

Gesteinsart

Granits

Alpengranit

Syenitgranit

Syenit

Hornblendefels

Quarzporphyr

Granitporphyr

Syenitporphyr

Porphyrit

Diorit (Hornblendegrünstein)

Diabas (Augitgrünstein)

Gabbro

Melaphyr

Melaphyr-Porphyr

1. Masfengesleine.

Granit

| Syenit

Porphyr

Grünstein

Gesteinsart

Gruppe

Trachyt

Andesit

Phonolith (Klingstein)

Basalt

Dolerit

Trachyt

Basalt

Basaltlava

Lava

Gneis

Glimmerschiefer

Hornblendeschiefer

Urtonschiefer

2. Kristallinische Schiefergesteine.

Gneis

Glimmerschiefer

Hornblendeschiefer

Urtonschiefer

Gemeiner Tonschiefer Grauwackenschiefer Dachschiefer Lehm

Quarzfels Kieselschiefer Hornstein Feuerstein

3. Schichtgesteine.

Tongesteine

Kieselgesteine

> Kalkgesteine

Grauwackenkalkstein Kohlenkalkstein Zechstein Muschelkalk Liaskalk Jurakalk Kreidekalk Kalktuffe Kalkspat Marmor

Gips

Grauwackensandstein

Kohlensandstein

Jurasandstein

Grünsteintuff

Basalttuff

Traß

Grauwacke

Sandsteine

Tuffe

Grauwacke

§ 6. Massengesteilie?)

1.    Granit. Granit besteht aus den kristallinisch miteinander ver-lvachsenen Mineralien: Feldspat, Quarz und Gliminer. Seine Güte hängt ab sowohl von der Korngröße, als auch von der Zusammensetzung des Steines. Am besten haben sich diejenigen Arten bewährt, lvelche mit hohem Quarz- und niedrigem Glimmergehalt eine mittelfeine Körnung verbinden. Aus gesunden Lagen entnommen, ist das Gestein sehr wetterbeständig; es läßt sich gut, aber nicht leicht polieren, ist schwer bearbeitbar und gestattet, weil es leicht ausspringt, keine feinen Profilierungen.

Der Granit ist ein massiges Gestein, das vorwiegend in stockförmigen Massen und Gängen vorkommt, keine Spur einer eigentlichen Schichtung, jedoch sehr oft eine bankförmige Absonderung zeigt. Da hierdurch das Gestein von Natur aus in mehr oder weniger dicke Platten geteilt ist, so bietet in der Regel der Granitbau keine zu großen Schwierigkeiten.

Das spezifische Gewicht schwankt zwischen 2,5 und 3,05. Granitarten sind: Granitit, Alpengranit, Syenitgranit.

2.    Syenit, angeblich nach dem Orte Syene in Ägypten benannt, ein kristallinisches Gemenge von Feldspat und Hornblende ohne Quarzbeimischung. Er wird wie Granit benutzt und eignet sich vorzüglich für architektonische Arbeiten. Spez. Gewicht 2,5—3,06.

3.    Porphyre. Es sind kristallinisch gemengte Steine, bei denen aus einer dichten Grundmasse einzelne Einsprengungen — Kristall- oder Mineralkörner — deutlich hervortreten. Benutzung wie bei Granit und Syenit. Das spezifische Gewicht schwankt zwischen 2,4 und 2,8. Als baulich wichtige Arten sind zu unterscheiden: Quarzporphyr, Granitporphyr und Syenitporphyr.

4.    Grünsteine. Dichte oder körnige Mineralgemenge von Feldspat und Hornblende oder Augit. Die Mengung ist meist sehr innig, die einzelnen Bestandteile sind sehr schwer zu unterscheiden. Zu der Grünsteingruppe gehören: der Diorit oder Hornblendegrünstein, der Diabas oder Augitgrünstein, derGabbro und der Melaphyr. Die zwei ersten sind besonders zu Schotter- und Pflastersteinen geeignet, sind aber auch int Wasser- und Brückenbau geschätzt; die zwei letzten sind gute Dekorationssteine. Spez. Gewicht 2,7—3,0.

5.    Trachyt ist ein quarzfreies Gestein, zusammengesetzt aus Feldspat und Hornblende, Glimmer oder Augit. Je nach dem Vorherrschen der letztgenannten 3 Mineralien unterscheidet man: Hornblendetrachyt, Glimmertrachyt und Augittrachyt. Aus der porösen, rauhen und

¹) Deutsches Bauhandbuch und Förster, Baumaterialienkunde.

meist lichtgrauen Grundmasse treten die genannten Mineralien in kleinen Kristallen heraus. Das mit Mörtel sich gut verbindende Gestein wird zu Mauern, aber auch zu Schotter- und Pflastersteinen verwendet. Spez. Gewicht 2,2—2,7.

6.    Basalt ist ein dichtes oder feinkörniges Gemenge von Feldspat und Augit, unter häufiger Beimischung von Magneteisen und glasglänzendem, olivengrünen Olivin. Zeigt er ein deutlich kristallinisches Gefüge, so wird er auch Dolerit genannt. Verwendung findet er hauptsächlich als roher Bruchstein, als Schotter- und Pflasterstein. Spez. Gewicht 2,8—3,3.

7.    Lava nennt man die aus den Vulkanen ausfließende Gesteinsmasse, welche an der Luft erkaltet und erhärtet. Sie kommt in schwarzer oder grauer Farbe vor und heißt im ersten Falle wegen der Ähnlichkeit mit Basalt, Basaltlava, im zweiten Falle Trachytlava. Die Masse erscheint mehr oder weniger porös infolge der Dampfbildung während des Erkaltens. Die Lava wird verwendet zu Quadern, Bordsteinen und Schottermaterial. Spez. Gewicht 2,4.

§ 7. Kristallinische Schiefer.

1.    Gneis hat die Bestandteile des Granits, ist aber geschichtet, besonders der (nicht schwarze) Glimmer zeigt gleiche Richtung. Das Gestein wird dadurch lagerhaft wie Schichtgestein. Vollständige Übergänge in Granit findet man häufig.

2.    Glimmerschiefer ist ein kristallinisches Gemenge von Quarz und Glimmer, letzterer herrscht vor und gibt dem Gestein sehr deutliche Schieferungen. Wird Quarz überwiegend, so findet ein Übergang in „Quarzschiefer", ist dagegen Feldspat beigemengt, so findet ein solcher in „Gneis" statt.

3.    Hornblendeschiefer schließt sich an Syenit an, wie Gneis an Granit, besteht hauptsächlich aus Hornblende, die in schiefriger Struktur auftritt.

Die vorgenannten Schiefer finden wenig bautechnische Verwendung; einige dickschiefrige und quarzreiche Vorkommen liefern gute Bausteine; zum Straßenbau werden Gneis und Quarzschiefer verwandt; sehr fein« und ebenschiefrige Lagen dienen zur Dachdeckung.

8 8. Schichtgesteine.

1. Tongesteine. Man unterscheidet schiefiige und dichte oder erdige Tongesteine (Lehrn). Schiefrige Tvngesteine oder Tonschiefer sind ein schiefriges, teils hartes, teils weiches Gemenge von Ton mit

Gamann, Kulturtechnische Bankunde. I. Band.

ungemein feinen Glimmerschüppchen und Quarzstäubchen. Der gemeine Tonschiefer ist meist grau, grünlich, rötlich, fettig glänzend, mit Quarz-wulsten. Die Schieferung ist gewöhnlich uneben. Er ist als Bruchstein brauchbar, gestattet jedoch keine Bearbeitung zu Quadern. Der Grauwackenschiefer bildet den Übergang des gemeinen Tonschiefers zum Grauwackensandstein. Der Dachschiefer findet Verwendung zur Dachdeckung, zu Tafeln, zu Fußbodenfliesen usw.

2.    Kiesel-(Quarz-) Gesteine. Die wichtigsten Arten sind: Der Quarzfels (Quarzit), der Quarz als Fels vorkommend, weiß oder-gelblich, massig und oft porös. Der Quarzschiefer, ein schiefriger Quarz als Gestein, der etwas Glimmer enthält. Der Kieselschiefer, . ein dunkel gefärbtes Kieselgestein, welches von vielen weißen Quarzadern durchzogen ist und im Grauwackegebirge und darunter int Tonschiefer vorkommt. Hornstein und Feuerstein, dichte, harte und spröde Gesteine, die neben Kiesel etwas Tonerde enthalten.

Alle Quarzgesteine haben geringen bautechnischen Wert; sie sind zwar sehr wetterbeständig, aber schwer zu bearbeiten und werden aus diesem Grunde selten als Mauersteine, meist als Straßenbausteine verwendet.

3.    Kalkgesteine. Man unterscheidet kohlensauren Kalk, gemeinhin „Kalkstein" genannt, und schwefelsauren Kalk oder Gips. Gemenge von kohlensaurem Kalk und kohlensaurer Magnesia nennt man Dolomit. Sämtliche Kalksteine können zur Herstellung von Mörtel verwendet werden.

Der Kalkstein besteht vorwiegend aus kristallisiertem kohlensauren Kalk; man kann ihn daran erkennen, daß er beim Zusatz konzentrierter Säuren aufbraust (es entweicht die Kohlensäure). Der körnige Kalk oder Marmor ist von jeher als der edelste Baustein hochgeschätzt worden; er nimmt sehr schöne Politur an und bricht in sehr großen Blöcken, wobei ihn eine bedeutende Elastizität zur Herstellung langer Balken geeignet macht. Der dichte Kalkstein, auch gemeiner Kalkstein genannt, ist stellenweise von so außerordentlicher Härte, daß er einen guten Pflasterstein abgibt; an anderen Orten ist er so weich, daß man ihn leicht mit dem Messer schneiden kann: trotzdem aber ist er wetterbeständig. In vielen Fällen wird der Kalkstein als guter Baustein geschätzt. Dolomit wird als Baustein verwendet, zu Steinntetzarbeiten und als Mauerstein zu Wasser- und Brückenbauten.

4.    Sandsteine. In einem meist feinerdigen Bindemittel, welches aus Ton, Mergel, Kalk oder Eisenoxyd besteht, liegen kleine abgerundete oder scharfeckige Quarzkörner eingebettet und geben ein mehr oder weniger festes Gestein, das meist geschichtet oder in quaderförmigen Absonderungen

erscheint. Die Farbe    ist abwechselnd    weiß, grau, gelblich, rot,    selten

braun. Man unterscheidet nach dem Bindemittel tonige, mergelige, kalkige, eisenschüssige und quarzige Sandsteine und nach dem Vorkommen Grauwacken-, Kohlen-, Kreide-, Keuper-Sandsteine usw.

Die technische Verwertung ist sehr ausgedehnt, weil sich dieses Gestein zu Bausteinen, Monumenten, Gesünsen, Treppenstufen, Platten, Mühl-und Schleifsteinen leicht verarbeiten läßt.

5.    Tuffe sind zu Stein erhärtete lose Auswurfsprodukte der Vulkane, sie sind aber geschichtet.

Benutzung: „Leuzittuff" (enthält viele Leuzitkristalle) gibt gute Quadern, ist teilweise    sehr    fein, auch    ziemlich feuerfest. „Trachyttuff"

(Backofenstein), bei dem zerriebene Trachytmasse den Hauptbestandteil bildet, ist leicht zu bearbeiten und ziemlich feuerfest. Der „Traß" im Brohltale, ein etwas rauhes, durch fein zerriebenen Bimsstein zusammengekittetes, ziemlich dichtes Gestein, ist leicht zu Quadern zu bearbeiten und gibt, zerrieben und mit fettem Kalk vermischt, einen vorzüglichen Wassermörtel.

6.    Grauwacke. Ein Trümmergestein, in welchem die scharfkantigen

oder abgerundeten Quarz-, Kieselschiefer- oder Tonschieferstückchen durch ein von Kieselsäure durchdrungenes toniges Bindemittel oder auch durch Kiesel allein verbunden sind. Die vorherrschende Farbe ist ein helleres oder dunkleres Grau.    Die    Grauwacke    ist meist geschichtet und    nimmt

sogar ein schiefriges Gefüge    an. Nach    der Größe und Lagerung    der in

der Grundmasse liegenden Gesteinstrümmer erhält man dichte Grauwacke, Grauwackenschiefer, Grauwackensandstein und Grauwackenkonglomerat.

Das sehr zähe, feste, schwer zu bearbeitende Gestein wird als Bruch-und Mauerstein, die härteren Abarten werden zu Pflastersteinen und Chaussierungssteinen benutzt.

C. Wahl und Prüfung der Steine.

§ 9. Wahl der Steine.

1. Werksteine und Bruchsteine. Unter Werksteinen (Hausteinen, Quadern) verstehen wir größere, regelmäßig bearbeitete Steine. Das Steinmaterial muß fest und wetterbeständig, aber nicht zu schwierig zu bearbeiten sein; es muß ferner gleichmäßiges Korn zeigen und darf keine Risse oder faule Stellen haben.

Kleinere natürliche Steine heißenBruchsteine. Unter diesem Sammelnamen verstehen wir nicht nur die ganz unbearbeiteten Steine, welche roh, wie sie aus dem Steinbruch kommen, vermauert werden, sondern auch

die mehr oder weniger sorgfältig parallelepipedisch bearbeiteten, welche zum Unterschied von den rohen Bruchsteinen Schichtsteine oder, tvenn sie in der äußeren Mauerfläche sichtbar werden, Mantel- oder Verblendsteine genannt werden. Gute Bruchsteine sollen ebenfalls fest und wetterbeständig, dabei aber lagerhaft und mit einer möglichst ebenen Stirnfläche versehen sein.

2.    Bausteine für Wasser- und Brückenbauteil. Zur Ausführung dieser Bauten eignen sich nur Bausteine, welche hinreichende Festigkeit mit Wetter- und Frostbeständigkeit verbinden und deren Bearbeitungs- und Transportkosten tunlichst gering sind. — Die Massengesteine wie Granit, Porphyr, Grünstein, Trachyt und Basalt sind zwar meist sehr fest und dauerhaft, lassen sich aber schwer bearbeiten, während die Schichtgesteine, darunter viele Ton-, Kalk- und Grauwackengesteine, besonders aber die besseren Sandsteine die erforderliche Festigkeit und Dauer mit einer größeren Lagerhaftigkeit und Bearbeitungsfähigkcit verbinden. Wo mehr oder minder dauerhafte Steine gleichmäßig zur Verfügung stehen, werden die ersteren im Äußeren, die letzteren im Inneren des Mauerwerks, woselbst sie den Witterungseinflüssen weniger ausgesetzt sind, verwendet.

3.    Pflastersteine. Zur Herstellung von Steinpflaster eignet sich dasjenige Material am besten, welches bei der nötigen Festigkeit und Dauerhaftigkeit sich am leichtesten zu regelmäßigen Körpern bearbeiten läßt, also gute Spaltflächen hat. Gestein, welches durch Glätte den Zugtieren gefährlich werden kann, darf zur Pflasterung stark geneigter Bahnen nicht benutzt werden. Granit, Grünstein, Grauwacke, Basalt, Porphyr, fester Sandstein und ähnliche Gesteine geben gute Pflastersteine.

4.    Chaussierungssteine. Man verlangt von diesen Steinen genügende Festigkeit gegen das Zerdrücken, Zähigkeit gegen Stoßwirkungen, Härte, um zu große Abnutzung durch Reibung der Räder zu vermeiden, Wetterbeständigkeit, den Witterungseinflüssen zu widerstehen; ferner sollen dieselben würfelförmigen, körnigen Kleinschlag liefern und keinen klebrigen, zähen Schlamm bilden, vor allen Dingen soll das Material gleichartig sein, da die den Angriffen des Verkehrs ausgesetzten Steine bei ungleichartiger Beschaffenheit auch ungleich abgenutzt werden und dadurch zur Bildung von Unebenheiten Veranlassung geben. Gute Chaussierungssteine sind: Basalt, Granit, Porphyre, von den Grünsteinen namentlich Diorit, Diabas und Melaphyr, von den Quarzgesteinen Quarzit, Kieselschiefer und Hornstein, ferner Grautvacke; weniger fest, aber unter Umständen verwendbar sind: Basaltlava, fester Sandstein, namentlich Kohlensandstein, Dolomit und Kalkstein, sowie Flußgeschiebe.

§ 10. Prüfung der Steine.

Die Zeit ist die beste Lehrmeisterin; sie gibt uns auch den zuverlässigsten Aufschluß über die Brauchbarkeit der Baumaterialien. Steine alter Bauten, die Jahrhunderte den Witterungseinflüssen getrotzt haben, bedürfen keiner lveiteren Prüfung, es genügt, wenn ihre Fundstätte bekannt ist. Das Material neuer Steinbrüche dagegen muß auf seine Wetterbeständigkeit, Festigkeit, Härte usw. untersucht werden.

Zur Vornahme genauer Untersuchungen gehören: Zeit, Sachkenntnis, Übung, vollkommene Versuchsvorrichtungen, Versuchsmaterialien usw. Da solche Mittel in der Regel dem einzelnen nicht zur Verfügung stehen, so sind in neuerer Zeit staatliche Versuchsanstalten errichtet worden, durch welche bereits eine große Zahl von völlig zuverlässigen Versuchsergebnissen gewonnen wurde. — Die Ergebnisse der einzelnen Anstalten können nur dann miteinander verglichen werden, lvenn die Untersuchungen nach einheitlichen Methoden durchgeführt werden.

In den meisten Fällen werden bei der Wahl der Steine keine oder nur einfache Hilfsmittel zu Gebote stehen, dann muß man die Brauchbarkeit des Materials, besonders seine Wetterbeständigkeit, Festigkeit und Härte auf andere Art zu bestimmen suchen. Über die Bestimmung der Härte ist in § 4 Näheres angegeben. Nachstehendes soll Anhalt gewähren für die

Wetterbeständigkeit (Frostbeständigkeit). Die Zerstörung der Gesteine durch Verwitterung wird besonders durch den Wechsel von Wärme und Kälte herbeigeführt. Und zwar kommt sowohl die durch die Sonnenstrahlen bei niedriger Luftwärme hervorgerufene Ausdehnung der Steine an der Oberfläche als auch die zerstörende Wirkung des in den Poren enthaltenen Wassers beim Gefrieren in Betracht. Frostwirkungen werden in doppelter Weise erkennbar: durch Abbröckeln kleinerer oder größerer Stücke — zuletzt bis zur völligen Zerstörung — und durch Veränderung des inneren Gefüges des ganzen Steines, dessen Druckfestigkeit dadurch herabgemindert wird. Fast alle kalkhaltigen Gesteine leisten verhältnismäßig geringen Widerstand gegen die Verwitterung. Ebenso äußern Beimengungen von Feldspat, Glimmer und Hornblende je nach der Größe und der Art ihrer Verbindung mit den übrigen Bestandteilen meist einen ungünstigen Einfluß. Grobkörniges und schiefriges Gefüge bedingt in der Regel geringere Widerstandsfähigkeit gegen die Verwitterung, als feinkörniges, dichtes Gefüge ohne ausgesprochene Schichtung. Ein toniges Bindemittel zwischen den Gemengteilen des Gesteins ergibt geringere Wetterbeständigkeit desselben, als ein quarziges Bindemittel.

Das Verwitternde Gestein ist durch mikroskopische Risse, welche seine Frostbeständigkeit beeinträchtigen, durch dumpfen Klang unter dem Hammer, widersinniges Spalten und eine erhöhte Fähigkeit, Wasser aufzusaugen, zu erkennen. Zeigt Glimmer gelbe Färbung, so deutet dies (in der Regel) auf beginnende oder bereits eingetretene Verwitterung hin. — Bei Anwendung geschichteter Steine hat man auf besonders gefärbte Schnüre und Flecken zu achten, weil solche häufig weichere Bestandteile als das Gestein selbst zeigen und gewöhnlich bald auswittern. — Auch die Betrachtung der Feldstücke in der Nähe der Brüche, z. B. auf den Halden, wo die Gesteine oft schon jahrelang den Witterungseinflüssen ausgesetzt waren, bieten manchmal Anhalt zur Beurteilung der Wetterbeständigkeit des Gesteins.

D. Gewinnung und Bearbeitung der Steine.

§ 11. Gewinnung der Steine.

Die meisten Steine werden in den Steinbrüchen gewonnen. Die Wahl der Baustelle ist abhängig von der Art, Güte und Menge des Gesteins, von seinen Gewinnungs- und Transportkosten. Die Transportkosten richten sich nach der Entfernung des Bruches von der Verwendungsstelle, nach den Verladevorrichtungen und der Beschaffenheit der Verkehrswege. Für die Gewinnungskosten sind maßgebend der Umfang des Vorkommens und die erforderlichen Grunderwerbskosten, die Kosten für einmalige oder fortgesetzte Beseitigung des Abraumes und der äußeren unbrauchbaren „Schwarte", die Härte, das Gefüge und die Lagerungsverhältnisse des Gesteins, seine spätere Verwendung, die Förderung bis zur Verladestelle und schließlich die Art des Abbaues.

Die Gewinnung der Steine in den Brüchen erfolgt entweder durch „Tagebau" oder durch „unterirdischen Abbau". Beim Tagebau ist die Gewinnungsart abhängig von der Gestaltung der Erdoberfläche, nämlich davon, ob man das Gestein im ebenen Gelände, am Abhang eines Berges oder in einer sanft ansteigenden Erhebung holen muß. Soll der Stein aus dem Untergründe eines ebenen Geländes geholt werden, so gräbt man einen Trichter, dessen Tiefe und oberer Durchmesser allmählich vergrößert werden. Einfacher gestaltet sich die Gewinnung an einem Bergeshang. Man beseitigt zunächst den oberen „Abraum", d. h. das lose aufgelagerte Erdreich und das äußere angewitterte, unbrauchbare Gestein und bricht dann die brauchbaren Steine an einer Stelle oder auch in mehreren 5—10 m übereinander befindlichen Absätzen (Terrassen) los. Bei dem mattansteigenden Gelände sucht man durch schmale Erdoder Felseinschnitte schnell an eine größere Höhe der brauchbaren Wand

— Brusthöhe

zu gelangen und erweitert den Bruch alsdann kessel-

artig, den erwähnten Einschnitt sowohl für die natürliche Ableitung des Wassers als auch für das Herausschaffen der Steine verwendend.

Sind Tagebaue wegen der zu großen Abraumkosten unmöglich, so muß zum unterirdischen Abbau geschritten werden. Bis zur tiefsten Stelle der abzubauenden Schicht teuft man einen Schacht ab oder treibt einen Stollen und haut von hier nach rechts und links Querschläge zu den Arbeitsstellen. Derartige unterirdische Abbaue sind namentlich bei Schieferbrüchen häufig. Auch die Basaltlava, deren Dichte nach der Tiefe zunimmt, wird bei Niedermendig unterirdisch gewonnen. Bei Trier sind unterirdische Steinbrüche in neuerer Zeit mehrfach eröffnet worden; sie lieferten große Werkstücke zum Kölner Dom, und es werden hier die feinsten, zu Steinmetz^ und Bildhanerarbeiten tauglichsten Felsmassen gefördert. Einer der berühmtesten unterirdischen Steinbrüche ist der im Pietersberg bei Maastricht.

In alter Zeit trieb man viele Brüche auf diese Art, teils um die Abraumkosten zu ersparen, teils auch, weil man aus Mangel an Transportmitteln gezwungen war, nahe liegende, einmal eröffnete Brüche so viel als möglich auszunutzen. Die Katakomben, welche den ersten Christen in Italien als Schutzstätten ihrer Versammlungen dienten, in denen heimlicher Weise die Gottesdienste gefeiert, die Märtyrer begraben wurden, und aus denen, nachdem das Christentum als Religion anerkannt worden war, sich prachtvolle Kirchen gestalteten, waren ursprünglich ebenfalls unterirdische Steinbrüche. Die großartigsten finden sich bei Rom; in einer Länge von ungefähr 2 Stunden Weges ziehen sich die künstlichen Höhlen unter der Erde fort, mit Gallerten, die eine Höhe von 4—6 m und eine ebenso große Breite haben. Die Labyrinthe von Syrakus und Kreta sind andere bekannte Beispiele unterirdischer Steinbruchsarbeiten; Ägypten hat in seinen ausgedehnten Grabeshöhlen, Griechenland in den Marmvrbrüchen von Paros ähnliche unterirdische Steinbrüche, wie auch deren noch im Mittelalter in vielen Gegenden Deutschlands, namentlich zur Gewinnung der für die Mörtelbereitung tauglichen Kalksteine, in Betrieb gesetzt wurden.

Stets werden die Steine aus dem „Liegenden" des Bruches gewonnen, selten durch Absägen, oft durch Eintreiben von Keilen in vorhandene oder künstlich hergestellte Schlitze (Schräme) oder in eine Reihe von Bohrlöchern, oft auch durch Sprengen mittels Dynamit, Pulver oder Kalkpatronen. Im gesprengten Gestein unterscheidet man drei Zonen der Sprengwirkung; zunächst der Ladung die Zermalmungszone, hieraus die Zone der Verschiebung und zuletzt die der bloßen Trennung. Die

brisanten Mittel (Dynamit) haben bei geringer Trennungszone eine große Zermalmungs- und Verschiebungszone, während die weniger brisanten (Pulver) mit gleicher Ladung bei geringer Zermalmungs- und Verschiebungszone größere Trennungen erzielen. Die ersteren wirken mehr zerkleinernd, letztere mehr spaltend. Daraus ergibt sich, daß zur Gewinnung großer Blöcke und Stücke die weniger brisanten Sprengstoffe zu wählen sind. Bei Marmor und anderen tvertvollen Quadern dürfen Verschiebung und Zermalmung nur in sehr geringem Maße auftreten, sie sollen daher weder mit Dynamit noch mit Pulver gesprengt werden.

Vorteilhaft ist bei diesen Steinen die Sprengung mit Kalkpatronen. Gebrannter, fein gepulverter Kalk wird unter hohem Druck in Patronen gepreßt, diese werden in die Bohrlöcher gebracht und in gewöhnlicher Weise besetzt. Nun wird Wasser zugeführt, der Kalk löscht, dehnt sich hierbei aus und drückt den Felsen langsam auseinander.

2,

y.

>'

is

U!

§ 12. Bearbeitung der Steine.

1. Das Zertrennen

der Steine erfolgt im einfachsten Falle durch Zerschlagen oder Spalten. Zeigt der Stein keine Spaltbarkeit, so wird derselbe oft in der Linie, in der er brechen soll, eingekerbt und dann abgeschlagen. Für die Herstellung von Steinplatten oder gar dünner Belagplatten ist jedoch dieses Verfahren nicht anwendbar. Platten werden von nicht >paltbaren Steinen meist durch Absägen gewonnen. Man hat

jag

Je

jJl

k-r- i

X......." ••

Fig. 6. Steinsäge.

Gattersägen (Fig. 6), Kreissägen, Bandsägen und Seilsägen. Da sich die Zähne rasch abnutzen, so wendet inan meist Sägen ohne Zähne an, die man mit einein Gemenge von Sand oder Schmiergel und Wasser unter einem entsprechenden Drucke zur Anwendung bringt. Der Druck der Säge ist hierbei so zu wählen, daß der Sand oder Schmiergel zwar kräftig in den Schnitt gedrückt, dabei aber nicht, oder sehr langsam zerdrückt wird, da die Wirkung wesentlich auf dem Angreifen des Korns des Sandes oder Schmirgels beruht. Gezahnte Sägen haben entweder Zähne aus Eisen oder aus schwarzen Diamanten. Steine, welche einer weiteren Bearbeitung unterworfen werden sollen, müssen im Bruche solche Abniessungen erhalten, welche die des fertig gestellten, abgerichteten Steines um den sog. Werk- oder Arbeitszoll überragen.

2. Das Abrichten der Steine geschieht durch Hand- und Maschinenarbeit. Bei der Handarbeit werden folgende Werkzeuge verwendet:

Fig. 7. Spitzeisen.

Fig. 8. Zweispitze.

Fig. 9. Zahneisen.

Fig. 11. Krönel.

Fig. 10. Scharriereisen.

an

Fig. 12. Hammerfläche.

Fig. 13. Stockhammer.

Je nach der Anwendung dieser Werkzeuge nennt man die bearbeitete Fläche gespitzt, gekrönelt, gestockt, scharriert. Rauhe Bruchflächen nennt man Bossen und einen so bearbeiteter Stein bossiert.

Der Nächstliegende Gedanke, bei Steinabrichteinaschinen den Arbeitsvorgang der Handarbeit anzunehmen, zeigte sich bei. den älteren

Fig. 14. Preßlufthammer.

f:\

l:i

4-

|)j

Die weitere Formgebung erfolgt durch Schleifen, Polieren, Fräsen und Profilieren. Zu diesem Zweck werden Spezialmaschinen verwendet, und zwar Maschinen, bei denen unter Zugabe von losem Schleifmaterial (Sand, Schmirgel usw.) die Bearbeitung der Steine erfolgt, oder Maschinen, welche künstliche Schleifscheiben tragen. Ganz besonders wird das bekannte Karborundum (Siliziumkarbid), nach Diamant das härteste Material, zur Veredlung der Steine verwendet. Fig. 15 zeigt eine solche Fräsmaschine normaler Bauart.

Außer diesen Maschinen werden noch zur Steinbearbeitung verwendet: Drehbänke mit besonderen Einrichtungen zum Säulen- und Balusterdrehen, Hobelmaschinen, Bohrmaschinen, Spaltmaschinen und vor allen Dingen die oben erwähnten Fräs- und Schleifmaschinen mit künstlichen Scheiben. Führend auf diesem Gebiet ist die Spezialmaschinen-und Schleifscheibenfabrik von Emil Offenbacher in Marktredwitz (Bayern). Die Formgebung durch Schleifen ist wohl zuerst von Karl Hergenhahn in Ludwigshafen (jetzt Berlin) ausgeführt worden?)

II. Künstliche Bausteine.

§ 13. Ungebrannte Steine.

Es sind die aus verschiedenen Mischungen hergestellten Steine, die manchmal natürliche Steine (Sandstein, Marmor, Granit usw.) nachahmen und ersetzen sollen. Die für den Kulturtechniker wichtigsten ungebrannten Steine find der „Kunststein", der Kalksandstein und der Schwemmstein.

1. Kunststeine. Kunststein ist im wesentlichen ein feiner Beton, meist aus Zement, Sand und Kies bestehend. Der Zement, das Bindemittel der übrigen Stoffe, muß von besonderer Güte sein; er soll namentlich eine große Zug- und Druckfestigkeit erlangen, soll farbenbeständig sein und nicht „ausschlagen". Für gewöhnliche Mauersteine genügt auch der gewöhnliche Sand, wie er in der Natur vorkommt. Meist ist es Quarzsand von weißlicher, gelblicher bis grauschwarzer Farbe. Für bessere Kunststeine aber, die ohne Farbenzusatz in jeder Steinart hergestellt und von dem Steinmetz in gleicher Weise wie Naturstein bearbeitet werden, bedarf es eines besonderen Sandes, der meist durch Mahlen der betreffenden Steinart gewonnen wird. Oft benutzt man gemahlenen Kalkstein. Kies und Schotter kommen beim Kunststein nur als Zusatz für den Kern in Betracht. Die Stoffe müssen richtig abgemessen und dann unter Wasserzusatz gründlich gemischt werden.

Die Zementmauersteine werden fast durchweg in eisernen Formen hergestellt. Fig. 16 zeigt eine Mauersteinmischmaschine „Pionier" für Handbetrieb. Der Mörtel für 6 Voll- oder Hohlsteine in der Größe

25 x 12 x 6,5 cm wird selbsttätig abgemessen, in die Form gebrachtund verdichtet; dann werden die Steine freigegeben.

DerBetonbau-block wird in der Neuzeit oft angewandt. Fig. 17 zeigt eine einfache Maschine zur Herstellung solcher Blöcke; sie besteht im wesentlichen aus einer leicht zu öffnenden und zu schließenden Hohlform und aus zwei Kernblöcken. Die Maschine eignet sich zur Herstellung von bossierten, glatten, gerieften, profilierten Hohl-und Vollblöcken. Die Größe der Blöcke beträgt meist 51 x 25 x 30 cm.

i......in

6

IS

5#

i III

»nui»» mmi*

-

ui 1

Ulf

[III

ii

[o[c]

Fig. 16. Mauersteinmaschine „Pionier".

ii'

Ii

ÄEi

El

Fig. 17. Hohlblockmaschlne „Phönix".

Zu Quadern und Bauteilen, welche in verschiedener Form benutzt werden, verwendet man außer den eisernen Formen auch solche aus Holz, Gips oder Leim. Holzformen für einfache, glatte Profile, Gipsformen für ornamentale oder gebogene Bauteile und Leimformen für unterschnittene

ornamentale Teile und für ganze Figuren. Manchmal werden auch alle vier Baustoffe gleichzeitig angewandt.

Die Form wird gefüllt mit nasser, halbtrockener oder trockener Beton-masse. Bei der nassen Mischung ergibt sich ein mehr oder weniger flüssiges Mischgut, so daß die fertige Betonmasse sich leicht in die Formen gießen läßt. Halbtrocken gemischter Beton enthält so viel Wasser, daß dasselbe beim leichteren Zusammenpressen mit der Hand an der Oberfläche austritt. Bei der Trockenmischung wird nur so viel Wasser zugesetzt, als nötig ist, die eingestampfte Masse nach Entfernen der Form zusammenzuhalten. Solcher Beton muß sich mit der Hand ballen lassen, ohne daß Wasser herausquillt, er ist erdfeucht. Beim erdfeuchten Beton wird zunächst der äußere Feinbeton in die Form gebracht und namentlich in den Ecken und den Kanten entlang sorgfältig festgestampft; dann wird die Form schichtenweise gefüllt und die Füllung gestampft. Mit halbtrockenem Beton wird die Form gleich ganz gefüllt, dann wird die Füllmasse unter hohem Druck zusammengepreßt. Die flüssige Gußmasse soll ein vollkommenes Abbinden sichern, so daß ein dichter und guter Stein entsteht.

Jede dieser Herstellungsarten hat ihre Fürsprecher und ihre Gegner. Im allgemeinen werden die aus nasser und halbtrockener Mischung hervorgegangenen Steine bei kleinen Abmessungen dichter und weniger wasserdurchlässig sein als die aus Trockenmischung gestampfte. Am meisten in Gebrauch ist noch das Einstampfen der Formmasse, da es am einfachsten auszuführen ist und auch gute Ergebnisse hat. Beim Pressen hat man oft beobachtet, daß die Luft nicht vollständig entweichen kann, in den Stein eingeschlossen wird und dann nach Aufhören der Pressung entweicht und dadurch Risse bildet. Auch kann beim Pressen nicht eine so gleichmäßige Dichtigkeit durch den ganzen Block erzielt werden wie beim Stampfen, da die dem unmittelbaren Preßdruck ausgesetzten nach außen belegenen Teile des Blockes naturgemäß eine stärkere Zusammenpressung erfahren als die inneren.

Soll der Zementstein seine größte Festigkeit erlangen, so darf ihm das Wasser nur langsam entzogen werden. Der Stein muß, sobald er eine solche Festigkeit erlangt hat, daß eine Besprengung mit Wasser seiner Oberfläche nicht mehr schadet, täglich mehreremal besprengt werden, etwa 7—14 Tage lang. Ferner ist darauf zu achten, daß die Steine schattig liegen, denn Teile, die der Sonne ausgesetzt sind, trocknen schneller, ziehen sich schneller als die feucht gelegenen Stellen zusammen und erzeugen dadurch Risse. Soll der Stein durch den Steinmetz weiter bearbeitet werden, so wird diese Bearbeitung etwa nach 8—14 Tagen vorgenommen. Wird zu lange gewartet, so wird die Arbeit erschwert.

der Stein wird zu hart. Fast alle Werkzeuge und Maschinen, mit denen Natursteine bearbeitet werden, können auch bei der Bearbeitung der Kunststeine verwendet werden. Die Anwendung eines von der Firma Alfred Gutmann in Ottensen gebauten Sandgebläses zeigt Fig. 18.

2. Kalksandstein. Dieser ist ein aus einer innigen Mischung von Kalk und Sand gepreßter und unter Dampfdruck gehärteter Mauerstein, dessen Druckfestigkeit mindestens 140 kg/qcm beträgt?) Kalksandsteine werden erzeugt, indem man gewöhnlichen reinen Quarzsand mit einer verhältnismäßig geringen Menge gelöschten Kalkes mischt, aus der Mischung Steine preßt und diese alsdann in einen mit Wasserdampf gefüllten Raum bringt. Durch die Einwirkung des Wasserdampfes aus den Sand und den Kalk bilden sich an den Berührungssteüen dieser beiden Stoffe Kalksilikate, die einen festen Zusammenhang der ganzen

Fig. 18. Sandstrahlgebläse.

Masse bewirken. Die Formlinge werden in einen schmiedeeisernen dampfkesselartigen Behälter gefahren und dort einem Dampfdruck von etwa 8 Atm. 10—12 Stunden lang ausgesetzt, dann sind die Steine erhärtet. Kalksandsteine, welche die Größe der gewöhnlichen Ziegel besitzen, werden im Hochbau häufig, im Tiefbau seltener angewandt. Fig. 19 zeigt eine zugehörige Kalklösch- und Mischtrommel.

3. Rheinische Schwemmsteine, in manchen Gegenden auch irrig Tuffstein genannt, sind weiße, leichte, poröse Vollsteine, die seit fünf Jahrzehnten im Gebiete des Neuwieder Beckens hergestellt werden. Sie bestehen aus Bimssand und Kalk. Der Bimssand ist ein poröses vulkanisches Produkt mit hohem Kieselsäuregehalt — 50—65% —, das vor Jahrtausenden als Schaum glühend flüssiger Massen aus den Laacher Vulkanen emporgeschleudert wurde und eine Fläche von etwa 15 km

Länge und Breite bedeckte. Dieser Bimssand, je nach Reinheit mit Devonschiefer und Grauwacke oder auch grob- und feinkörnigen anderen vulkanischen Sanden mehr oder weniger durchmischt, wird im Freien auf Hausen gelagert und mit Kalkmilch angerührt, derart, daß jedes Stückchen Bimssand von der Kalkmilch umschlossen ist. Hierauf wird das fertige Gemenge in entsprechende Formen gebracht und durch eiserne Schlägel zusammengepreßt. Eine Erhärtung von 2 Wochen an freier Luft reicht hin, um die fertigen Steine von ihren Lagergerüsten (Lattengestellen) entfernen und in zählbare Haufen aufstapeln zu können, wo die weitere Erhärtung stattfindet. Nach 3—4 Monaten sind die Steine versand-und auch gebrauchsfähig.

Xi

Hl

AHM

JL

mm

.

L r •;______

1j.....-

mim

Fig. 19. Kalklösch- und Mischtrommel.

Das gebräuchlichste Format ist 25 x 12 x 9,5 cm. Es werden aber auch andere Forinate, namentlich Hintermauerungssteine 25 x 12 x 6,5 cm hergestellt. Die wesentlichsten Vorteile der Schwemmsteine sind: geringes Gewicht, hohe Isolierfähigkeit, starke Schalldämpfung, Feuersicherheit, gute Putzfähigkeit. Die Steine eignen sich besonders zu Decken und Wänden in Gebäuden; ihre Druckfestigkeit beträgt etwa 30 kg/qcm.

§ 14. Gebrannte Steine?)

Zu diesen gehören namentlich Ziegel, Fliesen und Steinzeug.

1. Der Nohstoff und seine Bearbeitung. Der Rohstoff ist im wesentlichen Ton, eine Verbindung von Kieselsäure und Tonerde, entstanden

*) Bock, Ziegelei (Verlag von P. Parey in Berlin).

durch Verwittemng feldspatreicher Steine wie Granit, Porphyr usw. Die schädlichsten Beimischungen sind Schwefelkies, Kalkknollen und Steinstücke. Schwefelkies macht den Stein mürbe. Gebrannte Kalkknollen löschen sobald Wasser hinzutritt, dehnen sich dabei aus und zersprengen den Ziegel. Steinstücke verursachen Risse im Ziegel, da sie dem Schwinden des Tones nicht folgen.

Die Aufbereitung des Ziegelgutes erfolgt durch Auswintern, Einsumpfen, Schlämmen usw. Der Ton soll aufgelockert, die groben und schädlichen Einmengungen sollen entfernt werden. Fette und magere Tone werden durcheinander gemengt oder es lvird der zu fette Ton mit Sand

kguLÄ

Fig. 20. Strangpresse.

vermischt. Das Mengen und Durcharbeiten des Ziegelguts erfolgt oft durch Tonschneider, das Zerkleinern der Steine und Knollen durch Mühlen.

Das Formen geschieht entweder mit der Hand oder mittels Maschinen. Gegenwärtig werden noch etwa ²/s aller in Deutschland hergestellten Ziegel mit der Hand gestrichen. Die Maschinen teilt man ein in Strangpressen und Trockenpressen.

Fig. 20 zeigt eine Moro-Strangpresse der Maschinenfabrik Roscher (Görlitz). Bei dieser Maschine wird durch eine Stahlschnecke ein Tonstrang von rechteckigem Querschnitt erzeugt, der seitlich austritt, dort von einer (nicht gezeichneten) wagerechten beweglichen Unterlage ausgenommen und dann durch straff gespannte Drähte in einzelne Ziegel zerschnitten.

Nur in den seltensten Fällen ist das Tonmaterial so beschaffen, daß es ohne weiteres der Strangpresse zugeführt werden kann, meist bedarf es vorher einer maschinellen Aufbereitung. Für Tone, die nur kleine Steine in geringer Menge und keine festen Schollen enthalten, genügt ein Glattwalzwerk; ist das Material schollig oder klumpig, so daß es von dem Glattwalzwerk nicht genügend gefaßt werden kann, so läßt man es vorher durch ein Stachelwalzwerk laufen, enthält es große harte Steine, so verwendet man in Verbindung mit den Glattwalzen noch ein Nockenwalzwerk. Die beste Vvrbereitungs- und Mischmaschine ist aber der Kollergang, der sich für die Verarbeitung aller Tonarten, sowohl im trockenen, wie im nassen Zustande eignet.

QoägriO!

II

iU

Die Trockenpressen verarbeiten ein Material mit nur 2% Wassergehalt und liefern Steine, die sofort in den Ofen gesetzt werden können, während die Halbtrockenpressen grubenfeuchtes Material in starke Metallformen drücken. Bis jetzt hat aber die Strangpresse die weiteste Verbreitung gefunden.

IIP

MW

Fig. 21. Trockenpresse.

Fig. 21 zeigt eine Trockenpresse der Dorstener Maschinenfabrik mit 4 Stempeln.

Unter jedem Stempel wird eine Metallform mit Ziegelgut selbsttätig gefüllt, dann wird dasselbe durch drei Schläge zusammengepreßt und der fertig gepreßte Stein auf die Höhe der Tischplatte emporgehoben, von der er weggenommen und sofort dem Brennofen zugeführt werden kann.

Naßgeformte Steine müssen vor dem Brennen erst getrocknet werden.

2. Der Brennofen und seine Erzeugnisse. Von allen Brennöfen ist in Deutschland der Ringofen von Hoffmann und Licht der vollkommenste, da er ununterbrochen arbeitet und gleichmäßig dnrchgebrannte Steine bei möglichster Ausnutzung des Brennstoffes liefert. Er liefert täglich, je nach Größe, 2000—20000 Steine bei einem Brennstoffverbrauch von 150—200 kg Kohlen auf 1000 hartgebrannte Steine. — Feldbrand liefert viel Abfall und unansehnliche, sehr ungleichmäßig gebrannte Steine.

Gamann, Kulturtechnlsche Baukunde. I. Band.

Die Erzeugnisse des Ziegelofens sind:

Gewöhnliche Ziegel (Hintermauerungssteine). Das Normalformat hat 25 x 12 x 6,5 cm. Gut gebrannte Steine dürfen nicht abfärben; sie sollen höchstens 15 % Wasser aufnehmen, hart sein und scharfkantigen Bruch zeigen, sowie bei dem Anschlagen mit dem Hammer einen hellen Klang geben. Große Glätte der Flächen ist nicht erforderlich, weil der Mörtel an rauhen Flächen besser haftet.

Klinker unterscheiden sich von dem gewöhnlichen Ziegel dadurch, daß sie bis zum Sintern gebrannt und deshalb fester und wetterbeständiger sind. Zur Herstellung von Klinkern eignet sich eisenoxydhaltiger und kalkhaltiger Ton, weil solches Material leichter zum Sintern gelangt. Gute Klinker geben beim Zusammenschlagen einen hellen, metallischen Klang. Man hat gelbe, rote, bläulichrote und blaue Klinker. Die aus Klaierde und Sand hergestellten Steine (holländische) haben gelbe Farbe. Klinker aus Tonerde und Kieselerde (Oldenburger) sind blaurot. Klinker besitzen eine große Festigkeit und sind für Wasser undurchdringlich; sie finden besonders Anwendung im Straßen-, Wasser- und Brückenbau. Der Mörtel haftet an den verglasten Flächen recht gut, nur muß er steifer verarbeitet werden, weil der Klinker kein Wasser ansaugt. Die Abmessungen sind je nach dem Herstellungsorte verschieden. Laut Ministerialerlaß vom 24. Januar 1898 sollen folgende Formate verwendet werden:

Das Oldenburger Format .    .    22 x 10,5 x 5 cm

.    . 23xll x 5,5 „

„ Kieler

Verblendsteine, aus fetterem Ton sorgfältig hergestellt und von verschiedenen Farbentönen. Die Lagerflächen sind durch Rillen rauh gemacht, die Steine selbst gelocht. Durch Engoben (Überfangfarben) oder Glasuren erhalten sie Glanz, lebhafte Farben und Schutz vor Verwitterung, letzteres nur, wenn die Überzüge frei von Sprüngen sind.

Fliesen sind Platten aus ziemlich reinem Ton von 2,5—4 cm Dicke und beliebiger Plattenform. Sie werden meist unter starkem hydraulischem Druck geformt und dann gebrannt.

III. Mörtel.

§ 15. Grundstoffe.

1. Kalk. Der Hauptgrundstoff für die Mörtel ist der kohlensaure Kalk, kurz Kalk genannt. Der Kalk muß zunächst gebrannt, dann gelöscht und zuletzt mit Wasser und Sand zu Mörtel verarbeitet werden.

Wird reiner Kalk, d. h. solcher, der möglichst frei von Tonerde, Kieselsäure und anderen Beimischungen ist, zu Mörtel verarbeitet, so erhärtet er nur an der Luft oder int Trockenen; er heißt daher Luftkalk. Beim Brennen des Kalksteins entweicht die Kohlensaure und es entsteht gebrannter Kalk oder Kalzinmoxyd. Beim Löschen ist der Kalk stets in Berührung mit Wasser zu halten, der Wasserznfluß ist aber so zu regeln, daß die sich entwickelnde Warme möglichst groß wird. Bei zn geringem Wasserzusluß löscht sich ein Teil des Kalkes trocken — er verbrennt —; bei zu großem Zufluß löscht er sich träge— er ersäuft. In beiden Fällen wird die Güte und Ausgiebigkeit des Kalkes geringer, der Brei wird meistenteils körnig. Der Kalkteig erhält in der Grube erst seine Gare. Kleine Stückchen hartgebrannten Kalkes, welche mit eingeschlämmt wurden, löschen sich nachträglich, daher die butterähnliche Beschaffenheit erst in einigen Tagen eintritt.

Alle Kalke oder Mischungen, welche als Mörtel unter Wasser erhärten, heißen hydraulische Bindemittel.

2. Hydraulische Bindemittel. Zu ihnen gehören: a) Wasserkalk. Hat der Kalk einen bestimmten Gehalt an Tonerde und Kieselsäure, so nimmt er die Eigenschaft an, unter Wasser zu erhärten; er wird dann hydraulischer Kalk oder Wasserkalk genannt. Der Lnftkalk wird „naß" gelöscht, der Wasserkalk „trocken". Meist werden die Kalkstücke in einen flachen Kegel ausgeschüttet, mit Sand bedeckt, und durch Brausen mit fein verteiltem Wasser besprengt. Hierbei werden die im Sande sich öffnenden Risse und Spalten wieder zugedeckt, um durch das Zusammenhalten der sich entwickelnden Wärme ein vollständiges Löschen zu erreichen.

Tonerde und Kieselsäure (Tonerdesilikate) sind es im wesentlichen, welche den Kalk hydraulisch machen; sie sichren daher auch den Namen „Hydraulefaktoren". Mit der Zunahme der Tonerdesilikate nimmt auch die hydraulische Eigenschaft des Kalkes zu, die Löschbarkeit aber ab, schließlich hört sie ganz ans, dann muß der Kalk (oder die Mischung von Kalk und Hydraulesaktoren) gemahlen werden; das Erzeugnis heißt Zement.

b) Romanzement. Der Kalk hat von Natur aus die erforderliche Menge Tonerdesilikate. Die Kalksteine werden nach dem Trocknen der Erdfenchtigkeit bei schwacher Rotgluthitze gebrannt, alsdann zu Pulver gemahlen. Der gebrannte Romanzementstein, Scherben genannt, klebt an der Zunge, löscht beim Überbransen mit Wasser nicht mehr ab, zerfällt aber nach und nach langsam beim Lagern an der Luft. Die Farbe des Pulvers wechselt sehr, je nach den Beimischungen und dem Grad des Brennens;

braune und gelbbraune kommen am häufigsten vor. Fast alle Romanzemente binden rasch ab und erhalten eine ziemlich hohe Anfangsfestigkeit. Die Festigkeitszunahme während der Erhärtung ist jedoch unbedeutend.

c)    Portlandzement?) Kalk- und tonhaltige Stoffe werden gemischt, dann gebrannt und gemahlen. Den Rohstoff liefern einesteils die natürlichen kohlensauren Kalke, andrerseits kieselreiche Tone und Tonschiefer. Nach Beschaffenheit des Rohstoffes werden zwei Wege zur Herstellung der Portlandzement-Mischung begangen, welche man als nasse und trockene Aufbereitung unterscheidet. Bei der nassen Aufbereitung werden die Rohstoffe geschlämmt, bei der trockenen Aufbereitung gepulvert, gemischt und angefeuchtet. Dann wird in beiden Fällen die Mischung in Ziegelform gebracht, getrocknet und nachdem im Ofen so scharf gebrannt, daß die Masse durchgehend in dichte Klinker zusammensickert. Die Klinker werden nach dem Abkühlen fein gemahlen.

Die Erhärtungsfähigkeit des Portlandzementes im Wasser ist gegenüber allen anderen Zementen eine hohe, namentlich bei mageren Mischungen. Auch seine Anfangsfestigkeit ist groß und die Festigkeit nimmt noch nach Jahren zu. Hinzu kommt noch, daß Portlandzement auch einen guten Luftmörtel abgibt.

d)    Puzzolanzement. Gebrannter Kalk und hydraulische Zuschläge (gebrannte Tonerde) werden erst staubfein zerkleinert, dann gemischt. An hydraulischen Zuschlägen werden besonders benutzt Puzzolanerde und die granulierte Hochofenschlacke (Schlackenzement). Die Puzzolanzemente haben nur eine geringe Anfangsfestigkeit und erreichen nur in seltenen Fällen die Festigkeit des Portlandzementes.

e)    Eisenportlandzement. Erhält Portlandzement einen gewissen Zusatz von Hochofenschlacke, so entsteht Eisenportlandzement. Nach den „Deutschen Normen für einheitliche Lieferung und Prüfung von Eisenportlandzement", ist ein solcher Zement ein hydraulisches Bindemittel, das aus mindestens 70 °/₀ Portlandzement und höchstens 30 % gekörnter Hochofenschlacke besteht. Der Portlandzement und die Hochofenschlacke sollen fein vermahlen und im Fabrikbetrieb regelrecht und innig miteinander vermischt werden?)

3. Hydraulische Zuschläge. Diese können dem Kalk auch erst bei der Mörtelbereitung zugegeben werden. Sie werden auch Trasse oder Puzzolane genannt. Man unterscheidet natürliche und künstliche Puzzolane.

*) Vgl. auch: „Normen für einheitliche Lieferung und Prüfung von Portlandzement" (Runderlaß des preuß. Arbeitsministers vom 16. März 1910).

²) Runderlaß des preuß. Arbeitsministers vom 16. März 1910.

Die natürlichen Puzzolane sind vulkanische Auswurfstoffe; sie bedürfen keines künstlichen Brennens, weil sie bereits durch die vulkanische Hitze aufgeschlossen worden sind. Hierher gehören:

a)    Puzzolane. Puzzolane im engeren Sinne ist ein weicher, zerreiblicher, gelbbrauner, grauer bis schwarzer Tuff, welcher deutlich geschichtet in zusammenhängenden Hügeln von ziemlicher Ausdehnung nördlich vom Golf von Neapel, in der Nähe von Pozzuoli vorkommt. Von hier stammen auch die Mörtel, welche die alten Römer vielfach, insbesondere zur Herstellung von Wasserbauten benutzt haben?)

b)    Traß, ein altberühmtes vortreffliches Material aus Tuffsteinen (oder Duckstein) bei Andernach am Rhein gewonnen?) Es ist ein bald dichteres, bald mürberes Gestein von Tongeruch, das bei besseren Sorten ins Blaue, bei geringeren ins Braune und Gelbe gehende Farbe hat. Guter Tuffstein soll beim Zerschlagen scharfe Kanten zeigen, einen hellen Klang haben, porös und von gleichmäßiger Struktur sein. Man kann sagen, daß, je härter der Stein, je schärfer der Bruch und je dunkler die Farbe, um so besser der Traß ist. Die ausgesuchten, zur Verarbeitung geeigneten Steine werden, nachdem sie ihre Bruchfeuchtigkeit verloren haben, fein gemahlen und dann in den Handel gebracht.

Als künstliche Puzzolane sind zu nennen: Ziegelmehl, Schlackenmehl und Si-Stoff, ein bei der künstlichen Herstellung von schwefelsaurer Tonerde vorkommender Abfall, ein stark hydraulischer kieselsäurehaltiger Stoff, welcher geringe Mengen schwefelsaure Tonerde und etwas Sand enthält. Mörtel mit Si-Stoff hat aber den Nachteil, daß er leicht treibt?)

4. Sand. Guter Mauersand soll scharfkantig, rein und von verschiedener Korngröße sein. Scharfkantig, damit der Kalk an einer verhältnismäßig großen Fläche haften kann, rein, damit die Verbindung zwischen Kalk und Sand nicht durch eine Schmutzhülle gehindert wird, gemischtkörnig, weil solcher Sand die wenigsten Hohlräume aufweist, die vom Kalk ausgefüllt werden müssen.

§ 16. Mörtelbereitung.

1. Mischmaschinen. Eine recht gründliche Vermischung der Mörtelstoffe ist die erste Bedingung der Mörtelbereitung, weil von ihr die Güte des Mörtels wesentlich abhängt. Das Mischen geschieht bei geringem Bedarf mittels Handarbeit, für größere Bauten billiger und im allgemeinen auch besser durch Mischmaschinen.

h Vitrurius, 2. Buch, 6. Kapitel: Die Puteolanerde.

²) Hambloch, A., Der rheinische Traß.

°) Ast, Der Beton, S. 66.

Man hat Maschinen mit stetigem Durchgang des Mischguts und solche zum Mischen abgemessener Mengen. Die innigste Mischung erfolgt naturgemäß durch Maschinen, die eine abgemessene Menge in einer beliebig auszudehnenden Zeit verarbeiten. Das Mischen erfolgt ferner zwangsweise durch sich drehende Mischflügel (Trogmischmaschinen) oder zwangsfrei in einer sich drehenden Mischtrommel, welche das Mischgut einporhebt und dann über- und durcheinander stürzt (Trommelmischmaschinen).

11

...... ^

91

iE

rm

li

m.

mm

-NK

Fig. 22. Trogmischmaschine.

Trogmischmaschinen. Eine zwangsweise Mischung bei stetigem Durchgang des Mischguts findet statt bei der schrägliegenden Trogmischmaschine nach Fig. 22. Die Maschine eignet sich besonders zum Mischen von Kalk und verschieden schweren Stoffen. Letztere würden sich bei stehenden Maschinen bald auf den Boden festsetzen. Eine Kipptrogmaschine ist in Fig. 23 dargestellt; sie mischt ebenfalls zwangsweise, aber eine abgemessene Menge. Der oben offene Trog, während des Mischens festgestellt, wird nach unten gedreht, wenn er entleert werden soll. Erst wird das Mischgut trocken, dann naß durchgearbeitet. Ein Vorfüllkasten dient zum Abmessen der Rohstoffe. Die Wasserzuführung ist regulierbar, der Arbeitsvorgang periodisch.

Trommelmischer (Fig. 24). Die Mischung der Mörtelstoffe erfolgt in der sich drehenden Trommel zwangsweise und stetig. Die Wasserzuführung findet erst statt, wenn das Mischgut trocken gründlich durchgearbeitet ist.

Mischkollergang ,

(Fig. 25). Die beste J Mischung wird erzielt, wenn sich Trocken- und Naßmischung getrennt in der dem Mischgut angepaßten Zeit vollzieht und hierbei die zu . mischenden Stoffe nicht nur durcheinander fallen oder rollen, sondern auch jedes Teilchen zwangsweise erfaßt und durch "»r das Mischgut hindurchgezogen wird, so daß sich schließlich jedes Steinchen

■T.

IM

mm

■fi

Fig. 23. Kipptrogmaschine.

__

.....

::

\?

mit einer Zementhaut umgibt. So arbeiten die Mischkvllergänge. Sie ermöglichen die sparsamste Verwendung der Bindemittel, weil diese gründlich aufgeschlossen werden. Das von den Läufern durchgeknetete Mischgut wird von Räumern von neuem erfaßt und gewendet. Die Wirkung soll noch erhöht werden dadurch, daß Läufer und Räumer in schleifenförmigcn Bahnen geführt werden.

2. Merksätze und Mörtelarten. Bei Tiefbauten sollen die Mörtel meist die Festigkeit der Steine annehmen. Wenn die Mörtel einem

SB

ic:

in

i/

LI

Fig. 25. Mischkollergang.

leichten Druck mit dem Fingernagel widerstehen, so haben sie abgebunden; Zementmörtel erhärten noch nach Jahren. Die Mörtel sollen volumbeständig sein; sie dürfen namentlich nicht treiben. Die Mörtel müssen frisch verarbeitet werden, weil sie sonst an Bindekraft verlieren. Hydraulische Mörtel erhalten nur wenig Wasser; das Wasser darf ihnen in der Mauer aber nur langsam entzogen werden. Beim wasserdichten Mörtel müssen die Mörtelbildner (Füllstoffe) die Hohlräume im Sande vollständig ausfüllen.

Kalkmörtel. Das Verhältnis des Kalkes zum Sande beträgt 1:2 bis 1:3. Ist der Mörtel zu fett, so schwindet und reißt er; ist er zu mager, so wird er mürbe und zerfällt. Guter Wasserkalkmörtel erhärtet unter Wasser innerhalb 6 Wochen vollständig.

Zementmörtel. Der Sandzusatz richtet sich nach dem Verwendungszweck des Mörtels. Bei hohem Sandzusatz wird Zementmörtel zu mager und haftet deshalb zu wenig an den Steinen. Solchem Mörtel gibt man besser einen Zusatz von Fettkalk (Zementkalkmörtel). Beim Mischen des Zementmörtels wird das Wasser zuletzt hinzugegeben, denn Zement beginnt zu erhärten, sobald er feucht wird; Zement muß vor Feuchtigkeit geschützt werden.

Traßmörtel. Traß erhärtet nur in Verbindung mit Kalk, daher wird auch feucht gelagerter Traß an Güte nichts verlieren. Beigemischt wird meist Fettkalk; der Mörtel wird dann geschmeidiger und klebriger. Traßmörtel bindet langsamer ab als Zementmörtel, was für manche Zwecke erwünscht ist.

Der Traßmörtel besteht, abgesehen vom Wasser, aus Kalk, Traß und Sand. Für die vollständige Umwandlung des Ätzkalkes in kieselsauren Kalk ist eine bestimmte Menge Kieselsäure, d. h. Traß erforderlich. Wird diese Menge unterschritten, so erreicht der Mörtel nicht seine höchste Festigkeit, wird sie überschritten, so wirkt der überschüssige Traß nur noch als Steinmehl. Als günstigstes Mischungsverhältnis hat sich ergeben: 1 Rt. Kalkteig, 1¹/₂ Rt. Traß, 2 Rt. Sand. Demnach dürfte ein Zusatz von V/₂ Rt. Traß auf 1 Rt. Kalkteig notwendig sein, um den Ätzkalk in kieselsauren Kalk überzuführen, ein Verhältnis, das auch Jntze für alle rheinisch-westfälischen Talsperrenbauten gewählt hat. Als vorteilhafte Mischung für Kalktraßmörtel, die auch wasserdicht ist, wird 1 Rt. Kalkteig zu lx/₂ Rt. Traß zu 2¹/₂ Rt. Sand empfohlen. Wird Portlandzement mit Traß gemischt (Zementtraßmörtel), so sind nach Sin!¹) folgende Mischungen hinsichtlich der Festigkeit annähernd gleichwertig:

Port

Port-

zement

2=1

land- Sand land- Traß Sand zement

4,5 7,5 9,5

') Zentralblatt der Bauverwaltung 1909, S. 18.

3. Ausbeute der Mörtel. Es sei das Mischungsverhältnis Bindemittel zu Sand = l:n. Wiegt 1 1 Mörtel y kg, so ist das Gewicht

6 = 1/ und die Mörtelmenge M = — Liter. Da 1 + n Liter trockenen

Materials M Liter mauergerechten Mörtel ergeben, so ist die Ergiebigkeit des Mörtels oder der Ausbeutekoeffizient

0)

A = M

&    1 + n

Guter Mauersand, in dem alle Korngrößen vorhanden sind, hat 0,38—0,40 des Maßes an Hohlräumen. Diese Hohlräume sind mit Kittmasse zu füllen, wenn ein dichter Mörtel entstehen soll. Das Ver-

gibt den Grad der Dichtigkeit eines Mörtels an;

hältnis <5---

Kittmasse

Hohlräume

ist J = oder > 1, so ist der Mörtel dicht; ist ck < 1, so ist der Mörtel nicht dicht.

4. Mörteltabelle?)

Tabelle 2.

Mischungsverhältnis in Liter Ausbeute 1 cbm Mörtel erfordert:

Mörtelart

Zement

Traß

gebr. Kalk

Sand

Wasser

im

•iqaß * tzvrT -juautag $

— Sand

•- Wasser

Zementmörtel

Zementkalk

mörtel

Zementtraß-

mörtel

......... sssss

Traßkalk-

Mörtel

oooo

Hydraulischer

Kalkmörtel

tsD I—¹ I—¹ I—L h-L

© © o '© "o

ÜUC K) H M    o 00 OJ Ol Ox 03 tO tO

OOOOO OOXOO oooo OOOOXO

1,0    1,5

p p p p p p

V] "cd "ox "ao lo w w h o a ^ w O OO O O OX ox ooox^aoo OOOOO oooo oo^coos

o" o" o" o" r-T

2,21

2,60

2,93

3,68

4,48

5,28

6,48

8,38

9,18

3,47

4,52

4,86

5,58

2,60

2,35

3,03

3,78

6,38

0,74 642 — 0,74 585 — 0,74 486 — 0,74 385 — 0,74 317 — 0,81 270 — 0,81 220 — 0,80 170 — 0,71 155 — 0,79 410 115 0,75 314 221 0,75 292 206 0,74 255 269

105 1090 185

288

256

246

0,71

0,77

0,76

0,76

0,80

hydr.

1,93

0,77

292    777 388

Kalk

hydr.

Kalk

— Ausbeutekoefsizient (Formel 1).

l) Nach Angaben des „Betonkalenders".

IV. Beton und Eisenbeton.

§ 17. Betonstoffe und Betonbereitung.

Der Beton ist ein Konglomerat von Kies, in dem der Mörtel den Kitt bildet. Die Mörtel und ihre Grundstoffe sind in dem vorhergehenden Abschnitt besprochen worden. Der Kies soll ebenfalls wie der Sand rauh, rein und geinischtkörnig sein. Rauh, damit der Mörtel gut

Vk

f........

w/m

Zs

W

II

IUI

..

16

III

* Px-X ;

mmM

msam

mm

=ir

ÜH

Fig. 26. Betonmischer „Vielfraß".

haftet, daher ist Kleinschlag besser als der runde Flußkies; rein, denn nur mit reinem Kies kann sich der Mörtel verbinden; gemischtkörnig, denn Kies mit verschiedener Korngröße hat die wenigsten Hohlräume, erfordert mithin zu deren Ausfüllung den wenigsten Mörtel.

Im alten Rom wurden die aus Beton gebildeten Fundamente in der Weise ausgeführt, daß man auf der Sohle der Fundamentgräben zunächst eine Mörtelschicht von 10—15 cm Dicke ausbreitete. Auf diese wurde eine ebenso dicke oder nur wenig dickere Schicht von Steinbrocken geschüttet; die Steine hatten höchstens einen Durchmesser von 8—10 cm.

Diese Schicht wurde so lange gestampft, bis alle Zwischenräume derselben mit Mörtel ausgefüllt waren. Hierauf kam wieder eine neue Mörtelschicht, in die man eine Steinbrockenschicht einstampfte usw?) Ähnlich wird der Beton auch heute noch hin und wieder hergestellt, wie ich z. B. in Innsbruck gesehen habe. Meist mischt man den Beton vor

1 JijijjJ

pi

in

jSä L\

««

■81!

IIII Hi

■■

ii,

ii:

mit"!

il

ii

Hl

BllilililiiS

Ijli: I

___

:»C==;

iL

r-

■I

r>

L________

■

Fig. 27. Patent-Betonmaschine (System Gauhe).

seiner Verwendung mit der Hand^) oder mittels Maschinen. Bei der Handmischung werden die Betonstoffe abgemessen, auf einen Haufen geschüttet und so lange umgeschaufelt, bis die Mischung eine Farbe hat, dann wird mittels Brause langsam Wasser zugeführt und die Masse um-

*) Handbuch der Architektur (Fundamente).

²) Auch diese Betonbereitung war bei den alten Römern in Gebrauch. Vitruvius berichtet darüber im 8. Buch, 5. Kapitel 10.

geschaufelt, bis sie das Aussehen von feuchter Erde hat. Größere Betonmassen werden mit der Maschine gemischt. Man kann hierzu die ineisten der vorbeschriebenen Mörtelmischer oder besondere Betonmischmaschinen verwenden. Auch hier unterscheidet man wieder, wie bei den Mörtelmischern, Maschinen mit zwangsweiser und zwangsloser Mischung, mit stetigem und unstetigem Durchgang des Mischguts.

Zu den Maschinen für zwangsweise, periodische Mischung gehört der in Fig. 23 dargestellte Kipptrogmischer. Einen mit Motor versehenen Betonmischer für zwanglose Mischung mit stetigem Durchgang zeigt Fig. 26. Es ist Gauhes „Vielfraß", eine Maschine von sehr bedeutender Leistung (bis 15 cbm stündlich). Von dem ausgebauten Wasserkasten empfängt das Mischgut, das anfänglich trocken gemischt wird, durch ein Rohr das nötige Wasser. Die Maschine kann auch mit einem Vorfüllkasten oder Abmeßbecher versehen werden.

In Fig. 27 ist eine Patent-Betonmaschine, System Gauhe, dargestellt. Es ist eine Maschine mit zwangsloser, periodischer Mischung. Vorzüge der Maschine sind: Bequemes Füllen abgemessener Mengen, periodisches Mischen, zuerst trocken, dann unter Wasserzugabe, selbsttätige, regulierbare Wassermenge, große Leistung, einfache Bedienung.

Für feineren Stampfbeton, wie er besonders für Zementwaren erforderlich ist, eignen sich besonders die Kugelmischmaschinen (System Gauhe). Diese Maschinen sind den Patent-Betonmaschinen ähnlich, unterscheiden sich von diesen aber hinsichtlich des Mischungsvorganges. Die verreibende Wirkung auf den Zement, die bei grobem Stampfbeton Kiesel oder Kleinschlag ausüben, soll hier durch eiserne Kugeln, welche während der Mischung an dem zwangslosen Überstürzen des Mischguts teilnehmen, verstärkt werden.

Materialbedarf für Beton.

1. Zementbeton. Bezeichnet bei einer Mischung nach Raumteilen, ti die Teile Zement, t<₂ die Teile Sand, t₃ die Teile Kies, ß die Mörtelausbeute von 1 cbm Zement und Sand in cbm oder das Verhältnis der Ausbeute zu den Mörtelstoffen, t] die Hohlräume in 1 cbm Kies in cbm oder das Verhältnis der Hohlräume zur Kiesmenge,

so erhält man:

die Mörtelmenge M = ß (P +t₂), die Hohlräume in t₃ Teilen Kies = y t₃.

Nach Büsing und Schumanns kann die Mörtelausbeute wie folgt angenommen werden:

to 00

04 <2,

Bei dichtem Beton müssen die Hohlräume mit Mörtel gefüllt sein, es muß -Tj t₈ = ßfa +1₂) sein oder

ß (b ~l~ 4a)

Mörtel

Hohlräume

= 1.

(3)

Mörtel

Ist das Verhältnis c

dicht, ist g< 1, so ist der Beton nicht dicht. — Für 1 cbm dichten Beton sind erforderlich:

Hohlräume

=" oder > 1, so ist der Beton

an Zement

(ti +1₂) ß

cbm,

(4)

an Sand m₂

(b + b) ß an Kies m₃ = 1 cbm.

cbm,

(5)

ti: t =1:1    1:2    1:3    1:4    1:5    1:6    1:7    1:

= 0,70    0,65    0,70    0,74    0,76    0,78    0,80    0,8

Beispiel: Es erfordert 1 cbm dichter Beton bei einer Mörtelmischung 1 Zement zu 3 Sand und bei Kies mit 40% Hohlräume:

Zement mt =

1.0,40

(1 + 3) 0,70

= 0,1429 cbm

3.0,40

Sand m₂ =

Kies m₃ = 1 cbm.

(1 + 3) 0,70

= 0,4286    „

Beispiel: Es ist eine Betoumischung von 1 Zement, 3 Sand und 8 Kies vorgeschrieben; der Kies hat 40 % Hohlräume. Alsdann betragen die Hohlräume 8.0,40 = 3,2 Teile, der Mörtel aber nur (1 + 3) 0,7 = 2,8 Teile. Der Beton ist nicht dicht. Bei dichtem Beton dürfte die Mischung nur

^ = 7 Teile Kies enthalten. Für die Umhüllung der einzelnen Kiesstücke usw. wird in der Regel die Mörtelmenge noch um etwa 15 % erhöht und beim Stampfbeton muß auch die Kiesmenge noch vergrößert werden. Der Materialbedarf für fertig gestampften Beton kann aus folgender Tabelle von Büsing und Schumanns entnommen werden.

¹) Der Portlandzement und seine Anwendung im Bauwesen. 3. Aufl. 1905.

2. Materialbedarf für Stampfbeton.

Tabelle 3.

Mischungs

verhältnis

Sand

Zement und Wasser Kies

Fertig

ge-

1 cbm fertiger Beton erfordert:

stampften Zement Beton

Sand

und

Wasser

kg

kg

Kies

cbm

1:1

50

36

12,0

54

925

1:2

50

72

13,0

83

625

1:3

50

108

15,0

112

450

1:4

50

144

18,6

141

355

1:5

50

180

22,2

170

295

1:6

50

216

25,8

200

250

1:7

50

252

29,4

231

220

1:8

50

288

33,0

263

190

1:9

50

324

36,6

296

169

1:10    50

360

40,2

330

151

1:11

50

43,8

365

137

1:12    50

47,4

400

125

0,667

0,868

0,964

1,021

1,059

1,080

1,091

1,095

1,094

1,091

1,085

1,080

212

163

135

132

131

129

128

125

124

121

120

119

„    180    „    170,0    „

3. Verarbeitung und Behandlung des Betons.^ Je nach dem Wasserzusatz und der Art der Verwendung unterscheidet man Stampfbeton, Schüttbeton und Gußbeton. Für die Vorbereitung, Ausführung und Prüfung von Bauten aus Stampfbeton sind Leitsätze aufgestellt vom Deutschen Beton-Verein im Februar 1905, auf die hier nur hingewiesen werden kann. Nach diesen Leitsätzen hat man beim Stampfbeton wieder zu unterscheiden erdfeuchte Betonmasse, auf die sich der Abschnitt „Materialbedarf" namentlich bezieht, und weiche Betonmasse, bei der der Wasserzusatz so weit gesteigert werden darf, daß die Masse zwar noch stampffähig ist, während des Stampfens aber weich wird. Am festesten wird der erdfeuchte Stampfbeton. Weichen Beton wendet man nur dort an, wo erdfeuchter Beton nicht zulässig ist, z. B. für Eisenbeton. Welchen Einfluß der Wasserzusatz auf die Festigkeit des Betons hat, zeigt nachstehender Vergleich zweier Betonproben. Es betrug die Druckfestigkeit bei: 10 % Wasser nach 7 Tagen 202,5 kg/qcm, nach 180 Tagen 380,0 kg/qcm 15%    „    „ 7    „    55,0

9 Leitsätze für die Vorbereitung, Ausführung und Prüfung aus Stampfbeton, aufgestellt vom Deutschen Beton-Verein. „Merksätze für den Betonbau" sind enthalten im Beton-Taschenbuch und in Ast, Der Beton und seine Anwendung.

Schüttbeton wird dort angewandt, wo man nicht stampfen kann, z. B. im Wasser. Der Beton darf niemals im Wasser frei fallen, weil sonst eine Entmischung stattfindet; inan versenkt denselben mittels Trichter, Säcken oder Versenkkästen. Ein durch Trichter geschütteter Beton hat nach 4 Wochen nur den dritten Teil der Festigkeit, die er im eingestampften Zustande aufweist. Beim Gußbeton nimmt die Festigkeit der Betonmasse noch mehr ab. Man benutzt Gußbeton in der Regel zum Ausgießen der Gips- und Leimformen. Der Betonmasse wird so viel Wasser beigegeben, daß sie breiartig, nicht dünnflüssig wird. Im dünnflüssigen Beton würden sich die schweren Teile in den unteren Stellen der Form absetzen.

§ 18. Betonrohre (Zementrohre)?)

Man benutzt zur Herstellung der Rohre fast ausschließlich Stampfbeton, den man in eiserne Formen bringt. Eine solche Form besteht im

wesentlichen aus der dreiteiligen Mantelform und der zweiteiligen Kernform. In Fig. 28 ist eine solche Rohrform (Columbus-Rohr-form von Dr. Caspary & Co.) dargestellt.

schichtenweise eingebrachtund kräftig gestampft. Ist die Form gefüllt, so wird zur Erzeugung der Feder eine schmiedeeiserne Deckplatte fest aufgepreßt. Das eingestampfte Rohr bleibt nun in der Form so lange stehen, bis der Mörtel so viel abgebunden hat, daß die Kernform entfernt werden kann. Dann wird diese und nachdem die Mantelform entfernt. Frühestens 3 Monate nach Fertigstellung werden die Rohre verlegt. Über das Verlegen derselben sind besondere Leitsätze aufgestellt worden, auf die hier nur hingewiesen werden kann?)

................ypij

WA

!j X

Der Beton wird

ity

8ü

WL

Fig. 28. Rohrform.

x) Ast, Zementrohre und ihre Herstellung. Gary, M., Prof., Zementröhren, ihre Verwendung, Prüfung und Bewertung in der Praxis.

²) Leitsätze für Ausführung von Zementrohrleitungen, aufgestellt vom Deutschen Beton-Verein in Biebrich a. Rhein.

Am meisten verwendet man Rohre von rundem oder eiförmigem Querschnitt (Fig. 29 u. 30). Beim eiförmigen Rohr ist für das volllaufende Profil der Wafserquerschnitt F = 4,59413 r², der benetzte Umfang U ---- 7,9299 r, der hydraulische Radius demnach F : U = 0,5793 r, wenn r = d : 2 gesetzt wird.

d-

Fig. 29. Kreisförmiger Querschnitt.

Fig. 30. Eiförmiger Querschnitt.

Fig. 31 zeigt ein kreisförmiges Rohr aus Zementbeton und Fig. 32 ein Zementrohr mit eiförmigem Querschnitt.

Tabelle 4.

Zementroyre.9

Durch

messer

cm

Lichter

Quer

schnitt

qcm

Wand-

stärke

Nutz

länge

Ge-

wicht

Durch

messer

cm

kg/m

cm

Lichter

Quer

schnitt

qcm

Wand-

stärke

Nutz-

länge

be

wicht

cm

kg/m

10,0

12,0

15,0

17,5

20,0

25,0

30,0

35,0

Runde Form (Flg. 29).

1257

1590

<o o_ o_

OJ^ CO 1-^ o '«#■ cd" c<f co"

ist [> 05

70

80

90

100

3848

5027

6362

7854

_po -O _05    _05 _cr<

b> b> "o bi "o "b "b b<

© © © Z- ^ K

bo "bo bo b> '© "b © ©

183

229

252

363

456

558

670

792

20/30

30/45

40/60

50/75

60/90

66,7/100

459

1034

1838

2871

4135

5105

ist^ ist^ ©^ ist^ ©^ ©__

co" r#⁻ cd" [>"" 05"" ©"

b> b> o © © o

90

171

304

475

684

844

70/105

80/120

93,3/140

100/150

110/165

5 628 7 351

10    005

11    485 13 897

ist_ ©__ o_ ist_ ö" 'di" io" cd"

tH tH r-l H y—l

I O p © © ©

¹ O' Ü¹ <1 OD GD

931

1216

1655

1900

2300

9 Nach der Hütte (20. Aufl.).

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Außer den geraden Rohren werden auch Bogenrohre gefertigt nach Fig. 33 und auch solche mit Böschungskopf (Fig. 34).

Die Betonfabriken verbürgen in der Regel eine ruhende Scheitelbelastung von 5000—6000 kg/qm des wagerechten Rohrquerschnittes;

Fig. 31. Kreisförmiges Rohr.

Fig. 32. Eiförmiges Rohr.

iF!

ss

Fig. 33. Bogenrohr.

Fig. 34. Rohr mit Böschungskopf.

,A

mm

d-

Fig. 35. Säurebeständige Rohre.

jedoch verlegt man bisweilen derartige Rohrdurchlässe unter 10 m hohen Straßendämmen ebenso sicher wie bei nur 1 m Abstand unter der Straßenkrone?)

*) Über Prüfung von Ton- und Zementrohren vgl. die vom Internat. Kongreß für die Material-Prüfung der Technik zu Brüssel 1906 angenommenen Vorschläge von M. Gary, Bericht 17d.

Zementrohre, die säurehaltiges Wasser führen, werden vorteilhaft mit eingestampften säurefesten Steinzeug-Sohlschalen versehen oder mit „Knaufschen Platten" ausgekleidet, wie in Fig. 35 gezeigt wird.

§ 19. Der Eisenbeton.

Eisenbeton ist Beton, in den Eisen eingebettet ist. Ein Vorgänger des Eisenbetons ist wahrscheinlich schon den alten Römern bekannt gewesen. Vitruvius berichtet im 10. Kapitel des 5. Buches seiner „Zehn Bücher über Architektur" von Gewölben, in die Eisenstangen eingelegt werden. Die Erfindung oder wenigstens die erste praktische Verwertung des Eisenbetons wird wohl mit Recht dem französischen Gärtner Monier¹) zugeschrieben.

Der Grundgedanke, auf dem der Eisenbetonbau ruht, ist der, die Druckfestigkeit des Betons und die Zugfestigkeit des Eisens zu gemeinsamer Arbeit heranzuziehen, so daß sie sich gegenseitig zu Hilfe kommen und ergänzen. Das Eisen wird dort eingebettet, wo Zug auftritt,'ch wo also der druckfeste aber wenig zugfeste Beton reißen würde, wenn ihm nicht das Eisen zu Hilfe käme und die Zugspannungen aufnähme. Diese Verteilung der Arbeit wird dadurch möglich, daß Eisen und Beton fest aneinander haften, daß also bei Zug der Beton mit dem Eisen sich dehnen muß, ohne aufzureißen. Durch die Verbindung von Eisen und Beton erhält man einen neuen Baustoff, dessen Eigenschaften in mehrfacher Hinsicht von denjenigen der einzelnen Bestandteile abweichen. Der Eisenbeton hat eine hohe Biegungsfähigkeit und eine große Zähigkeit; das körnige Gefüge des Betons ist durch das eingebettete Eisen gewissermaßen sehnig geworden. Eisenbeton läßt sich leicht in jede gewünschte Form bringen, seine einzelnen Bestandteile können der Beanspruchung entsprechend verteilt werden. Das Eisen wird durch den Beton gegen die Angriffe des Rostes geschützt; die Feuersicherheit ist groß, denn der das Eisen umhüllende Beton ist ein schlechter Wärmeleiter und die Wärmeausdehnungsmaße beider Stoffe sind fast gleich. Die Unterhaltungskosten der Eisenbetonbauten sind gering.

Über den Beton ist früher bereits Näheres angegeben, über das zur Bewehrung des Betons dienende Quadrat- und Rundeisen sind in § 34 Angaben enthalten. In jede Decke aus Eisenbeton werden die Eisenstäbe in die Richtung der Hauptzugspannungen gelegt. Bei dem Moniersystem werden außer diesen „Tragstäben" noch rechtwinkelig

Aber das Streckmaterial bewirkt nicht nur eine Verteilung der Einzellast auf mehrere Stäbe, sondern es übernimmt auch einen Teil der in der Richtung der Tragstäbe wirkenden Zugkraft. Beträgt z. B. diese Zugkraft auf 1 m Plattenbreite Z = 7000 kg, so kann Streckmetall Nr. 15 2350 kg übernehmen, so daß den Tragstäben nur noch 7000 — 2350 = 4650 kg verbleiben.

dazu gerichtete „Verteilungsstäbe" angeordnet und mit den Tragstäben verbunden. Die Verteilungsstäbe sollen die durch eine Einzellast hervorgebrachten Spannungen auf eine größere Plattenbreite verteilen.

Demselben Zweck dient auch das Streckmetall (Fig. 36). Auch dieses soll die Tragstäbe so miteinander verbinden, daß sie sich gegenseitig helfen.

Die Haftfestigkeit, oder besser der Gleitwiderstand, wächst mit der Größe der Berührungsfläche zwischen Beton und Eisen, kann aber noch

Fig. 36. Streckmetall.

bedeutend erhöht werden durch die Form der Eisenstäbe. Auch das Streckmetall hat wegen seiner großen Haftfläche (Tab. 5) und eigentümlichen Form eine große Haftfestigkeit. Die Haftfläche (Umfang) der Quadrat- und Rundeisen ist in Tab. 19 angegeben.

Es gibt eine große Menge Deckensysteme, die aber meist nur in untergeordneten Einzelheiten voneinander abweichen. Für die Ausführung und Berechnung aller im Tiefbau vorkommenden Eisenbetonbauten sind aber folgende Bestimmungen und Leitsätze von Wichtigkeit:

a)    „Vorläufige Bestimmungen für das Entwerfen und die Ausführung von Ingenieurbauten in Eisenbeton im Bezirk der Eisenbahndirektion Berlin" vom 21. Februar 1906 (Zentralblatt der Bauverwaltung 1906, S. 331).*)

b)    „Bestimmungen für die Ausführung von Konstruktionen aus Eisenbeton bei Hochbauten" vom 24. Mai 1907 (Zentralblatt der Bauverwaltung 1907, S. 301).

²) Die Bestimmungen scheinen im ganzen Geschäftskreis der preußisch-hessischen Eisenbahnverwaltung verbreitet zu sein, haben auch in dem unter b aufgeführten Ministerialerlaß vom 24. Mai 1907 sinngemäße Anwendung gefunden.

c)    „Leitsätze für die Vorbereitung und Prüfung von Bauten aus Stampfbeton", aufgestellt vom Deutschen Beton-Verein, Februar 1905 (Beton-Taschenbuch).

d)    „Deutsche Normen für die einheitliche Lieferung und Prüfung von Portlandzement und von Eisenportlandzement" vom 16. März 1910 (Zentralblatt der Bauverwaltung 1910, S. 189).

e)    „Österreichische Regierungsvorschriften betreffend die Herstellung von Tragwerken aus Stampfbeton oder Betoneisen" von 1908 (Beilage zu Nr. 11 u. 12 der Zeitschrift „Zement und Beton" 1908).

Tabelle 5.

Streckmetall'.

Maschen-Nr. weite

Steg-

Für 1 m Breite:

Breite Stärke

Gewicht Querschnitt

Umfang Tragkraft der    bei 1000

Stege    kg/qcm

mm

mm

mm

kg/qm

qcm

cm

kg

CD GO

75

75

6,0

3,0

4,34

7,20

56,0

4,5

3,0

O H O] COtJHiOCDO-H i—< H i—I rH i—l i—l i—l

75

75

6,0

4,5

3,15

3,60    40,0

4,5

4,5

6,25

5,00

7,20

5,40

56,0

47,6

150

150

150

75

75

75

6,0

3,0

2,04

2,40

24,0

7 200 3 600 7 200 5 400 2 400

6,0

4,5

3,0

3,0

8,0

4,5

3,0

3,0

2,0

5,0

3,12

3,60

1,45

2,17

1,25

1,80

2,35

1,60

9,00    10,60

Die Maschenweite wird in der Richtung der kleinsten Diagonale

gemessen.

V. Asphalt.

§ 20. Der Rohstoff.

Mit Bitumen bezeichnet man gewisse in der Erde vorkommende Stoffe von brenzlich teerartigem Geruch, wie Erdöl, Bergteer, Asphalt usw. Je nach der Flüssigkeit oder auch Flüchtigkeit kann man die Bitumina in folgende Klassen einteilen:

1.    die unter 200° C. und oft schon unter dem Siedepunkt des Wassers flüchtigen Stoffe (Naphtha, Petroleum),

2.    die zwischen 200 und 250° C. flüchtigen Stoffe (Bergteer),

3.    die über 250° C. flüchtigen Stoffe (Asphalt).

Asphalt (griech., Erdpech) ist ein Mineral, schwarz bis schwarzbraun, settglänzend, undurchsichtig, brennbar und bei 100° C. schmelzbar; es riecht stark bituminös. Seine Härte ist 2, sein spez. Gewicht 1,1—1,2. Asphalt besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff und ist meist durch Aufnahme von Sauerstoff aus Erdöl entstanden. Erdöl oxydiert sich in den der Luft zugänglichen oberen Gebirgslagen sehr bald, verliert seine flüchtigen Bestandteile, wird braun, dickflüssiger, spezifisch schwerer und verwandelt sich schließlich in Bergteer. Dieser beffndet sich besonders in sandigen Schichten und lockeren Sandsteinen in der Nähe der meisten Erdölyuellen. Wie den Sand, durchdringt Bergteer auch Kalkstein und bildet so den Asphaltstein, der sich unter anderem in Val de Travers, bei Seyssel an der Rhone, bei Ragusa in Sizilien, San Valentino in den Abruzzen, Lobsann im Elsaß und Limmer in Hannover ffndet. Der Asphaltstein von Seyssel enthält 6—8, der von Limmer 14, der aus dem Val de Travers 11—12 % Asphalt. Der Bergteer, der das Gestein durchdringt, ist eine Mischung verschiedenartiger Körper. Daraus ergibt sich, daß nicht der zahlenmäßige Prozeutgehalt allein für die Güte des Asphalts entscheidend ist.

§ 21. Asphaltwaren.

1.    Asphaltpulver. Das mit Pulver oder Dynamit gesprengte Gestein wird zunächst in Stücke von 4—5 cm Durchmesser zerkleinert. Es geschieht dies meist durch Scherenbrecher (Fig. 37). Die zum Zerbrechen oder Zerschneiden dienende Schere wird aus Gußstahlstäben gebildet, wie die Zeichnung erkennen läßt. Das eigentliche Mahlen erfolgt auf Schleudermühlen (Fig. 38). Bei dieser Mühle bewegen sich zwei Scheiben mit großer Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung. An diesen Scheiben sind viele Stahlstäbe in verschiedener Entfernung von der Achse angebracht. Das in der Nähe der Achse eingebrachte Material wird durch die Zentrifugalkraft von innen nach außen getrieben, wird jedoch, ehe es den Durchgang vollendet, unzählige Mal durch die sich in entgegengesetzter Richtung bewegenden Stäbe mit großer Geschwindigkeit hin- und hergeschleudert und gelangt erst als Pulver nach außen.

2.    Goudron. Unter Goudron versteht man gereinigte Bimmen, die namentlich als Flußmittel bei der Asphaltverwendung dienen. Goudron wird gewonnen aus Asphalt und einem Flußmittel durch längeres Aus-

kochen und Abdampfen. Man verwendet dazu meist Trinidad-Asphalt, entweder im rohen Zustande oder als Trinidad-Epurö, d. i. von Wasser und erdigen Bestandteilen teilweise befreiter Trinidad-Asphalt. Weil Goudron dem Bitumen des natiirlichen Asphaltsteines möglichst gleichartig

f »<

,1

ESäF

:......

Spill

«01»

Fig. 37. Scherenbrecher.

sein soll, so wäre das beste Flußmittel gereinigter Bergteer. Dieser ist aber zu teuer; man benutzt daher meist andere geeignete Zusätze, z. B. Rückstände aus der Petroleuinreinigung. Für Asphaltarbeiten geeigneter Goudron ist schwarz und glänzend; ivenn man ihn in frischem Brunnenwasser auf etwa 8° abkühlt, muß er durch den Schlag des Hammers in Stücke zerspringen, während man ihn zwischen den Fingerspitzen    ■

fl

vermöge der Blutwärme zu Fäden auszudehnen vermag.

Fig. 38. Schleudermühle.

jedes Knistern und Sprühen auf schädliche Teer- oder Pechzusätze schließen läßt.

3. Asphalt-Mastix. Die Zubereitung des Asphaltpulvers zu Mastix erfolgt in einem mit Rührwerk versehenen Kessel. Die mit einem bestimmten Zusatz Goudron zu verkochende Mehlmenge wird nicht auf einmal, sondern nach und nach in den Kessel gebracht, und etwa 5—6 Stunden einer Hitze von durchschnittlich 200° C. ausgesetzt, wobei die im Mehl enthaltenen Wasserteile und etwa vorhandenen flüchtigen, dein Mastix schädlichen Öle durch besondere Abzugskanäle entweichen. Die fertige Masse wird in eiserne Formen hineingebracht und mittels Spachtel verstrichen. Schließlich werden die Brode noch mit dem Fabrikzeichen versehen.

4. Asphalt-Jsolierplatten. Es sind Asphaltplatten mit biegsamen Einlagen aus Papier, Faserstoffen oder Blei.

aufgestapelt werden.

Die Platten kommen entweder lose, auf Rundhölzer gerollt, oder flach aufeinandergelegt zur Versendung, wobei sie — um ein Zusammenbacken zu verhindern — durch eine Lage Papier oder Sand voneinander getrennt werden. Aus demselben Grunde ist es notwendig, die etwa aufzubewahrenden Platten in einem möglichst kühlen Raum so unterzubringen, daß die gerollten nicht auf-, sondern nebeneinander liegen und die lose versandten in Stößen von höchstens 10—12 Stück — durch dazwischen gestreuten Sand voneinander getrennt Jede Belastung derartig gelagerter Platten durch irgend welche Materialien muß vermieden werden. — Beim Abdecken von Brückengewölben ist darauf zu achten, daß mit der laufenden Fertigstellung der Asphaltplattenabdeckung sofort eine etwa 5 cm hohe grobe Sandschicht aufgebracht wird, um Beschädigungen der Asphaltplatten durch scharfe Steinstücke usw. beim Verfüllen zu verhüten.

a)    Jsolierplatten mit Papier- oder Pappeneinlage sind zum Abdecken kleiner Bauwerke besonders geeignet. Die Abdeckung der Gewölbe usw. erfolgt in zwei Lagen derart, daß die Stoßfugen der unteren Lage von der oberen Lage überdeckt werden. Eine besondere Sorgfalt ist auf die Anschlüsse an Mauerwerk, Wasserausläufe usw. zu verwenden.

b)    Jsolierplatten mit Einlagen aus Faserstoff sind gegen Zerreißen außerordentlich widerstandsfähig und dabei ungemein dehnbar. Diese Platten, bei denen die Einlagen auf beiden Seiten mit etwa 8 mm starkem Asphalt bestrichen werden, sind so zu verlegen, daß sie sich 7—10 cm überdecken. Die Überdeckungsstelle wird mit Klebeasphalt (Goudron) verbunden und das Ganze reichlich mit dieser Masse überstrichen. Eine solche Abdeckung kann bedeutende Erschütterungen und Ausreckungen aushalten, ohne dabei ihre Wasserdichtigkeit zu verlieren.

c)    Jsolierplatten mit Bleieinlagen (A. Siebels Patent) bestehen aus einer Bleieinlage mit 2 Asphaltschichten; sie sind bis 15 m lang bei verschiedener Breite und Dicke. Bei der Verwendung werden die Asphaltschichten 5—6 cm lang vom Blei entfernt und dann die 3 Lagen der einen Rolle abwechselnd auf die entsprechenden 3 Lagen der Nebenrolle mit heißem Asphalt traufrecht geklebt und fest, glatt angedrückt. Die Unterlage muss, wie für alle Jsolierplatten, möglichst glatt sein.

Fig. 39. Asphalt-Plattendarre.

5. Asphaltwegeplatten. Asphaltpulver wird in sich drehenden Trommeln über Feuer erhitzt und dann in einer Form (25 x 25 cm) unter hohem Druck zusammengepreßt. Die fertig gepreßten Platten werden bei Fahr- oder Fußwegen auf eine Betonunterlage in Verband verlegt. Die Fugen zlvischen den ein- I zelnen Platten werden entweder durch Bestreichen mit Asphaltmastix gedichtet oder dadurch, daß man Asphaltpulver einstreut, welches sich allmählich in eine steinähnliche Masse verwandelt. Damit die Platten nicht nur an einzelnen Stellen ihrer Unterlage ausruhen, erwärmt man sie auf Plattendarren (Fig. 39) vor dem Verlegen so weit, daß sie sich den Unebenheiten der Unterlage anpassen, oder verlegt sie in eine dünne Schichte Sand oder Asphaltpulver.

§ 22. Guß- und Stampfasphalt.

Gußasphalt für Fußwege. Etwa 100 Teile Asphaltmastix und 6 Teile Goudron werden bei 100° C. geschmolzen, alsdann werden etwa 33 Teile Kies zugesetzt.

Nachdem die Mischung gründlich durcheinander gearbeitet ist, wird die breiartige Masse mittels Schöpflöffel auf eine Betonunterlage in einer Stärke von 2—3 cm ausgebreitet. Vor dem V A.

'18

Fig. 40. Asphaliwalze mit Dampfbetrieb.

Stampfasphalt für Fahrwege wird wie folgt bereitet: Asphaltpulver wird auf der Baustelle in Trommeln, welche sich über dem Feuer

Erkalten ist der Belag mit Zement vermischtem Sande gründlich abzureiben.

drehen, oder in feststehenden Darren erhitzt, dann auf die aus Zementbeton bestehende Unterlage gebracht und mit der Handramme festgestampft oder mit heißen Walzen abgewalzt (Fig. 40) und mit heißen Bügeleisen • gebügelt.

VI. Bauholz.

§ 23. Bauholzarten.

Die wichtigsten Holzarten für Tiefbauten sind:

1. Laubhölzer.

Eiche (Sommer- oder Stieleiche und Winter- oder Steineiche) ist das wertvollste Bauholz für den Tiefbau überhaupt. Eichenholz ist sehr dauerhaft; es wird besonders dort angewandt, wo große Druckfestigkeit erforderlich ist und wo die Einflüsse der Feuchtigkeit nicht abgehalten werden können. Es dürfen jedoch nicht zu lange Schnitthölzer und breite Bretter angewandt werden, weil das Holz selten gerade gewachsen ist und deshalb große Neigung zum Werfen hat.

Rotbuche. Unter Wasser ist zwar das Holz sehr dauerhaft, aber den Wechsel von Nässe und Trockenheit verträgt es nicht gut; ganz im Trocknen ist es dem Insektenfraß ausgesetzt und wird brüchig; ob trocken oder frisch verarbeitet, das Holz reißt und wirft sich. Buchenholz eignet sich besonders für solche Bauteile, die ständig unter Wasser stehen, auch für Brückenbahnen, welche einem starken Verkehr ausgesetzt sind.

Ulme oder Rüster ist überall trefflich zu verwenden. Das Holz verträgt den Wechsel der Nässe und Trockenheit sehr gut, verzieht sich nicht leicht und hält sich, besonders unter Wasser verbaut, beinahe wie Eichenholz. Vorzüglich eignet es sich zu Pfählen.

Erle. Erlenholz ist leicht zu bearbeiten, aber seine Anwendung ist sehr beschränkt, weil es abwechselnde Nässe und Trockenheit nicht verträgt und außerdem von Insekten leicht angegriffen wird, dagegen hält es sich, in feuchter Erde oder im Wasser verbaut, sehr gut und ist nächst dem Eichenholze das beste Material zu Rosten und Pfählen.

2. Nadelhölzer.

Lärche. Das Lärchenholz ist, was Festigkeit und Dauer angeht, allen anderen einheimischen Nadelhölzern unbedingt vorzuziehen. Es widersteht der abwechselnden Nässe und Trockenheit besser als Kiefern-und Fichtenholz; unter Wasser wird es mit der Zeit steinhart und unterliegt selbst im Trockenen nicht leicht den Angriffen der Insekten und

nur wenig dem Werfen und Reißen. Die Heimat der Lärche soll nach Vitruvius in den Alpen zu finden sein.

Kiefer (Föhre), vorzüglich im Trocknen, sowie unter Wasser, auch verhältnismäßig dauerhaft im Wechsel von naß und trocken, daher für Wasser- und Brückenbauten recht geeignet. Von Insekten wird es oft sehr stark angegriffen, so vom Borkenkäfer, noch schädlicher ist der Zweig-Bastkäfer und der Rüsselkäfer. Sonst leidet das Kiefernholz selten an größeren Krankheiten, wenn es nicht etwa auf nassem Boden gewachsen ist, wo dann leicht die Rotfäule entsteht.

Fichte (Rottanne). Als Bauholz ist die Fichte durch ihren regelmäßigen und langschäftigen Wuchs sehr geschätzt. Das Holz ist int Trockenen und ganz unter Wasser haltbar, dagegen nicht im Wechsel von naß und trocken.

Tanne (Weißtanne). Als Bauholz wird das Tannenholz weniger geschätzt als das Holz der Fichte, da es nur geringe Festigkeit besitzt und eine kurze Dauer hat. Wegen des geringen Harzgehaltes verträgt dieses Holz abwechselnde Nässe und Trockenheit fast gar nicht.

Andere einheimische Hölzer, wie Esche, Weißbuche, Pappel usw., werden nur stellenweise als Bauhölzer verwendet. Von ausländischen sind noch zu nennen:

Pitchpine (Pechkiefer) von Kanada, in jeder Hinsicht vorzügliches Holz, zu manchen Zwecken dem Eichenholz gleichgeschätzt, dabei viel billiger als dieses. Das indische Tiekholz, das Quebrachoholz vom Laplata, das Tallowholz von Australien, ferner die westaustralischen Harthölzer Karri und Jarrah, alles Hölzer von ausgezeichneten Eigenschaften für alle Bauzwecke, die drei letztgenannten namentlich für Pflasterungen sehr geeignet.

§ 24. Bau und Gefüge des Holzes.

Das Holz besteht aus Zellen, das sind kleine walzenförmige Bläschen, die mit einer wässerigen Flüssigkeit — dem Zellsafte — gefüllt sind. Eilte große Zahl gleichartiger Zellen schließt sich zusammen zu Zellgeweben. Man unterscheidet Bildungszellen und Dauerzellen. Die Bildungszellen spalten sich und bilden neue Zellen, teils Bildungs-, teils Dauerzellen. Die Dauerzellen wachsen, indem der Zellsaft die Zellhaut verdickt. Ist der Zellsaft aufgebraucht, so erlischt die Lebenstätigkeit der Zelle, das Holzgewebe hat die Grenze seines Wachstums erreicht, es ist reifes Holz — Reifholz — oder, wenn es seine Farbe änderte, Kernholz geworden, während das noch in der Bildung begriffene Holz Splinth olz genannt wird.

Alljährlich setzt sich die neue Holzmasse in Fornt eines dünnen Mantels auf dem vorjährigen Holze unter der Rinde an. Ein solcher „Jahresring" ist leicht zu erkennen an dem weicheren und lockeren

Frühjahrs- und dem dichteren und meist dunkler gefärbten Herbstholze. — Vom Mark zur Rinde laufen die Markstrahlen oder Spiegel; sie erscheinen int Querschnitt des Holzes als Linien, in den Spaltflächen als Bänder, welche gewöhnlich glänzen und spiegeln und daher der Spaltfläche auch den Namen Spiegelfläche verleihen. Man unterscheidet Hauptmarkstrahlen, die von Mark bis Rinde gehen, und Nebenmarkstrahlen, die in der Mitte der Holzmasse entweder aufhören oder dort erst beginnen.

Das Gefüge des Holzes zeigt sich in den drei Schnitten: Der Hirnschnitt (Querschnitt), winkelrecht zur Stammachse, zeigt das Mark, den Kern und Splint, die Jahresringe und Markstrahlen; der Radialschnitt, durch die Achse gelegt, zeigt u. a. die Markstrahlen als Spiegel; der Sehnenschnitt, durch die Sehne parallel zur Achse gelegt, zeigt wie auch der Radialschnitt die Jahresringe als Längsstreifen. Nach diesen drei Schnitten unterscheidet man die Flächen eines Holzstückes in „Hirn-holz", „Spiegelholz", „Langholz". Aus dem Bau und Gefüge des Holzes ergeben sich nun dessen Eigenschaften und Regeln für seine Bearbeitung und Erhaltung.

§ 25. Allgemeine Eigenschaften des Holzes.

1. Schwinden nnd Quellen. Beim Austrocknen des gefällten Baumes zieht sich das Holz zusammen, es schwindet. Je saftreicher und je weniger verholzt die Zellen sind, um so größer ist das Schwinden. Splintholz schwindet mehr als Kernholz. Aus der länglichen Form der Zellen ergibt sich, daß das Holz weniger in der Richtung der Zellen oder der Stammachse als in der Querrichtung des Stammes schwindet. Die Schwindmaße der wichtigsten Bauhölzer sind nachstehend zusammengestellt.*)

Tabelle 6.

Schwindmaße der wichtigste» Wauhötzer.

Das Holz schwindet in der Richtung

Holzarten

der Achse des Durchmessers der Sehne

°l 0

°l o

°l 0

Elche, jung..........

Eiche, 300 Jahre altes Bauholz . . .

Erle

Fichte (Rottanne) . . . Kiefer (Föhre) ....

Lärche......

Rotbuche......

Tanne (Weißtanne), jung Ulme.......

o p> p p p p p p p ¹ "to 'o 'h-² "© "oj ¹ "4^ ^cooo<oa>cDOO

P P p p p P p P 00 CD "cd "o I—¹ "o 'cd 'cd

p p _QO p p P p -O <1

"co "«a 'o 'bo 'i-^ "o -O 'bi K)t\3C75K)K)QO-^lGDOt

Getrocknetes Holz nimmt leicht Wasser, namentlich die Feuchtigkeit aus der Luft, wieder auf und dehnt sich dadurch wieder aus Junges Holz (Splint) fängt mehr Dunstfeuchtigkeit auf als älteres, inneres (Reif- oder Kernholz), porenreiches lebhafter als porenarmes. Nach dem Trocknen zieht es sich wieder zusammen. Dieses Quellen und Schwinden nennt man das „Arbeiten" des Holzes.

es quillt.

3. Festigkeit und Biegsamkeit. Über die Festigkeit und Elastizität der Bauhölzer ist in § 38 Näheres angegeben. Junges Holz, frisch gefällt, ist am biegsamsten. Holz wird durch Wasserdampf ganz erweicht; es läßt sich dann in jede Form biegen und behält diese nach dem Trocknen auch bei.

2. Reißen und Werfen. Eine ungleiche Schwindung bewirkt ein Reißen oder Werfen des Holzes. Der ganz gelassene Baumstamm reißt im Splint, weil der Splintring sich mehr zusammenzieht als das Kernholz. Um das Reißen tunlichst zu verhüten, zertrennt man oft den Baumstamm vor dem Austrocknen in Halbholz, Kreuzholz, Bohlen, Bretter, Latten. Auch Bohlen und Bretter können beim Trocknen noch reißen, namentlich dann, wenn sie so aufgestapelt sind, daß Sonne und Luft die Hirnflächen mehr treffen als das Langholz. Man sucht alsdann die Kopfenden des Holzes durch Aufnageln von Brettstücken, Pappe u. bergt oder durch Bestreichen mit dicker Ölfarbe vor zu raschem Austrocknen zu schützen. Bohlen und Bretter, welche aus dem Kern geschnitten sind, bleiben beim Trocknen eben, weil ihr Schwinden an den gegenüberliegenden Seiten gleichmäßig erfolgt, während dieselben, wenn sie nicht aus dem Kern geschnitten sind, an der dem Splinte zugekehrten „linken" Seite mehr schwinden als an der „rechten" (Kern-) Seite und deshalb nach der ersteren hin hohl, nach der letzteren hin erhaben werden. Balken, die auf der einen Seite mehr Splint haben, werden sich krümmen oder ziehen. Bei einseitigem Druck ist die Kernseite womöglich dem Drucke entgegen zu legen, z. B. bei Balken und Bohlen, die an beiden Enden frei aufliegen, nach oben.

4. Spaltbarkeit. Aus dem strahligen Bau des Holzes folgt, daß die Spaltbarkeit in der Richtung der Markstrahlen am größten ist, während das Trennen der Fasern nach jeder anderen Richtung größeren Widerstand findet. Beim Sehnenschnitt müssen die Spiegelfasern, beim Hirnschnitt die Holzfasern, welche nach der Längenrichtung des Stammes sich ineinander schieben, zerrissen werden. Der Widerstand gegen das Spalten ist im Sehnenschnitt meist    mal so groß als in der Fläche der

Spiegel. Schwerspaltig sind: Weißbuche, Ulme, Esche; ziemlich leicht-spaltig: Lärche, Erle. Kiefer und Eiche; sehr leichtspaltig ist Pappel.

5.    Härte. Nach der Härte ordnen sich die Hölzer wie folgt. Hart sind: Eiche, Rotbuche, Ulme; halbhart: Erle, Lärche und Kiefer; weich: Tanne, Fichte, Linde, Pappel und Weide. Die Härte der einzelnen Hölzer wechselt mit dem Standorte, Klima usw.

6.    Spezifisches Gewicht. Dasselbe ist bei demselben Holze verschieden, je nach dem Grade der Trockenheit. Allgemein enthält grünes Holz bis 37% Wasser und ist 33 bis über 50% schwerer als ausgetrocknetes Holz.*) Das spezifische Gewicht der verschiedenen Bauhölzer ist in § 37 angegeben.

§ 26. Fehler und Krankheiten.

Fehler sind solche Schäden und Beschaffenheiten, welche das Holz für gewisse Verwendungen untauglich machen. Bei den Krankheiten findet eine Zersetzung der Holzfasern statt. Die häufigsten Fehler und Krankheiten sind:

Gänzlich verworren sind die Fasern beim sog. Maserwuchs, den wir an vielerlei Holzarten finden. — Strauchwuchs, Kollerwuchs nennt man die Neigung der Bäume, unter gewissen Verhältnissen von Lage und Boden, statt einen regelmäßigen Stamm zu bilden, sich vielfach zu verzweigen, so daß sie fast kein einziges geradfaseriges Stück liefern. — Astknoten sind lebend oder abgestorben eingewachsene längere oder kürzere Afistummel, die mit besonders schweren, harten Jahresringen umgeben sind.

1. Krumme Holzfasern: Drehwüchsig nennt man ein Holz, das schraubenförmig gewundene Holzfasern hat. Dieses Holz wirft sich stark, reißt leicht und hat im geschnittenen Zustande nur geringe Tragfähigkeit. Man erkennt diesen Fehler gleich an der Rinde, tvelche gewundene Längsrisse zeigt. Drehwuchs findet sich hauptsächlich an Fichten, Tannen und Ulmen. — Wellenförmige Faser tritt in zwei Arten auf. Entweder zeigen sich die Fasern im Hirnschnitt oder im Längsschnitt des Holzes. Die erste Art ist am Baume von außen nicht zu sehen, die zweite Art kann jedoch häufig am Fuße von starken Buchen mit ringsum laufenden Schwielen wahrgenommen werden.

2. Unregelmäßige Jahresringe: Exzentrischer Wuchs findet sich häufig bei Nadelhölzern, welche am Rande eines Waldes stehen. In den meisten Fällen ist der Fehler von keiner besonderen Bedeutung für die technische Verwendung des Holzes. — Ungleiche Ringbreite. Dichtes Holz schwindet weniger als lockeres; daher bildet sich zwischen einem schmalen und einem breiten Jahresring gern eine Ringkluft.

6 Hätte (20. Ausl.).

Mitunter bildet sich in der Mitte ein loser Zapfen, z. B. an der Fichte, nachdem im Schatten dichtes Holz entstanden war und bei Freistand sich breite Ringe abgelagert hatten. — Mondring nennt man einen bei Eichen nicht seltenen Fehler. Er besteht darin, daß ein oder mehrere Jahresringe oder auch nur Teile derselben eine abweichende, bald hellere, bald dunklere Färbung als die übrigen Holzlagen haben. In der Regel sind die dunkleren Ringe schädlicher als die hellen. —- Brüchig, brausch oder sprok nennt man ringporige Hölzer von niedrigem spezifischem Trockengewichte mit sehr breiten oder sehr engen Ringen und leichter, lockerer Masse, von unansehnlicher, oft ungleichmäßiger Farbe. Holz dieser Art trocknet rasch aus, und ist daran zu erkennen, daß es Wassertropfen begierig aufsaugt.

3.    Risse: Luftrisse. Beim Trocknen der Stämme schwindet zuerst die Oberfläche, und es können die äußeren Lagen den Kern nicht mehr vollständig umschließen, es bilden sich Luftrisse. Dieser Fehler kommt bei allen Nadelhölzern bei unbehutsamem Austrocknen, bei der Eiche jedoch auch bei der vorsichtigsten Behandlung vor. — Kernrisse oder Uhrzeiger nennt man Risse, die von der Markröhre ausgehen und sich wie ein unregelmäßiger Stern ausbreiten. — Eisklüfte entstehen, wenn durch starke Kälte die ihr am meisten ausgesetzten äußeren Jahresringe zusammengezogen werden, während die vor Kälte geschützten inneren Ringe ihren gewöhnlichen Umfang behalten, und diese daher nicht mehr umschließen können. Sie sind den Luftrissen ähnlich, halten aber seltener die Richtung der Markstrahlen ein. Sie werden meistens bei Eichen und Linden vorgefunden.

4.    Fäule: Astfäule nennt man Faulstellen am Stamme, welche von krankhaften oder verstümmelten Ästen herrühren. Die Stellen, wo Äste dicht am Stamme abgebrochen sind, werden überwallt, d. h. die neu entstehenden Jahresringe überwachsen die offene Stelle von allen Seiten. Bleibt ein längerer und starker Aststummel stehen, so ist die Überwallung nicht möglich, bevor nicht der Ast ganz abgebrochen ist. Dann aber ist die Fäulnis (Bildung von Schwämmen usw.) meist schon aus dem Aste in den Stamm übergegangen. Findet noch eine Überwallung statt, so wird die Schwammbildung unterdrückt, es gibt dann nur faule Aststellen; wird dagegen die Überwallung durch Schmarotzerbildung gehindert, so geht die Fäulnis im Stamm immer weiter abwärts und macht zuletzt den Stamm hohl. — Rotfäule. Man kann die Krankheit als hochgradige aber verhältnismäßig langsame Zersetzung des Holzes betrachten, in deren Folge das Kernholz eine rotbraune Farbe erhält, an Härte, Gewicht und Zusammenhang verliert, Fäulnisgeruch annimmt und schließlich in eine zerreibliche, pulverförmige Masse zerfällt. — Weißfäule entsteht auf ähnliche Art, nur ist der Grad der Fäule bedeutender; sie wird durch eine weiße Farbe bemerkbar, zeigt sich in allen Teilen des Stammholzes, denn sie findet sich sowohl in der Mitte des Stammes, als auch in den jüngeren Hvlzschichten desselben.

Außer den aufgeführten Fehlern und Krankheiten sind noch jn erwähnen: Der Wurmfraß und der Hausschwamm.

§ 27. Kennzeichen guter Bauhölzer.

1.    Sichtbare Zeichen. Gleichmäßige Breite der Jabresringe ist int allgemeinen bei jeder Holzgattung eine willkommene Erscheinung, weil sie jederzeit auf eine gute Verbindung der einzelnen Lagen unter sich schließen läßt. Beim Nadelholz zieht man meist das gleichmäßige feinfaserige Holz, in welchem der innere, weichere Teil der Jahresringe mehr zurücktritt, sowohl zu Schnittwaren, als auch zu anderen Zwecken vor, weit es stetiger, elastischer, dauerhafter und von schönerem Aussehen ist. Beim Laubholz mit grobporigen Frühlingsschichten sind die breiten Jahresringe den schmalen insofern vorzuziehen, als sich bei jenen die porösen Streifen zwischen den einzelnen Holzlagen weniger oft wiederholen. — Die Durchscheinbarkeit einer dünnen Querscheibe frischen Holzes läßt leicht die Gesundheit des Holzes erkennen, indem kranke Stellen nicht durchscheinend zu bleiben pflegen?) — Zu der Beurteilung der Fällzeit ist zu bemerken, daß bei Hölzern von der Winterfällung die Rinde fest haften bleibt, bei solchen, die in der Saftzeit geschlagen sind, sich dagegen leicht ablöst. Auch durch die Jodprobe kann die Fällungszeit eines Holzes festgestellt werden, indem das Winterholz tvegen der Reservestärke dabei eine blaue Färbung annimmt.

2.    Hörbare Zeichen. Unterlegt man einen Baumstamm und klopft an die Hirnfläche des Banmes (Wurzelende), so wird man bei gesundem, gutem und trockenem Holze auch den leisesten Schlag am entgegengesetzten Ende (Zopfende) hell und deutlich hören. Ist der Klang hohl, oder hört man den Schlag gar nicht, so kann man auf anbrüchiges oder sonstwie schadhaftes Holz schließen.

3.    Bohrprobe. Den besten Aufschluß über die Beschaffenheit des Holzes erhält man durch die Bohrprobe. Man bohrt den Baum dicht über der Wurzel oder an sonst verdächtigen Stellen mit einem Holzbohrer bis an das Mark an und untersucht die zutage geförderten Späne. Geht dabei der Bohrer hart in das Holz hinein, schreit er beim Drehen und

ff Nördlinger, Dr., Die gewerblichen Eigenschaften der Hölzer.

zieht man gesunde, der natürlichen Farbe und dem Geruch des Holzes entsprechende Späne aus dem Bvhrloche, so kann man den Baum für gesund halten; bringt man aber verdorbene, andersfarbige, übelriechende oder geruchlose Späne zum Vorschein, so sind dies Zeichen der Verderbnis des Holzes.

§ 28. Gewinnung und Bearbeitung des Holzes.

1. Fällen des Holzes. Als die beste Fäll zeit gilt der Winter, ja es sollen die int Dezember, also zur Zeit der ruhenden Lebenstätigkeit des Baumes (in der Wadelzeit) gefällten Hölzer eine höhere Festigkeit und längere Dauer zeigen, als die unter gleichen Umständen im November oder Februar gefällten Bäume. Ein Spruch der mittelalterlichen Werkmeister lautete:

Wer sein Holz um Christnacht fällt,

Dem sein Gebäude zwiefach hält.

Beim Fällen des Holzes ist zunächst die Richtung festzustellen, in welcher der Baum fallen soll, damit der zu fällende Baum weder die Nachbarbäume beschädigt, noch seine Abfuhr aus dem Walde behindert. Nunmehr tvird der Stamm in der gewählten Richtung eingekerbt, auf der entgegengesetzten Seite mit der Säge eingeschnitten und mit Hilfe von Keilen, welche in den Sägespalt eingetrieben werden, zu Fall gebracht. In Amerika wird der zu fällende Baum auch mit einem elektrisch glühend gemachten Platindraht durchschnitten und in Galizien werden Bäume durch Anbohren mittels elektrisch betriebenen Bohrers gefällt. — Nach dem Fällen wird der Baum gezopft, d. h. alle nicht als Bauholz geeigneten Teile werden abgehauen und die größeren Äste abgesägt. Der gezopfte Baum hat dann ein Zopfende (Wipfelende) und ein Wurzelende (Stammende).

2. Zertrennen der Hölzer erfolgt meist mittels Sägen. Die wichtigsten Holzsägemaschinen sind:

Gattersägen, diese werden einzeln oder in größerer Zahl in einem vertikal oder horizontal hin- und hergehenden Rahmen (Gatter) eingespannt. Man unterscheidet Vertikal- und Horizontalgatter und, je nachdem die Säge in der Mitte oder an der Seite des Rahmens sitzt, Mittelund Seitengatter. Ein Gatter mit 1—3 Sägen heißt Saumgatter, und bei einer größeren Anzahl Sägen nennt man es Vollgatter.

Kreissägen, mit kreisrunden Sägeblättern von 0,1—2,0 m Durchmesser, werden zum Lang- und Quersägen, namentlich zur Herstellung schwacher Bauhölzer benutzt. Da die Kreissägen nicht, wie die Gattersägen, gespannt sind, so müssen sie eine beträchtliche Dicke haben und geben daher eine Schnittfuge von größerer Breite als jene. Bei den Kreissägen zum Querschneiden (Kappsägen) können die Sägen senkrecht

oder wagerecht verschoben oder pendelartig bewegt werden.

Bg

Fig. 41. Bandsäge.

Bandsägen haben ein bandförmiges Sägeblatt ohne Ende, welches treibriemenartig über zwei sich in derselben Richtung bewegende Rollen gespannt ist und an der Schnittstelle durch kleine Leitrollen geführt wird. Zum Schneiden benutzt man in der Regel nur das absteigende Band (bei liegenden Bandsägen das untere) und stellt dementsprechend die Zähne. Die Bandsäge hat wie die Kreissäge stetige Wirkung und ist iin Unterschied zu jener für die dicksten Hölzer zweckmäßig verwendbar. Das Sägeblatt ist dünn, der Schnittverlust daher gering (Fig. 41).

Fl

...

»»ui

Nil

Fig. 42. Bohrmaschine.

3. Abrichten der Hölzer. Das Abrichten der Schnitthölzer erfolgt meist mit Maschinen, seltener mit der Hand. Eine Holzabrichtemaschine

besteht int wesentlichen ans einer sich rasch drehenden Messerwelle, an der das Arbeitsstück in passender Weise vorbeigesührt wird. Je nach der Form der Messer nnd dem Zweck der Maschine nnterscheidet man Hobel-, Fräs-, Nnt-, Spnnd-, Kehlmaschinen nsw. Löcher nnd Zapfen werden mittels Bohr-, Langlvchbohr-, Stemm- nnd Zapfenschneidmaschinen hergestellt (Fig. 42). '

§ 29. Handels-Bauholz.

I. Das Ban-Rundholz (Langholz, nnbeschlagenes Ganzholz) zerfällt nach der Stärke und Länge in folgende Arten:*)

Art

Zopfdurchmesser

Länge

cm

Außergewöhnlich starkes Holz Gewöhnliches starkes Holz . ‘ Mittelbauholz (Riegelholz) . Kleinbauholz (Sparrholz) .

Bohlstämme......

Lattstämme......

35 und mehr 25—35 20—25 15—20 13—15 8—13

14 und mehr 12—14 9—12 9—11 7— 9 7— 9

Die Zunahme der Stärke soll vom Zopfende an für 1 m Länge betragen: bei Nadelhölzern 1,0—J,5 cm; bei Laubhölzern 1,5—2,5 cm.

2. Das Bau-Kantholz (Verbandholz) ist im Handel in allen Abmessungen von 8x8 bis 28 x 30 cm erhältlich. Im Jahre 1898 hat der Jnnungsverband deutscher Baugewerksmeister unter Zustimmung der deutschen staatlichen und städtischen Behörden folgende Normalien aufgestellt:

a) Normalprofile für Bauhölzer in Zentimetern. Tabelle 7.

00

CO

02

GO

CO

CO

CO

to

02

DO

00

_§ _§ __ § _§

h Hütte (20. Stuft.).

b)    Normalien für Schnittholz (Bretter, Bohlen, Pfosten, Latten). In Längen von 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5, 6, 7 und 8 m. In Stärken von 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12 und 15 cm. Besäumte Bretter in Breiten von Zentimeter zu Zentimeter steigend.

c)    Widerstandsmomente der rechteckigen Balkenquerschnitte.

Tabelle 8.

Breite---------------------

b 8    10    12    14

Höhe in 3 e n 11 in e t e t ii:

16    18    20    22    24    26    28    30

cm

10

12

14

16

18

C- X 05 H (M QC O (M ^ O 02 1—I 1—I 1—< T-( 1—I

20

213

22

24

CO CO

26

277

28

299

30

320

261

328

392

588

653

720

784

849

916

980

Die Normalprofile sind fett gedruckt.

Soll aus einem Rundholz von dem Durchmesser d ein rechteckiger Balken von der relativ größten Tragfähigkeit geschnitten werden, so muß dessen Breite b = d/% und dessen Höhe b--dgenommen werden. Es verhält sich alsdann b : h = 1: ysY, angenähert 5:7. Ein solcher Balken besitzt 0,652 der Tragkraft vom zugehörigen Rundholz. Wird der Balken nicht scharfkantig, sondern wald- oder wahnkantig, so ist seine Tragfähigkeit größer; sie beträgt bei einem Balken, dessen Waldkanten je ein Sechzehntel, zusammen also ein Viertel des Stammnmfanges ausmachen, rund 90% von der des zugehörigen Rundholzes.

3. Bedingungen über die Lieferung von Bauhölzern.x)

a) Beschaffenheit im allgemeinen. Alles zu verwendende Holz muß von gesunden, außer der Saftzeit gefällten Bäumen stammen. Es muß frisch, trocken, kernig, gerade gewachsen, sowie ohne Astlöcher, Eisklüfte, Risse, Wurmfraß, blaue Flecken, Rot- oder Weißfäule und

0 Nach Oppermann, L., Allgemeine und technische Bedingungen für Ingenieur

bauten.

ohne andere Fehler sein. — Buchenholz soll, abweichend von den übrigen Holzarten, stets ganz frisch, entweder nach dem Bedarfe des fortschreitenden Baues geschnitten angeliefert, oder aber auf der Baustelle kurz vor der Verwendung beschlagen oder geschnitten werden.

b)    Rundhölzer und Rundpfähle sollen sich vom Stammende bis zum Zopf gleichmäßig, aber nur wenig (nicht über V/V/o) verjüngen. Sie dürfen keinen dicken Splint haben und weder nach zwei verschiedenen Seiten hin gekrümmt sein, noch gedrehten Wuchs zeigen. Rundhölzer mit einseitiger Krümmung, deren Pfeil nicht mehr als Vioo der Länge des Stückes beträgt, können unter Umständen abgenommen werden. Das Stammende der Rundhölzer muß rechtwinklig zur Längsachse abgeschnitten sein. Den geforderten Durchmesser sollen die Hölzer, von der Rinde befreit, in der Mitte ihrer Länge haben.

c)    Wahnkantige, geschnittene Hölzer müssen überall die vorgeschriebene Breite und Höhe haben, brauchen aber nur auf ²/s ihrer Länge, vom Stammende an gemessen, vollkantig zu sein und dürfen im übrigen Drittel Wahnkanten, jedoch höchstens von 4 cm, parallel der Diagonale gemessen, haben. Ausnahmen sind besonders zu vereinbaren.

d)    Kantige Hölzer müssen genau die vorgeschriebenen Abmessungen (ohne Abzüge für Sägeschnitte) haben, möglichst nach der Faserrichtung gerade geschnitten sein und scharf rechtwinklige Kanten zeigen. Nur höchstens in einer der Kanten darf eine Wahnkante von 3 cm Breite vorkommen.

e)    Bohlen und Bretter müssen möglichst astfrei und durchaus vollkautig sein, sowie genau die vorgeschriebenen Längen und Dicken haben. Jede Bohle oder jedes Brett soll von gleicher Breite, jedoch nicht breiter als 30 cm sein.

Schalbretter müssen vollständig trocken und fehlerfrei sein. Sie sollen nicht mehr als 17 Va und nicht weniger als 11% cm Breite, gewöhnlich aber 2% cm Dicke haben.

§ 30. Erhaltung der Hölzer.

Gefällte Hölzer, welche in erhöhter Temperatur (über 0°) der gleichzeitigen Einwirkung von Wasser und atnrosphärischer Luft ausgesetzt werden, unterliegen einem allmählich fortschreitenden Zerstörungsprozesse: der Fäulnis, welche in der Zersetzung der Holzfaser durch Wasser, Luft und die Saftbestandteile des Holzes besteht. Man wirkt daher der Fäulnis des Holzes entgegen und verlängert dessen Dauer, wenn man seinen Wassergehalt beseitigt, den Zutritt der atmosphärischen Luft abschneidet oder beschränkt und die zur Gärung geneigten Saftbestandteile des Holzes entfernt. Man erreicht dieses durch:

1.    Austrocknen des Holzes auf natürlichem oder künstlichem Wege,

2.    Anstreichen oder Unterwassersetzen des Holzes und

3.    Auslaugen oder Durchtränken (Imprägnieren) des Holzes.

1.    Das Austrocknen darf nicht zu rasch, aber auch nicht zu langsam geschehen, damit nicht die Fäulnis befördert werde. Es geschieht meistens und namentlich bei größeren Hölzern an der Luft auf natürlichem Wege, seltener auf künstlichem Wege in Trockenkammern unter Anlvendung einer erhöhten Temperatur der Luft oder von überhitztem Dampf. Obgleich sich bezüglich des Grades der Austrocknung keine allgemein geltenden Regeln aufstellen lassen, so kann immerhin angenommen werden, daß — ohne Anwendung künstlicher Mittel — Laubhölzer von 20—30 cm Stärke in 1 Jahr, Eichen in 2 Jahren, Werkhölzer in 3 Jahren lufttrocken sind. Beim Schichten und Aufstabeln der Bretter in Magazinen, Schuppen und Holzplätzen ist stets darauf zu achten, daß beim Aufeinanderlegen derselben durch Zwischenlage von Latten der Luftzutritt ermöglicht werde, ferner daß die Kopfenden der Bretter gut aufliegen oder bedeckt werden, da sonst das Aufreißen befördert würde.

2.    Allstreichen und Unterwassersetzen. Anstriche bilden bei allen nicht ganz ausgetrockneten Hölzern ein sehr zweifelhaftes Sicherheitsmittel, weil dadurch das weitere Austrocknen erschwert wird. Man wendet daher bei Fahrbahnteilen, Trägern usw. bei Brücken gern lufttrockenes Holz an, das man zum weiteren Schutz mit einem gut zu unterhaltenden Teer-, Karbolineum- oder Ölfarbenanstrich versieht. Oft bleibt auch eine Seite vom Anstrich frei.

Durch beständiges Unterwassersetzen vermeidet man die Fäulnis beim Grundbau, also zu Schlvellrosten, Pfahlrosten und Spundwänden verwendeten Hölzern, indem man dieselben unter dem niedrigsten Wasserstande anbringt.

3.    Durchtränken. Zum Durchtränken (Imprägnieren) eignen sich vorzugsweise die porösen Nadelhölzer, wogegen das dichte Eichenholz ein tieferes Eindringen der Tränkungslauge nicht gestattet. Die Tränkungsflüssigkeiten haben den Zweck:

a)    die Saftbestandteile chemisch zu verändern, wie durch Anwendung einer wässerigen Lösung von Quecksilbersublimat oder von Kreosot;

b)    die Saftbestandteile auszutreiben und durch fäulnishindernde (antiseptische) Stoffe zu ersetzen, wie Kupfervitriol oder Zinkchlorid;

c)    die Saftbestandteile einzuhüllen und sie dadurch von dem Wasser und der Luft abzusondern, wie durch schwefelsauren Kalk oder Baryt.

VII. Lisen.

§ 31. Gewinnung und Bezeichnung des Eisens.

Die Entwickelung des Eisenbaues ist mit der Entwickelung der Eisenerzeugung auf das innigste verbunden. — Schon in den ältesten Zeiten war das Eisen bekannt. Aber die Völker des Altertums kannten nur schmiedbares Eisen — Schmiedeeisen — und solches, das sich Härten ließ — Stahl. Sie erzeugten diese Eisensorten nur in kleinen Mengen unmittelbar aus leichtflüssigen Erzen durch Einschmelzen der letzteren bis zum teigförmigen Zustande. Erst im Mittelalter gelang es, auch Eisen in flüssiger Form — Roheisen — darzustellen, dieses durch Entziehung des Kohlenstoffes zu „frischen" und somit Schmiedeeisen und Stahl von besserer Beschaffenheit und in größeren Blöcken zu gewinnen.

Die unmittelbare Gewinnung des schmiedbaren Eisens aus den Erzen erfolgte in kleinen, den Schmiedefeuern ähnlichen Herden — den Rennherden —, auf denen unter Anwendung schwacher, unvollkommener und durch Menschenhand betriebener Gebläse nur niedrige Hitzegrade erzeugt und nur kleine Mengen Eisen gewonnen werden konnten. Als man dazu überging, die Wasserkraft zur Bewegung der Blasebälge zu benutzen, erhielt man so viel und so stark gepreßten Wind, daß man auch größere Öfen bauen konnte. In diesen 5—6 m hohen „Hochöfen" wurde infolge der größeren Hitze des Schmelzraumes nicht mehr ein teigförmiges, stahlhaltiges Eisen, sondern auch ein flüssiges Roheisen erzeugt, das man im Anfang wahrscheinlich, weil es wie Schlacke abfloß, und weil bis dahin niemand flüssiges Eisen gesehen hatte, als verunreinigtes Eisen ansah und mit dem Erz zum nochmaligen Schmelzen oben aufgab. Man fand aber allmählich, daß das flüssige, für unbrauchbar gehaltene, nicht schmiedbare Eisen für sich allein vor dem Winde geschmolzen, ein gut schmiedbares Erzeugnis, sei es Eisen oder Stahl, lieferte und wurde so dazu geführt, das flüssige Eisen absichtlich darzustellen und durch nochmaliges Schmelzen vor dem Winde in weiches Eisen zu verwandeln. Auf diesem Wege gelangte man zu dem Verfahren der mittelbaren Eisenerzeugung: Die Roheisenerzeugung und das Frischen waren erfunden.

Neben den sich mehr und mehr verbreitenden Hochöfen wurden besondere Frisch Herde (Frischfeuer) angelegt, um das in jenen erzeugte Roheisen zu Schmiedeeisen und Stahl weiter zu verarbeiten. Die Umwandlung des (kohlenstoffreichen) Roheisens in (kohlenstoffarmes) Schmiedeeisen erfolgte im Frischherde, indem man ersteres tropfenweise vor dem Winde schmelzen ließ, wobei Silizium, Mangan und Kohlenstoff oxydiert

wurden, und indem man dieses Verfahren so oft wiederholte, bis diese Körper in gewünschtem Maße ausgeschieden waren.

Als Brennstoff dienten bis dahin Holzkohlen. Da aber die zunehmende Eisenerzeugung und somit der gesteigerte Bedarf an Holzkohle die Wälder immer mehr lichtete und zu einem fühlbaren Holzmangel führte, so ging man dazu über, zur Erzeugung des Roheisens Koks und zur Gewinnung des Schmiedeeisens Steinkohlen in Anwendung zu bringen. So vorteilhaft sich auch der Koks im Hochofen verwerten ließ, so schädlich wirkten die Steinkohlen, hauptsächlich wegen ihres Schwefelgehaltes, auf die Beschaffenheit des gefrischten Schmiedeeisens, weil beim Frischen Eisen und Kohle in unmittelbare Berührung gelangten. Infolge dieser Notlage suchte man Öfen zu bauen, in denen Brennstoff und Eisen voneinander gesondert liegen und das Frischen des letzteren allein durch die aus der Steinkohle entwickelte Flamme bewirkt wurde: man erfand in England (1784) die Puddelöfen.

Eine völlige Umwälzung erhielt 1855 die Darstellung des schmiedbaren Eisens (Stahls) durch das „Bessemer-Verfahren", welches nach dem Wortlaute des dem Erfinder Henry Bessemer erteilten Patents im wesentlichen in dem „Durchblasen von Luft durch flüssiges Roheisen bis zur Entkohlung zu Stahl und durch Ausgießen des Stahls in Formen" besteht. Der große Wert des „Windfrischens", wie man das Bessemer-Verfahren auch nennt, besteht darin, daß auf einfache Weise und mit verhältnismäßig geringen Kosten Eisen und Stahl in großen Mengen hergestellt werden können. Während in einem Puddelofen in 24 Stunden etwa 3000—4000 kg Eisen erzeugt werden können, liefert der zum Bessemern dienende Apparat in der gleichen Zeit wohl das zweihundertfache an Stahl oder Eisen. Dabei bedarf die Umwandlung des Roheisens in schmiedbares Eisen keines besonderen Brennmaterials. Es wird der drehbare Ofen — Konverter, Birne — mit flüssigem Eisen gefüllt und dann wird Luft hindurchgeblasen. Die eingeblasene Luft, genauer deren Sauerstoffgehalt, bewirkt eine so rasche Verbrennung der zu entfernenden Bestandteile des Roheisens, daß die hiernach erzeugte Wärme groß genug ist, um das durch eben diese Verbrennung gereinigte Metall längere Zeit flüssig zu erhalten.

Einen Nachteil hatte aber das Verfahren, man war auf möglichst phosphorfreies Eisen angewiesen; der Phosphor konnte beim Bessemern nicht beseitigt werden. Erst in den Jahren 1875—1879 gelang es Thomas und Gilchrist, auch den Phosphor zu entfernen, ihn in einer kalk- und magnesiahaltigen Schlacke zu binden. Das nach dem Thomas-Verfahren ausgeführte Windfrischen nennt man auch das basische

Dem Windfrischen nach Bessemer oder Thomas reihte sich noch eine Erfindung — das Siemens-Martin- oder Herdfrisch-Ver-fahren — an; ja es scheint sogar, als ob letzteres das Windfrischen allmählich ganz verdrängen wollte. Das Siemens-Martin-Verfahren bestand in seiner ursprünglichen Form darin, durch Zusammenschmelzen von Roheisen mit Stahlschrott Stahl zu erzeugen (Schrottverfahren), später ging man dazu über, Roheisen mit Eisenerzen allein oder häufiger noch mit Stahlabfällen und Erz zusammen zu schmelzen (Erzverfahren). Zum Schmelzen dient ein mit Gas beheizter Herdofen besonderer Bauart, der unter dem Namen „Martinofen" oder „Siemens-Martin-Ofen" bekannt ist.

Verfahren, im Gegensatz zu dem Bessemer- oder sauren Verfahren.

Es war vorauszusehen, daß man auch die Elektrizität zur Herstellung der verschiedenen Eisensorten nutzbar machen werde. Bis jetzt haben sich namentlich die elektrischen Stahlschmelzöfen in der Eisenindustrie einen festen Platz gesichert. Das im elektrischen Ofen erzeugte Material zeichnet sich durch besondere Reinheit aus und wird deshalb vornehmlich für solche Zwecke gebraucht, bei denen man an die Eigenschaften des Eisens und Stahls besonders große Anforderungen stellt. Außerdem sind in der Praxis noch eine große Anzahl Elektroöfen erfolgreich im Betriebe, um Legierungen des Eisens mit anderen Metallen, wie Nickel, Chrom, Wolfram usw. herzustellen.

Man kann bezeichnen:

1.    mit Roheisen das Erzeugnis des Hochofens. Dasselbe ist leicht schmelzbar aber nicht schmiedbar;

2.    mit Gußeisen das in besonderen Formen gegossene, in der Regel vorher in einem Kupol- oder Flammofen umgeschmolzene Roheisen;

3.    mit Schweißeisen das im teigigen Zustande gewonnene, in der Regel im Puddelprozeß hergestellte, schmied- und schweißbare, aber nicht merklich härtbare, ftüher meist Schmiedeeisen genannte Material;

4.    mit Schweißstahl das im gleichen Zustande wie Schweißeisen gewonnene, aber merklich härtbare Material;

5.    mit Flußeisen das im flüssigen Zustande gewonnene, im Bessemer-, Thomas- oder Martin-Verfahren hergestellte schmiedbare, aber nicht merklich härtbare Material;

6.    mit Flußstahl das im gleichen Zustande gewonnene, aber merklich härtbare Material. Je nach dem Herstellungsverfahren unterscheidet man „Tiegel-, Bessemer-, Thomas- oder Martin-Flußstahl".

Diese Benennungen sind im Jahre 1889 für den Bereich der Preußischen Staats-Eisenbahnverwaltung vorgeschrieben. Die Begriffe „Stahl" und „Schmiedeeisen" sind nicht feststehend. Aus der Härtbarkeit kann man keine scharfe Grenze zwischen beiden festlegen; es gibt heute zu viel Übergangssorten. Auch die Versuche, den Kohlenstoffgehalt als Kennzeichen für die Grenzen von Stahl und Eisen zu benutzen, haben ihren Zweck nicht erreicht, weil dem Eisen durch Zusatz von Nickel, Chrom, Mangan, Wolfram auch bei geringem Kohlenstoffgehalt eine größere Härte erteilt wird. Als weiteres Unterscheidungsmerkmal hat man die Zugfestigkeit eingeführt und alles Material, das mehr als 5000 kg Zugfestigkeit für 1 qcm besitzt, mit Stahl bezeichnet. Aber auch diese Unterscheidungsgrenze ist nicht ganz eindeutig. Der Begriff „Stahl" ist auch in der Praxis schwankend. Ganz allgemein spricht man von „Stahlwerken"

niemals von „Flußeisenwerken" —, selbst dann, wenn

die betreffenden Werke Flußeisen mit einer unter 5000 kg liegenden Festigkeit herstellen, und im Betriebe spricht man von „Stahlblöcken", unbekümmert darum, ob das Material wirklich 5000 kg Festigkeit besitzt oder nicht.

¹

Geb. am 8. November 1823, gest. am 13. März 1906. ²) Vgl. die Fig. 77.

²

) Hütte (20. Stuft.).

§ 32. Roheisen und Gußeisen.

Das Roheisen ist ein Erzeugnis des Hochofens. In früheren Zeiten hatte ein solcher Ofen eine Höhe von 5—6 in, heute baut man Öfen von mehr als 30 m Höhe, 700 cbm Fassungsraum und rund 600 1 Tagesleistung. Das in solchen Hochöfen aus den Erzen geschmolzene Roheisen hat einen Kohlenstoffgehalt von wenigstens 2,3%, es ist spröde, nicht schmiedbar, in der Hitze schmilzt es plötzlich. Das Roheisen wird eingeteilt:

1.    nach der Art des zur Verwendung gekommenen Brennmaterials in Koksroheisen und Holzkohlenroheisen;

2.    nach dem Kohlenstoffgehalte und der hierdurch bedingten Farbe in weißes und graues Roheisen. Ersteres enthält den gesamten Kohlenstoff in chemischer Bindung, letzteres den größten Teil des Kohlenstoffs als Graphit blätterartig ausgeschieden;

3.    nach dem Verwendungszweck in Gießerei-, Bessemer-, Thomas-, Puddelroheisen und Stahleisen. Hämatit ist ein phosphorarmes Gießereiroheisen.

Gußeisen. Solange vorwiegend mit Holzkohlen gehüttet wurde, konnte man das Gußeisen unmittelbar aus dem Hochofen vergießen, und so pflegte man bis vor etwa 80 Jahren allgemein zu verfahren. Dagegen bedient man sich heutzutage fast ausschließlich des Koksroheisens,

aber im umgeschmolzenen Zustande. Das Umschmelzen erfolgt meist in zylindrischen Schachtöfen, den Kupolöfen mit Koks und schwach gepreßtem Winde; nur für besondere Zwecke und für sehr große Gußstücke finden auch Flammöfen mit Steinkohlenfeuerung Anwendung.

Werden dem Roheisen beim Umschmelzen Stahlabfälle zugesetzt, so heißt das Erzeugnis „Stahlguß". Wird den Gußwaren durch langes Glühen Kohlenstoff entzogen, so daß sie schmiedbar werden, so nennt man sie „schmiedbares Gußeisen" oder „Temperguß". Werden aus Flußeisen Gebrauchsgegenstände in fertiger Form durch Guß hergestellt, so heißen sie „Flußeisen-Gußwaren".

Die Formen sind entweder für einmaligen oder mehrmaligen Guß bestimmt und werden im ersten Falle durch Abdruck eines Modells im Sande oder mit freier Hand, auch nach Schablonen in „Masse" oder Lehm hergestellt, im zweiten Falle dagegen aus Eisen gefertigt. Die eisernen Formen haben den ferneren Zweck, das flüssige Eisen möglichst rasch abzukühlen und dadurch an seiner Oberfläche zu härten. Wir unterscheiden dementsprechend „Sandguß", „Masseguß", „Lehmguß", „Hartguß".

§ 33. Schmiedeeisen und Stahl.

Die durch das Frischen gewonnenen Stahl- und Eisenblöcke können nur in Ausnahmefällen in ihrer erstmaligen rohen Form verwendet werden, sie müssen noch weiter verarbeitet werden durch Schmieden, Pressen oder Walzen.

Zum Schmieden der im Rennfeuer erzeugten kleinen Blöcke reichten schwere Handhämmer aus, für die Luppen (Blöcke) der Frischfeuer genügen noch heute von Wasserrädern getriebene Stielhämmer geringen Gewichts, aber zum Zängen der großen Luppen aus den Puddelöfen, zum Dichten der Flußeisenblöcke und zur Erzeugung der ungeheuren Schmiedestücke, wie sie Maschinen- und Schiffsbau der Jetztzeit erfordern, ist die Wirkung der kleinen Stielhämmer durchaus unzureichend. Solche große Leistungen wurden erst möglich durch die Erfindung der Dampfhämmer (1842). Trotz unausgesetzter Vergrößerung dieser mächtigen Apparate bis zu 150 t Fallgewicht sind auch sie schließlich an der Grenze ihrer Leistungsfähigkeit angelangt; ihre wuchtigen, die ganze Umgebung weithin erschütternden Schläge wirken hauptsächlich auf die Oberfläche der großen Stahlblöcke, ohne auch das Innere des Schmiedestückes in genügender Weise zu beeinflussen. Man verwendet deshalb jetzt zur Bearbeitung schwerer Schmiedestücke meist hydraulische Schmiedepressen mit außerordentlich hohen Druckleistungen. Die Pressen wirken durch ruhigen starken Druck und nutzen die aufgewendete Arbeit viel günstiger und vollkommener aus wie die

schweren Dampfhämmer. Es ist kaum zu bezweifeln, daß letztere allmählich verschwinden und durch Schiniedepressen ersetzt werden.

Prismatischen Stücken wird meist durch Walzen ihre Form gegeben. Wie aber ein einmaliges Strecken unter dem Hammer nicht genügt, die gewünschte Form aus einem rohen Block zu gestalten, so reicht auch ein einziger Durchgang durch die Walzen (ein Stich) hierzu nicht aus. Immer von neuem muß das Walzgut durch die enger und enger werdenden Öffnungen zwischen den Walzen hindurchlaufen, bis die gewünschte Form erreicht ist. Die gewalzten Stäbe können mit der Schere oder bei größeren Stärken mittels Kreissäge in Stücke von gewünschter Länge zerlegt werden. — Bleche werden zwischen zwei glatten, Stabeisen zwischen zwei Kaliberwalzen, Universaleisen (großes Flacheisen) zwischen vier Walzen ans Universalivalzwerken hergestellt. Außerdenr hat man noch besondere Walzwerke für normal- und breitflanschige ^-Träger, für Röhren, Draht usw.

§ 34. Handelsfabrikate des Eisens.

Es werden nur die für den Tiefbau wichtigsten Fabrikate auf

geführt.

1. Allgemeines über Walzeisen (Formcisen).

Hierzu zählen ]_=, P-, J=, Q, "Ö-Eisen, Quadrant-, Belag- und Handleisteneisen. Für die Trägereisen wird in Deutschland ausschließlich Flußeisen, für alle sonstigen Profile meist Flußeisen und nur auf besonderen Wunsch Schweißeisen verwalzt.

Als Normallängen der Walzeisen gelten die, in denen ein Profil nach bestimmten Grundpreisen geliefert wird (meist 4—8 m, bei J=@ifen 4—10 m). Die größten Längen, bis zu denen die einzelnen Profile in der Regel ausgewalzt werden, schwanken zwischen 12 und 16 m, bei ^Eisen zwischen 14 und 20 m. Wird die Normallänge überschritten, so tritt ein Preisaufschlag ein.

Den Eisenkonstruktionen sind tunlichst die deutschen Normalprofile zugrunde zu legen, die in den Tabellen 9—17 enthalten sind. In den Tabellen sind meist nur Fertigprofile aufgeführt; Vvrprofile (Zwischenprofile) können unter Umständen durch veränderte Walzenstellnng gewonnen werden, sind jedoch nur bei |_= und Quadranteisen zu empfehlen.

2. Deutsche Normalprofile für Walzeisen?)

Die Profile sind genau nach der mathematischen Form mit Berücksichtigung aller Abrundungen berechnet. Die Gewichtsberechnung ist

0 Deutsches Normalprofilbuch für Walzeijen, 6. Au fl. 1904. (Die Profilzeichnungen sind aus dem Betonkalender entnommen.)

ausgeführt für Flußeisen mit 7850 kg für 1 cbm. Querschnitte F in Quadratzentimetern, Gewichte Gr in Kilogramm für 1 m. Die Trägheitsmomente J und die Widerstandsmomente W sind aus die zugehörigen Biegungsachsen bezogen. Mit x und y sind stets die Hauptachsen des Querschnittes bezeichnet, v = Schwerpunktsabstand.

Tabelle 9.

Hteichschenklige Winketeisen.

6S5

Ä

! zi !    ^

y/Mi 6S3

Fig. 43.

dmin. ~1~ dmax.

Nr.

Jz Wx

Wy

Wz

mm

qcm

kg

mm

cm⁴

cm³

1V. 15 { 2 20 | 2Va 25 |

3    30    /

3l/a 35 {

4    40    i

4’/₂    45

5    50 i

5¹/₂    55

6 60

C0 ^ CO ^ CO ^ T# CD ^ CD CD G0 lO t> 05 UO t> 05 CD G0 O CD GO O

0,82

1,05

1,12

1,45

1,42

1,85

2,27

3,27

2,67

3,87

3,08

4,48

5,80

4,30

5,86

7,34

4,80

6,56

8,24

6,31

8,23

10,07

6,91

9,03

11,07

00 -v3 cn -o _05    _05 _Ox _05 _Qx ^ _05 ^ _05 CO _05 co CD    M- _0    _0

"05 "o "cd "cd 7-x Vl Vl "c5 "05    "cn "üx "o "o    "üx V] "h^    V-1 "cd    "cd "05

CD CD    DO O    05 üx    -v3 üx <1    05 O GO    Cn K    DO 4“ CD    -3 GO    Üx IO    4^ GO    05 üx

'Tfl 05    CM    D- C^rH    ist H    GO O    05 GO

(M CM    CD    C'-    CM    CD    GO    05    CD^    ist!    05^    rf    (X    h    rH_    ^    GC^    ^    -rH_    t-H_

o" o"    o"    o"    r-T    t-T    cm"    co"    cd"    D-"    or"    cm"    cm"    cd"    05"    t>"    co"    Go"    D>"    ^h"    th"    cd"    CD"    UO"

rH    rH    t-H    t-H    h    (M    (M    CM    CO    "Th    CO    —h    U0

GC^ i->    O    CO D    05^ CD    <0_ GO_    CM^ ©^    GO^ OD_ CD^ ©__ 05_ CD__ CD_ CM 05_ l>- UO^

rjT io"    ccT    cd"    i>"    o"    go"    05"    ©"    o"    r-T    cm"    cm"    cm"    co"    ”dt"    V    UO"    uo"    cd"    I>"    cd"    t>"    co"

r—i    tH    rH    rH    i-H    H    rH    tH    tH    t—<    rH    tH    t-H    t-H    rH    rH    rH

^    DO    CD    ScD-3    -O    05    ^    C    ^    05    05    DO    H    >->-    H-*.    ©    O    O    O    O    O    O

^    >»    S    >    H    N >1    N    ^    ^    N    H    N N    >    N    ^    ^

Q    K    ^    CO 05 DO    05    O    üx    ^    05    DO    05    05    GO    -J    CO    O    ^3    4^    05    —'    ^    O    O

05    -O Qi ^    -3    DO    CD    O    CD    Oi    00    ^3    05    «3    4^    05    05    O    l-¹-    CO    O    00    05

rfl CD O »st 05 CO iH C0 l - CM 00

o ©' ©' o- ©' r-T ^ of <M- ^ ^    L- © g 5 3 £ 5' «ä g §f gf A

GO    CD    W ^    M CD    ^ GO    O -O    ^ CO

Üx    O    Ox ^3    05 05    GO O    O CD    G0 G0    X O

CO    00    U0    (M    H    uo xh    o    CO    O    03    00    H    CD    Tji    H    CO    Tji    ^    CD    -t    H

(M    (M    ^    U0    [>    05    CO 00    05    CD    ist    ist    CO    05    rH    CM    05    U0    05    O    05    CD    iO

V V    V v    V    V    V    V    V    V    V v    V    ^    v.    ^    ^    V _S    N

O    O    O    O    O    O    tHtH    h    (M    CM    CO    CO    ist    CD    ^    CD    l>    l>    00    O    00

f—l

05 O

o" co"

O 2    SS    Sec    ZD S    00 2    H £ 00 00 (M CD S ® £ N O 3 S X S

V K    V N    V v    v K    v V

O O    O O    O O    O O    O iH

r-T <m" CM" cm" cm" co" CO" ^h" rjT CO" -7^" »o"

^ QO [>- uO    -±1 uO O    00 O uO cd O    rOrHtM    ist    ist 05    05

T-^    cq^ lO 00 CM r—<    iO_ CQ_ 05^    ^ C5_ H    l>- 05_ CC_

o" o" o" o"    cT    o⁻ cT r-T    r-T r-T r-T cm" <m"    m" co"    co" uo" \£ cd" uo" cd" go"

Nr.

Jx

Jy

Jz

Wx

Wy

Wz

mm

qcm

kg

mm

cm⁴

cm³

8,70

6,83

18,5

ß¹/*

iO

CD

10,98

13,17

8,61

19,3

10,34

20,0

53,0

65,4

76,8

13,8

17,2

20,7

33,4

41,3

48,7

11,5

14,2

16,7

5,25

6,31

7,2

9,0

7,30

10,8

9,4

7,38

19,7

67,1

17,6

42,3

13,6

6,29

8,4

11,9

9,34

20,5

83,1

22,0

52,5

16,8

7,57

10,6

14,3

11,23

21,3

97,6

26,0

62,0

19,7

8,65

12,7

GO

11,5

9,03

21,3

93,3

24,4

59,0

17,6

8,11

10,9

7¹/*

t-¹    *-*•

CO O

14,1

11,07

22,1

113

29,8

71,0

21,3

9,54

13,4

16,7

13,11

22,9

130

34,7

82,5

24,6

10,71

15,8

GO

12,3

9,66

22,6

115

GC

29,6

72,0

20,3

9,25

12,5

O (NI

15,1

17,9

CD

15,5

CD

18,7

10

11

CO © <M t* ©(Nr*

H tH I tH H i t—I

21,8

19,2

22,7

26,2

21,2

25,1

29,0

11,86

14,05

12,17

14,68

17,11

15,07

17,82

20,57

16,64

19,70

22,75

23,4

24,1

25,4

26,2

27,0

28,2

29,0

29,8

30,7

31,5

32,1

139

161

184

218

250

280

328

372

379

444

505

35,9

43,0

47,8

57,1

65,9

73,3

86,2

98,3

98,6

116

133

87,5

24,5

10,8

15,4

102

116

138

158

177

207

235

239

280

319

28,4

28,9

34,3

39,3

39,7

46,3

52,6

48,7

57,1

64,8

12,6

18,2

13,3

15,4

17,3

18,4

21,0

23,4

22,7

26,1

29,2

17,9

21,5

25,0

24,6

29,1

33,5

30,1

35,7

40,9

11

12

120

13

25,4

15

29,7

33,9

12

13

130

{    14

l 16

30,0

34,7

39,3

13

14

140

15

35,0

17

40,0

45,0

14

15

150

16

40,3

18

45,7

51,0

16

160

I 15 17

1    19

46,1

51,8

57,5

19,93

23.32 26,61 23,55 27,24 30,85 27,48 31,40

35.33 31,64 35,87 40,04 36,19 40,66 45,14

33,6

34,4

35,1

36,4

37,2

38,0

39,2

40,0

40,8

42

43

44

45

46

47

541

625

705

750

CD GO O» CT» CD -O

1014

1148

1276

1343

1507

1665

1745

1945

2137

140

162

186

194

223

251

262

298

334

347

391

438

453

506

558

340

393

445

472

540

604

638

723

805

845

949

1052

1099

1225

1348

63,8

29,4

39,4

73,7

83,2

81,6

93,3

104

102

116

129

127

142

157

154

172

189

33,4

37,5

37,8

42,4

46,7

47,3

52,6

58,0

58,3

64,4

71,1

71,3

78,4

84,8

46,0

52,5

50,5

58,0

65,5

63,5

72,5

81,0

78,5

88,5

99,0

95,5

107,0

118,5

Beispiel: Die Trägheitsmomente für mehrere |_ Eisen 65.65.10

findet man

bei 2 Luisen (JL):

Jx = 2 .76,8 = 153,6 cm⁴,

J₀ = 2 (Jz + F v²) -- 2 (48,7 + 13,17.2²) = 202,76 cm⁴; bei 4 I—-Eisen (=! Lj:

Jx = 2.76,8 + 2 (Jy + F V),

V = 2 v² = 8,

Jx = 2.76,8 + 2 (20,7 + 13,17.8) = 405,72 cm⁴,

J₀ = 4 (Jz + F v²) = 405,52 cm⁴.

Tabelle 10.

Angleichschenkkige Winketeisen.

.y.y.

Fig- 44. r und rx wie bei Fig. 43.

Nr.

Ti

tg«

Wx Wy Jn Jm

mm

qcm kg

mm

cm’

cm⁴

2/3    20

30 {

g) £

st« CO

9,9    0,4216    0,70    0,26    1,25    0,45

10,3    0,4214    0,90    0,32    1,60    0,55

3/4¹/₂    30

45

O* CO QV ist^ o7 co"

40 CO

Vj lo

7,4    14,8    0,4334    2,17    0,75    5,77    2,05

7,8    15,2    0,4288    2,63    0,91    6,99    2,46

4/6    40

4,79 3,76 9,7 19,5 0,4319 4,82 1,73 17,3 6,55 5,14 10,5 20,4 0,4275 6,47 2,20 22,8

6,20

8,10

5/7¹/ä    50

75

CD

70

70

100

8/12 80

120

ist    04    i—l    t—I    l>»

cc cT    xfT    !>*"    ctT    o7

H    H    i—<    i-H    Ol

r-H    O    ^

10/15 100

12    28,7    22,53 24,2    48,9    0,4361 73,0    25,4    649

14    33,2    26,06 25,0    49,7    0,4339 83,8    29,0    744

232

263

Nr.

Vi

tga

Wx Wy Jn

mm

qcm kg

mm

cm⁴

2/4    20

3/6    30

05

Ox

4/8    40

00

CO CO

JO    JJ5    px    Jk-»

"©    'OO    00    K)    CO    -3

—>    CO    Ox    CO    Ox    CO

00

g "O0

5/10    50

co

-<] G*

00    © V

-a O0    QC O

_CO 00 -J p5    yn jtH

"05 "oo    "05 "oo    "co IfH

(M Cj

i-h" <m"

rH rH

6¹/a/13 65

130

,10

l 12

8/16 80

160

) ¹²

l 14

1C_ 00

co (M    r~" t-T

1-1 CM    (M CO

14,60

17,35

21,59

24,96

»cp cq__    Dp vp

o"    c>" oo"

10/20 100

200

40,3 31,64 45,7 35,87

Cp Cp

1-T (M" CM CM

cq_    Dp    iO    HtJ    vp    xp    05^    Dp    1T5_ iO_    Cp    '-J    CM Cj

'tf"    'dl"    1-T    cm"    co"    05"    10"    co"    co" D-"    0"    Ck"    t-T cm"

rH    1—I    CM    CM    CM    CM    CO    CO    'tf'*    iO    iO    0*0

0,2575

0,2528

0,2544

0,2479

CD    'T    CD    T-1

03    CO    05    CO

o"    o"    o"    r-T

~    “    öl    öT

H    's    CM    CO

's 10"

0,2568 9,14 0,2518 11,8

0,2665

0,2658

05 CO CO co"

'S

00 (—•

O CO

T—( O»

cq_    cq__    05^    ip

o"    o"    tjT    t>-"

H    CM    'xh    iC

CO    o    iH    CM    CO    O

cp    cp    rp    CO^    O-

O"    o"    GvT    co"    l>"    05"

rH CO CO 05

116    19,6

141    23,5

0,2569 40,2    9,16

0,2549 47,2 10,8

320    54,4

374    62,8

0,2686

0,2679

co"

l>-    00

t> tO

cd" 00

719    122

822    139

0,2608 135 30,6 0,2586 152 34,5

1654    282

1863    315

\A

Fig. 45.

Beispiel: Werden 2    100.50.8 mm

nach Fig. 45 miteinander verbunden, so ist

Jy = 2 . 116 = 232 cm⁴,

Jx = 2 (Jn + F v₀²).

Jn -- 19,6; F = 11,5; v₀ = 1,0 + 1,12 - 2,12 cm; Jx = 2 (19,6 + 11,5.2,122) ₌ 143 Cm⁴.

(6)

Tabelle 11.

Beim hochstegigeu Eisen hat der Steg einen Anlauf von 2 °/₀.

h~

yt

4e/>m<e/e

""Hy-"

Fig. 46.

Nr.

Jx

Jy

Wx

Wy

mm

qcm

kg

cm⁴

cm

60

30

70

35

80

40

90

45

100

50

GO GO <1 03 O«

4,64

5,94

7,91

10,2

12,0

3,64

4,66

6,21

7,98

9,42

6,7

7,7

8,8

10,0

10,9

120

60

140

70

160

80

180

90

200

100

O H CO H CO rH tH i—I rH t—I

’cjt

"Ox

17,0

22,8

29,5

37,0

45,4

13,35

17,90

23,16

29,05

35,64

13,0

15,1

17,2

19,3

21,4

H »O O ^ X OO 0O^    l>-

i-T t-T of co -r# ccT

cb_ co^ co^ oT OD Z£ IQ rH tH OJ CO

C" (M CO X CO H

03 lO X 03 X ^ o

V    V    V    V    V    V    v    V    V    v

<M Tti I> O CQ (N CO N Tf o tH rH (M CO iO i> o

Ol

70

4-

O Ol ^

oi oi_ co_ co    oo_

of co*    cd i> x oT o oi ^

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

120

140

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

120

140

X QC *4 03 _px er« ^    ^00 CO

>Üi

1,12

1,64

2,26

2,97

3,77

O i—I CO lO

.O

0,88

1,29

1,77

2,33

2,96

10,6

8,32

5,8

7,3

8,5

9,9

11,2

12,6

13,9

16,6

19,4

22,2

24,8

27,4

32,8

38,0

12,1

6,06

-a OJ cn (X K) OO ^ DO CO CO 03 ^ ^ 03 O X

GO Ol ZD O l>

V    V    V    V    V.    V    V    V    V    V    V    V    V    V

O O O tH l—i CM CO iO GO Ol ^ ^ ^ A

O ^ X O 03 x ono (M lO !M CO Oi (M 1> ^ O CO (M

V V    V    V V    V V V    V    V

OOOOtH H (M T|1 CD 03

0_

crf oT t>*

H H (M Tf

Beispiel: Werden 2    Nr. 9/4¹/₂ zu einem

kreuzförmigen Querschnitt vereinigt (Fig. 47), so wird

Jt = 2 .46,1 = 92,2 cm⁴,

J₂ = 2 (Jx + F v²) = 2 (12,7 + 10,2.1,0²) = 45,8 cm⁴.

Fig. 47.

Nach Abzug eines Nietloches von 12 mm Durchmesser wird J3 = Ji-(i + fV);

0,23; f = 1,6.1,2 = 1,92; Vl²=2,4² = 5,76; J₃ = 92,2 - (0,23 + 1,92.5,76) = 80,92 cm⁴;

T    T    1,2.1,6»

J4 — J2    12

Jx = 92,2; i

1,6.1,2*

12

- 45,8 - 0,41 = 45,39 cm⁴.

T<

jF

Tabelle 12.

I- Krsen.

4L.

Fig. 48.

r= d; rx = 0,6 d.

,y_

<—D-YY-,—x

Nr.

t F G Jx

Jy Wx

wy Wx

mm

qcm kg

cm⁴

cm

Wy ~U

© GO

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

42

46

50

54

58

62

66

70

74

78

82

86

90

94

98

102

106

110

113

116

119

122

125

Ci 03 iß    CO 1-H_ Th_ ©^ CO_ ©_ Ci_ O^ Iß^    00^ H Th^ ©^ Th_ H Th^ oo

CO" Th" Th"    Th" iß" iß"    iß" ©" ©" ©" ©" t>" D-"    C-" co" oo"    cc" Ci" Ci"    oT ©" ©" ©"

S Ci

iß    CD    CO    iß    iß    ^    Ci    —i    O    X    O    ^    (M    ©    iH    Th    Ci    iH    Th    03    Ci    t>-    t>

05    O    CO    ©    rH    ©    03    ©    05    O    05    05    (M    iß    ©    Tf    tH    ©    GO    GO    00    00    t-i

V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    v

iß    t>    GO    Ci    iH    03    Th    ©    h    05    H    co    O    GO    H    CO    CO    C5    r-i    Th    l>-    ©    Th

i—I    th    tH    t—i    tH    1—l    03    03    03    03    CO    CO    CO    CO    Th    ^    Th    iß    iß

©    CO    (M    H    N    t#    CO    03    Ci    iß    Th    CO    iß    ©    i—•    l>*    CO    -H    ©    00    ©

V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V _S.    V    ^    ^    _

I> 00 © CM    Th    ©    00    ©    03    iß    ©    CO    ©    CI    03    ©    Ci    CO    l>-    iH    Th    Ci

tH    1—I    rH    -IH    T-I    03    03    03    03    CO    CO    CO    CO    Th    Th    Th    iß    iß    ©    ©    ©

05    CO    00    03    O    H    ©    O    iß    05    Th    00    CO    t>    03    ©    i-i    ©    H    ^    03    h    03

V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    v    v    A*

iß    ©    ©    I>    I>    00    CO    Ol    Ci    Ci    ©    ©    1—I    1—I    03    03    CO    CO    Th    Th    iß    iß    ©

T—I    t—I    T—I    i—l    H    i—l    iH    rH    rH    H    tH    rH    i—I

77,7

117

170

238

327

435

572

734

933

1165

1444

1759

2139

2558

3055

3605

4239

4954

5735

6623

7575

8619

9785

6,28 19,4 8,76 25,9

CO CO

491

541

403    594

449    652

Nr.

Jx

Jy

Wx Wy

Wx

mm

qcm

kg

cm⁴

cm⁸

Wy "U

32

320

131

11,5

17,3

77,7

34

340

137

12,2

18,3

86,7

36

360

143

38

380

149

13,0

19,5

97,0

13,7

20,5

107

40

400

155

14,4

21,6

118

60,99

68,06

76,15

84,00

92,63

12 493 15 670 19 576 23 978 29 173

554

672

817

972

1160

781

922

1088

1262

1459

84,6

9,23

98,1

9,40

114

131

150

9,53

9,67

9,76

42',2

425

163

15,3

45

450

23,0

132

170

16,2

24,3

147

475

178

17A

25,6

163

50

500

185

18,0

27,0

179

55

550

200

19,8

30,0

212

103,62

115,40

127,96

140,52

166,42

36 956 45 888 56 410 68 736 99 054

1433

1739

176

9,89

1722

2084

2470

3486

2040

2375

2750

3602

203

234

267

349

10,1

10,1

10,3

10,3

Beispiel: Ein A Träger Nr. 26 hat einen lotrecht und einen wagerecht wirkenden Druck aufzunehmen. Das lotrecht wirkende Biegemoment ist Ml --- 60000 cm/kg, das wagerecht wirkende M₂ = 40000 cm/kg, die Spannung demnach:

= 927 kg,

60000    8,72.40000

441

M, = Wxki; kj =

Mi

Wx

M₂ = Wxk₂; k₂ = ^

k = kt + k₂ =

Mi

Wx

, A

⁺ Wy'

Wx

Mi

M₂

WxTWx:u

Wx

(8)

Eine schräg wirkende Kraft kann man in eine lotrecht und eine wagerecht wirkende Seitenkraft zerlegen und dann die Biegemomente Ni und M₂ berechnen.

Tabelle 13.

*Ä

IT

D Men.

Für eine beliebige Momentebene gilt (wie beim I-Eisen) die Beziehung

!i:

ii

*t1

!K

Fig. 49. r = t;

ri = —

Wx

11, + uIL

(9)

Nr.

Wx Wy Wx

mm

qcm kg

cm⁴

Wy

CO ^ iO CD GO

30

40

50

65

80

33

35

38

42

45

iO iO iO id“ CD

5,44 4,27

6,21 4,88

7,12 5,59

9,03 - 7,10

11,0 8,66

13,1

13,3

13,7

14,2

14,5

CD^    »-    iC_

O    [>*“    CD*“

tH    tH    O]

T-^ T*

"di“ oi“

H i—1

S    lO^    g

CD*“    Tji“    CD*“    [>*“    i—I

i—l    CM    iO

CO (X CM CO^ CD^

id“ cd*“ cd“

CD O CM H

CO    00    vQ    CD    [>

CD^    CD_    l>-    CD    CO^

cvT    cd“    cd“    id“    cd*“

00    1-1    CM    O    CD

cq^    oq^    io    th

t-T    CM*“    cm"“    cd“    rjT

O CM ^ CD 00

tH tH i—I t—I rH

100

120

140

160

180

50

55

60

65

70

cd r> r> t> GO

"üx

H- _p O CD ^GO

10,60

13,35

16,01

18,84

21,98

15,5

16,0

17,5

18,4

19,2

Tf(    QO    »o    (M    CO

oq    ^    co^    co^    ».

xh“    id“    id“    CD*“    CD*“

O CM    CD GO ©

CM CM CM CM CM CO

200

220

240

260

280

300

75

80

85

90

95

100

.CD CD OO

lC

iO^ iO_

rT cm“ co ^ o cd

i—l rH tH tH i—1 i-H

32.2    25,28 37,4 29,36

42.3    33,21

48.3    37,92

53.3    41,84 58,8 46,16

20,1

21,4

22,3

23,6

25,3

27,0

-o    <1    ^0    -0

"cd    "od    Vi    "o*    "o

O    CX)    CO    -O    00    CD

Beispiel: Eine Säule mit ^förmigem Querschnitt, bestehend aus zwei H-Eisen Nr. 20, hat die Trägheitsmomente

Jx = 2.1911 = 3822 cm⁴

Jy = 2 (148 + 32,2.2,Ol²) ----- 553,6 cm⁴.

Tabelle 14.

Wx = Widerstandsmoment für senkrechte Belastung bei Verhinderung seitlicher Ausbiegung;

W₂ — desgl. bei freier seitlicher Ausbiegung.

7c

'oc

,/

Fig. 50. r = t;

dim\

ri = —

Nr.

t gcc

Wx

Wy Wx

w₂

mm

qcm kg

cm

Wy ~U

cm

CO d xo CD C0

30

40

50

60

80

38

40

43

45

50

Xst

O (M d    CD 00 O

H r-H tH    H H CM

100

120

140

160

180

200

55

60

65

70

75

80

xO_ xst^

CD» cd" I> CO co" 05" o

Ist

d" xst) xcT CD t> 00 05

lO

O    H CM CO

tH    tH tH t—I

eo^    co_    w    £2    co    oa    äs    §    co

co"" d"    ic~    <0    co"    r—T    d"    r-""    r-T    cd"    o"

H    «    H    CM    (M    CO

(M CO O H CO_ d^ t>^ 05 d" ist" CD" t>*

1-^ xo^    oq    05^    iq^    cq^    i>-

-r-T d"    00"    <m"    [>"    co"    QO"

t—I 1-H    tH    (M    (M    CO    CO

OOO    OOOO    ©Odd-

W CO W    W    rf-    ^    Ü<    -CI    CD    —^    O5

»-MC    00    OO    CD    00    -J    CO    GO    G<

CO CD -O    O¹    CO    CD    00    CD    CD    I—¹>    Cn

05 (M CD

CD    1>    t>    xO    'dH    CO    CD    O    th 'dH CO

di"    CD"    05"    CO"    d"    05"    o"    GO"    33    ^

t-h    Ol    CO    CD    GO    l’-'CM

w oö w o -r -P -F -F

CD 05 CD DO CD Ü» <1 «0 DO d W

CO CD d d

Oq    CD^ Cq T—CO^_ CD^    05^ d^ 1-^

th" <m" co" xst" o" cd" ist" co" cm" <m" -dl"

H rl (M CO 1-0    05

bi

Tabelle 15.

Metag-Krsen (Zores-Kisen).

JT

iT^sf. r/

² k-bx-c->1 _’²p-c

Fig. 51.

R = h + 10 mm, i'i — 4; r₂ = d — 0,5, rs = t; r₄ = 0,6 d +1,3.

Nr,

t F Gr Jx

Jy

Wx

Wy

mm

qcm

kg

cm⁴

cm³

CO CO Ist CO CO CO CO d xO CD

H rf 00 co C3 (M (M (M CO CO

'bi

CO cov d ds xo

ist

cn

CD 00    05 Oi

24,1    18,92

;'-v

86,4    9,27

164 15,8 347 27,9 651 45,8 1272 76,5

14,4

23,4

40,8

65,1

106,0

Tabelle 16.

Huadrant-Kifen.

F, G, J, W sind für die volle Röhre angegeben; J gilt für jede Biegungsebene.

tJk

rj|

4- Fig. 52.

I r = 0,12 R;

. Tx — 0,06 R

,-y.

Nr.

J Wx = Wy Wz

Wz

mm

qcm

kg

cm⁴

Wx

cm

50

35

50

35

CD GO

to tä

75

40

D- O O N W »st ist

T—i i—l i—i i—t    i—I 1—1

75

40

100

100

125

125

150

150

45

45

50

50

55

55

CD O QO 03 O    (MGO

i—l    rH i—l i—l i—l i—l

QO O    ©    <M    (M    ^    ^    l>-

iH    H    i—I    i—1    i—l    i—l    i—l

oT ao cT

<M Tü    ist QO

IX

02

CD

179

249

23,39

37,68

43,10

62,96

69,16

94,20

101,27

132,67

140,52

195,47

576

906

2 068

2 982

5 511 7 478

12 161 15 788

23 637 32 738

66,2

89,3

102

135

175

237

248

331

370

495

676

867

1120

1530

501

663

917

1165

1515

2051

ist    (M    ist    -r+l    CO    ^    CD    ^    ist    xh

CO    CO    CO    CO    CO    CO    CO    CO    CO    CO

Bregungsebene bet Wx wagerecht, bei Wy lotrecht, bei Wz unter 45°.

Tabelle 17.

Kandteisten-Kisen.

B — Breite des Eisens, H = Höhe des Eisens,

b — Breite der Aussparung, h — Höhe der Aussparung.

Nr.

mm

qcm

kg

CD GO

O (M

rH rH

o o o o o

r*i CD GO O 03

o o o o o

(M CO ^ Ist CD

O Ist O Ist o

1-1 i-H (M <M CO

.CD ^

7^ To

02 O

© CO co" t>"

00^ CO^ 00^ tH cS CO

CO DO I—i .CD .O ^00

V] T32 Io

3. Breitflanschige Differdinger DGrey-Profile.

Als Träger haben sich die deutschen Normalprofile für ^Eisen im allgemeinen gut bewährt; ihrer einzelnen Verwendung als Stützen steht aber dem Jx das sehr kleine Trägheitsmoment Jy entgegen. Zu Stützen eignen sich besser die in Tabelle 18 aufgeführten Profile; diese Profile sind auch in manchen Fällen, namentlich bei beschränkter Konstruktionshöhe, als Träger vorteilhaft zu verwenden.

Tabelle 18.

Mreitffanschige Differdinger T- ('nni-H-’rotil'c'.

Fiz. 53. r= d.

- - - - jo - -CP- - - - - >!

Nr.

h b d t F G Jx

Jy

Wx Wy

mm

qcm

kg

cm⁴

cm*

18 180 20 200 22 220

180

200

220

240

250

280

290

300

300

300

300

300

300

lQ^ iO

xT ccT G2 o cT

13,0

13,8

14,8

15,8

16,8

59,9

70,4

82,6

96,8

47,0

11

17,3

11,25

11,5

12

12,5

13

13,4

14,2

14,8

15,5

17,8

18,4

19,0

19,7

20,5

21,1

22,6

23,4

24,6

42¹/₂ 425

300

16

25,4

45

450

300

17

26,6

47¹/₂ 475 50    500

55    550

300

300

300

17,6

19,4

20,6

27,7

28,8

30,8

105.1

115.6

123.2

131.8

141.1

152.1

160.7

167.4

181.5

191.2

203.6

213.9

229.3 242,0

261.8 288,0

300

300

300

20,8

21,1

21,1

31,0

31,3

31,3

300,6

3 512 5171 7 379 76,0    10    260

205.5    111 283

226.1    145 957 236,0 179 303

246.9    217 402

255.3    258106

263.4    302 560

55,4

64,8

4    261 1104

4    920 1224

5    671 1361

6    417 1508

7    494 1680

7    867 1882

8    097 2073

8    793 2360

9    175 2605 9 721 2892

10 078 3212

10    668 3595

11    142 3992

11    718 4451

12    582 5308 12 672 5977 12 814 6690 12 818 7374 12 823 8068

119

157

201

254

286

328

365

405

443

500

524

540

586

612

648

672

711

743

781

839

845

854

854

3,28

3,29

3,34

3,37

3,45

3,36

3,35

3,36

3,40

3,36

3,59

3,84

4,03

4,23

4,46

4,78

5,06

5,37

5,70

6,33

7,08

7,83

8,64

4. Verschiedene.

Tabelle 19.

Huadrat- und Mund-Kisen (Flußeisen, spez. Gewicht 7,85).

Rundeisen

Dicke m-Eisen mm G = kg G = kg F = qcm U = cm mm

Rundeisen

Dicke m-Eisen

G = kg G = kg F = qcm U = cm

CD 00 -0 03

03 CO tO tO DO    CO    DO    CO    CO    CO    K) H-    I—«■    l-L l-i    x-x    xx    h-l    M-    l-x-    I-¹

O CD GO -^1 02    OT    ^    W    M    H    O CD    00    <1 02    CH    ff^    W    tO    M    O

CO    iO    CM    CD    iO

GO    GO    O    CO    GO

(M    CO    iO    CD    l>

O    O    C'-    02    CD    O    02    CO    xt    O    CM    03    CO    <M    CD    CO    xsl    CM    iO

iO    CO    (M    CO    CD    H    CD    ^    CO    ^    CD    03    iO    (M    O    O    <M    iO    O    CD

02    rl    CO    »O    O    O    (M    iO    GO    H    ’s    1>    H    »O    O    CO    I>    -t—i    CD    O

V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    v    V    V    V • V    V

OOOOO O^H-rHrHrH    Ol    Ol    Ol    CM    CO    CO    CO    xt    xh    xt    iO    iO    CD    CD    t>

0,222

0,302

0,395

0,499

0,617

0,746

0,888

1,042

1,208

1,387

1,578

1,782

oT cm" co" cd cd xt" xt" xt" >o" io"

GO CD

02    xh    T-l    i-l    CO    CO    iO    xt    iO    02

H    00    CD    iO    O    CD    02    CO    CO    xt

[>    03    (M    tQ    GO    T-i    ^    GO    —¹    lQ

p p p p p

O <J2 x-a Ü3 CD Oi X CO ^ i—XQOÜXCOO <1 CH W x* CD V] 02 Ü W lo <1 X 03 W H X-CÜÜX002    ^ rfx ^1 x- -1 ^ Ctt W ÜX CD ^ O CO 00

1,89

2,20

2,51

2,83

3,14

3,46

3,77

4,08

4,40

4,71

5,03

5,34

5,65

5,97

6,28

6,60

6,91

7,23

7,54

7,85

8,17

8,48

8,80

9,11

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

70

rr p

^ ö' c# ™

5» "

rT P S

7,54

8,04

8,55

9,08

9,62

10.17 10,74 11,34 11,94 12,56 13,85

15.20 16,61 18,09 19,63 21,23 22,89 24,62 26,41 28,26

30.18 32,15

34.20 36,30 38,47

9,74

10,05

10,37

10,68

11,00

11,31

11,62

11,94

12,25

12,57

13,20

13,82

14,45

15,08

15,71

16,34

16,97

17,59

18,22

18,85

19,48

20,11

20,74

21,36

21,99

GO

Ol

Breite

Dicke in Millimetern:

mm

10 12

14

16 18

N CD CO O

P p p p p O <1 02 Ox 00 O CO ÜX -O

Qx

-O 00 O x-

P p p p p "cd "go "«J "02 "üx rfs»- rfx Cx Ox 02

CO <M

>r    o    o    p    p

O    CD    00    <1    02

CD    00    ^1    02    üx

ZO    CD    CD    CD    CD

0,754 0,848 0,942 1,130 0,879 0,989 1,099 1,319 1,005 1,130 1,256 1,507 1,130 1,272 1,413 1,696 1,256 1,413 1,570 1,884

02    02    00    GO

tH    CO    lQ    O*

CO    i-Q_    lp    03_    .    ^

i-T    r-7    t—T    t-T    cm"

CD

00

[> GO O¹

iCG r—< CD rH 1<0_ l>- <p p lO^

i-T r-T cm" cm" cm"

x-l CM

CO CO CO x¹ p

"go "üx lo 'cd "02

CO hf- 02 ^1 CD Ol W H QO 02

Breite

Dicke in Millimetern:

mm

10 12

14

16 18

1,036 1,209 1,382 1,554 1,130 1,319 1,507 1,606 1,225 1,429 1,633 1,837 1,319 1,539 1,758 1,978 1,413 1,649 1,884 2,120

1,507    1,758    2,010    2,261

1,601 1,868 2,135 2,402 1,696 1,978 2,261 2,543 1,790 2,088 2,386 2,685 1,884 2,198 2,512 2,826

2,120 2,473 2,826 3,179 2,355 2,748 3,140 3,533 2,591 3,022 3,454 3,886 2,826 3,297 3,768 4,239 3,062 3,572 4,082 4,592

3,297 3,847 4,396 4,946 3,533 4,121 4,710 5,299 3,768 4,396 5,024 5,652 4,004 4,671 5,338 6,005 4,239 4,946 5,652 6,359

4,475 5,220 5,966 6,712 4,710 5,495 6,280 7,065

CO    1#    CO    l>    00    02    O

CO    H    CO    H    CO    H    [>    N    1>    (M    iO    00    O    CO    CO    02    CM    iQ    00    O    «0    CO

t>    O    CM    lO    P-    O    N    O    P    O    CO    CM    02    in    -r-l    l>    o    CO    CO    02    iC

V    V    V    V    V    V.    S    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V.    V    V

CM    CO    CO    CO    CO    ^    ^    ^    iO    iO    CO    CO    t>    GO    CO    02    O    O    tH    H    CM

1—1 tH 1—1 i—l iH

00 CO i—l CO CO

V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    v    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V    V

CM    CM    CM    CO    CO    CO    CO    n    ^    ^    ist    CO    CO    I>    l>    GO    CO    02    02    OO

i—t iH

CM    i-i    02    CO    CO

[>•    CC    CO    CM    i-i    O    02

<0_ CM CO^ OD_    CM^ CO^

CM*"    CM*"    CM*"    CM*" CM*"    CO" cd"    CO*"    CO*"    CO*"    '■*"    ^*"    iO*" iO*"    CO*"    CO*"    t>"    l>"    CO    CG    CO    02*"

i—t    CO    iO    CM    02    CO    CO    O    CO    »O    00    O    CO    iO    CO    O    CO    »O    CO    O

CM    CO    02    iO    h    CO    N    CO    r#    CO    CM    i-H    i—(    O    02    GO    00    P-    CO    isl    iO

P-^ 00^    T-^ cq^    iO^ CO^ CO^ 02^    —^    iO^ 02^ cq^ P^ 1-^ co^ CM^ co_    CO_

1-4" 1-4"    cd" CM*" CM*"    cd" CM*" cd" cd"    cd"    cd" cd" ^*" Tt" id"    in" id" CO*" CO*"    p4"    I>" t>"

O    Ü»    O    Ü»    i—i    02    —i    <1    DO    <1    Ü»

O    05    02    CD    M    Ol    GO    H    05    02    00

-O    02    Ü»    05    M    H    C    CO    00    O

CO W H‘ CO *M cn    M O 00

02 -a O» 05 H■    C.O O Cfi

CO 02 C5 *0

co in io

02 r#

^ O

-M DO CO ^ DO 05

CO    02 O

P-    -h CM

O2 ^

CO ^ G0 05 CO ^ CO ^

CM CO    CM O

00

O DO    02

cd" co co co tjT t*" V in" in" in" cd" p-*" r>" cd" 02*"    02*" ö" ~4" cm"" cd"    cd" tjT

i—l i—l t—I 1—(    i-H i-H

02    i-l    CO    02    CM    l>    02    CM    02 iQ N 00 »O    i-H

O    02    t>    lO    CO    (M    O    CO    CO    lO    IO CO O t> 00    02    O    O    CM    (M    CO

H    CQ    CO    05    (M    iO    00    O    CO    CD    COOC^^i-t    CO    CO    CO    O    P-    ^    H

Tabelle 21.

Gewichte der WetaLptatten in kg/qm.

Stärke

Gußeisen

Schweiß

eisen

Flußeisen

Flußstahl

und

mm

gewalzter

Stahl

Kupfer

Zink

Blei

h cm co ^ »n

7,25

7,8

7,85

7,86

Stärke

Gußeisen

Schweiß

eisen

Flußeisen

Flußstahl

und

mm

gewalzter

Stahl

Kupfer

Zink

Blei

CD 1> X Ci

O H (M CO ^ ist CO I> CO Oi O

rH tH pH t—I tH pH pH pH pH pH 03

43.50

50.75 58,00

65.25

72.50

79.75 87,00

94.25

101.50

108.75 116,00 123,25

130.50

137.75 145,00

106,8

115,7

124,6

133,5

142,4

151,3

160,2

169,1

178,0

101.4    102,05    102,18

109.2    109,90    110,04

117,0    117,75    117,90

124,8    125,60    125,76

132,6    133,45    133,62

140.4    141,30    141,48

148.2    149,15    149,34

156,0    157,00    157,20

80,1    64,8    102,33

89,0    72,0    113,70

97,9    79,2    125,07

86,4    136,44

93,6    147,81

100.8    159,18

108,0    170,55

115,2    181,92

122,4    193,29

129,6    204,66

136.8    216,03

144,0    227,40

Tabelle 22.

Normalien für gußeiserne Wuffenrohre.

v — lichter Rohrdurchmesser in Millimetern; d — Wandstärke in Millimetern; G —Gewicht für 1 m glattes Rohr in Kilogramm; Gi — Gewicht einer Muffe.

DdGG₁DdGG₁DdGG₁

40

50

60

70

80

90

100

125

150

175

CO 00 CO" X Ci Ci Ci CiV O CD H

■pH pH pH

iO    h    CO    O    ^    Ci    H    O    ^    CD    CD

l>    IO    N    (M    (M    CM    CO    pH    Ht    CO    GO

V.    V.    V.

00    O    CO    IC    00    O    (M    Ci    CD    ^    (N

pH    pH    pH    pH    03    03    03    CO    lO

^    tO    CD    <1    Ci    Üi    ^    05    05    tO

^    O    CO    Oi    to    -J    o    05    00    H    Ci

H    O    CO    ^    O    O    CD    O»    CD    ^    CO

225

250

275

300

325

350

375

400

425

450

475

13.5    104,08

14    116,07

124,04

136,89

145,15

158,87

173,17

41,26 1000

44.90    1100 48,97 1200

16    188,04

16.5    212,90

17    238,90

18    273,86

19    311,15

20    350,76

21    392,69

22.5    472,76

24    559,76

26 666,81 28    783,15

CD    rfH    CD    Ci    M    M    CD    GO    <]    Ci    Ü»

^    05    C?    O    CD    H    GO    05    H    K)    ^

N > N >    >» S

Ü»    <1    CO    H    M    M    o    H    H    05    ^

O    Oi    CD    ^1    H    CD    ^    O    ^    00

Oi

Die übliche Baulänge beträgt:

3 rr ff

2 m für Rohre von 40— 60 mm Durchmesser, 70— 225    „

„    250—1200    „

Tabelle 23.

ZLohre aus Stahl oder Schmiedeeisen.

1) — Rohrweite in Millimetern; ä — Wandstärke in Millimetern; 0 — Gewicht für 1 m glattes Rohr in Kilogramm.

1. Mannesmann-Muffenstahlrohrx) und Jndustriemuffenrohre²).

Q p- U Q Pj ö Q p- ö

K-1    W

Ol

o co in

xh oo

O CO 02 in

ES

CO O 1—1 »O CM^ CO i—l

co co in o in l>-    cm in t>

3    CC -

o co in    o

^ in    cm

GO cn cn

in cq_ co" CC

'o« -O O'

©

02 O

ES

co

Ol

cm co in in in ^    ^ cm in

co

227

2. Spiralgeschweißte Rohres.

253

304

355

409

460

510

3 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 18,4 20,3 29,0 33,5 38,8 43,5 48,2 i. Stumpfgeschweißte Rohre (Gasrohre).

x* in co § g

200

250

5,5

7,5

30

53

615

3,5

58,0

32

38

44

51

57

63

70

4    4    4    4    4,5    5    5

3,55    4,35    4,80    5,90    7,25    8,30    9,30

Tabelle 24.

Schrauben und Mete.

co in in

i> z-c-

Schrauben

Niete

Durchmesser

mm

K Schlüssel-

weite

des

Gewicht in Kilogramm

des

der

sechseckigen quadrat. Kopfes Kopfes

Mutter

einschl. darin befindlicher Bolzen

—.....-........ . Gewicht

der Unter- ÄCWt= für 1000 legscheibe

stärke normale Nietköpfe

mm

kg

V.

12,7

24

Ö/8

15,9

27

⁸/4

19,1

33

02 CO

?/8

22,2

38

25,4

42

V/s

28,6

45

V/4

31,8

50

l³/s

34,9

54

l¹/*

38,1

60

l³/4

44,5

68

50,8

76

2'/4

57,2

85

63,5

94

2°/4

69,9

103

76,2

112

^ ^05 lO ^    .© O .O >o    © _0 .O .O .O

'co Io 'm- 7-i "o "o '©

-0-0 CO W CO Ol w O' h-r

CO T#

t> ^

CO

4^ üx 02 CO ^ CO CO M OO 02 O -M H M 02 05 Q' O

I'⁻    CO    O    N    »O    CO    02    in    CM    O    00    O-    t-I    in    CO

CO    CO    l-l    iO    CM    H    (M    rt    05    (M    i—i    CM    ©    in    00

O    O    rH    1—1    CM    CO    ^    IO    CO    H    CO    CM    —¹    o    1—¹

V V V V V    V _V v V V    v V V V <

ooooo    o    o    o    o    r-i    r-i    cm    co    in

0,050

0,078

0,147

0,224

0,309

0,396

0,530

0,738

0,947

1,341

1,987

2,893

3,896

5,025

7,667

0,328

0,460

0,666

0,825

1,099

1,323

4,4

7,6

12,1

18,0

25,7

35,2

46,9

60,8

77,3

l) Hütte I, S. 863. — ²) Düsseldorfer Röhrenindustrie, Düsseldorf-Oberbilk. — ³) Hütte I, S. 862. Rohre auch in größerer Wandstärke.

§ 35. Prüfung des Eisens.

Bei der Prüfung des Eisens unterscheidet man folgende Verfahren: die mechanische Prüfung, die chemische Prüfung, die Metallographie. Die mechanische Prüfung bringt zwar durch bestimmte Zahlen gewisse mechanische Eigenschaften des Materials zur Anschauung, kann aber nicht zugleich eine Erklärung für das verschiedene Verhalten geben; die chemische Untersuchung vermittelt uns ferner durch die Analyse die Kenntnis von der Zusammensetzung des Eisens, vermag aber über die Form und die Verteilung der einzelnen Bestandteile in dein Metall keinen Aufschluß zu erteilen. Hier leistet die Metallographie dadurch, daß sie uns einen Einblick in das innere Wesen des Eisens gestattet und Aufschlüsse über die Art und den Aufbau der verschiedenen Gefügebestandteile gibt, sehr große Dienste.

Die Feststellung der mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit, Dehnbarkeit, Elastizität, Härte usw. erfolgt meist durch Zerreiß-, Biege-, Schlag- oder Druckproben. Die Zerreißprobe erfolgt dadurch, daß man einen Stab von genau gemessenem Querschnitt und bestimmter Länge, den man auf der Drehbank oder auf der Hobelbank aus dem vollen zu untersuchenden Material herausgearbeitet hat, einer allmählich steigenden Belastung unterwirft und gleichzeitig die Veränderungen seiner Form (sowohl die vorübergehenden als auch die bleibenden) beobachtet. Zuerst dehnt sich der Stab unter der Belastung; er nimmt jedoch nach dem Aufhören der Belastung seine ursprüngliche Länge wieder an, weil das Eisen elastisch ist. Erreicht die Belastung aber eine bestimmte Höhe, so wird von einem gewissen Augenblick an das Probestück nach geschehener Entlastung nicht mehr imstande sein, seine ursprüngliche Gestalt anzunehmen; es bleibt ein gewisser Rest, der nicht wieder verschwindet: die bleibende Dehnung. Diesen Punkt bezeichnet man als die Elastizitätsgrenze des Materials. Steigern wir die Belastung noch weiter, so nimmt die bleibende Verlängerung immer: mehr zu, der Querschnitt wird entsprechend geringer, bis der Stab endlich zerreißt. Die Belastung, bei welcher der Bruch erfolgt, heißt die Bruchgrenze; rechnet.man diese auf die ursprüngliche Querschnittsgröße, so ergibt sich die Zugfestigkeit, die gewöhnlich ausgedrückt in Kilogramm auf ein Quadratzentimeter oder Quadratmillimeter des ursprünglichen Querschnitts bezogen wird.

Nach dem genauen Zusammenfügen der beiden Stücke der Zerreißprobe kann man die Länge des Stabes im Augenblick des Bruches messen, und man erhält durch Abziehen der ursprünglichen Maßlänge die Bruchdehnung, die in Prozenten einer gewissen anfänglich festgelegten Länge, gewöhnlich von 200 mm, angegeben zu werden pflegt. Die

Größe dieser Dehnung gibt ein Bild von der Zähigkeit des Materials. Kurz vor dem Bruche bemerkt man, daß die gleichmäßige Veränderung des Querschnitts sich nicht mehr über die ganze Länge erstreckt, sondern daß eine Stelle auffällig schwächer wird, daß eine Einschnürung entsteht, bis endlich der Bruch an dieser Stelle erfolgt. Durch Vergleich des Querschnitts cm der Bruchstelle mit dem ursprünglichen erhält man die Querschnittsverminderung oder Kontraktion, die gleichfalls in Prozenten des Anfangsquerschnittes angegeben und, ebenso wie die Dehnung, als Maß für die Zähigkeit des Materials betrachtet wird.

In ähnlicher Weise wie Zerreißproben werden auch Biegeproben und Schlagproben vorgenommen. Man legt die Probestücke auf zwei in gewissen Abständen stehende Auflagen und belastet sie in der Mitte durch einen stetig wirkenden Druck oder durch das Ausschlagen eines schweren, aus einer gewissen Höhe herabfallenden Gewichtes (Bär). Ans der Größe der Durchbiegung erhält man ein Urteil über die Biegungsfestigkeit, Härte und Zähigkeit, also über die Brauchbarkeit des Materials für bestimmte Zwecke. Das Kugeldruckverfahren zur Bestimmung der Härte besteht darin, daß eine gehärtete Stahlkugel mittels Druck in die Oberfläche des zu prüfenden Materials eingetrieben, und daß dann der Durchmesser oder die Tiefe des Eindrucks bei einer gemessenen Belastung bestimmt wird.

Von dem Verein Deutscher Eisenhüttenleute sind „Vorschriften für die Lieferung von Eisen und Stahl" aufgestellt worden. Ferner gibt es „Vorschriften für die Lieferung von Gußeisen" von dem Deutschen Verband für die Metallprüfungen der Technik. Auf diese beiden „Vorschriften" kann an dieser Stelle nur hingewiesen werden.

§ 36. Schutz der Eisenoberftäche.

Wie allgemein bekannt, hat das Eisen die üble Eigenschaft, sehr leicht zu rosten. Unter dem Einfluß von Feuchtigkeit und Kohlensäure verbindet es sich mit dem Sauerstoff der atmosphärischen Luft, überzieht sich mit einer Rostschicht, die allmählich weiterfrißt, bis endlich das ganze Stück in eine braune Masse verwandelt ist, die in ihrer chemischen Zusammensetzung als Eisenhydroxyd dem Brauneisenstein gleichkommt.

Am wenigsten rosten Nickeleisen und Nickelstahl, wie schon das stets Nickel enthaltende Meteoreisen zeigt. Die Frage, ob Flußeisen oder Schweißeisen leichter roste, ist zwar wiederholt aufgeworfen und erörtert, aber bisher noch nicht endgültig entschieden worden.

Die Schutzmittel gegen das Rosten bestehen fast ohne Ausnahme aus einer luft- und wasserdichten Umhüllung. Man unterscheidet Anstriche

und metallische Überzüge. Größere Flächen können unter Anwendung von Preßluft mit der Farbenstreichmaschine (Fig. 54) gestrichen werden. Eine solche Maschine besteht aus einem Luftbehälter, einem Farbeneinsetztopf und einem Rührwerk. Durch die Wirkung der Preßluft steigt die Farbe in den Farbschlauch bis zur Austrittsdüse. Hier tritt durch einen zweiten Schlauch die Preßluft hinzu, die unter der Farbedüse durch eine Zerstäuberdüse austritt und die Farbe selbst als feinverteilter Nebel kräftig zerstreut.

Ölfarbenanstriche sind als Rostschutzmittel am gebräuchlichsten. Leinölfirnis allein blättert leicht ab; besser ist als Grundierung dünnflüssiger, rasch trocknender Leinölfirnis, gemischt mit gut deckenden Farbstoffen, wie Graphit, Ocker, Eisenmennige (mit höchstens 20 % Ton), am besten aber mit Bleimennige angerieben. Unter Wasser hat sich nur Bleimennige bewährt. Nach dein Grundieren folgt der eigentliche Anstrich, wozu reiner Leinölfirnis mit Bleiweiß — nicht Zinkweiß —, Graphit und Zinkstaub, auch unter Kreidezusatz, am besten Schutz gibt. Damit sich keine Blasen bilden, soll der möglichst dünnflüssige Anstrich erst nach dem völligen Erhärten der unteren Schichten ausgetragen werden.x)

Fig. 54. Farbenstreichmaschine.

Harzölanstriche. Rostschutzmittel der deutschen Kriegsmarine: Kautschuköl, eine Lösung von Kautschuk in Terpentinöl.

Teerüberzug (Asphaltlack) hat sich namentlich für gußeiserne Rohre und für Eisenteile, die mit dem feuchten Erdreich in Berührung kommen, bewährt. Oft werden die Eisenteile in einem besonderen Wärmeofen möglichst gleichmäßig erhitzt, dann bündelweise in das heiße Teerbad gebracht.

Portlandzement ist ein vorzüglicher Schutz für gegossene Stücke und ganze Eisenkonstruktionen. Der dünne, mit Wasser angerührte, reine Zement wird mit dem Pinsel 4—5 mal (nach jedesmaligem völligem Er-

*) Hütte (20. Aufl.) I, S. 570.

härten) auf die metallreinen Flächen gestrichen. Für Flächen, die dem Wasser ausgesetzt sind, wird Zement mit entrahmter Milch angemacht.

Von den metallischen Überzügen wird der aus Zink im Tiefbau am meisten angewandt. Während das Verzinken bisher durch Eintauchen der durch Abbeizen mit verdünnten Säuren gereinigten Eisen in geschmolzenes Zink erfolgte, wendet man in neuerer Zeit mit Vorteil elektrolytische Verzinkungsmethoden an. Verzinnte oder verbleite Eisen kominen im Tiefbau nur selten vor.

VIII. Gewicht und Festigkeit der Baustoffe.

§ 37. Eigengewichte.

1. Ministerialerlaß.

Laut Erlaß des preußischen Ministers der öffentlichen Arbeiten vom 31. Januar 1910 sind bei Hochbauten folgende Eigengewichte anzunehmen:

Baustoff

kg/cbm

Baustoff

kg/cbm

Erde, Sand, Lehm, naß.    .

Erde, Sand, Lehm, trocken .

Kies, naß.......

Kies, trocken......

Werkstücke und Quadermauerwerk aus: Granit, Basaltlava, Marmor

Kalkstein.......

Sandstein (schwerer Grauwacken- u. Keupersandstein) Sonstigem Sandstein . . .

Tuffstein.......

Bruchsteinmauerwerk aus Granit.......

Bruchsteinmauerwerk aus Kalkstein, Sandstein, Tonschiefer u. dgl.....

Mauerwerk aus künstlichen Steinen, und zwar aus:

Klinkern in Zementmörtel . Hartbrandziegel in Kalkzementmörtel .....

2100

1600

2000

1700

2800

2500

2700

2400

1400

2700

2500

1900

Ziegelsteinen in Kalkmörtel . Schwemmsteinen . . . . Kalksandsteinen.....

Beton aus:

Kies, Granitschotter u. dgl. Wie vor, einschl. Eiseneinlagen bei Eisenbeton . . . . Ziegelschotter......

Bauhölzer: Kiefer, lufttrocken . .

Fichte......

Tanne......

Eiche......

Metalle:

Gußeisen . Schweißeisen Flußeisen.

1600

1000

1800

2200

2400

1800

650

550

600

900

7250

7800

7850

2. Spezifische Gewichte der Baustoffe?)

Tabelle 25.

a) Bauholz.

Eiche, lufttrocken . . . . ,, frisch......

Erle, lufttrocken . . . . „ frisch ......

Esche, lufttrocken . .    .    .

frisch......

Fichte (Rottanne), lufttrocken „    „ frisch . .

Kiefer (Föhre), lufttrocken . „    „ frisch. . .

Lärche, lufttrocken. . . . „ frisch .....

Pechkiefer (Pitchpine), lusttr.

Rotbuche, lufttrocken. . . „ frisch . . . .

Tanne (Weißtanne), lufttr. . „    „ frisch .

0,69—1,03

0,95—1,28

0,42-0,68

0,63—1,01

0,57-0,94

0,70—1,14

0,35-0,60

0,40—1,07

0,31-0,76

0,38-1,08

0,47-0,56

Dolomit. Erde . . Gabbro . Glas . . Gneis Granit .

2,9

0,81

0,83—0,85

0,66—0,83

0,85—1,12

0,37—0,75

0,77-1,23

Kalk, gebrannt, gesch „ gelöscht . . Kalkmörtel, trocken

frisch

Kalksandsteine . Kalkstein. . .

Kies

b) Metalle.

Blei

11,25—11,37

Eisen, chemisch rein . .

Flußeisen.....

7,88

7,85

7,80

7,86

7,86

8,9-9,0 7,13—7,20

c) Steine, Mörtel u. dgl.

Basalt . :.....

Beton.......

2.7- 3,2

1.8- 2,45

Kunstsandstein. . . Lava, basaltisch .    .

„ trachytisch .    .

Lehm, trocken . . . „ frisch gegraben

Marmor.....

Melaphyr . . . .

Mergel.....

Quarz.....

Sand......

Sandstein . . . .

Syenit.....

Trachyt.....

Traß, gemahlen . . Tuffstein in Stück .

„ als Ziegel . Ziegel, gewöhnlich . „ Klinker. . .

1,34—2,0 2,9-3,0

2.4— 2,6

2.4— 2,7

2.51- 3,05 0,9—1,3

1,15—1,25 1,60—1,65 1,75—1,80 1,89—1,92 2,46-2,84 1,8—2,0 2,0-2,1 2,8—3,0 2,0—2,7

1.5— 1,6 1,67—1,85

2.52— 2,85

2,60

2.3- 2,5 2,5-2,8

1.4- 2,05 2,2—2,5

2,5

2,6—2,8

0,95

1,30

0,8-0,9 1,4-1,6 1,7-2,0

§ 38. Zulässige Spannungen.

1. Baugrnnd, Bausteine, Mauerwerk.

Nach dem Ministerialerlaß vom 31. Januar 1910 sind bei Hochbauten zulässig:

i) Nach der „Hütte" (20. Aust.).

Gegenstand

Druck

kg,qcm

Guter Baugrund..................

Granit (Auflagersteine).................

„ (Pfeiler und Gewölbe)............. .

Sandstein (Auflagersteine)................

„ (Pfeiler und Gewölbe).............

Kalkstein und Marmor (Auflagersteine)...........

„    „    „ (Pfeiler und Gewölbe).........

Gewöhnliches Ziegelmauerwerk in Kalkmörtel 1:3.......

Mauerwerk aus Hartbrandsteinen in Kalkzementmörtel (1 Zement, 2 Kalk,

6—8 Sand)...................

Mauerwerk aus Klinkern in Zementmörtel (1 Zement, 3 Sand und

etwas Kalkmilch)..................

Mauerwerk aus Kalksandsteinen (1 Kalk, 3 Sand).......

3—4

60-90

45—60

30-50

25—30

30-40

20—30

12-15

20—30

Bruchsteinmauerwerk in Kalkmörtel

(1 Zement, 3 Kalk, 6—8 Sand) . .

12—15

2. Beton und Eisenbeton.

Nach dem Ministerialerlaß vom 31. Januar 1910 sind bei Hochbauten zulässig:

für Fundamentmauern aus geschüttetem Beton 6— 8 kg/qcm Druck, „    „ gestampftem „    10—15    „    „ .

Nach den preußischen „Bestimmungen für die Ausführung von Konstruktionen aus Eisenbeton bei Hochbauten" vom 24. Mai 1907 betragen die zulässigen Spannungen für 1 qcm:

Druckspannungen im Beton bei Biegungen = 1 der Druckfestigkeit =

20—40 kg,

Druckspannungen im Beton bei Stützen = 1(J der Druckfestigkeit =

12—24 kg.

Schubspannung im Beton.....

Haftspannung „    „    .....

Zug- und Druckspannung im Eisen .    .

,5 kg,

. = 1000 „.

Die „Österreichischen Regierungsvorschriften", betreffend die Herstellung von Tragwerken aus Stampfbeton oder Eisenbeton, von 1908, enthalten bei Straßenbrücken folgende zulässige Spannungen:*)

¹) „Zement und Beton" 1908, S. 416 a. Vorschriften des österreichischen Betonvereins sind in „Zement und Beton" 1909, S. 472 enthalten.

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Weton.

Material

Zement

Sand und Kies

Zement

IQ

g. Sand und B Kies

Bei Biegung

Druck

festigkeit

kg/qcm

Druck

Zug

kg/qcm kg/qcm

xnaD

•folujua* uq jf

öunuuvctj

'gntpI

Haftspannung

kg/qcm kg/qcm

CO

470

170

Eisenbeton

350

150

Ox

280

130

33 + 0,2 1 19 + 0,11 (bis 22)

29 + 0,2 1 18 + 0,11 (bis 21)

25 + 0,21 i6,5 + o,il (bis 19,5)

Stampfbeton

CO T* iO CO 02

470

350

280

230

160

170

150

130

110

75

13

»O    03    02    O    00 CD    CO

Ol    CM    i—(    03    i—l    1—1

ÜX

Oi

CO

CO CO Ol

to

120

50

02 CO

Kisen im Aeton.

Schweißeisen

Flußeisen

1.    Zug- oder Druckspannung.........

bis höchstens.............

2.    Abscherung, ausgenommen die Niete.....

3.    Abscherung beim Niet..........

4.    Druck auf Nietlochleibung.........

5.    Zug- oder Druckspannung bei der Biegung. . .

750 + 2 1

800 + 3 1

800

500

600

1400

900

600

700

1600

Flußstahl 1000

Es bedeutet 1 die Stützweite in Metern. Der Beton soll nach sechswöchentlicher Erhärtung an der Luft mindestens vorstehende Druckfestigkeit und zwar senkrecht zur Stampfrichtung aufweisen.

3. Eisen.

Für Hochbauten sind nach dem Ministerialerlaß vom 31. Januar 1910 zulässig:

Spannung in kg/qcm:

r*

eng

Druck

Ab-

scherung

Loch

leibungs

druck

tH Ol

CO

iO

<X> t> GO

Flußeisen in Trägern, Stützen, Dächern usw. .    1200    1200    1000

Flußeisen in Stützen, Dächern usw. bei genauer Berechnung

Flußeisen, wie vor, unter besonderen Umständen

zulässig.............

Flußeisen in Ankern.........

Für Schweißeisen sind die in Nr. 1 u. 2 für Flußeisen angegebenen Werte um 10 °/₀ zu ermäßigen.

Gußeisen in Auflagern Gußeisen in Säulen Schmiedestahl

.    1400    1400    1400

1600 1600

800

1000

500    200

.    1400    1400

2000

2000

Für Eisenbahnbrücken sind nach dem Ministerialerlaß vom

1. Mai 1903 folgende Spannungen zulässig:

Flußeisen

kg/qcm

1.    Für Träger bis zu 10 m Stützweite.    . . 800

2.    Liegen die Schienen mittels Querschwellen

auf den Längsträgern........

3.    Für Nietverbindungen:

Abscherung für Träger nach Nr. 1 = 0,9 .750

„    „ 2 = 0,9.700

„ 1 = 2.675 .

„    „ 2 = 2.630.

Schweißeisen

kg/qcm 750

750

700

675 630

Lochleibung „

1350 1260

Für Straßenbrücken bestehen in Preußen keine allgemeinen Bestimmungen?) Württemberg hat folgende Vorschriften für Wegebrücken und dem öffentlichen Verkehr dienende Fußstege.

Es beträgt die zulässige Spannung bei Flußeisen:

a) Für Hauptträger bei einer Stützweite 1 bis zu 15 in und für Fahrbahnteile (Quer- und Längsträger, sowie Belageisen) k = 1,1 (600 + 10 1) kg/qcm.

¹) Bernhard, Eiserne Brücken, S. 94.

b) Für Hauptträger von über 15 m Stützweite k = 800 (1 ±

1 Pmin.

(10)

unter Beschränkung auf höchstens 1000 kg/qcm.¹)

c)    Für den Horizontal- und Querverband, sowie für Fußwegkonstruktionen k ----- 1000 kg/qcm.

d)    Für Niet- und Schraubenverbinduugen: Stauchdruck kL = zweifache Zug- oder Druckspannung des betreffenden Konstruktionsteiles unter Beschränkung auf 1600 kg/qcm.

Bei Schweißeisen sind vorstehende Werte um 10% zu er

mäßigen.

Die Grundplatten der eisernen Aufleger sind so zu bemessen, daß der Druck auf Betonmauerwerk (ohne Auflagerquader) 20 kg/qcm, auf Auflagerquader aus Werkstein oder Kunststein 30 kg/qcm und auf Auflagerquader aus Granit 40 kg/qcm nicht übersteigt.

4. Holz.

Zulässige Spannung in kg/qcm:

Holzart

Zug

Druck

Biegung

Ab-

scherung

Eschenholz..........

Eichenholz..........

Eichenholz für zeitweilige Bauten . .

Kiefernholz..........

Kiefernholz für zeitweilige Bauten . . Tannenholz..........

120

120

180

120

180

60

66

100

120

20

150

180

30

80

120

50

120

180

15

22

Die angegebenen Spannungen für Eichen- und Kiefernholz sind nach dem Ministerialerlaß vom 31. Januar 1910 für Hochbauten zulässig ; die Spannungszahlen für Eschen- und Tannenholz sind aus der „Hütte" entnommen.

*) In der vorstehenden Launhardt-Weyrauchschen Formel bedeutet Pmax. die größte und Pmin. die kleinste Belastung. Es ist, wenn beide Belastungen in einem Sinne wirken (beide ziehen oder beide drücken),

k = 800 |i -+

1    Pmin.

2    Pmax.

und, wenn die Belastungen im entgegengesetzten Sinne wirken (die eine zieht, die andere drückt),

1    Pmin.

2    Pmax.

k = 800 fl —

Zweiter Abschnitt.

Bauelemente.

Die Bauelemente — auch Konstruktionselemente genannt — bilden die einfachsten Bauteile aus Stein, Holz, Eisen, Eisenbeton usw., die bei den Bauwerken vorkommen. Nach diesen Baustoffen sollen auch die Bauelemente geordnet werden.

I. Bauelemente in Stein.

Wir können die Mauerwerke einteilen in Pflasterungen, Mauern und Gewölbe. Die Pflasterungen werden im „Wegebau" näher beschrieben, hier bleiben besonders zu besprechen die Mauern und die Gewölbe.    ¹

§ 39. Mauern.

Bei Mauern, welche aus einzelnen Steinen bestehen, mögen diese mit Mörtel verbunden sein oder nicht, ist der sog. Verband die Hauptbedingung der Festigkeit. Man versteht unter Steinverband eine Zusammensetzung der einzelnen Steine derart, daß die lotrechten Fugen einer Mauerschicht niemals auf die lotrechten Fugen der unteren Mauerschicht treffen, sondern möglichst aus die Mitte der Steine, so daß „Voll auf Fuge kommt". Die Verbindung der Steine nach den Regeln des Steinverbandes heißt dann das Mauern.

Bei der Aufeinanderfügung der Steine wird die Fläche, auf welche der Stein zu liegen kommt, das Lager und die Fuge, welche die wagrechte Trennung anzeigt, die Lagerfuge genannt. Die Aneinanderfügung heißt Stoß, und die Fuge, welche die lotrechte Trennung bezeichnet, die Stoßfuge. Die in der Ansicht der Mauer befindliche Fläche des Steines wird sein Haupt (Stirn) genannt. Befindet sich das Haupt eines Steines an der schmalen Seite und die lange Seite greift in die Mauer ein, so heißt der Stein ein Binder; in dem anderen Falle, wenn die lange Seite das Haupt bildet und die schmale Seite in die Mauer eingreift, heißt er ein Läufer. Kommen in einer Mauerschicht nur Binder vor, so wird sie Binderschicht, und kommen nur Läufer vor, so wird sie Läuferschicht genannt. In der Regel werden die Steine auf die breite Seite gelegt, doch kommen auch Fälle vor, wo sie auf die hohe Kante gestellt — gerollt — werden. Die Höhe dieser Schichten, welche Rollschichten genannt werden, ist dann der Breite des Steines gleich.

„    1950    „

1. Mauern aus künstlichen Steinen. Beim Normalformat (25 x 12 x 6,5 cm) rechnet man eine Stoßfugenstärke von 1 cm, eine Lagerfugenstärke von 1,2 cm und somit auf 1 m Höhe des Mauerwerks 13 Schichten. Ein Normalstem enthält demnach: mit Fugen (25 + 1). (12 + 1). (6,5 + 1,2) cm rund 2600 ccm, ohne Fugen 25.12.6,5 cm .    .    .

550 ccm,

Unterschied — Raum für Mörtel .    .

d. h. im Mauerkörper sind rund 80% Normalsteine und rund 20% Mörtel. Hieraus ergibt sich ein Bedarf an Steinen:

(s)

Bei einer Mauerstärke

von

Für 1 qm Ansicht Für 1 cbm Mauer Stück

Stück

S*

(MiCCOr-l^£>OCC

H(MM»0!C[>050

rH

50

100

150

200

CM CO

350

400

395

392

391

390

389

388

Im Durchschnitt rechnet man für 1 cbm Mauer 400 Normalsteine. Die Mauerstärke beträgt allgemein für n halbe Steine = 13 n — 1 cm. Für 1 qm Pflaster werden erforderlich:

P f l a st e r a r t

Bei flachem Pflaster

Stück

Bei hochkantigem Pflaster Stück

Normalformat 25 x 12 x 6,5 cm: Bei 1,0 cm starken Fugen.    . .    .

n 0,5    „    „    lt ...    .

30

50

32

56

71

36

Klinker 22 x 11 X 5 cm: Bei 1,0 cm starken Fugen. . . „ 0,5 „    „ ft •

Für die Steinverbände gelten folgende Hauptregeln: Die Lagerfugen müssen möglichst horizontale Ebenen bilden. — Die Stoßfugen läßt man durch die Tiefe der Mauer gerade durchgehen oder versetzt sie innerhalb des regelmäßigen Mauerwerks um eine halbe, nie um eine viertel Steinlänge, da letztere stets Fugen der oberen und unteren, um ¹/₄ Stein rückenden Schicht treffen würden. — Im Innern der Mauer müssen so viel Binder als möglich angewendet werden, um nach der Tiefe der Mauer halbe Steinüberdeckungeu zu erhalten, zu achten, daß in jeder Schicht möglichst viele ganze Steine liegen, und nur so viel Dreiviertel-, Halbe- und Viertel-Steine, als zur Anordnung eines guten Verbandes nötig ist.

Es ist darauf

<§i

<L

Fig. 55. Backsteinverbände.

Wir unterscheiden folgende Arten des Steinverbandes (Fig. 55):

Der Schornsteinverband (Fig. 55a). Er findet Anwendung bei ¹/₂ Stein starken Mauern. Die Steine sind in regelmäßigen Schichten so zu verlegen, daß die Stoßfugen immer die Mitten der oberen und unteren Steine treffen. Die natürlichen Endigungen dieses Verbandes sind in Fig. 55 a links dargestellt; der untere Teil dieser Figur bildet eine Verzahnung von ¹/₂ Stein, der obere eine Abtreppung von ebenfalls V₂ Stein.

Der Blockverband (Fig. 55b) ist ein einfacher und zweckmäßiger Verband für Mauern von 1 Stein Stärke ab. Es wechselt stets eine Läuferschicht mit einer Binderschicht derart, daß die Stoßfugen der einen Schicht immer mit denen der zweitnächsten Schicht in eine Lotrechte fallen. Beim Auseinanderreißen der Mauer würde die Trennung nach der stark ausgezogenen Linie erfolgen, die Bruchfläche also eine Verzahnung bilden.

Der Kreuzverband (giß. 55c). Er ist schwieriger herzustellen als der Blockverband, liefert aber eine noch bessere Verbindung, weil die Fugen mehr versetzt werden. Er unterscheidet sich dadurch vom Block-verbände, daß die Stoßfugen einer Läuferschicht nicht mit denjenigen der zweitnächsten Schicht, sondern mit denen der viertnächsten Schicht in eine Lotrechte zusammenfallen. Die Trennungsfläche würde beim Auseinanderreißen eine Abtreppung bilden, wie dieses durch die stark ausgezogene Linie angedeutet wird.

Der polnische Verband (Fig. 55ä). Alle Backsteinverbände, bei denen nicht Binder- und Läuferschichten miteinander abwechseln, vielmehr Läufer und Binder nebeneinander vorkommen, werden als polnische oder gotische Verbände bezeichnet. Dieser gemischte Verband steht zur Herstellung von Mauern, welche ganz aus Backsteinen bestehen, dein Block-und Kreuzverband um deswillen nach, weil zur Deckung der Stoßfugen im Innern der Mauer zu viel Stücke angewendet werden müssen. Dagegen eignet er sich zum Hintermauern von Quadern und zuin Verblenden von Mauern, welche im Innern aus Bruchsteinen oder Beton bestehen.

Vorstehende Verbände finden vorzugsweise Anwendung bei Mauern aus Backsteinen, Kalksand- und rheinischen Schwemmsteinen.

2. Mauern aus natürlichen Steinen. Der Maurer soll die Steine satt und scharf vermauern, d. h. er soll so viel Mörtel verwenden, daß im Innern der Mauer alle Steine in Mörtel liegen, er soll dazu aber nur so viel Mörtel verbrauchen, als zum Ausgleichen der Unebenheiten der Steinflächen erforderlich ist; die Zwischenräume sind, nachdem sie mit Mörtel ausgeworfen, mit kleinen Steinen auszuzwicken. 1 cbm Mauer aus Bruchsteinen erfordert etwa 1,2—1,4 cbm Steine und 0,15 cbm Mörtel. Alle Steine müssen auf ihr natürliches Lager gelegt werden, sog. „Schwaben" dürfen nicht vorkommen.

Beim Bruchsteinmauerwerk sucht man die Steine nach den Regeln für die Backsteinverbände zu vermauern, die Lagerfugen werden möglichst gradlinig durchgeführt und in jede Schicht werden Binder angeordnet. Der Verband wird um so besser, je weniger Läufer zwischen je zwei Binder kommen. In Fig. 56 sind verschiedene Bruchsteinmauern dargestellt.

Zyklopenmauerwerk (Fig. 57), auch Polygvnwerk genannt, wird von den Griechen als ein Werk der Zyklopen bezeichnet. Dieses Mauerwerk bestand ursprünglich aus mächtigen, vielkantigen Felsblöcken, deren Zwischenräume durch kleinere Stücke ausgefüllt waren. Den Fortschritten der Technik entsprechend reihen sich später die Blöcke immer

enger und dichter aneinander, bis daß die Steine als unregelmäßige Prismen mit eben bearbeiteten Seitenflächen und mit Bossen versehenen Stirnflächen sich so aneinanderfügen und ineinanderpassen, daß das Mauer-

ft

■n\;rW

c~    r~

jW

SlE^ICTlC

[»I»

C3C

fegn

:'P-\

c^aiaitzSIc

~a\M| ■£>!

_üdUi>J

//«A

• ''' »OX' Xx\. <y <

-X" IW ' I >

*• !■

/.    - Ixwv v"!

aX\V-|

/'/■. 1 ' N\v\l    s

N^x\vx

']U\>\.\WVs

mmm,

MM

* Sil .

gl

fe>- «- K>M _.    ^,. ^

•4M

l.-,.

MM

<t

Fig. 56. Bruchsteinmauer.

Haupt zwar einen scharfen Fugenschnitt, jedoch ohne bestimmtes Gesetz, ohne regelmäßige Wiederholung zeigt.

Fig. 57. Zyklopenmauer.

Quadermauerwerk. Der Verband hat Ähnlichkeit mit dem des Ziegelbaues; nur verarbeitet man gewöhnlich Steine von verschiedener Größe, weil zu viel Material verloren gehen würde, wenn die Steine, wie sie sich im Steinbruch darbieten, alle auf gleiches Format gehauen würden. Die Quadern einer Mauer-schicht müssen jedoch gleiche Höhe haben. Die Höhe der Schichten nimmt gewöhnlich von unten nach oben ab; mitunter ist sie bei allen Schichten gleich, manchmal wechselt auch eine niedrige mit einer hohen Schicht ab. Die Quaderhöhe soll bei Sandsteinen nicht unter 20, bei Kalksteinen nicht unter 15 und bei Grauwacke und Tonschiefer-

steinen nicht unter 12 cm betragen. Bei dem Verbände dürfen die Stoßfugen zweier aufeinanderfolgenden Schichten sich nie mehr als die halbe Höhe nähern. Man kann bei Verwendung der Quadern entweder die ganze Mauer aus diesen bilden, oder die Mauerstirn nur mit Quadern (Verblendsteinen) verblenden und zur Hintermauerung Backsteine, Bruchsteine oder Beton verwenden. Mit Quadern verblendetes Mauerwerk leidet an km Übelstande, daß sich die verschieden gebildeten Teile ungleich setzen und voneinander trennen wollen. Man sucht dieses zu verhindern dadurch, daß man die Verblendsteine mit möglichst vielen Bindern in das Mauerwerk eingreifen läßt und die zahlreichen Mörtelfugen im Innern der Mauer möglichst eng gestaltet.

Bei allen Mörtelmauern ist darauf zu achten, daß sich der Mörtel mit dem Stein gut verbindet. Die vom Mörtel bedeckten Steinflächen sollen daher rauh, rein und nicht zu trocken sein, denn dem Mörtel darf das Wasser nur langsam entzogen werden. — Sollen Quadern besonders sorgfältig miteinander verbunden werden, so wendet man für die Stoßfugen eiserne Klammern oder |—I-förmige Eisen, für die Lagerfugen dagegen senkrecht stehende eiserne Bolzen (Dübel) an. Die Eisenteile werden in die Quadern eingelassen und mit Zement vergossen.

§ 40. Gewölbe.

1. Teile der Gewölbe. Die einzelnen Teile eines Gewölbes haben besondere Namen erhalten.

Widerlager werden diejenigen Begrenzungsmauern des zu überwölbenden Raumes genannt, auf welchen das Gewölbe ruht und die vermöge ihrer Standfähigkeit dem Druck des Gewölbes Widerstand leisten. Stirnmauern oder Schildmauern nennt man die Umfassungsmauern des überwölbten Raumes, welche nicht Widerlagsmauern sind. Die Innenfläche eines Gewölbes heißt Leibung, seine Außenfläche Rücken, seine, vordere und hintere Begrenzungsfläche Stirn. Der höchste Punkt der Leibung ist der Scheitel.

Wölbsteine heißen die einzelnen Steine, welche das Gewölbe bilden. Die Zahl derselben ist in den meisten Fällen ungerade; der im Scheitel des Gewölbes befindliche Wölbstein heißt Schlußstein; jeder der beiden untersten auf dem Widerlager ruhenden Wölbsteine wird Anfänger genannt. Die geneigten Flächen, womit die Wölbsteine sich berühren, nennt man Lagerfugen, die lotrechten Berührungsflächen derselben Stoßfugen. Die Lagerfuge zwischen Gewölbeanfänger und Widerlager heißt Kämpferfuge, die Linie, in welcher sich Kämpferfuge und Leibung schneiden, Kämpferlinie. Die Entfernung der Kämpferlinien nennt man Spann-weite, und mit Pfeilhöhe bezeichnet man die senkrechte Entfernung der Kämpserlinie vom Scheitel. Die zu den Widerlagern parallele Mittellinie des Gewölbes ist die Achse.

Gewölbeschenkel nennt man die beiden rechts und links von der durch den Scheitel gehenden Lotrechten befindlichen Teile. Durch die innere und äußere Wölblinie ergibt sich die Form und Stärke der Gewölbe.

a-

1    1 I 'I I ~T

r~r r ¥ t. i - ii

l-

f. .

mum

--r

-ö

Fig. 58. Gewölbe.

2. Formen der Gewölbe (Fig. 58). Ist die innere Wölblinie ein Halbkreis, so entsteht ein Halbkreisgewölbe (Fig. 58a), ist dieselbe ein Kreissegment, ein Segment- oder Stichbogengewölbe (Fig. 58b), ist dieselbe aus mehreren Kreisbogen zusammengesetzt, so entsteht, wenn sie tangential ineinandergehen, ein Korbbogengewölbe (Fig. 58c) und wenn sie im Scheitel einen Winkel bilden, ein Spitzbogengewölbe (Fig. 58 d). Gewölbe, deren innere Wölblinie eine Ellipse bildet, heißen elliptische, solche, deren Wölblinie eine Gerade bildet, scheitrechte

Gewölbe (Fig. 58 e). Die statisch günstigste Form hat ein Gewölbe, dessen Mittellinie mit der Mittellinie aller Pressungen im Gewölbe (der Stützlinie) zusammenfällt; ein solches Bauwerk heißt Stützliniengewölbe. Ist die Pfeilhöhe größer als die halbe Spannweite, so hat man ein überhöhtes, ist sie niedriger als die halbe Spannweite, ein gedrücktes Gewölbe. Haben die Widerlager verschiedene Höhe, so ist das Gewölbe einhüftig (Fig. 58f).

3.    Arten der Gewölbe. Enthält ein Gewölbe zwei gleichhohe parallele Widerlager, so entsteht das Tonnengewölbe, dessen Leibung nach einem Halbkreis, Stichbogen, Korbbogen, nach einer Ellipse usw. geformt sein kann. Kleine Stichbogengewölbe nennt man Kappen. Kurze Tonnengewölbe heißen Gurtbogen. Ein Tonnengewölbe ist gerade, wenn seine Stirnflächen auf seiner Achse senkrecht, und schief, wenn sie zu seiner Achse geneigt sind. Im ersten Falle ist der Grundriß des Gewölbes ein Quadrat oder Rechteck, im zweiten Falle eine Raute oder ein Trapez. Wenn zwei Tonnengewölbe sich schneiden, so nennt man die Schnittlinien der Leibungsflächen Grate. Je nach der Form der Grate unterscheidet man Klostergewölbe und Kreuzgewölbe.

Das Klostergewölbe hat in der Leibung vertiefte Grate, alle seine Umfassungsmauern sind Widerlager. Bildet der Grundriß ein Quadrat, so hat es vier Widerlagsmauern, vier vertiefte Grate und einen Scheitelpunkt. Der Scheitel des Klostergewölbes liegt lotrecht über dem Schwerpunkte der Grundfigur. Ist die Grundfigur ein Kreis, so bildet sich aus dem Klostergewölbe ein Kuppelgewölbe. Flache Kuppelgewölbe führen den Namen böhmische Kappen.

Das Kreuzgewölbe hat in der Leibung erhabene Grate; es wird in seiner einfachsten Gestalt durch die rechtwinklige Durchdringung zweier wagerechten Tonnengewölbe von gleicher Pfeilhöhe gebildet. Das Kreuzgewölbe hat vier Widerlagspunkte, vier erhabene Grate und zwei Scheitellinien.

4.    Material und Aufbau der Gewölbe. Die Gewölbe werden hergestellt aus Hausteinen, Backsteinen, Bruchsteinen oder aus Hausteinen in Verbindung mit einem der beiden letzteren Materialien, aus Stampfbeton oder Beton und Eisen.

Die Gewölbe aus Steinen erhalten senkrecht zur Stirn und zur Leibung gerichtete, durch die ganze Stärke hindurchgehende Lagerfugen. Hieraus folgt die Keilform der Steine, welche bei den Ziegelsteinen unbequem wird. Die Ziegelsteine werden sortiert und die dünneren zu den inneren, die dickeren zu den äußeren Schichten ver-

wendet. Bei großen Stärken des Gewölbes werden entweder keilförmige Ziegel benutzt, oder das Gewölbe wird aus einzelnen konzentrischen Ringen hergestellt.

Auch bei schiefen Gewölben sollen die Lagerfugen der Theorie nach senkrecht zur Stirn und zur Leibung stehen. Hierbei erhält jede Wölbschicht veränderliche Breite. Um diesen Übelstand zu vermeiden, konstruiert man meist die Lagerfugen als Schraubenflächen, die möglichst wenig von der theoretischen Lage abweichen. Die Schnitte dieser mit der Leibung stellen sich in der Abwickelung als gerade parallele Linien dar, die senkrecht auf den die Endpunkte je einer Stirnlinie verbindenden Sehne stehen. Die Kämpfer erhalten zackenförmige zur Aufnahme der einzelnen Wölbsteine bestimmte Vorsprünge. Bei schiefen Gewölben bedeutender Länge ist es zweckmäßig, die Mitte normal und die beiden Enden schief zu wölben.

Eine Umgehung der schiefen Wölbung ist möglich, wenn man das Gewölbe über Erfordernis verlängert oder verbreitert, bis sein Grundriß ein Rechteck wird.

Gewölbe aus Beton und aus Eisenbeton werden in Abschnitt IV näher besprochen. Z

Ausmauerung der Stirnen. Wenn die Lagerfugen der Stirnmauer an die bogenförmige obere Begrenzung der Gewölbeslirn einfach anlaufen, was man in der Ausführung freilich sehr oft findet, entstehen namentlich in der Nähe des Scheitels sehr spitze Steine, welche schwer zu bearbeiten sind und beim Versetzen leicht brechen. Die einfachste Art, dem Übelstande abzuhelfen, ist, daß man die zu scharfen Spitzen der Übermauerungssteine durch lotrechte oder radiale Fugen bricht (Fig. 58 b und c), eine bei Bruchsteinbauwerken sehr häufige Anordnung. Bei Hausteingewölben wendet man mitunter auch die Abtreppung der Wölbsteine an (Fig. 58 a).

Über den Aufbau größerer Brückengewölbe und über die erforderlichen Lehrgerüste soll in Band II unter „Brückenbau" Näheres angegeben werden.

§ 41. Kunstformm beim Mauerwerk.²)

Der natürliche Stein ist das bekannteste Baumaterial. Durch seine verhältnismäßig geringe Festigkeit und durch die Art seines Verbandes entstehen hier vorzugsweise große Massen, gegenüber den Holz- und Eisen-

*) Ähnliche Gewölbe waren schon znr Zeit Christi bekannt (Vitrnvins V, 10).

²) Gamanu, „Ausgestaltung der Schanflächen von Brucken" in der Waffer-unb Wegeban-Zeitschrift 1911, Nr. 4.

bauten. Damit scheint für das allgemeine Verständnis, welches nicht nachrechnet, sondern nachfühlt, mehr Standsicherheit und Dauer vorhanden zu sein. Dieser Eindruck kann noch gesteigert werden durch geeignete Bearbeitung der einzelnen Steine, durch den Mauerverband und auch durch den Fugenverstrich.

1.    Bearbeitung der einzelnen Steine. Die einzelnen Bausteine lnüssen dem Zweck des Bauteils entsprechend gestaltet werden; kräftig und rauh die Steine der Stützen und Streben, leicht und glatt die der Füllungsglieder. Kräftig und rauh wird ein Mauerwerk erscheinen, dessen Steinhäupter bedeutend aus der Mauerschicht vorspringen und unbearbeitet bleiben. Scharf gezeichnete Fugen und Bossen geben einen kräftigen Charakter, doch muß der Stein eine gewisse Größe haben. Fugen und Umrahmung der bossierten Fläche müssen zur Größe des Steines in einem untergeordneten Verhältnis stehen; es ist unstatthaft, zwischen breit gezeichneten Fugen geringe Überbleibsel des Steines einzuschließen. Solche Steine erscheinen nicht kräftig, sondern aufgequollen, plattgedrückt, durch den Mauerdruck zerquetscht. — Leicht und glatt erscheint eine Wand aus sorgfältig bearbeiteten und sorgfältig gefugten Steinen, welche nicht vor der Flucht stehen, keine Auszeichnung an dem Haupte haben, und an den Kanten ebensowenig gezeichnet sind. Eine Wand, deren Bestimmung mehr Raumabschluß als Tragfähigkeit ist, wie die Gewölbezwickel der Brücken usw., wird derart gestaltet.

2.    Mauerverband. In einer Mauer, die zu stützen oder große Lasten zu tragen hat, müssen Läufer und Binder angewandt werden. Je mehr Binder, um so öfter wird das Auge an die Tiefe oder Dicke der Mauer erinnert; einem Verbände aus lauter Bindern fehlt aber der Gegensatz. Die größte Energie dürfte eine Mauer zeigen, bei der Läufer und Binder abwechseln. Im Polygonverband wirkt die Fläche eines Steins als Ganzes und nach allen Seiten gleich. Ein solcher Verband ist geeignet für raumabschließende Wände, Brückenstirnen u. dergl., nicht aber für Stützen.

3.    Fugenverstrich. Auch der Fugenverstrich soll dem Charakter der Mauer entsprechen. Er soll beim Schichtenverband den Stein mit einer scharf gezeichneten Linie umgrenzen, breiter und deutlich hervortretend bei rauhen Steinen, schmal und tief liegend bei glatten Verblendsteinen mit scharfen Kanten. In allen Fällen muß der Mörtel tief in die gut angenäßten und gereinigten Fugen eingedrückt und mit schmalen Fugeisen verstrichen werden.

4.    Gesims (Fig. 59). Der wagerechte Abschluß der Mauern, Streben und Stützen, die wagerechte Trennung derselben, wird klar und

charakteristisch ausgedrückt durch das Gesims. Wir unterscheiden betn Zweck entsprechend Deckgesimse, Sockelgesimse und Bandgesimse.

C-i.

's

o-

^KWS

V///////S.

MM

V///////Z

vZZW,

Fig. 59. Gesimse.

Jedes Gesims besteht aus einzelnen Gliedern, welche nicht allein nach ihrer Größe voneinander verschieden sind, sondern auch nach ihrer Form und Profilierung. Die Profile sind geradlinig und gebogen. Die geradlinigen sind im großen Verhältnisse die Platten, im kleinen Verhältnisse die Plättchen und Riemchen, welche größeren Gliedern zur Trennung dienen (Fig. 59 a). Die gebogenen Glieder sind der Rundstab (Fig. 59 b), der zum Binden und im kleinen Verhältnisse zur Begrenzung größerer Glieder dient, ferner der Viertelstab oder Echinus (Fig. 59 c) mit dem Charakter des Tragbaren; die Kehlleiste (Fig. 59 d) mit demselben Charakter und des allmählichen Übertragens, weshalb auch sie, wie der Viertelstab bei Kragsteinen, als unterstützendes Glied größerer Glieder Anwendung findet; die Hohlleiste (Fig. 59 e) und die Hohlkehle (Fig. 59k) verbinden die horizontale Fläche leicht mit der senkrechten und füllen passend die Winkel aus; die Einziehung (Fig. 59 g) veranschaulicht das Zusammenziehen und gibt der Form Leichtigkeit; das Karnies oder die Glockenleiste (Fig. 59 h) endet die Gesimse auf eine feine Art. sowohl oben als auch in umgekehrter Form am Fuße.

Die Deckgesimse bewirken den oberen Abschluß der Mauer; sie sollen letztere vor den Eintvirkungen des Regens schützen und mitunter auch eine Erdbedeckung der Mauer tragen. In Fig. 59 i und k sind solche Deckgesimse dargestellt. Zur Ableitung der atmosphärischen Niederschläge erhält das Gesims eine bestimmte Ausladung (Vorsprung), die obere Fläche wird abgeschrägt, die untere mit einer Wassernase versehen. Aus einer wagerechten Oberfläche würde das Wasser ebenso leicht nach hinten in die Mauerfugen, als auch nach vorn abfließen, und die Wassertropfen wiirden beim Fehlen der Wassernase keineswegs sämtlich an der vorspringenden Kante abfallen, sondern die Kante umgehen, vermöge der Adhäsion zum Stein an der Unterfläche des Vor-

sprunges zurückfließen und doch zur Mauer gelangen. Wird das Gesims von einer Erdböschung dachartig überdeckt (Fig. 59 k), so bildet in der Regel die Neigung des Gesimses und die der Erdböschung eine gerade Linie.

Das Sockelgesims (Fig. 591) findet da Anwendung, wo die Last eines Mauerkörpers auf den um einen Vorsprung verbreiterten Sockel ausgeteilt werden soll. Die Übertragung erfolgt nicht plötzlich, sondern nach einer schrägen Linie oder Kurve. Die Grundform dieses Gesimses ist daher die Abschrägung. Durch diese Form wird die Übertragung der Last am anschaulichsten dargestellt. Der Grad der Abschrägung hängt zum Teil von dem Steinmaterial ab, zum Teil wird er durch den allgemeinen Charakter des Baues bedingt. Flache Form wird für Werke mit vorwaltender Horizontalform und steile Form da, wo die senkrechte Erstreckung vorherrscht, angewandt.

Bandgesimse (Fig. 59 m) sollen das Bauwerk wie ein Band umschlingen. Nach oben und nach unten sind sie untätig, und sie müssen, um dieses zu bezeichnen, im Vertikalschnitt richtungslos nach oben und unten symmetrisch gestaltet sein.

Durch die Profilierung der Quader und Gesimse wird die Verteilung des Lichtes und des Schattens bedingt, durch die richtige Verteilung von Licht und Schatten die Schönheit des Bauwerks gehoben. Diese Wirkung kann noch vergrößert werden durch die richtige Anordnung von Verzierungen und Farbe.

5.    Verzierungen. Die Verzierungen müssen so beschaffen sein und so verteilt werden, daß der Beobachter aus dem Eindruck des Ganzen ein durchaus harmonisches Gesamtbild gewinnt. Einzelne Bauteile dürfen reicher geschmückt werden, dadurch wird die Harmonie nicht gestört; es wird nur die Gliederung besser ans Licht gestellt. An ein und demselben Bauwerk soll jedoch niemals die eine Verzierung eine bloße Verkleinerung der anderen sein. Selbst wenn dasselbe Motiv unterliegt, soll man dasselbe verschieden benutzen. Wird das Motiv allgemein, nicht aber als verkleinertes Modell benutzt, so entsteht eine bedeutsame Harmonie, weil das kleinere Schmuckwerk immer wieder die Erinnerung an die Hauptteile wachruft.

6.    Farbe und Form sollen in ihrer ästhetischen Wirkung übereinstimmen. Die Farbe steht demnach auf gleicher Stufe wie die Verzierung. Man kann durch die Farbe zunächst die statischen Gegensätze der einzelnen Teile besser hervortreten lassen, indem man schwere Farben wählt für Teile, welche bedeutende Lasten tragen oder selbst gewichtige Massen sind, leichte Farben für Teile, die nichts zu stützen haben und

selbst ein verhältnismäßig geringes Gewicht besitzen. — Bei mehrfarbigem Manerwerk kann man anch die geometrischen Gegensätze, das ' Hervortreten des einen uni) das Zurückliegen des anderen Teiles durch die Farbe klarer zeigen. In ihrer Totalwirknng muß aber die Farbe stets mit dem Charakter des Banlverks übereinstimmen.

§ 42. Berechnung der Bauelemente in Stein.

1.    Über Zug- und Druckfähigkeit. Wirken ans einen Körper äußere Kräfte, so tritt unter allen Umständen eine Formänderung des Körpers ein. Solange die Formänderung eine gewisse Grenze, die sog. Elastizitätsgrenze nicht überschreitet, verschwindet dieselbe wieder, sobald die äußeren Kräfte zu wirken aufhören, und der Körper nimmt seine ursprüngliche Form wieder an. Diese Eigenschaft der Körper nennt man Elastizität. Vergrößert man die Kräfte so weit, daß die Elastizitätsgrenze überschritten wird, so tritt zunächst eine bleibende Formveränderung, später der Bruch ein.

Kann ein Stab (Mauer) von 1 qcm Querschnitt eine Last von k kg tragen, so kann ein solcher vom F qcm Querschnitt eine Last Fk tragen. Es ist die Last (oder Kraft) P, mit der ein Stab in seiner Längsrichtung gedrückt oder gezogen werden darf,

di)

P = Fk.

k führt den Namen Festigkeitskoeffizient oder zulässige Spannung und ist abhängig vom Material. Die zulässigen Spannungen für die verschiedenen Baustoffe sind im § 38 angegeben.

Unterhalb der Elastizitätsgrenze sind die Verlängerungen oder Verkürzungen des Stabes den Belastungen nahezu proportional. Diejenige Last, welche einen Stab von 1 qcm Querschnitt auf die doppelte (oder halbe) Länge ausdehnen würde, heißt „Elastizitätsmodul".

2.    Berechnung der lotrecht belasteten Mauern. Solche Mauern werden nach Formel 11 berechnet.

. Beispiel: Welche Last kann ein in Kalkmörtel aufgeführter Pfeiler aus Ziegelmauerwerk von 0,38 x 0,38 m Querschnitt tragen?

P = 38.38.7 rund 10100 kg.

Beispiel: Ans Baugrund von 3 kg/qcm Tragfähigkeit ruht eine aus Hartbrandsteinen in Kalkzementmörtel aufgeführte Mauer, auf dieser ein Granitqnader, ans den: wiederum eine gußeiserne Säule mit 12000 kg lastet. Welche Grundflächen müssen die einzelnen Teile haben?

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Säulenfuß — -^000 ₌ 100 qcm

e-, c    12000    'AAA

Quader —    — 1000

₌ 4000    „

Mauer

Diese Berechnungsart gilt nur für gleichmäßig oder konzentrisch belastete Mauern; die Berechnung der einseitig oder exzentrisch belasteten Mauern wird bei den „Stützwänden" gezeigt.

rGXil

• Av=KF* fr

Ng. 60.

3. Über die Berechnung der Gewölbe.

Fig. 60 zeigt eine Gewölbehälfte, die durch ihr Eigengewicht G abwärts gezogen, um den Mittelpunkt der Kämpferfuge gedreht, die aber durch den im Scheitel wirkenden Druck H der anderen Gewölbehälfte im Gleichgewicht gehalten wird. Es muß demnach sein

Gx = Hy

(12)

Soll der Scheiteldruck und die hierdurch bedingte Dicke des Gewölbes klein werden, so muß y möglichst groß, Gx aber möglichst klein sein. Hieraus exgibt sich:

a)    man wähle eine große Pfeilhöhe, dann wird y groß;

b)    man wähle gutes, leichtes Material, dann wird G klein.

Bei der Ermittelung des Gewölbequerschnitts wird meist so verfahren, daß man die Gewölbestärke nach Erfahrungsregeln annimmt. Bei größeren oder schwer belasteten Gewölben wird dann deren Standfähigkeit oft noch mit Hilfe der Stützlinie untersucht, indem man für einzelne Gewölbefugen die Größe, Richtung und den Angriffspunkt der Mittelkraft bestimmt, und hieraus die Randspannungen an den Gewölbeteilen ermittelt. Näheres wird in Band II unter „Brückenbau" angegeben.

II. Bauelemente in Holz.

§ 43. Holzverbände.

Der Holzverband bezweckt eine Vereinigung von Balken und Bohlen zu ihrer Verlängerung, Verbreiterung, Winkelbildung oder Verstärkung. Jede Holzverbindung muß fest, dauerhaft und so beschaffen sein, daß sie dem Schwinden und Wachsen des Holzes Rechnung trägt. Festigkeit und Spaltbarkeit sind in der Richtung der Fasern am größten, daher soll die Holzverbindung so angeordnet werden, daß das Holz tunlichst in der Richtung der Fasern gezogen oder gedrückt, aber nicht gespalten wird. Jur Erhöhung der Dauer müssen die Holzverbände ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Fuge, also ein Entstehen der Fäulnis in derselben, möglichst verhindern; wenn dieses nicht vermieden werden kann, so muß wenigstens die Feuchtigkeit leicht abziehen und die Luft zutreten können, um das Austrocknen zu befördern. Damit das Holz schwinden und wachsen kann, ohne daß eine Fuge entsteht, sich einzelne Teile loslösen, oder in den Holzteilen ein Knistern und Knacken hörbar wird, darf niemals Langholz mit Querholz fest verbunden werden.

Zl

Fig. 61. Stöße.

1. Verbände zur Verlängerung der Hölzer.

n) Stöße (Fig. 61); sie dienen zur wagerechten Verlängerung

der Hölzer.

Der gerade Stoß (Fig. 61 a) widersteht nur einem Drucke nach der Längsachse der gestoßenen Balken. Der schiefe Stoß (Fig. 61b) und der Stoß mit Grat (Fig. 61 c) erschweren auch das Verschieben nach bestimmten Seiten hin.

b) Blätter (Fig. 62). Sind die zu verbindenden Hölzer so lang, daß eine Überblattung ausgeführt werden kann, so ist diese den Stößen vorzuziehen.

I)

Fig. 62. Blätter.

Das gerade Blatt (Fig. 62a) ist eine einfache, gute und vielverwendete Holzverbindung; die Länge des Blattes wird der doppelten Balkenstärke gleichgenommen. Das schräge Blatt (Fig. 62b) hat dem geraden gegenüber den Vorzug, daß bei einer etwaigen Durchbiegung das Holz weniger leicht aufspaltet, denn der Hirnholzschnitt beträgt nicht wie beim geraden Blatt ¹/2> sondern nur ¹/₆ der Balkenhöhe. Das gerade Hakenblatt (Fig. 62c) mit rechtwinkligen oder schrägen Hirnholzschnitten bezweckt die Verlängerung solcher Verbandhölzer, welche einem Zug oder Druck in der Längsachse widerstehen sollen. Das schräge Hakenblatt (Fig. 62d) dient demselben Zweck. Soll bei den

Hakenblättern auch eine seitliche Verschiebung der Verbandhölzer verhindert werden, so findet eine Befestigung durch Schrauben oder Holznägel statt.

Die Verlängerung der stehenden Hölzer — das „Anpfropfen" — wird in Band II unter „Grundbau" beschrieben.

2. Verbände znr Verbreiterung der Hölzer (Fig. 63). Solche Verbände kommen namentlich bei den Spundwänden vor. Schwächere Spundbohlen erhalten Gratspundung (Fig. 63a), Keilspundung (Fig. 63b) oder halbe Spundung (Fig. 63c); stärkere Bohlen werden mit voller quadratischer Spundung (Fig. 63ck) versehen. Vorteilhaft ist die Spundung mit eingesetzter Feder (Fig. 63ej, weil bei dieser Anordnung Holz gespart und der ursprüngliche Querschnitt wenig geschwächt wird. Die Feder kann aus hartem Holz oder Eisen bestehen.

Durch die Spundung soll die Wand steifer und möglichst wasserdicht werden, auch soll die Spundung beim Eintreiben der Bohlen eine

a-

js

Fig. 63. Spundungen.

gewisse Führung übernehmen. Eine gute Führung geben die Bohlen nach Fig. 63 a, b, d, e, einen günstigen Wasserverschluß Fig. 63 c, d, e, denn die Fuge bleibt geschlossen, auch wenn die Bohle in ihrer Breite schwindet. Die geringste Versteifung der Wand gibt die halbe Spundung (Fig- 63 c).

3. Verbände zur Winkelbildung.

a) Verzapfungen (Fig. 64). Der Zapfen oder die Verzapfung wird zu Winkelverbindungen, sowohl in lotrechten als auch in wagerechten und geneigten Ebenen angewendet.

Der gerade Zapfen (Fig. 64a) erhält eine Länge gleich V₂ und eine Dicke gleich V₃ der Höhe des Balkens, in welchen er eingreifen soll. Der zurückgesetzte oder geästelte Zapfen (Fig. 64b) dient für l_=fötmige Verbindungen, wie sie bei Eckpfosten vorkommen. Muß außer seitlicher Verschiebung auch ein Auseinanderziehen der Verbandstücke verhindert werden, so benutzt man den Schwalbenschwanzzapfen (Fig. 64 c) oder den Grundzapfen (Fig. 64 c). Letzterer wird bei Fundierungen angewendet, er soll ein Abheben der Rostschwellen von den

Grundpfählen verhindern. Zu diesem Zwecke wird ein gewöhnlicher Zapfen beim Eintreiben in das nach innen sich schwalbenschwanzförmig erweiternde Zapfenloch so auseinander geteilt, daß er das Zapfenloch vollständig ausfüllt. Wenn die Verbindungsstücke sehr stark sind, so erhalten sie Doppelzapfen (Fig. 64d). Der zur Eckverbindung dienende Schlitzoder Scherzapfen (Fig. 64 f) wird gewöhnlich durch hölzerne Nägel befestigt.

Bi

Fig. 64. Verzapfungen.

b) Überblattungen (Fig. 65). Diese finden ihre hauptsächlichste Verrvendung bei der Verbindung von Schwellen untereinander, überhaupt bei allen Hölzern, deren Oberkanten in einer Ebene liegen. Bei der Verbindung sind drei Fälle möglich: die Verbandhölzer bilden ein +, ein T oder einen |_- Den ersten Fall zeigt Fig. 65b; für den zweiten Fall zeigt Fig. 65 c die einfache, Fig. 65 d die schwalbenschwanzförmige, und Fig. 65 e die hakenförmige Überblattung. Zur ^-Bildung dient die in

CL

Fig. 65. Überblattungen.

Fig. 65 a dargestellte einfache oder besser die horizontal unverschiebliche Hakenüberblattung mit Schwalbenschwanz (Fig. 65 k).

c)    Verkämmung (Fig. 66). Sie unterscheidet sich dadurch von der Überblattung, daß die Oberfläche der Verbandhölzer nicht bündig ist. In Fig. 66 d ist die gewöhnliche Verkämmung dargestellt, in Fig 66 c der Kreuzkamm. Fig. 66 b zeigt die schwalbenschwanzförmige Verkämmung für T= und Fig. 66 a eine Verkämmung für Winkelform.

d)    Versatzung (Fig. 67) wird dort in Anwendung gebracht, wo die Verbandhölzer einen spitzen Winkel bilden und das schrägstehende

Holz Strebe ist. Der Hirnholzschnitt der Versatzung fällt am besten in die Halbierungslinie des Einfallwinkels (stumpfen Winkels). Fig. 67b zeigt die einfache und Fig. 67 c die doppelte Versatzung. Letztere wird hauptsächlich bei starken, sehr flach liegenden Hölzern angewendet. In Fig. 67 a ist die zurückgesetzte Versatzung dargestellt, welche dort zur Au-ivendung kommt, wo für die getvöhnliche Versatzung nicht genügend Hirnholz im Balken vorhanden ist.

Fig. 66. Verkämmungen.

4. Verbände zur Verstärkung der Hölzer (Fig. 68). Wenn zwei gleichlange und rechtwinklig abgeschnittene Balken (Fig. 68 a), die auf zwei Stützen ruhen, belastet werden, so wird eine der Fig. 68b entsprechende Biegung eintreten. Hierbei werden die Fasern der Balken in der Richtung der Pfeile verschoben; es wird die hohle Seite der Balken kiirzer, die erhabene Seite aber länger werden. Die Tragkraft dieser

y'B

Fig. 67. Versatzungen.

Balken ist gleich der Summe der Tragfähigkeit der einzelnen Balken oder proportional der Höhe. Werden die Balken fest miteinander verbunden, so daß keine Längsverschiebung eintreten kann, so wird die Tragkraft proportional dem Quadrat der Höhe. Diese Verbindung kann auf folgende Arten geschehen:

a) Verzahnte Träger (Fig. 68c). Die Zähne müssen, den Pfeilen entsprechend, auf beiden Seiten eines Trägers verschiedene Richtung haben. Um einen genauen Schluß der Zähne herbeizuführen, biegt man die zu vereinigenden Balken vor dem Vorreißen der Zähne um Veo der

Länge nach oben durch — man sprengt sie. Da sich nun die unteren Fasern des oberen Holzes zu verlängern, die oberen Fasern des unteren Holzes zu verkürzen suchen, so drücken sich die Zähne fest ineinander. Zur Verhütung des gegenseitigen Eindringens der Fasern treibt man zwischen die Zahnstirnen oft Dübel aus hartem Holz oder Eisenblech ein. Die Träger müssen miteinander verschraubt werden.

b) Verdübelte Träger (Fig. 68d u. e). Die Längsverschiebung der Balken wird verhindert durch besondere Holzklötze, welche in beide Hölzer eingreifen, sog. Dübel (Düppel, Döbel, Diebel, Debbel, Dollen). Die Dübel bestehen aus hartem, am besten Eichenholz; sie werden entweder in rechtwinkliger oder schiefer Lage angebracht. Da sie stets als einfache- oder Doppelkeile geformt sind, so kann durch Nachtreiben immer

==3s?

— A i ::    —

^drr=-

Fig. 68. Verstärkungen.

ein genauer Schluß hergestellt werden. Die schiefen Dübel müssen der Richtung des Schubes entsprechend angeordnet sein, also wie die Zähne der verzahnten Träger. Man läßt gern zwischen den Balken einen kleinen Zwischenraum für Luftzutritt und Erhöhung der Tragfähigkeit.

c) Klötzelträger (Fig. 68k). Ersetzt man die niedrigen Dübel durch hohe Holzklötze, so erhält man die Klötzelträger. Diese finden meist Verwendung beim Bau hölzerner Brücken; die Querträger einer Brücke gleichzeitig als Klötzel für die Tragbalken zu benutzen, hat sich wenig bewährt. Die heftigen Erschütterungen beim Verkehr rütteln solche Verbindungen rasch los und richten die Brücke zugrunde.

Die Klötzelträger empfiehlt schon Navier in seiner Baumechanik mit der Begründung, daß die Tragfähigkeit mit der Größe der Entfernung beider Balken rasch wachse. Werden jedoch die Klötze zu hoch oder durch Ständer ersetzt, so wird die Längsverschiebung der Balken in der Richtung der Pfeile nicht wehr verhindert. Um dem Verschieben der Balken entgegenzuwirken, müssen die in Fig. 68 g gezeichneten Streben angebracht werden. Wir gelangen dann zu Fachwerkträgern, zu den Hänge- und Sprengwerken und den daraus abgeleiteten Hilfskonstruktionen.

§ 44. Das Hängewerk und seine Umkehrung (Fig. 69). Diejenige Konstruktion, bei welcher ein Balken, der an beiden Enden aufliegt und durch eine Zimmerung an einem Punkte oder mehreren derart unterstützt wird, daß kein Seitendruck stattfindet, heißt

CL

[sj<

ly

t\

7c

(L

ly

JL

'a

g V.ZÄ

Fig. 69. Hängewerk und seine Umkehrung.

ein Hängewerk. Bei einem Aushängepunkte besteht dasselbe aus dem Spannbalken 1 (Fig. 69a), zwei Hängestreben 2 und der Hängesäule 3. Die Konstruktion heißt einfaches Hängewerk. Beim doppelten Hängewerk (Fig. 69 b) sind zwei Hängesäulen und außerdem zwei Hängestreben, ein Spannbalken und ein Spannriegel vorhanden. Im ersten Falle bilden die beiden Streben, im zweiten Falle die beiden Streben und der Spannriegel den eigentlichen Tragbock. Der Neigungswinkel der Streben gegen den Spannbalken soll nicht kleiner als 25° sein; die Länge der Streben und des Spannriegels darf, damit keine Ausbiegung entsteht, höchstens 5 m betragen.

Das in Fig. 69b dargestellte Hängewerk ist standfähig bei einer gleichmäßig verteilten Belastung; bei einer Einzellast P dagegen würde dasselbe die in Fig. 69 c punktiert angegebene Form annehmen, d. h. die Hängesäule bei P würde sich senken und die andere Hängesäule heben. Soll die Formänderung vermieden werden, so muß die in Fig. 69 d angegebene Kreuzverankerung oder ein sog. Andreaskreuz eingebracht werden.

Reichen zwei Unterstützungen wie in Fig. 69 d nicht aus, so werden mehrere Systeme ineinander geschoben (Fig. 69 e). Das doppelte Hängewerk a 1> c d wird in a und d aufgehängt an die Hängesäulen ap und dq, welch letztere Teile des Hängewerkes opqr bilden. Man erhält alsdann einen trapezförmigen Fachwerkträger, oder, wenn man die Verbandhölzer o s, s p, r t, t q noch hinzufügt, einen Fachwerkträger mit parallelen Gurtungen und Endvertikalen.

In diesem Fachwerk werden alle Vertikalen (Hängesäulen) gezogen; alle Diagonalen (Streben) gedrückt, die untere Gurtung (der Spannbalken) gezogen und die obere Gurtung (der Spannriegel) gedrückt. Statt mit dein doppelten Hängewerk ab c d kann man auch mit einem einfachen Hängewerk beginnen. Im ersten Falle erhält man beim Fachwerkträger ein Mittelfeld mit gekreuzten Diagonalen; im zweiten Falle erhält mau in der Mitte eine Vertikale.

Umgekehrte Hängewerke. Denkt man sich das eigentliche Hängewerk so umgeklappt, daß die Hängestreben unterhalb des Spannbalkens liegen, so wird der letztere auf Druck und Biegung, die Hängesäulen (jetzt Pfosten oder Stempel genannt) werden auf Druck, die Streben und Riegel (hier Zugstangen) dagegen auf Zug beansprucht, es entsteht das umgekehrte Hängewerk, oder der unterspannte Balken. Die Zugstangen werden stets aus Eisen gefertigt, weil Zugverbindungen aus Holz nicht gut ausgeführt werden können. — Auch dieses Hängewerk ist einfach (Fig. 69 f) oder doppelt (Fig. 69 g), je nachdem der Spannbalken von einem oder zwei Stempeln unterstützt wird. Es muß ebenfalls die in Fig. 691 dargestellte Krcuzverstrebung erhalten, wenn es nicht bei einseitiger Belastung die punktierte Form der Fig. 69h einnehmen soll.

Reichen zwei Unterstützungen nicht aus, so werden wie beim eigentlichen Hängewerke mehrere Systeme ineinander geschoben, d. h. zu einem Fachwerkträger vereinigt (Fig. 69k). Das umgekehrte Hängewerk a b c d wird an seinen Endpunkten auf die Pfosten a p und d q gelagert, welch letztere wieder Teile des umgekehrten Hängewerkes opqr bilden. Soll das Hängewerk bei s und t gelagert werden, so müssen die punktierten Glieder o s, s p, r t, t q noch hinzugefügt werden.

In diesem Fachwerkträger werden die Vertikalen auf Druck, die Diagonalen auf Zug beansprucht; die obere Gurtung wird gedrückt, die untere gezogen.

Bei sämtlichen Fachwerkträgern, welche aus dem eigentlichen oder bem umgekehrten Hängewerke abgeleitet werden, nimmt die Spannung bei den Gurtungen nach der Mitte hin zu, bei den Vertikalen und Diagonalen nach der Mitte des Trägers hin ab.

§ 45. Das Sprengwerk und seine Umkehrung (Fig. 70).

Diejenige Konstruktion, bei welcher ein Balken, der an beiden Enden ausliegt und durch eine Zimmerung an einem oder mehreren Punkten derart unterstützt wird, daß die Konstruktion einen Seitendruck ausübt, heißt ein Sprengwerk. Das Sprengwerk ist anzusehen als ein mehrfach unterstützter Balken, bei dem die Stützen nicht lotrecht, sondern schräg angebracht worden sind. Je nach der Anzahl der unterstützten Punkte unterscheiden wir wieder einfache Sprengwerke (Fig. 70 a) und doppelte Sprengwerke (Fig. 70b). Das Sprengwerk besteht aus dem

Fig. 70. Sprengwerk und seine Umkehrung.

Balken und den Streben, zu denen beim doppelten Sprengwerk noch ein Spannriegel hinzukommt. Die Sprengstreben sollen zweckmäßig nicht weniger als 30° gegen den Horizont geneigt und höchstens 5 m lang sein.

Das Sprengwerk kann auch nach Fig. 70c gestaltet werden, indem man die Sprengstreben aus einzelnen Stücken zusammensetzt, so daß sie gebrochene Linien bilden. Werden die Sprengstreben nicht aus geraden, sondern aus gebogenen Stücken derart zusammengefügt, daß ein Bogen entsteht, so hat man ein Gewölbe. Bei den Steingewölben bildet, genau genommen, die Wölblinie keinen Bogen, sondern eine aus geraden Stücken zusammengesetzte Linie; ein Steingewölbe ist ein Sprengwerk mit kurzen geraden Sprengstreben (Wölbsteinen).

Die Umkehrung des Sprengwerks verwendet man in der Regel bei den Hängebrücken. Die Umkehrung der Wölblinie ist die „Seillinie". Die Seillinie wird auch benutzt zur Ermittelung der Gewölbestützlinie, wie in Band II gezeigt werden soll.

§ 46. Kragwerke.

1. Erklärung. Das Kragwerk (Fig. 71) ist eine Tragkonstruktion, die seitlich über ihre Unterstützung hinausragt oder hinauskragt. Ein Kragwerk muß demnach stets so befestigt sein, daß es nicht kippen kann. Die Kragträger finden in der Neuzeit die weiteste Anwendung. Auch die größte Brücke — die Forthbrücke — ist als Kragträger ausgestaltet. Kragträger haben auch den Vorteil, daß sie ohne Gerüst aufgestellt werden können; sie werden, am Auflager beginnend, einfach immer weiter vorgebaut.

Ist ein Träger nur an einem Ende unterstützt, so heißt er Freiträger. Jeder Freiträger ist ein Kragträger. Wird ein Träger an mehreren Stellen unterstützt, so hat das Kragwerk den Zweck, die Stützweite zu verringern. Beide Fälle kommen oft vor, namentlich im Brückenbau, die Freiträger als Konsolen zur Aufnahme der Fußwege, die Ans-

<z

\Z

JEU

-'s

V<¹ v':Tr' -r¹    a"’£s.

Fig. 71. Kragwerke.

kragnngen zur Verminderung der Stützweite bei den Trägern, die auf zwei und mehr Stützen ruhen.

2. Träger auf einer Stütze. Hat ein solcher Freiträger überall gleichen Querschnitt, so liegt sein gefährlicher Querschnitt an der Einspannstelle.

3.    Träger auf zwei Stützen. Fig. 71a zeigt einen solchen Träger mit seinem Kragwerk und zwar an einer Brücke, wie sie oft über die wilden Gebirgswässer im Kanton Wallis hinwegführen. Auch die Sattelhölzer der Brückenbalken sind solche Kragwerke, welche lediglich den in Fig. 71b gezeigten Zweck haben, nämlich die Stützweite zu verringern?)

4.    Träger auf mehr als zwei Stützen. Solche durchgehende oder kontinuierliche Träger werden oft in den Punkten 1 und 2 (Fig. 71c) durchschnitten, um an Material zu sparen. Die Stützweite der beiden Außenträger wird dadurch vermindert; der Träger im Mittelfeld wird gewissermaßen an seinen Stützpnnkten eingespannt, dadurch aber seine Tragfähigkeit erhöht, wie in § 47 gezeigt wird.

5. Kragwerk für Erddruck. Solche sind n. a. die „Winkelstützwand" aus Eisenbeton, welche im „Wegebau" näher beschrieben wird, und die Fundamentverbreiternng, wie sie im „Grundbau" vorkommt. Erstere erhält den Erddruck von der Seite, letztere von unten.

§ 47. Berechnung der Bauelemente in Holz.

1. Über Biegungsfestigkeit (Fig. 72). Bei der Beanspruchung auf Biegung haben wir es stets mit der Beanspruchung durch ein Moment zn tun. Ist z. B. ein Balken an einem Ende uurwandelbar befestigt und am anderen Ende durch eine Kraft P belastet (Fig. 72 a), dann werden in bezug auf die verschiedenen Stellen des Balkens verschiedene Momente wirksam, welche einen Bruch an den verschiedenen Stellen erstreben. So würde ein Bruch an der Stelle E durch das Moment

x)

M = P . (1

und ein Bruch an der Einmauerstelle durch das Moment

M — PI

verursacht werden. Jedes durch die Belastung erzeugte Moment nennen wir „Biegungsmomeut", „angreifendes Moment" oder „Moment der

äußeren Kräfte".

Damit der Stab nicht bricht, müssen die in dem Innern tätig werdenden Kräfte — das sind die in den einzelnen Fasern auftretenden Widerstände — ein Moment erzeugen, welches dem Biegungs-moment gleich ist und diesem entgegengesetzt wirkt. Dieses widerstehende Moment nennt man „das Moment der inneren Kräfte".

Das Moment der inneren Kräfte heißt in allen Fällen bei Stäben mit gleicher Zug- und Druckfestigkeit

M = kW.

gp-~f ,

I >uk-----ir----

fr-----

¹ WP

!<-----l----^

Fig. 72. Biegung.

(13)

Unter k versteht man den Festigkeitskoesfizienten oder die znlässige Spannung. Für die wichtigsten Baustoffe ist die znlässige Spannung in § 38 angegeben. W führt den Namen Widerstandsmoment; es umfaßt alle Faktoren, welche von dem Querschnitt des Stabes abhängig

Der Balken ruht auf zwei Stützen frei auf und trägt eine beliebige Einzellast (Fig. 72 e):

(18)

= k W.

Der Balken ist an beiden Enden eingeklemmt und trägt eine gleichmäßig verteilte Last (Fig. 721):

Pl

(19)

— = k: w.

Es bedeutet stets P die Last (in kg) und 1 die Länge (in cm).

2. Berechnung der Balken.

Beispiel: Welche Last kann ein Balken aus Kiefernholz, der an beiden Enden siei aufliegt, in der Mitte tragen, wenn die freitragende Länge 5 m ist und der Balken einen Querschnitt von 16 x 22 cm hat? Nach Formel 16 ist:

4 kW

sind. Die Widerstandsmomente für die rechteckigen Balkenquerschnitte sind in § 29, die für die Querschnitte der gewalzten Eisen in § 34 angegeben.

Das Moment der äußeren Kräfte ist abhängig einmal von der freitragenden Länge des Trägers und der Art der Unterstützung und zun: anderen von der Art und Größe der Belastung. Die Momente für die wichtigsten Fälle sind folgende:

Der Balken ist an einein Ende eingeklemmt und trägt am freien Ende eine Last (Fig. 72 a):

(14)

P1 = k W.

Der Balken ist an einem Ende eingeklemmt und trägt eine gleichmäßig verteilte Last (Fig. 72b):

Pl

(15)

¥ = kW-

Der Balken ruht auf zwei Stützen frei auf und trägt in der Mitte eine Einzellast (Fig. 72 c):

Pi

(16)

x = kW-

Der Balken ruht auf zwei Stützen frei auf und trägt eine gleichmäßig verteilte Last (Fig. 72 d):

Pl

^ = kW.

(17)

^UkAV; P =

k = 120 kg/qcm nach § 38, S. 100,

W = 1291 cm⁸ nach § 29, Tabelle 8, 1 = 5,0 in — 500 cm,

rund 1240 kg.

4.120.1291

üOO

Beispiel: Welche Abmessungen muß ein Eichenbalken erhalten, wenn derselbe bei 4,0 m Stützweite eine gleichmäßig verteilte Last von 4000 kg tragen soll?

Nach Formel 17 ist:

Pi    pi

T=kw;w =

= 1667 cm³.

P = 4000 kg; 1 = 400 cm, k = 120 kg/qcm nach § 38, S. 100, 4000.400

8.120

Dem entspricht z. B. ein Querschnitt von 18 x 24 cm, der nach Tabelle 8 ein W = 1728 hat.

1111 cm³

Würde dieser Balken an beiden Enden eingeklemmt, so genügte ein 4000.400

12.120

und ein Balkenquerschnitt von 18 x 20 cm mit W — 1200 cm³. Es kann demnach bei Trägern, die auf mehr als zwei Stützen ruhen, durch eine Anordnung nach Fig. 71c auch für das Mittelfeld bedeutend an -Holz gespart werden.

Die Berechnung der übrigen Tragkonstruktionen soll in Band II gegeben werden.

III. Bauelemente in Eisen.

Das Eisen besitzt eine viel größere Verbindungsfähigkeit als Steine und Holz. Während die Stein- und Holzverbindungen in der Regel nur eine Beanspruchung auf Druck zulassen, können zwei Eisenstäbe derart zu einem Ganzen verbunden werden, daß die Verbindungsstelle dieselbe Beanspruchung aushalten kann, wie die nicht verbundenen Teile. Die Verbindung erfolgt meist durch Bolzen oder Schrauben, durch Nieten oder durch Schweißen.

§ 48. Bolzen und Schrauben.

Bolzen und Schrauben geben stets eine lösbare Verbindung, im Gegensatz zu den Verbindungeu durch Nieten und Schweißen.

1. Bolzen. An jeder Verbindungsstelle wird stets nur ein Bolzen .angebracht und zwar so, daß die einzelnen Teile sich gelenkartig bewegen

können. Namentlich im amerikanischen Brückenbau findet diese Verbindungsart oft Anwendung. Der Bolzen wird im wesentlichen auf Schub und Biegung beansprucht; er muß das Bolzenloch genau ausfüllen, um den Druck auf eine möglichst große Fläche zu verteilen. Daher wird er meist etwas konisch gestaltet, abgedreht und das Bolzenloch sorgfältig ausgebohrt. Ost erhält der Bolzen an beiden Seiten Schraubenmuttern, um ein seitliches Verschieben desselben zu verhindern.

2. Schrauben (Fig. 73). Diese sollen in erster Linie die zu verbindenden Teile in der Längsrichtung der Schrauben zusammenhalten und aneinanderpressen. Manchmal haben sie auch noch den Zweck, den Druck quer zur Schraubenachse aufzunehmen. Dann müssen sie, wie die Bolzen, abgedreht und in die ausgebohrten Löcher gut schließend eingepaßt

CL

!<T

tr

Ji

Es:

i?

F? c

4 mal

Ni

I;

Fig. 73. Schrauben.

werden. Gewöhnlich wird der Schraubenbolzen auf der einen Seite mit Kopf, auf der anderen mit Gewinde und Mutter versehen.

Bei den Schrauben ist das Gewinde spiralförmig in den Bolzen eingeschnitten; einen Umlauf des Gewindes nennt man Gang. Gehören alle Gänge einer Spirale an, so wird die Schraube eingängig genannt (Fig. 73 a), gehören die Gänge mehreren Spiralen an, so heißt sie mehrgängig.

Steigt das Gewinde von links nach rechts, so heißt die Schraube rechtsgängig, im anderen Falle linksgängig. Je nach dem Gangprofil unterscheidet man flachgängige Schrauben (Fig. 73b) und scharfgängige Schrauben (Fig. 73c). Die meisten Befestigungsschrauben sind ein-, rechts- und scharfgängig. — Bei den scharfgängigen Schrauben (Fig. 73c) ist d der Bolzendurchmesser, dt der Kerndurchmesser, s die Ganghöhe und t die Gangtiefe.

Die Schraubenmutter wird gewöhnlich sechsseitig, seltener vierseitig ausgeführt, die obere Fläche derselben nach einem Kegel von Basiswinkel 30° abgestumpft. Fig. 73d zeigt eine sechsseitige Mutter im Aufriß, im Grundriß und in der Seitenansicht. Der Schraubenkopf und die Unterlagscheibe werden nach Fig. 73e geformt. Man macht die Höhe der Mutter = d und die Höhe des Schraubenkopfes — 0,7 d.

Ferner wird

CM CM

CM CO

Man macht

8 — 1    0,08 d,

dj — 0,9 d — 1,3.

t\D CO

D = 5 + 1,4 d,    ( )

D, = 1,33 D.    ( )

Die Abmessungen der Schrauben, wie sie bei den preußischen Staatsbahnen Verwendung finden und der von Whitworth aufgestellten Gewindeskala entsprechen, sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt:

Tabelle 26.

Schrauben.

Zoll

mm

engl.

t—¹ fr    I—¹    t—*    ►—¹    • H⁴    (—¹

»    Ol H¹ 00    H H    <1,    60 Ol l-l CO

- - —■— '——-------—-— ----------- -— _ _

»fr oo to » f* ®    Go fr* (x> te <x>

0020500205003000051000

Bolzen

Mutter

Kopf

Unterlagscheibe

Gang

dl auf 1 Zoll h mm engl.

O^ld^tOCO^IOO^OOOxDOO^l

^COGO^Ü'MCOWOJGOCOOO’

CO (M H o tH H t—I i—I

^Ü'Ü»05 05<J<IG0C0

occcoococoococoococoo

i—¹ H rH (M (M CM .O CO CO ^ Tji iO

GC«<l-JG7)C5CJ<C7x^.OJCODODCi—1 W <1 N! 05 H'ÜiO^OÜ50DU)«s]

:0 [>

CO —1

00 -O -003 020rOr^fr.0205D>VD>2»—^ W<lMC5HOiO^CD05GOM<l

Außer den Schrauben mit sechskantigen Köpfen finden auch solche mit vierkantigen, halbrunden oder versenkten Köpfen Anwendung. In vielen Fallen sind die Schrauben durch einen Kopfhalter so eingerichtet,

daß sie sich beim Anziehen der Mutter nicht drehen. Diese Kopfhalter bestehen aus seitlichen Vorsprüngen am Schraubenbolzen, die in entsprechende Aussparungen im Schraubenloch hineingreifen. Auch „Schraubensicherungen" finden oft Anwendung, die das unbeabsichtigte Lösen der Schraubenmutter verhindern sollen; es lverden zwei Schraubenmuttern aufeinander gebremst, durch Schraubenmutter und Bolzen wird ein Splint gesteckt, oder die Mutter wird durch einen Keil gesichert, den man durch den Bolzen treibt.

§ 49. Niete (Fig. 74).

Niete bestehen aus dem Setzkopf und dem Schaft, welcher beim Vernieten am geraden Ende zu dem Schließkopf niedergehäinmert wird. Um ihm die vorgeschriebene Form zu geben, wird er zum Schluß mit dem Schellhammer bearbeitet. Die Form der Normalniete ist in dem Ministerialerlaß vom 25. November 1891, „Besondere Vertragsbedingungen

7}

.....2>......1 f.....V'

/iCaTTXj r=o,6d

L HM

\ff=o,5dfV.....*

: R=d j

li ES iM

)p=tsd\yf3d.

li

Fig. 74. Nietköpfe.

für die Anfertigung, Lieferung und Aufstellung von Eisenkvnstruktionen", angegeben (Fig. 74). Es ist a ein voller, b ein halbversenkter, c ein versenkter, e ein kegelförmiger Nietkopf. Für Niete verlvendet man in der Regel zähes Flußeisen oder Tiegelstahl, selten Schweißeisen. Der Niet soll die Löcher sämtlicher zu verbindenden Bleche gut ausfüllen. Außerdem preßt er die Bleche, da er sich beim Erkalten in der Längsrichtung zusammenzieht, fest aneinander. Die Löcher für die Vernietung werden durch Lochen (Stanzen) oder durch Bohren hergestellt. Unter allen Umständen ist zu verlangen, daß die Löcher der zu vernietenden Platten gut aufeinanderpassen. Flußeisen soll (mit Ausnahme der Belageisen) nur gebohrt werden. Eine Aussenkung der Löcher an den Nietköpfen hat keinen praktischen Wert. Die betreffende Vorschrift für die preußische Staats-Bauverwaltung ist bereits aufgehoben (Erlaß vom

7. September 1909).

Die gewöhnlichen Nietdurchmesser sind 13, 16, 20, 23, 26 mm. Das deutsche Normalprofilbuch empfiehlt die geraden Zahlen von 2 zu

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

2 mm als Werte für Nietdurchmesser. Nach der „Hütte" ist der Nietdurchmesser im allgemeinen zu

(24)

zu wählen, wenn s die Plattendicke in cm bedeutet. Es wird alsdann für s = 0,8    1,0    ,2    1,4    1,6    1,

„ d=l,8    2,0    ,2    2,4    2,6    2,

Je nach der Anzahl der Flächen, in denen ein Niet durchschnitten oder abgeschert werden kann, unterscheidet man einschnittige und mehrschnittige Niete.

Nach dem Ministerialerlaß vom 25. November 1891 gilt als Regel, daß die Mittelpunkte der Löcher von den Kanten der Stäbe, Bleche, Platten usw. mindestens entfernt sein müssen: bei    16    mm Lochweite .

Bei schmalen Flacheisen kann diese Regel nicht eingehalten werden. Die für Flacheisen erforderlichen Anschlußnieten sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

rH cm

00 00

CM CO

,0 cm,

. 60 „

Tabelle 27.

Anschtußniete für Macheisen.

(1

70

11

tODODOCOOOOOOOOOOOSrf^rf^^

90

90

95

95

100

100

120

130

130

140

140

150

9—10

11—13

9—10

11— 13 10—11

12- 14

10

11-14

10-13

14

10-12

13-14

10—11

12—14

10

tococotococorocoiccotococotoco

0505050505050505050505^1^^^

150 11—13

150

14

160 10—12 160 13—14 170 10—11 170 12—14 180 10-11 180 12—13 180    14

190    10

190 11-12 190 13-14 200 10—12 200 13-14 250    14

In dieser Tabelle bedeutet: b die Breite des Flacheisens in Zentimetern; 8 die Dicke des Flacheisens in Zentimetern; d den Nietdurchmesser in Millimetern; n die Anzahl der Niete.

Die Nietteilung für Träger soll in Band II berechnet werden.

§ 50. Schweißungen.

Früher konnte das Zusammenschweißen der Eisen- oder Stahlstücke nur in den Schmiedewerkstätten erfolgen. Die zusammenzuschweißenden Stücke wurden in besonderen Herden bis zur Schweißhitze erwärmt, dann aneinandergefügt und nun mit raschen Haminerschlägen oder durch Druck im Schraubstock, in einer Presse (Schweißmaschine) oder in einem Walzwerk miteinander verbunden. Heute ist es anders geworden; die modernen Schlveißverfahren gestatten auch eine Verbindung der fertig eingebauten Teile. Wir unterscheiden das aluminothermische, das autogene und das elektrische Schweißverfahren.

1.    Aluminothermische Schweißung von Dr. Hans Goldschmidt?) Die zusammenzuschweißenden Stücke, wie Stäbe, Rohre, Schienen uslv., können mit Hilfe eines Klemmapparates stumpf gegeneinander gepreßt werden, während aus einem Tiegel über der Berührungsfläche, um die eine Form gebaut ist, die feuerflüssige Erwärmungsmasse gegossen wird. Die Erwärmungsmasse, Schutzmarke „Thermit", ist ein inniges Gemisch, im wesentlichen aus Aluminium und einer Eisensauerstoffverbindung bestehend, welches die Eigenschaft hat, einmal entzündet, in sich selbst weiter zu brennen, ohne zur Unterhaltung der Verbrennung Sauerstoff aus der Luft zu entnehmen, lvobei Temperaturen von schätzungsweise 3000° C. erzeugt werden.

2.    Die autogene Schweißung wird besonders zur Vereinigung von Eisen- und Stahlblechen benutzt. Der Schweißapparat besteht im wesentlichen aus einer Wasserstoff- und Sauerstoff-Flasche, sowie dem Schweißbrenner. Die zum Schweißen benutzte Wasserstoff-Sauerstoffflamme hat eine Teniperatur von etwa 1900° C. Das Metall kommt hierbei zum Schmelzfluß, die Schweißnaht fließt zusammen, ohne Pressen, Hämmern oder ein besonderes Flußmittel.

3.    Bei der elektrischen Schweißung kann ein Strom von hoher Stärke, der durch die stumpf gegeneinander gepreßten Arbeitsstücke geleitet, an den Berührungsflächen infolge des Widerstandes die Schweißhitze erzeugen. Die so erhitzten Arbeitsstücke werden dann durch weiteren Druck zusammengeschweißt.

*) Goldschmidt, Die hauptsächlichsten Anwendungen des aluminothernnschen

Verfahrens.

§ 51. Stützen.

Stützen sind Bauelemente, die stützen, die in ihrer Längsrichtung Druckkräfte aufnehmen. Überschreiten diese Druckkräfte eine gewisse Grenze, so wird die Stütze zerdrückt, oder, lvenn ihre Länge im Verhältnis zum Querschnitt groß ist, zerknickt. Eine Stütze inuß daher auf Zerdrücken und Zerknicken berechnet werden. Schlanke, senkrecht stehende Stützen, welche mit ihrem Fuße auf einer festen Unterlage stehen, nennt man Säulen; schräge Stützen beißen auch Streben. Bei der Säule unterscheidet man außer dem Fuß noch den Schaft und den Kopf. Der Fuß hat die Last auf die Unterlage zu übertragen, er inuß daher eine gewisse Größe haben. Der Kopf soll so beschaffen sein, daß die von der Säule zu tragende Last möglichst in der Säulenmitte angreift. Die Säulenköpfe als weit ausladende Konsolen auszubilden, auf denen die von der Säule zu tragenden Lasten ruhen, wird man, namentlich bei schlanken Säulen, zu vermeiden suchen. Eine derartige Lastübertragung erzeugt im Säulenschaft Biegungsmomente, sie erhöht die Knickgefahr.

Werden Brückenträger durch eiserne Säulen unterstützt, so kann die durch Temperaturänderungen bewirkte Bewegung der Träger die Säulen seitlich biegen und dadurch ebenfalls die Knickgefahr vergrößern. Damit eine solche Biegung nicht eintritt, auch die Last möglichst in der Stützenachse angreift, wird Kopf und Fuß der Stütze mit Kugelgelenken versehen (Pendelstützen). Die Knickgefahr ist am größten in der Mitte der Stütze (auf halber Höhe); aus diesem Grunde läßt man mitunter die Größe des Stützenquerschnitts vom Fuße bis zur Stützenmitte anwachsen und dann bis zum Kopfe wieder abnehmen.

Eine Stütze tvird dann das wenigste Material erfordern, wenn sie nach allen Seiten hin gleich widerstandsfähig ist und das Material möglichst von der Stützenachse abrückt. Der günstigste Querschnitt ist der Kreisring. Bei einer kreisrunden Hohlsäule soll der Durchmesser möglichst groß, die Wandstärke Möglichst klein sein. Freilich dürfen auch hierbei gewisse Grenzen nicht überschritten werden. Ist die Wand zu schwach, so knickt sie ein. Dünne Wände müssen durch besondere Ringe oder Scheiben im Innern versteift werden, wie wir dieses in der Natur z. B. am Strohhalm sehen können.

Als Baustoff für die Stützen verwendet man Schmiedeeisen und bei Bauten, die keinen sonderlichen Erschütterungen ausgesetzt sind, auch Gußeisen.

Weil eine kreisförmige Hohlsäule den wenigsten Baustoff erfordert, so wird man oft diesen Querschnitt wählen. Hohlsäulen aus Gußeisen können bedeutenden Durchmesser bei großer Wandstärke erhalten. Bei

Schmiedeeisen mußte man sich bis vor kurzem auf Hohlsäulen mit kleinerem Durchmesser beschränken. Nachdem aber in der Neuzeit die Fabrikation von geschweißten Rohren mit größerem Durchmesser wesentliche Fortschritte gemacht hat, werden schmiedeeiserne Hohlsäulen von größerer Abmessung immer mehr verwendet. Hervorzuheben ist noch, daß solche Säulen sehr leicht mit architektonischen Verzierungen versehen werden können. Die geschweißten Rohre werden auch mit nach der Spitze abnehmendem Durchmesser oder mit Schwellung nach der Mitte zu hergestellt.

Von den aus einzelnen Stücken zusammengesetzten Querschnitten kommt der aus Quadranteisen gebildete dem Kreisring am nächsten. Sehr verbreitet sind die Profile, welche durch das Aneinanderfügen von \_=, L und förmigen Querschnitten entstehen, z. B. durch das Aneinanderfügen von zwei 1_ zu einem _|_, von vier |_ zu einem Kreuz, von zwei H 8U einem ~J_. Von den Eisen hat der breitflanschige Differdinger ^-Träger das günstigste Profil für Stützen.

§ 52. Berechnung der Bauelemente in Eisen.

'P

1. Berechnung auf Scherfestigkeit. Schrauben, Niete und Bolzen werden meist auf Scherfestigkeit in Anspruch genommen. Der Widerstand gegen das Abscheren ist wie der Widerstand gegen das Zerreißen oder Zerdrücken der Größe der Trennungsfläche proportional. Bezeichnet

P die angreifende Kraft,

Fig. 75. Niete.

F den Querschnitt der Trennungsfläche, k den Festigkeitskoeffizienten für Abscherung, so ist:

(25)

P = k. F.

Die Tragfestigkeit eines Nietbolzens ist außer von der Größe des Querschnittes von der Art und Weise der Vernietung abhängig. In Fig. 75a besitzt der Nietbolzen nur eine Trennungsfläche (ist einschuittig) und es ist somit seine Tragfähigkeit

(26)

P=k d^.

In Fig. 75 b hat dagegen der Niet zwei Trennungsflächen (zweischnittiger Niet); er besitzt daher eine Tragfähigkeit

(27)

P — 2 k d j- •

4

Eine Nietverbindung kann auch dadurch zerstört werden, daß der Druck des Niets auf das Eisenblech in der Lochleibung zu groß wird.

Das Blech reißt dann. Erfahrungsgemäß darf der Druck hier etwas größer sein, als sonst zulässig ist. Dieser „Stanchdruck" darf nach den Württembergischen Vorschriften bei Straßenbrücken höchstens 1600 kg/qcm des Lochquerschnitts (Lochdurchmesser x Blechstärke) betragen.

Beispiel: Welchen Durchmesser erhält ein zweischnittiger Niet, wenn derselbe 2800 kg tragen soll und die zusammengenieteten Bleche je 10 mm stark sind?

Nach Formel 27 ist:

P = 2 k demnach

4P

2.2800 600.3,14

Der Druck auf die Lochleibung erfordert aber einen Nietdurchmesser

= 1,9 cm rund 2 cm.

d=y

2 kn

2800

— 1,8 cm.

1,0.1600

2. Berechnung auf Knickfestigkeit. Bei dem in Fig. 72a dargestellten Freiträger werden die oberen Fasern gezogen, die unteren gedrückt; dazwischen liegt eine Faserschicht, die weder gezogen noch gedrückt wird, es ist die neutrale Faserschicht oder die neutrale Achse. Die am weitesten von der neutralen Achse abliegende Faser heißt die stärkst-gespannte Faser. Bezeichnet man den Abstand der stärkstgespannten Faser von der neutralen Achse mit a und das Widerstandsmoment des Querschnitts mit W, so heißt das Produkt von W und a das Trägheitsmoment. Das Trägheitsmoment bezeichnet man meist mit dem Buchstaben J. Es ist demnach:

(28)

J = Wa.

Mit Ausnahme des Kreises und des Kreisringes hat jeder Querschnitt ein größtes und ein kleinstes Trägheitsmoment, je nach der Form des Querschnittes und dem Abstande der stärkstgespannten Faser. Die Trägheitsmomente betragen:

Für die Kreisfläche mit dem Durchmesser D:

T = — T)4 J 64 u '

(29)

Für den Kreisring mit dem äußeren Durchmesser D und dem inneren Durchinesser d:

J = -^-(D¹-d¹).

Die Trägheitsmomente für Walzeisen sind in § 34 gegeben.

Für die Knickfestigkeit kommt nur das kleinste Trägheitsmoment des Querschnittes in Betracht. Bei der Knickfestigkeit kommen 4 Fälle vor (Fig. 76).

(30)

I. Fall: Das untere Ende ist lotrecht eingeklemmt, das obere frei beweglich (Fig. 76 a).

II. „ Beide Enden sind freistehend, das obere liegt stets lotrecht über dem unteren (Fig. 76b).

III.    „ Das untere Ende ist lotrecht eingespannt, das obere liegt

lotrecht über dem unteren (Fig. 76c).

IV.    „ Beide Enden sind lotrecht eingespannt, das obere liegt lotrecht

über dem unteren (Fig. 76 d).

Bezeichnet P die Belastung der Stütze in Tonnen und 1 die Länge in Metern, so hat man die erforderlichen Trägheitsmomente i¹)

Material

Erforderliches Trägheitsmoment für den

I. Fall

II. Fall

III. Fall

IV. Fall

5 - -

ZK

'l'a 'Z

IS) © «ß»

. J = 10 PP . J = 24 PP . J = 363 PP

J = 2,5 PI J = 6 PP J = 91 PP

J = 1,25 PP J = 0,625 PI* J = 3 PP J = 45 PP

J = 1,5 PI J = 23 PP

ir

\p d

Bei Säulen liegt in der Regel der Fall II oder III vor, und zwar dürfte man meistens mit der dem Fall III zukommenden Formel zu rechnen haben, wenn die Säulenfüße mit Verstärkungsrippen versehen und hierdurch gewissermaßen lotrecht eingespannt sind. Es ist üblich und z. B. in Berlin seitens der Polizei sogar vorgeschrieben, zur Sicherheit die zu größeren Querschnittsabmessungen führende Formel II anzuwenden.

Außer dem durch die Knickfestigkeit einer Stütze bedingten kleinsten Trägheitsmomente ist noch der erforderliche Querschnitt zu berechnen.

Es kann nämlich bei verhältnismäßig kurzen Säulen vorkommen, daß zwar Sicherheit gegen Knicken vorhanden ist, daß jedoch die Belastung für 1 qcm Querschnitt

Rr

i\nr

Fig. 76. Säulen.

a) Nach dem Ministerialerlaß vom 31. Januar 1910 ist bei Hochbauten zu

rechnen:

für schmiedeeiserne Stützen für fachwerkartige Bauteile aus Schmiedeeisen . J — 1,82 PP, für gußeiserne Säulen .... für Stützen aus Holz .... desgl. bei vorübergehenden Bauten

J = 2,33 PP,

J = 6 PP Bis ‘ J = 8 PP

J = 100 PP, J = 60 PP.

größer ist als die gestattete. In diesem Falle würde die Säule nicht die nötige Sicherheit gegen Zerdrücken bieten, weshalb die Querschnittsabmessungen entsprechend zu vergrößern sind. Ans diesem Grunde empfiehlt es sich, stets gleichzeitig das erforderliche J und den erforderlichen Querschnitt — letzteren nach der Formel

(31)

F = -P k '

wo P die Belastung in Kilogramnr und F den Querschnitt in Quadratzentimetern bedeutet — zu berechnen und dann ein beiden Bedingungen gerechtwerdendes Profil zu wählen.

Beispiel: Eine gußeiserne Hohlsänle von 4 m Länge und 12 cm äußerem Durchmesser hat eine Last von 7000 kg zu tragen. Welche Wandstärke erhält dieselbe, wenn Fall II gewählt wird?

Das erforderliche Trägheitsmoment beträgt

J = 6 . P . P = 6.7.4² = 672 cm⁴.

Nach Formel 30 ist

J= <&CD4-d4)

d = YD⁴ - -- J d = a/i2⁴--⁶⁴ 672 =

*    71

Demnach Wandstärke — ¹² ~ ⁹ = 1,5 cm. Der erforderliche Querschnitt beträgt

9 cm.

7000

500

— 14 qcm.

Der auf Zerknicken berechnete Querschnitt hat eine Größe F — (D² — <P) ~ — 49 qcm, ist mithin genügend groß.

Beispiel: Ein Difierdinger J= Eisen Nr. 18 bildet eine Säule von 4 m Länge. Welche Last kann diese Säule tragen?

Es ist

demnach

J = 2,5 PP,

1073

= 26,8 t.

IV. Bauelemente in Beton und Eisenbeton.

Bauelemente aus Beton verwendet man in der Regel da, wo der Bauteil durch seine eigene Schwere wirken solle; Eisenbeton dort, wo Zugspannungen auftreten können.

§ 53. Geschichtliches.

Die ältesten Spuren von Betonbau finden wir wohl in Mexiko. Die Überreste der Jahrtausende alten Wohnstätten der Mayas bestehen aus Beton. Selbst der Verputz, lvelcher ursprünglich die Betonmauern verschiedener Bauwerke bedeckte, ist noch in vielen Teilen völlig unbeschädigt. Er ist aus Stoffen hergestellt, die den Witterungseinflüssen während Tausenden von Jahren widerstanden habend)

Auch den alten Römern war der Betonbau bekannt. Vitruvius beschreibt in seinen „Zehn Büchern über Architektur" die Herstellung einer Zisterne, wie Basaltkleinschlag, Sand und Mörtel gemischt, dann eingestampft wurden. Nach dem Handbuch der Architektur mischten die alten Römer den Beton erst in der Baugrube, indem sie zunächst Mörtel einbrachten, daraus eine Lage Kleinschlag und nun stampften, bis Mörtel an der Oberfläche erschien, dann folgte wieder Mörtel, Kleinschlag usw.

Als Erfinder des Eisenbetons wird der Gärtner Monier aus Paris bezeichnet, der um das Jahr 1861 große Blumenkübel aus Zement durch Eiseneinlagen verstärkte und sie so leichter und dauerhafter machte. Er dehnte sodann diese Bauweise auf die Herstellung größerer Wasserbehälter aus. 1867 nahm Monier sein erstes Patent, dem er noch eine Reihe anderer Patente über Behälter, Decken, gerade und gebogene Balken, Balken in Verbindung mit Decken usw. folgen ließ. Im Jahre 1885 kaufte der Ingenieur G. A. Wayß diese Patente für Deutschland. Wayß führte alsdann in Gemeinschaft mit mehreren Firmen in Berlin große Belastungsproben aus, deren Ergebnisse in der Broschüre: „Das System Monier, Eisengerippe mit Zementumhüllung" 1887 veröffentlicht wurden und auf Grund deren es ihm gelang, der Monier-Bauweise bei öffentlichen und privaten Bauten Eingang zu verschaffen. In dieser Broschüre ist von Wayß erstmals bestimmt ausgesprochen, daß das Eisen in den Betonkonstruktionen dahin zu legen ist, wo die Zugspannungen auftreten. Von diesen Versuchen ausgehend, stellte Reg.-Baumeister Koenen statische Berechnungen auf, welche die ersten Grundlagen gaben zu der heutigen Berechnungsweise der Eisenbetonkvnstruktionen. Heute sind in vielen Staaten bestimmte Formeln und Regeln vorgeschrieben, nach denen die Standfähigkeit der Eisenbetonbauten zu prüfen ist. Für Preußen gelten namentlich

die „Bestiminungen für die Ausführung von Konstruktionen aus Eisenbeton bei Hochbauten" vom 24. Mai 1907 und die „Runderlasse, betr. Berechnung von Säulen aus eisenumschnürtem Beton" vom 18. September und vom 21. Dezember 1909.

§ 54. Stützen und Wände.

1.    Stützen oder Säulen. Gewöhnlich besitzen die Säulen im Querschnitt die Form eines Quadrats mit gebrochenen Ecken. Bei kleineren Querschnitten wird in jeder Ecke ein Rundeisen von 14—40 mm Durchmesser eingebettet. In gewissen Abständen werden die Stangen durch Drahtbügel miteinander verbunden, wodurch ihre gegenseitige Entfernung gesichert und überdies dem Beton mehr innerer Zusammenhang verliehen >vird. Am Fuße lvird die Säule meist verbreitert und auch die Verbreiterung mit Eisen belvehrt, um den Druck auf eine größere Grundfläche zu übertragen. Der Säulenkopf wird oft konsolenartig in die Balken übergeführt, was der Tragkraft der letzteren sehr zugute kommt. Selbstverständlich kann der Säulenquerschnitt auch rechteckig, sechseckig, achteckig usw. sein, und die Zahl der Eisenstangen kann mit der Beanspruchung steigen, bei exzentrischer Belastung sogar einseitig verteilt sein.

Bei den Säulen aus eisenumschnürtem Beton werden die senkrechten Stäbe durch Rundeisen in einer Schlangenlinie umfaßt, es sind Säulen mit „spiralartiger Querbewehrung".

2.    Wände ohne Fugen werden aus Stampfbeton oder Eisenbeton hergestellt; sie bedürfen bei ihrer Ausführung einer widerstandsfähigen Form. Beim Einbringen des Betons in diese Form oder Schalung ist besonders darauf zu achten, daß in die Nähe der Schalung feinkörniger Beton eingebracht und gut festgestampft wird, damit sich keine Nester bilden, welche der Wand ein schlechtes Aussehen geben und auch deren Haltbarkeit vermindern. Bei Stampfbeton wird nur so viel Wasser zugegeben, daß die Masse plastisch wird; auch können bei dicken Wanden in deren Inneres größere Steine ohne Schaden eingebettet werden. Bei den meist dünnen Wänden aus Eisenbeton muß die Betonmasse ziemlich naß, gewissermaßen als dickbreiiger Zementkiesmörtel angemacht werden. Nach Einbringen einer jeden Lage muß der Beton gut gestampft werden, damit die einzelnen Teile der Mischung sich innig berühren und dadurch um so fester aneinander haften. Nasser Beton wird meist mit der Zementierkelle eingeschlagen, damit die Form gut ausgefüllt und die Betonmasse nach allen Richtungen hin gleichmäßig verteilt wird.

Nach dem Ausschalen des Betonkörpers wird auf der Ansichtsfläche das Gefüge der Schalungsbretter deutlich zu sehen sein. Die Trennungsfugen der Bretter und der Abdruck der Holzfasern verleihen der Wand ein häßliches Aussehen. Das einfachste ist, nach der Abnahme der Schalung die Fläche mit einem groben Sandstein abzureiben und zu glätten, was verhältnismäßig schnell geht, besonders dann, wenn die

Arbeit sofort nach betn Ausschalen vorgenommen wird. Die Wand kann nachdem noch mit Zementmilch überstrichen werden.

Auf alle Fälle muß der Beton die Stampfform gut ausfüllen. Wird die Schalung zwar nach dem Abbinden, aber vor dem vollständigen Erhärten entfernt, so kann man auch die Fläche mit Wasser und Bürste gründlich abwaschen, so daß die dünne Zementhaut entfernt wird, welche die einzelnen Sandkörner und Kiesstücke umhüllt. Je nach der Größe und Farbe der an der Schalung lagernden Zusatzstoffe wird man eine verschieden gekörnte und verschieden gefärbte Fläche gewinnen.

Man kann den Beton auch wie Granit und Sandstein mit dem Stockhammer oder Scharriereisen bearbeiten und die Flächen durch kräftig eingeschnittene Fugen in einzelne Felder oder Quadern teilen. Glatt geputzte Flächen soll man schon aus dem Grunde vermeiden, weil dort sich leicht Haarrisse zeigen, welche das Aussehen der Fläche verschlechtern.

3. Wände aus Betonbanblöcken. Ein Betonbaublock ist ein künstlicher Baustein aus Stampf- oder Gußbeton, der an Größe dem Mauerquader gleichkommt. (Ein Zementmauerstein dagegen hat die Größe des gewöhnlichen Ziegelsteins.) Die Stirnfläche des Betonbaublocks gleicht der des Quaders; beide sind manchmal kaum voneinander zu unterscheiden; daher ist eine Wand aus Betonblöcken in ihrer äußeren Erscheinung einer Wand aus Quadern auch ähnlich. Im Innern tveichen beide Wände jedoch meist voneinander ab; die Quadermauer ist massiv, die Mauer aus Betonbaublöcken in der Regel hohl. Jeder Baublvck erhält Aussparungen; man will Material sparen, manchmal auch Luft in die Mauer einschließen, damit sie als schlechter Wärmeleiter wirksam werde. Es gibt auch Wände aus Betonbaublöcken, bei denen die Hohlräume mit Beton gefüllt sind. Solche Wände kann man mit den Mauern aus Stampfbeton vergleichen, die aber zu ihrer Herstellung keiner besonderen Bretterverschalung bedurften. Der Baublock ersetzte die Verschalung. Solche Baublöcke (Hakensteine) erhalten eine dünne Wandung und Winkelform. Der eine Schenkel greift in den Stampfbeton ein und gibt dadurch dem anderen Halt.*)

§ 55. Decken.

Jede Decke wird auf Biegung beansprucht; es treten daher nicht nur Druck-, sondern auch Zugspannungen im Innern der Decke auf. Gegen Zug ist aber Stampfbeton wenig widerstandsfähig, wohl aber das sehnige Schmiedeeisen. Daher verwendet man für Decken nur in

Ausnahmefällen Stampfbeton, fast stets bettet man in den Beton noch Eisen ein. In allen Fällen muß das Eisen (die Bewehrung) dort eingelegt werden, wo Zugspannungen auftreten können.

Daß die Eisenteile vor der Verwendung durchaus rein sein müssen, ist selbstverständlich; auch der etwa vorhandene Rost muß entfernt werden. Angestellte Beobachtungen haben gezeigt, daß sich zwar der Beton gut mit dem Rost verbindet, daß aber die Adhäsion des Rostes am Eisen ungenügend ist, so daß die Eisenstäbe bei starker Beanspruchung ins Rutschen kommen können, während der Rost am Beton haften bleibt.

Ein großer Vorzug der Eisenbetondecken besteht in deren Zähigkeit. Ein plötzlicher Bruch eines solchen Bauteils ist wohl ausgeschlossen. Dabei haben die Decken aus Eisenbeton gegenüber den reinen Eisenkonstruktionen den Vorteil größerer Feuersicherheit und wegen ihres größeren Gewichtes den. daß sie weniger durch die Stöße des Verkehrs erschüttert werden.

Wir können bei den Decken unterscheiden Platten und Balken, Plattenbalken und Gewölbe.

1. Platten und Balken. Platten sind breite Balken und Balken sind schmale Platten. Je nach der Bewehrung kann man unterscheiden Platten mit Längsstäben, mit Längs- und Querstäben und solche, bei denen Eisenstäbe auch noch durch die Dicke der Platte ziehen. Je nach der Betonverteilung kann inan die Platten und Balken unterscheiden in volle und durchbrochene, in solche mit gleichbleibendem und solche mit wechselndem Querschnitt. Einmal ist wenig Eisen vorhanden, so daß die Hauptarbeit von dem Beton übernommen werden muß, das andere Mal ist der Hauptträger das Eisen, dem der Beton gänzlich untergeordnet ist; dazwischen liegen dann die unzähligen Abstufungen in der Verteilung von Beton und Eisen.

Es zeigt Fig. 77a eine volle Eisenbetvnplatte mit einfachen Tragstäben. Die Oberfläche der Tragstäbe muß so groß und so beschaffen sein, daß eine Verschiebung des Eisens im Beton nicht stattfinden kann, daß die „Haftfestigkeit" ein Verschieben verhindert. Aus diesem Grunde nimmt man lieber viele dünne Stäbe, als wenige dicke, biegt die Enden der Stäbe um, oder verwendet Eisen mit veränderlichem Querschnitt.

Eine Monierplatte ist in Fig. 77b dargestellt. Bei einer solchen Platte sind außer den Tragstäben noch „Verteilungsstäbe" angeordnet, welche einen Einzeldruck über die Breite der Platte verteilen sollen.

Platten, bei denen die Bewehrung auch durch die Dicke führt, zeigen die Fig. 77c und d. Eine solche Bewehrung soll die „Schubkräfte", welche bei der Biegung auftreten, aufnehmen. Würde die

Platte in der neutralen Schicht durchschnitten, so daß zwei anfeinanderliegende Platten entstehen, so würde bei der Biegung eine Verschiebung der Platten in der durchschnittenen Schicht stattfinden. Es treten demnach bei der Biegung einer Platte oder eines Balkens gleichlaufend mit den Tragstäben scherende Kräfte (Schubkräfte) auf, welche durch die in Fig. 77c gezeichneten Bügel oder durch die in Fig. 77d dargestellten aufwärts gebogenen Tragstäbe aufgenommen werden sollen. Die Schubkräfte sind in der Nähe des Lagers am größten.

Cb

ZQ/

.a

SS

WMMw

Wmrnm

////

/-/■//

Fig. 77. Eisenbeton.

Ein Hohlbalken aus Eisenbeton kann nach Fig. 77c wie ein Gitterträger geformt werden. Ein solcher Träger hat im Verhältnis zu seiner Tragfähigkeit ein geringes Gewicht, er kann in der Werkstatt hergestellt und nachdem auf der Baustelle als Brückenträger oder bergt, verlegt werden?)

2. Plattenbalken. Wird die Decke mit dem darunter liegenden Balken zu einem Ganzen vereinigt, so entsteht ein Plattenbalken (Fig. 78). Durch eine solche Vereinigung wird die Tragfähigkeit der Balken wesentlich erhöht. Nach dem Runderlaß vom 24. Mai 1907 darf jedoch die Breite des plattenförmigen Teiles von der Balkenmitte ab nach jeder Seite nicht mehr als einem Sechstel der Balkenlänge in Rechnung gestellt werden.

Zwischen Platte und Balken werden ziemlich bedeutende Schubspannungen auftreten, welche durch lotrecht stehende Bügel, auch durch eine Verbreiterung des Balkens cm dieser Stelle aufgenommen werden können.

3. Gewölbe (Fig. 79). Die Bewehrung der ebenen Platte kann in gleicher Weise auch für kleinere Gewölbe verwendet werden. Bei gleich-

Yf*

Fig. 79. Gewölbe.

Fig. 78. Plattenbalken.

mäßiger Belastung genügt mitunter eine Eiseneinlage nahe der Gewölbeleibung. Bei Brückengewölben dagegen, die sehr veränderlichen Belastungen ausgesetzt sind, werden die Eiseneinlagen an der Leibung und dem Rücken des Gewölbes ganz durchgeführt.

§ 56. Berechnung der Bauelemente in Eisenbeton.

1. Biegungsfestigkeit. In dem Ministerialerlaß vom 24. Mai 1907 sind die zur Berechnung erforderlichen Formeln gegeben und zum Teil auch abgeleitet; ferner sind dem Erlaß zwei „Zusammenstellungen" beigefügt, welche das Rechnungsverfahren wesentlich vereinfachen. Die erste Zusammenstellung ist in etwas abgeänderter Form in nachstehender Tabelle wiedergegeben.

Tabelle 28.

Berechnung der Hisenvetonplatten.

Wider st andsmoment

Wx für Beton

W₂ für Eisen

z = W,: W₂

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

0,180 bh2 0,174 bh2 0,170 bh2 0,166 bh2 0,162 bh2 0,158 bh2 0,154 bh2 0,151 bh2 0,148 bh2 0,145 bh2 0,143 bh²

0,008 62 bh2 0,007 87 bh2 0,007 25 bh2 0,006 71 bh2 0,006 25 bh2 0,005 88 bh2 0,005 52 bh2 0,005 21 bh2 0,004 93 bh2 0,004 69 bh2 0,004 46 bh²

20,867

22,145

23,409

24,668

25,831

26,797

27,911

29,016

30,049

30,946

32,000

0,418 h 0,403 h 0,391 h 0,379 h 0,368 h 0,358 h 0,349 h 0,341 h 0,333 h 0,326 h 0,320 h

Beispiel: Wie groß sind die Widerstandsmomente für Beton und Eisen einer Eisenbetonplatte von 100 cm Breite und 16 cm statischer Höhe, wenn m — 200 ist?

Wt = 0,143.100.16² = 3661 cm³,

Es bedeutet (Fig. 80):

h die statische Höhe der Eisenbetonplatte oder den Abstand des Eisenmittelpunktes von der Druckkante in cm, b die Breite des Betvnquerschnitts in cm, bh den nutzbaren Betonquerschnitt in qcm, f den Querschnitt der auf die Breite b entfallenden Eiseneinlage in qcm,

bh Bctonquerschnitt Eisenquerschnitt '

Wx das Widerstandsmoment für Beton,

W₂ „

z = Wx : W₂,

kj die zulässige Spannung für Beton in kg/qcm, ko „

„ Eisen,

.. Eisen „

s° ist:

Bezeichnet ferner M das Biegungsmoment,

a*

denn

M = kt Wx -- k₂ W₂, k₂ = z kj,

Fig. 80.

z = W, : W₂ = k₂ : kv

oder

W₂ = 0,00446.100.16- = 114,2 ein³

Wx: W₂ = 32; WL = 32.114,2 und 3660 cm³.

Beispiel: Wie groß ist der Eisenquerschnitt der vorberechneten Platte?

bh 100.16

bh

= 200; f =

200

200

8 qcm.

Beispiel: Wie groß ist das Biegungsmoment M, wenn k₂ zu 1000 kg/qcm vorgenommen wird?

M = k₂W₂ = 1000.114,2 = 114200 kg/cm.

31,3 kg/qcm.

Beispiel: Wie groß wird die Spannung k₁ im Beton? Nach der Tabelle ist n = 32, folglich lq — -¹^⁾⁰

Beispiel: Wie groß wird h, wenn m = 200, M = 100000 und k₂ = 1000 kg/qcm ist?

0,00446 bh² . 1000 = 100000,

h=v

100000

1000.100.0,00446

— 15 cm.

Die Gesamtstärke der Platte ist wegen der erforderlichen Deckung der Eisen auf 16,5 cm zu vergrößern.

Beispiel: Eine Platte von 15 cm statischer Höhe und 100 cm Breite erhält ein Biegungsmoment M = 100000 kg/cm. Mit Rücksicht auf den Preis der Baustoffe wird m zu 200 angenommen. Wie groß sind die Spannungen?

Es ist

ki = w, und k, = ™ ,

ki =

k₂ =

— 31,0 kg/qcm,

= 996 kg/qcm,

100000

0,143 lili- — 0,143.100.16*

100000

0,00446 bh- "0.00440.100.10-

k₂ = 32 k, = 32.31 = 991 kg/qcm.

Bei Plattenbalken läßt sich diese Berechnungsart anwenden, wenn x kleiner oder gleich der Plattenstärke ist. Der Wert für x kann aus der Tabelle gefunden werden. Ist x gleich der Plattenstärke, so ist für b die Balkenbreite, ist x kleiner als die Plattenstärke, so ist für b die Plattenbreite einzusetzen. Wie die übrigen Plattenbalken und die durchbrochenen Balken berechnet werden, soll in Band II gezeigt werden.

2. Schub- und Haftfestigkeit. Nach dem Ministerialerlaß vom 24. Mai 1907 ist die Schubspannung

k₃ =

und die Haftspannung

1<4

b(h-i)

₌ >'k>.

(34)

(35)

In diesen Formeln bedeutet V die am Aufleger wirkende Querkraft in Kilogramm und u den Umfang sämtlicher Trageisen in Zentimetern.

Beispiel: Wie groß sind Schub- und Haftspannung in der vorberechneten Platte von 16 cm statischer Höhe, wenn V = 2300 kg ist? Nach der Tabelle ist x = 0,32 . h = 0,32.16 = 5,1 cm,

y= 1,7 cm,

k₃ =

2300

100 (16 —1,7)

= 1,6 kg/qcm.

Sind 12 Rundeisen von 9 mm Durchmesser vorhanden, so beträgt der Eisenquerschnitt 13.0,64 = 8,3 qcm und der Umfang sämtlicher Eisen 13.2,8 = 36,4 cm, mithin die Haftspannung

100.1,6

k₄ =

36,4

= 4,4 kg/qcm.

Dritter Abschnitt.

Megebau.

Einleitung.

Die ersten Verkehrswege verdanken ihre Entstehung km Bedürfnisse der Menschen miteinander in Verkehr zu treten, sei es nun, Produkte auszutauschen, Krieg zu führen oder aus einem anderen Grunde. Sobald es sich aber nicht mehr um eine einfache Beförderung durch Träger oder mittels Last- und Reittiere, sondern um Benutzung von Fahrzeugen handelte, konnten steil ansteigende Fußwege oder Saumpfade nicht mehr genügen, es wurden breitere Wege mit mäßigen Steigungen erforderlich, welche zugleich eine genügende Festigkeit besaßen, um die belasteten Wagenräder sicher tragen zu können.

Die erste künstlich befestigte Straße, von der uns die Geschichte erzählt, wurde im 3. Jahrtausend v. Chr. in Ägypten in einem Zeitraum von zehn Jahren erbaut; sie diente zum Transport der mächtigen Quadern für den Bau der Pyramiden.

Auch in Asien gab es schon im Altertum große Handel- und Heerstraßen, welche die drei Weltteile miteinander verbanden. Aus dem Innern von Asien kamen zwei Hauptstraßen, die erste von China durch Medien nach Ninive, die zweite von Indien nach Susa. Von Ninive führte eine Straße über Damaskus nach Ägypten^) und von Susa die von den Perserkönigen erbaute Königsstraße nach Sardes und Byzanz. Die Länge der Königsstraße betrug etwa 2600 km; einige Strecken waren in kunstvoller Weise in den Felsen eingehauen; in Entfernungen eines Tagerittes befanden sich Stallungen und Herbergen. In den Stallungen wurden die Ablösungspferde für die im 5. Jahrhundert v. Chr. von Darius eingerichteten Posten bereit gehalten. „Es gibt nichts auf der Welt, was schneller geht als diese Boten", schreibt Herodot von den reitenden Posten. Sie gebrauchten von Susa nach Sardes, das ist eine Entfernung von 90 Tagereisen, nur 10 Tage.

y 4. Moses 20, 17, 19.

Gainann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Über die Bauweise dieser Straßen sind jedoch bestimmte Angaben auf uns nicht überkommen. Anders liegen die Verhältnisse hinsichtlich der Straßenbautätigkeit bei den Römern. Diese hatten ein bewunderungswürdiges Netz von zweckmäßig angelegten, sorgfältig ausgeführten und mit allen möglichen Nebenanstalten ausgerüsteten Straßen über Italien und alle Provinzen des Reiches hergestellt. Die wohldurchdachte Linienführung dieser Straßen, wie auch die Einzelheiten der ihnen eigentümlichen Bauweise, sind durch Schrift- und Kartenwerke und durch die noch heute vorhandenen Überreste ziemlich genau bekannt geworden.

Die Gesamtläge der von den Römern erbauten Straßen betrug 76000 km, also annährend das Doppelte des Erdumfanges. Alle Straßen nahmen ihren Anfang am Forum in Rom, dort war der von Augustus gesetzte Nummerstein Null.

Die Römer nannten eine gepflasterte Straße stratus, aus welchem Ausdruck das Wort „Straße" entstanden sein soll. Diese Straßen wurden eingeteilt in:

viae publicae, das sind Staatsstraßen oder Chausseen und viae vicinales (Vizinalwege), das sind öffentliche Wege, die den Anliegern gehören.

Ungemein stark waren die Straßen befestigt. Mit Recht sagt ein Schriftsteller: „Die römischen Straßen glichen steinernen Mauern, die auf die Seite gelegt worden sind." Die Steine zur Befestigung der Fahrbahn waren meist in Mörtel gebettet; die Gesamtstärke der Befestigung betrug bis 1 m.

Auch in Deutschland sind viele Straßen von den Römern gebaut worden, z. B. den beiden Ufern des Rheines entlang und vom Rhein zur Wesermündung. Hier finden wir auch, den besonderen Verhältnissen entsprechend, andere Fahrbahnbefestigungen. In den Mooren Oldenburgs z. B. bauten die Römer „Knüppelstraßen" oder „Bohlenwege" aus gespaltenen Baumstämmen, die unter sich mit Langschwellen verbunden sind.

Mit dem Verfall des römischen Reiches war auch ein Verfall der römischen Straßen verbunden. Ja die handeltreibenden Städte des Mittel-alters suchten in Deutschland absichtlich ihre Verbindungswege in einem schlechten Zustande zu erhalten, um ihre Wohnorte schwer zugänglich zu machen und sich dadurch vor Truppendurchzügen zu schützen. Anders die kriegführenden Fürsten; sie bedurften für ihre Heere guter Wege. Große Feldherrn waren meist auch hervorragende Straßen- und Brückenbauer. Karl der Große z. B. ließ die Römerstraßen wieder herstellen und neue Straßen in Deutschland anlegen. Kaiser Karl IV. ernannte sogar im Jahre 1372 seinen Bruder Wenzel von Böhmen zum obersten Straßenaufseher des Deutschen Reiches. Friedrich der Große erbaute die Straße von Magdeburg nach Leipzig. Die Kriege Napoleons gaben Veranlassung zuin Bau neuer Kunststraßen. Die vom Staate erbauten und unterhaltenen Straßen nannte man „Staatsstraßen".

Einen lvesentlichen Einfluß auf den Bau und die Unterhaltung der Straßen übten die Eisenbahnen aus. Durch sie verloren die Straßen immer mehr an Bedeutung für den Durchgangsverkehr. Dagegen hob sich der Ortsverkehr auf allen, der Zufuhr zur Eisenbahn dienenden Landstraßen, und manche neue, wenn auch kürzere Linie wurde zu diesem Zwecke erforderlich, so daß der straßenmäßige Ausbau der Verkehrswege durch die Eisenbahn nicht gehemmt, sondern sogar gefördert worden ist.

Jetzt leben wir in der Zeit des Automobils. Neben den mit Pferden bespannten Wagen tummeln sich aus den Straßen Selbstfahrer der verschiedensten Art, durch Dampf- oder Explosionsmotore getrieben. Neben den langsam fahrenden und große Lasten tragenden Kraftwagen jagen mit großer Geschwindigkeit dahin Personenautomobile der verschiedensten Form und Größe. Dazu gesellen sich Fahrräder, meist durch die Muskelkraft des Menschen bewegt, seltener als „Motorrad" ausgebildet. Fahrzeuge mit tierischem und mechanischem Zuge, mit gezogenen und ziehenden Rädern schieben an der Fahrbahn nach vorwärts und rücklvärts. Die mit Eisenrippen versehenen Räder schwerer Straßenlokomotiven schieben und drücken an der Straßenbefestigung, die Pneumatiks schnellfahrender Automobile saugen das Bindematerial aus der Fahrbahn und lockern deren Gefüge. Auf die verschiedenste Weise lvird durch den Verkehr der Neuzeit die Straße angegriffen. Aber all diesen Angriffen soll eine gute Straße widerstehen können. Dazu wird noch von ihr verlangt, daß sie möglichst staubfrei und geräuschlos sei. Neue Aufgaben sind dem Straßenbauer gestellt, neue Bauweisen muß er suchen, alte Wege den neuen Anforderungen entsprechend ausbauen.

Je nach dem Zweck, dem die Wege dienen sollen, können wir diese

einteilen in

1.    Landstraßen, das sind Straßen für gemischten Verkehr außerhalb der Städte;

2.    städtische Straßen oder Straßen innerhalb der Städte;

3.    Verkehrswege für verschiedene Verhältnisse (Waldwege, Land-und Feldwege u. bergt).

Rechtlich teilt man die Wege ein in öffentliche und Privatwege. Erstere stehen jedermann ohne Ausnahme ständig zur Benutzung offen; sie vermitteln den öffentlichen Verkehr. Die Privatwege dienen gewissen Zwecken einer einzelnen Person oder einer beschränkten Zahl von Personen; sie stehen dem öffentlichen Verkehr niemals oder nur zeitweise oder unter gewissen Voraussetzungen offen.

Die öffentlichen Wege werden meist vom Staate oder von Kommunalverbänden angelegt urtd unterhalten. Preußen hat durch das Dotationsgesetz vom 8. Juli 1875 die Unterhaltung der Staatsstraßen den einzelnen Provinzen unter Gewährung einer entsprechenden Jahresrente überwiesen. Aus den Staatsstraßen sind nunmehr Provinzialstraßen geworden. Neben den Provinzialstraßen gibt es noch Straßen, deren Unterhaltung kleineren Kommunalverbänden obliegt. Es sind dieses Kreis- oder Bezirksstraßen, in Hannover Landstraßen genannt, welche von den Kreisen unterhalten werden, und die Gemeindestraßen, deren Unterhaltung einzelnen Gemeinden obliegt. Kleinere Verbindungsstraßen zweier Gemeinden nennt man Nebenstraßen. oder Vizinal-straßen. Der Neubau und die Unterhaltung der Kreis- und Gemeindestraßen wird von den Provinzialverbänden unterstützt.

¹

Brückenbalken mit Sattelhölzern folgen in Band II unter „Brückenbau".

I. Bodenkunde.

A. Geognostische Beschaffenheit des Bodens.

Die Geognosie (Erdkenntnis) beschreibt die Erde in ihrem jetzigen Zustande. Unter der geognostischen Beschaffenheit verstehen wir die Art und Lagerung der einzelnen Bodenteile.

§ 57. Bodenarten.

Man unterscheidet folgende Bodenarten:

Humus (Ackererde), besteht aus zusammengesetzten Pflanzenresten und besitzt sandige und tonige, lehmige und kalkige oder mergelige Beimengungen. Die Farbe ist dunkelbraun bis schwarz.

Moor, entsteht durch Zersetzung der Pflanzen unter stehenden Gewässern. Wenn das Moor fest und entwässert ist, kann es mit Spaten oder Maschinen abgestochen werden. Die so entstehenden, in der Regel gleichmäßig gestochenen Stücke heißen Torf.

Sand, Kies. Der Sand besteht aus kleinen, losen Quarzkörnern, welche häufig Beimengungen von Glimmer, Feldspat, Hornblende, Kalk, Lehm usw. zeigen. Der Flugsand ist so fein und rund, daß er vom Winde fortgeweht wird. Triebsand ist mit Wasser gesättigter, feiner Sand. Der Kies ist grober, mit kleinen runden Steinstückchen bis Hühnereigröße gemischter Sand.

Gerölle, Geschiebe. Das Gerölle ist ein angeschwemmtes Haufwerk von rundlichen und das Geschiebe ein Haufwerk von eckigen Felsstücken bis zu Kopfgröße, manchmal mit Sand, Lehm u. dergl. vollständig umgeben.

Tone, das sind Verwitterungsprodukte aller Gesteine, welche Feldspat, Glimmer, Hornblende oder Augit enthalten. Der Töpferton enthält 90—95 % kieselsaure Tonerde, ist fast stets von Wasser durchnäßt, wird aber, wenn damit gesättigt, für mehr Wasser undurchdringlich und an der Oberfläche sehr schlüpfrig. Schieferton ist felsartiger Ton und bildet den Übergang vom Tone zum Tonschiefer. — Letten ist ein mit feinem Sande (bis 45%) mechanisch gemengter Ton. Lehm ist gleichfalls mit Sand 'gemischter Ton, jedoch ist ein Teil des Sandes chemisch mit dem Ton gebunden. Ist dem Ton feines Quarzmehl innig beigemengt, so hat man den echten Löß. Der gemeine Löß entsteht aus dem echten durch Beimischung von 5—10 % kohlensaurem Kalk. Der Löß ist nicht plastisch; er ist feinerdig, abfärbend (gelblich-grau), an der Zunge klebend und im Wasser zerfallend. Mergel ist eine innige Mengung von Ton oder Lehm mit wenigstens 15 % kohlensaurem Kalk. Durch wechselnden Einfluß der Witterung zerfällt derselbe in eine lockere Masse.

Fels, das ist ein in zusammenhängenden Massen anstehendes Gestein. Der Fels besteht entweder aus Massengesteinen, aus kristallinischem Schiefer oder aus Schichtgesteinen.

§ 58. Bodenuntersuchung.

Will man sich einen Einblick in die geognostische Beschaffenheit, über die Brauchbarkeit und Standfähigkeit des Bodens verschaffen, so muß man nicht nur die Bodenarten und deren Aufeinanderfolge feststellen, sondern man muß auch die Mächtigkeit und Neigung der einzelnen Bodenarten, die Wasserverhältnisse im Inneren u. dergl. ermitteln. Durch Einschnitte wie durch Dämme können nämlich die einzelnen Bodenschichten in ihrer Gleichgewichtslage gestört und somit Bewegungen und Rutschungen hervorgebracht werden. Rutschungen treten dann leicht ein, wenn eine geneigte undurchlässige Schicht, meist Ton, von einer durchlässigen überlagert wird. Das Wasser sickert bis auf die undurchlässige Schicht ab, geht dann mit der Neigung dieser Schicht zu Tale und erzeugt dabei eine seifige Fläche, deren Reibung nicht genügt, ein Abrutschen der aufgelagerten Massen zu verhindern. Solange die Massen in der seitherigen Gleichgewichtslage verbleiben, treten Bewegungen nicht ein; sobald aber das Gleichgewicht durch Aufschütten eines Dammes oder Ausheben eines Einschnittes gestört wird, treten oft weitgehende Lagerungsveränderungen ein.

Bei bett Untersuchungen des Bodens wird man zunächst die geognostischen Karten der Gegend zu Hilfe nehmen; nachdem wird man solche Stellen aufsuchen, die einen Einblick in das Innere gestatten, z. B. Uferwände, Talhänge, Einschnitte, Steinbrüche, Baugruben usw. An solchen Stellen kann man nicht nur die Art und Mächtigkeit der auftretenden Schichten, sondern auch deren Streichen (Winkel der Horizontallinie einer Schichte mit der Nordlinie) und ihr Fallen (Neigungswinkel oder Böschungsivinkel einer Schichte) ersehen.

Sind derartige Entblößungen des Erdinneren nicht vorhanden, oder können die vorhandenen keinen genügenden Aufschluß gewähren, so geht man zu besonderen Untersuchungen über, indem man Schürflöcher auswirft oder Bohrungen ausführt, wie solches in Band II näher angegeben wird.

B. physikalische Eigenschaften des Bodens.

§ 59. Bindigkeit.

Unter Bindigkeit versteht man die Adhäsion und Kohäsion des Bodens oder die Kraft, mit der die einzelnen Bodenteilchen sich anziehen. Adhäsion und Kohäsion unterscheiden sich dadurch, daß bei der Adhäsion die einzelnen Teile verschiedener Körper sich anziehen, bei der Kohäsion die Teile ein und desselben Körpers. Der Unterschied ist beim Boden kein wesentlicher, denn Adhäsion kann in Kohäsion übergehen; aus einzelnen Steinstückchen kann durch Druck ein Stein entstehen.

Die Adhäsion oder Anhangskraft ist um so größer, je größer die einander berührenden Flächen sind. Je mehr nun ein Körper zerteilt wird, um so größer wird seine Oberfläche, um so größer wird seine Anhangskraft. Unter den Erdarten ist der Ton viel feiner zerteilt, als der Sand. Ton hat daher eine größere Adhäsion als Sand. Aus diesem Grunde hält auch der Ton das Wasser stärker zurück als Sand; es verdunstet und versickert schwerer auf Tonboden. Tonschichten, die sich voll Wasser gesogen haben, lassen weiter keines durch sich hindurch; darum bildet der Ton einen undurchlässigen Untergrund.

Sind die Hohlräume im Boden sehr klein, so wird die Adhäsion zwischen Boden und Wasser so stark, daß sie das Gewicht und die Kohäsion (Zusammenhangskraft) des Wassers überwindet. Infolgedessen steigt das Wasser in engen Hohlräumen empor?) Man nennt diese Erscheinung Haarröhrchenanziehung oder Kapillarität (von capillus, Haar).

*) Näheres in meiner „Hydraulik und ihre Anwendung in der Kulturtechnik" (Verlag von Paul Parey in Berlin).

Je enger die Hohlräume, um so höher steigt die Flüssigkeit. Tonbvden saugt das Wasser zu größerer Höhe als Sandboden, weil Ton engere Hohlräume hat als Sand. Daher steigt in dichtem Boden auch in Zeiten der Trockenheit ein langsamer Strom Wassers bis zur Oberfläche, durchfeuchtet sie und verdunstet hier. Würde man Lehm statt Sand unter ein Pflaster bringen, so könnte die Feuchtigkeit aus dem Untergründe emporsteigen, bei Sand nicht. Füllt man die Hohlräume zwischen den einzelnen Steinen einer Schotterbahn mit erdigen Bestandteilen, so kann das Grundwasser durch die Steinbahn emporsteigen, bei reinem Kleinschlag nicht. Schüttet man bei der Herstellung eines Dammes auf einen nassen Untergrund eine Lage Sand und auf diese Lehm, so kann das Wasser des Untergrundes den Lehm nicht durchfeuchten.

Von der Bindigkeit sind abhängig die Gewinnungsfestigkeit, die Tragfähigkeit, die Größe des natürlichen Böschungswinkels, die Auflockerung und das Setzen des Bodens.

§ 60. Gewinnungsfestigkeit und Tragfähigkeit.

Unter Gewinnungsfestigkeit versteht man den Widerstand, den der Boden seiner Lösung und Ladung entgegensetzt. Man ordnet die Bodenarten in dieser Beziehung häufig nach den zur Lösung erforderlichen Werkzeugen wie folgt:

1.    Stichboden. Boden, der mit der Schaufel abgestochen werden kann, wie Muttererde, Moor, Sand, sandiger Lehm.

2.    Hackboden, das ist solcher Boden, der nicht mehr mit der Schaufel durch einfachen Druck mit der Hand und dem Fuß gelöst werden kann, sondern mit der Breithaue oder der Spitzhacke losgehackt werden muß. Hierher gehören Lehm, Mergel, gebundener Sand, Torfmoor.

3.    Gebrächcs Gestein, dessen Lösung die Anwendung von Spitzhacke, Brecheisen, Keilen, auch vereinzelte Schüsse verlangt. Solche Bodenarten sind Letten, Lehm, Mergel, Konglomerate, verwitterte Felsen, loses Gestein.

4.    Sprenggestein, das nur durch Sprengen mittels Pulver oder Dynamit gelöst werden kann. Man unterscheidet festes, mittelfestes und sehr festes Gestein.

Zwischen den einzelnen Bodenarten bestehen keine scharfen Grenzen; es kann z. B. Lehm in die erste, zweite oder dritte Bodenklasse gehören. Nach der Gewinnungsfestigeit richtet sich der für das Lösen zu zahlende Preis. Aufschluß über die Gewinnungsfestigkeit erhält man durch Schürfen und Bohren.

Die Tragfähigkeit richtet sich nicht nur nach der Kohäsion (Festigkeit, Härte, Zähigkeit, Elastizität) und der Adhäsion, sondern auch nach der

Mächtigkeit und Lagerung der einzelnen Bodenschichten, außerdem auch nach den Wasserverhältnissen. Wie die Tragfähigkeit ermittelt werden kann, wird in Band II näher angegeben.

§ 61. Der Böschungswinkel.

Die steilste Böschung, welche aufgehäuftes Material annehmen kann, nennt man die natürliche Böschung und den Winkel, welchen die Böschung

Fig. 81. Böschungswinkel.

mit derHorizontalen bildet, denBöschungs-winkel oder Ruhewinkel; derselbe ist in b_ Fig. 81 mit (p bezeichnet. Die Größe dieses Winkels drückt man in der Regel durch das Böschungsverhältnis CD : AD aus, und man setzt in diesem Falle entweder CD = 1, oder man führt die angedeutete Division wirklich aus und gibt

den Quotienten an, z. B. CD : AD = y = 1: 2 = 0,5.

Das Böschungsverhältnis ist abhängig von dem Gewichte, der Reibung und der Kohäsion der gelösten Erdmassen. Das Gewicht ist die treibende, die Bewegung erstrebende Kraft, welcher Reibung und Kohäsion ihren Widerstand entgegensetzen.

Die Größe der Kohäsion und Reibung richtet sich nach der Bodenart und der mehr oder weniger dichten Lagerung der einzelnen Teilchen, außerdem nach dem Feuchtigkeitsgrad. Ein geringer Grad von Feuchtigkeit pflegt die Kohäsion der Erdart zu vermehren, während ein größerer Wassergehalt sie schnell vermindert und zuletzt, indem die Massen in einen

/Jr

Fig. 82. Felsböschungen.

halbflüssigen Zustand übergehen, fast ganz aufhebt. Am meisten ändert sich die Kohäsion bei tonigen und kalkigen Erdarten, denn im Wasser werden die einzelnen Teilchen erweicht und gelöst; stetiger bleibt die Kohäsion beim Sande. Auch die Reibung wird durch Wasser beim Sande wenig, beim Tonboden bedeutend herabgedrückt.

Man findet die Größe des Böschungswinkels bei Dämmen, indem man das gelöste Material auf einen kegelförmigen Haufen schüttet und den Winkel y mißt. Ein wirklicher Kegel kann aber nur dann entstehen, wenn die aufgeschüttete Erde vollständig kohäsionslos ist. Erdarten ohne jede Kohäsion gibt es jedoch nicht, deshalb kann auch kein genauer Kegel entstehen, sondern der Erdhaufen wird nach der Spitze zu steiler ansteigen. Die Abweichung in dem Böschungsverhältnis wird um so größer werden,

je größer die Kohäsion des aufgeschütteten Bodens ist. Auch bei Erdreich, das in trockenem Zustande in steiler Böschung entsteht und bei Zutritt des Wassers zu rutschen beginnt, wird sich stets diese Form der Böschung zeigen.

Hieraus ergibt sich, daß genau genommen mit wachsender Höhe der Böschungswinkel vermindert werden muß, wenn die Kohäsion berücksichtigt werden soll.

Bei Einschnitten kann man den Böschungswinkel dadurch bestimmen, daß man, soweit es tunlich ist, den Boden senkrecht absticht und den Einwirkungen der wechselnden Witterung preisgibt. Beim Fels richtet sich die Böschung nach dem Fallen der Schichten (Fig. 82).

Weil der so gefundene Böschungswinkel sich nur auf den Zustand des Gleichgewichts bezieht und daher schon eine geringe äußere Einwirkung ausreichen würde, dasselbe zu stören und eine Bewegung hervorzubringen, so muß man bei der Bildung der Auf- und Abträge den Böschungswinkel flacher halten. Gebräuchliche Böschungsverhältnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengestellt.

Tabelle 29.

Böschungssverhältnis

int Damm

int Einschnitt

Grobes Geröll, Schotter

Kies

Sand, leichter Boden.........

Geröll mit Lehm, Lehm, Mergel, trockner Ton

Lehm mtb Ton, weich........

Fester Fels............

ui-uvu

1:1-1: iv,

1: IV.

1:1-1: IV, 12 1: V,

1:1-1: l'U 1: 1V₄—1: IV, 1: IV,-1: 1V4 1: IV4-I: IV, 1:2—1:2‘/,

1:1

§ 62. Auflockerung und Setzen des Bodens.

1 % der Einschnittsmasse,

3

Die gelöste Bodenmasse nimmt einen größeren Raum ein als die gewachsene, auch wenn sie verdichtet wird. Zwar wird jedes aufgeschüttete Dainmaterial sich im Laufe der Zeit je nach der verschiedenen Bodenart mehr oder weniger setzen, aber nicht so stark, daß es denselben geringen Raum einnimmt, den es im Einschnitt ausfüllte. Trotz des Setzens bleibt eine gewisse Auflockerung. Diese Auflockerung beträgt: bei Sand und Kies.

„ Geröll....

• „ sandigem Lehm .

7 % der Einschnittsmasse, 15

20—25 I I    I

„ festem Felsen ....

Bei der Berechnung der Erdinassen ist diese Auflockerung zu berücksichtigen. Es ist z. B. bei losem Felsen zu 1,1 cbm Auftrag nur 1,0 cbm Abtrag erforderlich. Die Kosten der Bodengewinnung werden nach der Einschnittsmasse berechnet.

Das Setzen des aufgeschütteten Bodens ist namentlich bei der Herstellung der Dämme zu berücksichtigen. Die Größe der Setzung hängt zuin Teil von dem Dammaterial, zum Teil von der Herstellungsweise eines Dammes ab. Je sorgfältiger der Damm schichtenweise aufgeführt wird, desto weniger setzt er sich. Beim Setzen fällt der Damm in sich zusammen, er wird niedriger, in der Krone (oben) schmäler, seine ursprünglich geraden Böschungen werden hohl. Man muß deshalb den Damm von vornherein höher und in der Krone breiter schütten, als er später werden soll, auch muß man den Böschungen eine erhabene Form geben, weil eine solche allmählich durch das Setzen in eine geradlinige übergeht. Wie viel ein Damm sich setzt, oder wie viel die Dammabmessungen mit Rücksicht auf das Setzen vergrößert werden müssen, ist aus nachstehender Tabelle 30 zu ersehen. In dieser Tabelle bedeutet: b, = Erbreiterung der Dammkrone, hL = Erhöhung des Dammes, h = Dammhöhe nach dem Setzen.

Tabelle 30.

Nr.

Art der Dämme

Cn

Sand- oder Kiesdämme.............

Lehm-, Letten- und Tondämme, schichtenweise aufgeführt . . Desgl., weniger sorgfältig ausgeführt, mit größeren Stücken

und Hohlräumen..............

Steindämme, wenn sie nur aus Steinen bestehen, oder wenn ¹/₃—¹/₂ des Dammes mit weichem Material hergestellt ist..................

Desgl., mit mehr weichem Material vermischt......

CD    GO

t⁻¹    r—I

cT cT    cT

CO [>

o o

© O

l O O    CO

O)    T—H

cT cT    cT

o o o o

O' CO

öB

CP

cz

r$

•DT

Cv

Beispiel: Ein Kiesdamm soll eine Höhe von 4 m erhalten. Um wieviel muß derselbe mit Rücksicht auf das Setzen erhöht und erbreitert werden?

Erhöhung ht — 0,05.4,0 = 0,20 m. Erbreiterung !>, = 0,06.4,0 = 0,24 „

§ 63. Verhalten des Bodens gegen Wasser und Luft.

Die Einwirkungen des Wassers und der Luft sind auf die verschiedenen Bodenarten verschieden. Mergel zerfällt an der Luft, Ton und Lehrn weichen im Wasser auf, Sand muß vor Wellenschlag geschützt werden, Fels verwittert.

Daß der Tropfenfall auch den härtesten Stein aushöhlt, sagt schon das Sprichwort. Diese Wirkung des fallenden Tropfens wird noch erhöht durch den Wind. Der Wind verstärkt z. B. den Aufschlag der Regentropfen. Tritt Wasser in größerer Menge auf, z. B. als Bäche, Flüsse, so wirkt es noch kräftiger auf das Gestein ein; es zernagt die Steine, wirst die abgenagten Stücke mit Gewalt auf andere Gesteine, so daß Zertrümmerung erfolgt. Die kleineren Teilchen werden fortgeführt und an einem anderen Orte abgelagert. Je nach der Stärke der Strömung kommen Kies, Sand oder Schlamm zur Ablagerung. Die Geschwindigkeit der Strömung richtet sich besonders nach dem Gefälle. Das Gefälle eines Flusses ist nicht gleichmäßig; es ist meist an der Quelle am stärksten und wird allmählich nach der Mündung zu schwächer. Dementsprechend sind auch die Geschiebe, die sich im Flusse ablagern, verschieden an Größe. In den reißenden Bächen, welche über Fels und Geröll dahineilen, finden sich Geröllstücke bis Meterdicke. So wie die Bäche und Flüsse in ihrem Gefälle abnehmen, wird das Geröll kleiner, weil das Wasser an Kraft verliert, es mit sich fortzuwälzen; es werden immer kleinere Steine bewegt, bis sich am Ende des Flußlaufes Kies und zuletzt nur Sand findet, der das Bett der Flüsse bis zur Mündung bildet.

Wie die Flußläufe, so sind häufig die Talsohlen, in welche die Flußläufe eingeschnitten sind, aus Geröll, Kies oder Saud gebildet. Hinzu kommen dann noch an der Flußmündung die feinsten Sinkstoffe, welche, einen Bestandteil des Schlicks bildend, sich beim Stillstand des Wassers auf den Ufern niederlegen.

Unterstützt werden Wind und Wasser noch durch den Wechsel der Wärme. Da die Gesteine gewöhnlich aus verschiedenen Stoffen bestehen und die Ausdehnung durch die Wärme für die verschiedenen Teile verschieden ist, so treten infolge der ungleichen Erweiterung und Zusammenziehung der Gemengteile bei Zu- und Abnahme der Wärme Störungen int Aufbau der Gesteine ein; es bilden sich Risse und Spalten, in die das Wasser eindringt. Es wird oft schon die mechanische Wirkung des Wassers, Auswaschen und Geftieren, eine Teilung der Gesteinsmasse zur Folge haben. Aber auch chemisch wirkt das Wasser auf solches Gestein ein, indem es die löslichen Bestandteile ausschwemmt und somit den festen Aufbau des Gesteins erschüttert, was die Zerstörung desselben begünstigt. Auf diese Weise werden die festen Gesteine im Lauf der Zeit zerkleinert; das Gestein zerfallt in Gerölle oder Kies, Sand und Schlamm.

Im Boden bewegt sich das Wasser von oben nach unten vermöge seiner Schwere und von unten nach oben durch die Haarröhrchenanziehung. Je grobkörniger der Boden ist, um so besser fließt das Wasser abwärts, je feiner das Korn, um so höher steigt das Wasser empor.

II. Landstraßen.

§ 64. Amtliche Vorschriften über den Bau der Landstraßen.

Landstraßen sind Kunststraßen Z für gemischten Verkehr außerhalb der Städte. Über den Bau und die Unterhaltung der Kunststraßen sind verschiedene amtliche Vorschriften erlassen: Für Preußen die „Anweisung zum Bau und zur Unterhaltung der Kunststraßen" von 1834 und die „Instruktion zum Bau der Kunststraßen" vom 17. Mai 1871. In Hannover wird die „Technische Anweisung zum Bau und zur Unterhaltung der Kunststraßen" von 1860 benutzt. Außerdem haben die einzelnen Bundesstaaten besondere Vorschriften für den Bau ihrer Straßen. Auch die einzelnen Provinzen Preußens haben besondere Bedingungen aufgestellt, denen eine Straße genügen muß, welche unter Beihilfe eines Provinzialverbandes gebaut wird. Für Österreich gelten die „Anleitung zur Herstellung und Pflege der Schotterfahrbahn der Reichsstraßen" von 1903 u. a.

A. Entwerfen der Straßenpläne.

Ehe mit dem Entwerfen begonnen wird, müssen die Entwurfsunterlagen beschafft werden. Ein größerer Entwurf zum Neubau einer Straße besteht aus:

1.    dem Kostenanschlag nebst Erläuterungsbericht,

2.    der Erdmassenberechnung,

3.    dem Übersichtsplan,

4.    dem Lageplan,

*) Über den Begriff „Kunststrabe" ist Näheres in meinem Buche „Die Unterhaltung der Wege und Fahrstraßen" angegeben.

5.    dem Höhenplan (Längenprofil),

6.    den Querprofilen,

7.    den Plänen für Kunstbauten.

Bei kleineren Entwürfen können mitunter die Erdmassenberechnung und die Pläne für Kunstbauten in Wegfall kommen.

§ 65. Entwurfsunterlagen.

Der Entwurf zum Neubau einer Straße stützt sich auf seine Unterlagen. Zu diesen gehören das Einmessen der Straßenlinie auf dem Felde und die Aufnahme der Längen- und Querprofile.

1. Einmessung der Straßenlinie im Felde. Die Festlegung der Straßenlinie im Felde kann auf zweierlei Weise geschehen:

a)    durch Zuhilfenahme von Höhenschichtenkarten oder

b)    durch unmittelbare Absteckung auf dem Felde.

Jede dieser Methoden hat ihre Vorzüge; es wird jedoch meist die letztere angewandt. Höhenschichtenkarten in genügend großem Maßstabe sind selten vorhanden, und sollen solche zum Zwecke der Festlegung einer Straßenlinie angefertigt werden, so erfordert dieses zu viel Zeit und zu hohe Kosten. In derselben Zeit und wohlfeiler können eine ganze Anzahl Straßenlinien unmittelbar auf dem Felde abgesteckt und untersucht sein. Die Aufzeichnung der Höhenschichtenlinien ist meist nur erforderlich beim Entwürfe von Kehren und anderen besonders schwierigen Straßenstrecken. Die Höhenschichtenlinien werden auch in diesem Falle mitunter erst in den Lageplan gezeichnet, nachdem die erste Absteckung vollendet ist und Querprofile von dem Gelände aufgenommen sind.

Anwendung der Höhenschichtenkarte. Die Festlegung der Straßenlinie mittels Höhenschichtenkarte erfolgt derart, daß man zunächst in die Karte die Null- oder Leitlinie der Straße einträgt, aus diesen ein Straßenpolygon entwickelt und schließlich aus dem Straßenpolygon die Straßenlinie selbst gewinnt.

Die Null- oder Leitlinie erhält man wie folgt:

Zunächst werden einzelne Punkte der zu ermittelnden Straßenlinie festgelegt, das sind Flußübergänge, Wegekreuzungen, Ortschaften usw. Beträgt die Schichtenhöhe a und das Steigungsverhältnis der Straße 1: n, so nimmt man die Entfernung an in den Zirkel, wobei man aber aus später zu erörternden Gründen den beabsichtigten Wert n um 8—8 °/0 vergrößert. Alsdann geht man von einem der festgelegten Punkte aus und setzt die Zirkelspitzen, der Straßenrichtung folgend, in die aufeinander folgenden Schichtenlinien. Durch Verbindung der einzelnen Zirkelstichc erhält man eine gebrochene Linie, das ist die Null- oder Leitlinie. Diese Null- oder Leitlinie liegt auf der Oberfläche des Geländes, überschreitet an keiner Stelle das gewünschte Gefälle von 1: n und stellt eine Linie dar, die, wenn man sie als Straßenachse beibehalten könnte, keine Auf-und Abträge, sondern nur Anschnitte erfordern würde.

Die Null- oder Leitlinie hat jedoch meist so viele Brechpunkte, daß dieselbe für die Straßenlinie nicht brauchbar ist. Man sucht sich daher eine Linie auf, welche weniger Brechpunkte hat und der Nullinie möglichst nahe kommt. Diese Linie heißt Straßenpolygon. Weil aber das Straßenpolygon immer kürzer und somit steiler ausfallen wird, so ist es einleuchtend, daß man bei Ermittelung der Nullinie n um so viel größer machen mußte, als das Straßenpolygon steiler wird.

Aus dem Straßenpolygon erhält man dann die Straßenlinie selbst, wenn man die Ecken des Polygons durch passende Kurven abrundet.

Unmittelbare Absteckung auf dem Felde. Eine unmittelbare Absteckung der Straßenlinie auf dem Felde erfolgt bei Straßen im Flachlande oder im Tale fast stets, sie wird aber auch bei Straßen im Hügellande oder im Gebirge häufig ausgeführt.

Bei Flachlands- und Talstraßen sind die Höhenverhältnisse meist von untergeordneter Bedeutung, und es geben hier die vorhandenen Karten (Katasterkarten, Katasterübersichtskarten) stets gute Anhaltspunkte für die allgemeine Straßenrichtung. Man legt einzelne Punkte fest, wie Bergvorsprünge, Gebäude usw., denen die Straße auszuweichen hat, steckt dann auf dem Gelände eine gebrochene Linie aus, die man schließlich an den Brechpunkten mit entsprechenden Kurven abrundet.

Bei Straßen im Hügellande und im Gebirge herrschen die Höhenverhältnisse vor und es muß der Absteckung auf dem Felde gewöhnlich noch eine Aufnahme einer Anzahl von Höhepunkten vorausgehen, aus denen die zu ersteigende Höhe und die zu wählenden Steigungen sich ergeben.

Man führt solche Höhenmessungen am einfachsten dadurch aus, daß man einen oder einige der bestehenden Verkehrswege einnivelliert und die bestimmten Höhenpunkte in die Karte einträgt. Sind mit Hilfe der Karte einzelne Punkte festgelegt und die Steigungen ermittelt, so beginnt man sofort mit der Ausstellung, indem man auf dem Geläude mit dein Nivellierinstrument oder einem Gefüllmesser eine Linie absteckt, die der gegebenen Steigungslinie entspricht. Diese Linie, die sog. Nullinie, wird im allgemeinen zu unregelmäßig fein, um ohne weiteres als Straßenachse gelten zu können; man muß die erforderlichen Abrundungen vornehmen und schon beim Abstecken kleinere Unregelmäßigkeiten des Geländes zu umgehen suchen.

Mit der Absteckung schreitet man entweder von unten nach oben oder von oben nach unten fort. Gewöhnlich geschieht letzteres, weil meist der Übergangspunkt über einer Wasserscheide fester bestimmt ist als der Ausgangspunkt im Tal. Geht man von unten aus, so ist man nicht ganz sicher, ob man aus der Wasserscheide oder ans dem Höhenrücken auch am richtigen Punkte eintrifft. Ist die Straße aus einem Hang mit Kehren anzulegen, so sind zunächst, soweit die Straßenlinie dieses erlaubt, für die Anlage von Wendeplatten geeignete Punkte mit flachem Gelände auszusuchen und ist von diesem aus die Achse nach oben und unten auszustecken.

Die Höhenlage eines Punktes wird durch die Kopfhöhe eines sog. Grundpfahles festgelegt. Der Kopf des Grundpfahles erhält in der Regel mit denn Gelände gleiche Höhe. Neben dem Grundpfahl wird ein Beipfahl angebracht, der etwa 0,30 m über das Gelände emporragt und die Bezeichnung des Grundpfahles trägt.

Ist die Straße auf dem Felde ausgesteckt, so kann das Längenprofil aufgetragen und das Projekt eingezeichnet werden. Ergeben sich ungünstige Höhenlagen (Gradienten), so können einzelne seitliche Verschiebungen der Achse immer noch vorgenommen werden. Ein weiteres Mittel zur Ausgleichung bietet das Längenprofil selbst, indem man mit der Gradiente so lange auf- und abrückt, bis die Erdarbeiten auf das geringste Maß beschränkt werden, oder ein richtiger Übergang über die Wasserläufe usw. sich ergibt.

Frühere Wege, Güterzufahrten u. dergl. müssen bei der Festlegung der Gradiente berücksichtigt werden. Gewöhnlich hat dies keine Schwierigkeit, weil man die Straße möglichst dem Gelände anschmiegt und größere Veränderungen solcher Nebenanlagen seltener nötig sind. In den Ortschaften vermittelt die Straße direkt die Verbindung mit den Einfahrten der Gebäude. Auf letztere muß beim Ausbau einer Ortsstraße stets Rücksicht genommen werden, daher sind hier Änderungen der Höhenlage immer schwierig und nur mit großen Kosten durchzuführen.

2. Aufnahme der Längen- und Querprofile. In der „preußischen Instruktion" von 1871 heißt es:

Das Längenprofil soll den Vertikalschnitt des projektierten Straßenzuges in der Mittellinie desselben zeigen. — Die Normalhorizontale ist tunlichst im Anschlüsse an einen in der Gegend bekannten Festpunkt oder an den Nullpunkt eines Hauptpegels anschließend zu legen. — Die Höhenlage der Geländepunkte wird nach der.Kopfhöhe der Nivellementspsähle (Grundpfähle) aufgetragen, iveshalb diese mit ihrem Kopfe der Geländehöhe sich anzuschließen haben. Zur Bezeichnung des Nivellementspfahles ist ein besonderer Stationspfahl (Beipfahl) zu schlagen. — Die zwischen den ganzen und halben Stationspunkten durch die Unebenheiten des Geländes bedingten Niveüementspunkte erhalten keine besondere Nummer, sondern werden nach ihrer Entfernung vom vorhergehenden Stationspunkt bezeichnet. — Bei allen Gewässern, »welche die projektierte Straßenlinie durchschneiden oder berühren, sind außer der Sohle die tunlichst zuverlässig zu ermittelnden höchsten und niedrigsten Wasserstände anzugeben. Die Tiefe der Moore ist nach besonderen Untersuchungen einzuzeichnen. Brücken, Durchlässe, die Sockel und Türschwellenhöhen benachbarter Gebäude und sonstige in Betracht kommende Objekte müssen ebenfalls eingetragen werden.

Querprvfile müssen von denjenigen Punkten des Längenprofils rechtwinklig gegen die Mittellinie des Straßenplanums aufgenommen werden, bei welchen erhebliche Änderungen der Geländeoberfläche vorkommen oder angrenzende Gebäude, Mauern, abzweigende Wege usw., welche eine Berücksichtigung bei Bestimmung der Planumshöhe verlangen, solches erfordern.

§ 66. Der Kostenanschlag.

Der Kostenanschlag kann nach folgenden Titeln geordnet werden:

Titel I. Erdarbeiten.

Die Kosten für die Herstellung des Planums, der Böschungen und Seitengräben wie der Abfahrten sind zu berechnen. Die Berechnung gründet sich auf die vorausgegangene Erdmassenberechnung. Die Preisberechnung erfolgt entweder nach der Anzahl der Kubikmeter des gelösten Bodens oder nach der Planumslänge. In letzterem Falle dient die Erd-massenbercchnung nur dazu, den Preis für 1 m Planumslänge zu entwickeln oder zu begründen.

Titel II. Herstellung der Steinbahn.

Nachdem die Menge der für die Steinbahn erforderlichen Materialien berechnet worden ist, wird die Lieferung, das Messen, die Bearbeitung, das Einbauen und die Befestigung der Materialien veranschlagt. Die Materialien sind stets in Haufen oder Kasten zu messen.

Titel HI. Bauwerke.

Brücken, Durchlässe nebst Vorflutanlagen, Stütz-, Futter-, Verkleidungsmauern u. dergl. werden hier veranschlagt. Bei größeren Bauwerken werden Sonderkostenanschläge angefertigt. Im Hauptkostenanschlage wird alsdann auf den Sonderkostenanschlag hingewiesen und die im Sonderkostenanschlage berechnete Summe angegeben.

Titel IV. Schutz-, Nummer- und Grenzsteine.

Die Lieferung, das Setzen und die Bearbeitung dieser Steine wird veranschlagt. Die Steine werden nach ihrer Anzahl berechnet.

Titel V. Baumpflanzung.

Das Liefern und Pflanzen der Bäume, ebenso das Liefern und Anbringen der erforderlichen Baumpfähle, der Baumhalter und Baum-schützer ist zu veranschlagen. Die Baumart ist anzugeben.

Titel VI. Grundentschädigung.

Die zu zahlende Grundentschädigung für den Wegekörper, für Lagerplätze, Steinbrüche, Seitenentnahmen u. dergl. ist zu berechnen. Die Kosten für die Vermessungsarbeiten sind anzugeben.

Titel VII. Insgemein.

Hier werden diejenigen Leistungen veranschlagt, welche nicht in den anderen Titeln enthalten sind.

In jedem Kostenanschläge ist der Umfang der Arbeiten und Lieferungen sowie deren Art genau erkennbar zu machen; auch sind alle diejenigen Nebenleistungen einzeln aufzuführen, welche in dem Preise mit einbegriffen sein sollen. In der Regel werden dem Kostenanschläge noch „allgemeine Bedingungen" und „besondere Bedingungen" beigefügt, dann sind die in den Bedingungen vermerkten Angaben über die Ausführung der Arbeiten und Lieferungen in dem Kostenanschläge nicht zu wiederholen; es genügt ein Hinweis auf die betreffenden Bedingungen. Dieser Hinweis erfolgt in der Regel am Kopfe des betreffenden Titels. Mitunter werden dortselbst auch die Nebenleistungen vermerkt, und zwar so ausführlich, daß Zweifel darüber nicht entstehen können, was für die angegebenen Preise im ganzen und im einzelnen geliefert und geleistet werden soll.

Der Kostenanschlag kann folgenden Wortlaut haben:

11

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Kostenanschlag

über den

Neubau einer Straße von A nach B.

Position

Stück

Gegenstand

Preis Betrag

Jl Jl 9}

1 2250

2 1500

Titel I. Erd- und Planumsarbeiten, cbm Erde in den Stationen 0,0—8,0 zur Herstellung des Straßenplanums und der Seitengräben nach Maßgabe der zugehörigen Bedingungen und Zeichnungen zu lösen, zu verbauen, dabei 1800 cbm Erde durchschnittlich 100 m weit zu fahren; ferner sind die erforderlichen Geräte herzuleihen und zu unterhalten

qm Böschungen zu ebnen, mit Mutterboden zu bedecken, zu besäen oder mit vorhandenem Rasen zu bekleiden, den Grassamen anzuliefern und den fehlenden Mutterboden zu beschaffen . . . 1 qm für

1 cbm für 1 40    3150 —

15    225

3    800

m Planum nach näherer Angabe mit den erforderlichen Abfahrten zu versehen, wobei 1 cbm Boden einschl. Anfuhr mit einer Mark berechnet wird, zum Nachweis

1 rn für — 20    160

Summe Titel 1:

3535

Titel II. Herstellung der Steinbahn.

Zur Herstellung der 800 m langen und 4 m breiten Steinbahn sind erforderlich:

Auf

Im

ganzen

cbm

cbm

Bordsteine 13 cm stark, 25 cm hoch,

2.0,13.0,25.......

Packlagesteine 3,74.0,16 . .    . .

Kleinschlag 4,00.0,13.....

Bindematerial 4,00.0,024    . . ,

0,065

0,598

0,520

0,096

52,0

478,4

416,0

76,8

1023,2

zusammen

Position

Stück

Gegenstand

Preis

Betrag

Ji

Jl

CM

lO

-5

00

cp

416

77

öö

800

cbm Bordsteine aus Grauwacke in der vorgeschriebenen Größe bearbeitet, anzuliefern, aufzumetern, dem Längen- und Querprofil entsprechend nach der Schnur zu setzen und festzustampfen .... 1 cbm für

cbm Packlagesteine aus guter Grauwacke in Höhen von 15—17 cm anzuliefern, aufzumetern, nachdem in gutem Pflasterverbande mit den Spitzen nach oben zu setzen und zu verzwicken, vorher das Grundbett der Steinbahn herzurichten. . . 1 cbm für

cbm Decklagesteine aus bester Grauwacke anzuliefern, in regelmäßige Haufen aufzumetern, in Stücke von 5 cm Stärke zu zerkleinern, den Kleinschlag von Steingrus und Erde zu reinigen, aufzubringen und nach der Lehre auszugleichen und abzuwölben, 1 cbm für

cbm Bindematerial, Kies und möglichst erdfreies Steingerölle, anzuliefern, in regelmäßige Haufen aufzuschütten oder in Kasten zu messen und einschl. der in Position 6 gewonnenen Steinsplitter beim Abwälzen der Decklage nach Vorschrift aufzubringen, sowie die Bankette aufzuhöhen und zu ebnen, 1 cbm für

m Steinbahn bis zur gehörigen Bindung der Decklage mit der Dampfwalze zu walzen, zum Nachweis, 1 m für

Summe Titil II:

10

40

60

520

2390

2912

107

480

6409

80

80

<£>

20

15

Titel III. Bauwerke.

m Querdurchlässe von 50 cm Lichtweite aus Zementbetonröhren herzustellen, die Baugrube auszuheben, die Rohre in Sand zu verlegen, die Erde schichtenweise einzubringen und festzustampfen, Ein- und Auslauf mit schrägen Stirnstücken zu versehen, die erforderlichen Vorflutgräben auszuheben und nach Anweisung zu befestigen, sowie sämtliche Materialien anzuliefern

m Seitendurchlässe von 30 cm Durchmesser vor den Abfahrten anzubringen, in allem wie vor, 1 m für

Summe Titel III:

1 m für

50

20

150

63

213

11*

Position

Stück

Gegen st and

Preis

Betrag

Jl

,jZ I 3}>.

CO

CO

CD

CO

Titel IV. Schutz-, Nummer- und Grenzsteine.

Stück Schutzsteine aus Basalt, je 1,25 m lang und mindestens 0,16 m stark, anzuliefern, zu setzen und anzukalken

Stück Nummersteine aus Basaltlava, 0,74 m lang, 0,20 m breit und 0,15 m stark, auf 0,44 m Länge sauber bearbeitet anzuliefern, zu setzen und nach Vorschrift mit Ölfarbe auf weißem Schild schwarz

1 Stück für

Stück Grenzsteine, 0,60 m lang und mindestens 0,13 m stark, anzuliefern und bei der Grenzvermessung nach Vorschrift zu versetzen

zu beschreiben

1 Stück für

1 Stück für

Summe Titel IV:

Titel V. Baumpflanzung.

Stück Waldbäume zur Bepflanzung der Straße nach Maßgabe der „Besonderen Bedingungen für Baumpflanzungen" anzuliefern und zu pflanzen, sowie die erforderlichen Baumstangen und Baumbänder zu liefern und anzubringen

1 Stück für

GM

120

50

20

31

24

175

240

50

50

Summe Titel V:

iO CD

rH «—¹

00

o o

GO O

Titel VI. Grundentschädigung, a Acker und Wiesen anzukaufen ....    1 a

m Straße zu vermessen

S-S

1 600 —

2401 -

Summe Titel VI:

1 840j —

r- oo

rH t—I

Titel VII. Insgemein.

Für Plan und Bauleitung.........

Für Unvorhergesehenes und zur Abrundung . . .

Summe Titel VII:

240 — 196 70

436 70

Wiederholung.

Titel I.    Erd- und Planumsarbeiten    .    .    .    .

„ II. Herstellung der Steinbahn.....

„    III.    Bauwerke..........

„    IV.    Schutz-, Nummer- und    Grenzsteine    .    .

„    V.    Baumpflanzung........

„    VI.    Grundentschädigung.......

„    VII.    Insgemein..........

3 535 6 409

213

175

240

1840

436

Gesamtsumme:

12 850; —

§ 67. Erläuterungsbericht.

Der Erläuterungsbericht bildet eine Ergänzung der zeichnerischen Darstellung, gibt eine Beschreibung der bestehenden Verhältnisse, sowie der vorkommenden Übelstände und erörtert die zur Beseitigung der letzteren in Vorschlag gebrachten Maßnahmen.

Im besonderen kann der Erläuterungsbericht enthalten:

1. Beschreibung des Planes. Angaben über den Umfang, über die Veranlassung zur Ausstellung und über die einzelnen Bestandteile des Planes.

2.    Die örtlichen Verhältnisse. Die Lage der Baustelle, die berührten Ortschaften, das Amt, der Kreis, der Regierungsbezirk sind anzugeben. Die Geländegestaltung, die Bodenbeschaffenheit, die Bodenbedeckung und die Wasserverhältnisse sind zu beschreiben. Die bestehenden Verkehrswege, die Größe des Verkehrs und die zeitigen Verkehrserschwernisse, die durch den Neubau zu erlangenden Verkehrserleichterungen und der sonstige Nutzen der Straße sind zu schildern.

3.    Linienführung und Steigungsverhältnisse. Die Linienführung, ebenso das Mindestmaß des Krümmungshalbmessers und die gewählten Steigungsverhältnisse sind zu begründen.

4.    Breite der Straße und Befestigung der Fahrbahn. Die Begründung der getroffenen Wahl hat unter Berücksichtigung der Verkehrs-, der Neubau- und der Unterhaltungskosten zu erfolgen.

5.    Bauwerke. Diese sind zu erläutern, namentlich ist auch die Anzahl und Einrichtung der Brücken- und Durchlässe, der Vorfluts- und Entwässerungsanlagen anzugeben.

5. Baumpflanzung. Es ist mitzuteilen, weshalb die vorgesehene Baumart gewählt worden ist.

7.    Grund- und Nutzungsentschädigung, sowie die etwaigen Rechte, Verpflichtungen oder Leistungen der Anwohner sind zu beschreiben.

8.    Kosten- und Ertragsberechnung. Am Schlüsse werden die Neubaukosten zusammengestellt, und es wird durch eine Ertragsberechnung die Wirtschaftlichkeit der neuen Straße nachgewiesen.

§ 68. Erdmassenberechnung (Massenermittelung).

Die Ermittelung der Massen erfolgt meist aus den Querprofilen und deren Abständen. Eine richtige Massenermittelung setzt voraus, daß ein Querprofil an jedem Brechpunkte der Erdoberfläche wie des Planums genommen ist. Ist dieses der Fall, so erscheint jeder Erdkörper zwischen zwei Profilen als Prismatoid, dessen Inhalt aus den Flächen der Querprofile und deren Abstand ermittelt werden kann. Man begnügt sich aber meist mit einer Annäherungsberechnung, indem man den Körper als Prisma berechnet, dessen Querschnitt das arithmetische Mittel aus den begrenzenden Querprofilen und dessen Länge gleich dem Abstande der Querprofile ist. Dieser Abstand wird aus dem Längenprofil entnommen.

■>:

r,‘t

*0,5

0,9

Fig. 83. Querprofil.

1. Die Größe der Ab- und Auftragsflächen in den Querprofilen.

Diese wird bestimmt durch Rechnung mittels Tabellen, mittels Flächenmaßstab, durch Zeichnung oder mit Hilfe eines Planimeters.

a) Berechnung. Kommt nur eine Bodenart in Frage, so kann die Berechnung nach folgendem Schema geschehen.

Tabelle 31 (Fig. 83).

Nr.

des

Berechnung

Teilinhalt

Abtrag

Auftrag

Profils

qm

qm

qm

3,20

6,4 . 1,0

O 1,2+ 0,4 J 2 3,2.0,5    1,2 + 0,4

.0,4

0,64

3,84

2    0,4

1,12

0,30

2,0.0,3

Wird der Abtrag je nach t)et Schwierigkeit der Gewinnung in verschiedene Klassen eingeteilt, so kann die Berechnung nach folgendem Muster ausgeführt werden.

Nr.

des

Profils

Tabelle 32.

Abtrag

Auf-

Ansätze und Berechnung

I. Kl.

II. Kl.

III. Kl.

Se.

trag

qm

qm

qm

qm

qm

6,4 . 1,0

— 3,20 qm

O 1,2+ 0,4 ¹ 2 3,2.0,5

•0,4    — 0/64 „

3,00

0,84

3,84

— 0,80 qm

1,2+ 0,4

0,4

= 0,32 „

1,12

1,12

2,0.0,3

0,30

b) Tabelle für die Querschnittsgrößen. Die Größe der Querschnitte bei Gelände ohne Querneigung findet man nach Fig. 84 für Dämme

F = bh + nh²,

(36)

nach Fig. 85 für Einschnitte

F = bxh + nh² + 2f, wenn f die Größe eines Grabens bedeutet. Nach Formel 36 ist nachstehende Tabelle für n — 1,5 berechnet.

(37)

Tabelle 33.

h = Meter

b = 5m b = 6m d — 7rn b = 8m b — 9rn b = 10mb = llmb = 12m

F — Quadratmeter

N^OOOON^CDQOO OOOOtHtHi—It-HtHCQ

1,06

1,26

1,46

1,66

2,24

3,54

4,96

6,50

8,16

9,94

11,84

13,86

16,00

2,64

4,14

5,76

7,50

9,36

11,34

13,44

15,66

18,00

3,04

4,74

6,56

8,50

10,56

12,74

15,04

17,46

20,00

3,44

5,34

7,36

9,50

11,76

14,14

16,64

19,26

22,00

QOOO©HiOO:>0(MOO

vvvvvvvvvv

HCOislQOO(M>stQOHr)t H H H H (M O)

2,06

4,24

6,54

8,96

11,50

14,16

16,94

19,84

22,86

26,00

18,34

21,44

24,66

28,00

2,46

5,04

7,74

10.56 13,50

16.56 19,74 23,04 26,46 30,00

Nach dieser Tabelle enthält z. B. ein Damm von 1,0 m Höhe und 6,0 m Kronenbreite — 7,50 qm Profilfläche. Ein Einschnitt von 1,0 m Tiefe, bei dem Iq = 10,0 m beträgt und ein Graben einen Querschnitt 1 — 0,5 m hat, würde nach der Tabelle 11,50 + 2.0,5 = 12,50 qm Abtragsfläche enthalten.

c) Der Flächenmaßstab. Statt der Tabellen kann man zur Ermittelung der Profilgröße auch einen Flächenmaßstab anwenden. Aus den Formeln 36 und 37 ist ein solcher für b — 7,0 in, lq = 10,0 in,

ö >

Fig. 84. Damm.

Fig. 85. Einschnitt.

f = 0,50 qm und n — 1,5 berechnet und in Fig. 86 dargestellt worden. Man findet aus demselben z. B. für h = 1,0 in (— Linie ab) einen Auftrag von 8,50 qm (Linie cd) und einen Abtrag von 12,5 qm (Linie f d), indem man die Längen der Linien c d und f d mit dem Maßstab M mißt.

d)    Graphisches Verfahren. Man kann das Profil in ein Dreieck oder Rechteck verwandeln oder dasselbe in Trapeze gleicher Breite zerlegen. Die Länge sämtlicher Trapeze wird alsdann zusainmengezählt

2,0771

7,077b

ui 1111 nur

W 5 O

70

Wffrn

Fig. 86. Flächenmaßstab.

und mit der Breite eines Trapezes multipliziert. Solche Trapeze erhältman mittels Planimeterharfe oder indem man die Querprofile auf Millimeterpapier aufträgt. Zeichnet man z. B. die Querprofile im Maßstab 1:200 auf Papier mit 5 mm Teilung, so ist ein Trapez von 5 mm Breite und 5 mm Höhe gleich 1 qm.

e)    Planimeter. Den Flächeninhalt kann man auch mittels Planimeters durch Umfahren der Begrenzungslinie auf etwa Vs % genau bestimmen. Besonders bei unregelmäßiger Bodengestaltung findet das Instrument, auf dem man den Inhalt ohne weiteres ablesen kann, vorteilhafte Verwendung. Am gebräuchlichsten sind die Polarplanimeter, das sind Planimeter, die sich um einen festen Punkt (Pol) drehen.

2. Körperinhalt der Auf- und Abträge. Dieser kann aus den Querprofilen durch Rechnung oder Zeichnung gefunden werden.

a) Berechnung des Körperinhaltes. Sind die Flächeninhalte der Querprofile ermittelt, so kann man den Körperinhalt mit Hilfe der nachstehenden Tabelle berechnen.

Tabelle 34.

Nr.

Flächen der Querprofile

Mittel aus 2 Querprofilen

Kubikinhalt

des

Länge

Profils Abtrag Auftrag Abtrag Auftrag

qm

qm

qm

qm

Abtrag Auftrag cbm cbm

Alge

braische

Summe

cbm

•vlOCÜ'^WWKO

20

20

(M CD O CO ^

20

20

20

20

20

20

80

160

180

120

— 100 — 280

—    380

—    340

—    180 ± 0 + 120

+ 560

— 440

Mithin bleiben ungedeckt + 560 — 440 --- + 120 cbm.

Sollen die Bodenklassen des Abtrages berücksichtigt werden, so erhält die Tabelle folgende Form:

Tabelle 35.

Nr.

Flächen der Querprofile

Mittel aus 2 Profilen

Kubikinhalt

des

Länge

Ab-    Auf-    Ab-    Auf-

Profils    trag    trag    trag    trag

qm    qm    qm    qm    m

Abtrag

Auf-

Kl. I Kl. II Kl. III Se. trag cbm cbm cbm cbm cbm

H CM CO ^

CM ZD

M-

02 CD Oi

o o o

CM CM CM

I o o

I CM CO

I o o

I CM 00

b) Ermittelung des Körperinhaltes durch Zeichnung (Flächenprofil). Das Verfahren zeigt nachstehendes Beispiel:

Die in Tabelle 34 aufgeführten Ab- und Aufträge seien durch Zeichnung zu ermitteln. Man zieht eine wagerechte Linie 0 7 (Fig. 87),

trägt auf derselben die Längen der einzelnen Stationen ab, errichtet in den Stationspunkten Ordinalen von der Größe der Querprofilflächen, und zwar die Abträge noch aufwärts, die Aufträge aber noch abwärts, und verbindet schließlich die Endpunkte der Abtragsordinaten und der Auftrags-ordinaten durch je eine gebrochene Linie, so erhält man ein „Flächenprofil". Wenn man dann die so entstandenen, oberhalb und unterhalb der Wagerechten 0 7 belegmen Flächen berechnet, so erhält man den

n.z

• 20 — 180 cbm.

Kubikinhalt der Ab- und Aufträge. So ist z. B. der Inhalt des zwischen n Profil 1 und 2 belegmen Körpers ⁷ 10 + 8

Fig. 87. Flächenprofil.

Kommt in einem Querprofil Ab- und Auftrag zugleich vor, so wird dieses im Flächenprofil ebenfalls in klarer Weise zum Ausdruck gebracht, z. B. in dem Profil 3. — Bei gleicher Entfernung der Profile ist der Kubikinhalt proportional der Höhe der Trapeze; in diesem Falle werden die mittleren Höhen addiert und wird die Summe mit dem Abstande multipliziert.

§ 69. Ermittelung der Transportweiten (Massenverteilung).

Findet sich bei der Vergleichung der Auf- und Abtragsmassen, daß der Auftrag mehr Masse erfordert, als der Abtrag ergibt, so muß die fehlende Masse durch Seitenentnahme gewonnen werden; im entgegengesetzten Falle wird die übrige Erde seitlich abgelagert. Ein Gleiches tritt ein, wenn der Transport zu weit, die Transportkosten mithin zu groß werden.

Die Transportweite ist gleich der Entfernung des Schwerpunktes der Abtragsmasse vom Schwerpunkte der Auftragsmasse. Da bei Ermittelung dieser Entfernung Unterschiede bis 10 m nicht in Betracht kommen, weil die Transportkosten immer nur in Absätzen von 20 m wechseln, so begnügt man sich auch hier mit einer Annäherungsermittelung. Die Massenverteilung kann durch Rechnung und durch Zeichnung erfolgen.

1. Massenverteilung durch Berechnung. In den Tabellen 36 und 37 sind solche Massenverteilungen durchgeführt. In beiden Tabellen ist außerdem die mittlere Transportweite berechnet worden. In Tabelle 36 sind ferner die verschiedenen Bodenklassen der Abtragsmassen, in Tabelle 37 ist die bleibende Auflockerung der Auftragsmassen berücksichtigt worden. Die Massenverteilung gründet sich auf die in Tabelle 34 enthaltenen Auf- und Abträge.

Tabelle 36.

Nr. des Profils

Länge

20

20

Kubikinhalt

Es sind

Der fehlende Boden wird entnommen:

Arbeit

*5"

in den

Stationen

zu verbauen

.S⁵

Jo

cbm cbm

cbm

cbm

aus Station

cbm

Trans

portweite

Bemerkungen.

mal

cbm

100

180

20    20 120

20    80    40

20 160 — 20 180 — 20 120 —

40

160

180

120

I I    I    | S SS s

1 1    '    ¹ o o o

3    u. 4

4    u. 5

CO    |    |    |    ©    oo    o

o    1    1    1    o    o    o

|    I    I    I    §    S    o

7 000 12 600 6 000

12 000

120 „ 100 „ „

Tabelle 37.

100

500

37 600

Bodenkl. III zu lösen 100 cbm. Bodenkl. II zu lösen 400 cbm. seitlich aus zusetzen.

Auftrag

Abtrag

Station

B Länge

Querprofile

hO gemittelte B Profile

g. im Damm R gemessen

cbm

Querprofile

io gemittelte £ Profile

§- Einschnitts-R    masse

«o 5

iii

cbm

Verbleibt

it

— Auftrag

4- Abtrag

KN

||

il

Schwerpunkte

cbm cbm

cbm

g Transportweite

•uaounjiama^

-ao>ü>^03bSHO CO CO co CO CO CO CO

o o o o o o o

5 I

4°/o

co Ci cd m

100    96

180 173 120 115 40    38

• 05 CO 00 H

CO CO 05 00 CO I

o o o o o 1    1

I i i s§i i

96

173

95

>364 1 + 10

160 364 4+12

180

120

138

62

100

seitlich

auszu

setzen.

Se.: 440

<M CO (M CC ^ i-l

560    58 364 502

58    58

560

422 560

Mittlere Transportweite

364 cbm 62 m weit — 22568 mcbm. 138    „    100    „ = 13800

36368 mcbm.

502 cbm

Mittlere Transportweite 36368:502 = 72 m.

2. Massenverteilung durch Zeichnung (Massenprofil). Es zeigt der obere Teil der Fig. 88 ein Flächenprofil, der untere ein Massenprofil. Soll die Masse m, von rechts nach links auf eine Entfernung t4 transportiert werden, so ist hierzu eine Arbeitsleistung n^t, erforderlich. Diese Arbeitsleistung m₁t₁ kann man graphisch darstellen durch ein Rechteck, dessen Länge = tx und dessen Höhe = m, ist. Ebenso lassen sich die Arbeitsleistungen für den Transport der Massen m₂ m₃ m₄ durch Rechtecke veranschaulichen. Die Gesamtfläche A, B, C, würde die Gesamtleistung angeben. Die treppenförmige Linie kann man durch eine ausgleichende Kurve ersetzen. DieseKurve heißt Massennivellementskurve. Die Ordinaten dieser Kurve stellen die Summe der Auf- und Abträge dar, und es bedeuten die absteigenden Linien (B, C\) die Abträge, die auswärtssteigenden Linien (Ct Aj die Aufträge. Zwischen den Punkten D, werden sich die Auf- und Abträge decken; man nennt daher    eine Ausgleichslinie.

Weil die Arbeit A gleich dem Produkte aus der zu transportierenden Masse m und der Transportweite t, mithin A = mt ist, so ergibt

sich t = —. Mit anderen Worten: Verwandelt man das Massenprofil

(die Fläche Aj B, 0F in ein inhaltgleiches Rechteck von der Breite m und der Länge t, so ist die Seite t des Rechtecks gleich der mittleren Transportweite. Es ist m = mt + m₂ + m₃ + m₄.

Die mittlere Transportweite findet man aus dem Flächenprofil, indem man die Schwerpunkte der sich ausgleichenden Auf- und Abträge bestimmt, oder aus dem Massenprofil, indem man das Massenprofil in ein inhaltgleiches Rechteck von der Breite m und der Länge t verwandelt, so ist t die mittlere Transportweite.

*    771,    m₂    7/7j    T/ltf

Massn/profi/

Ci

^-----

Fig. 88. Massenprofil.

§ 70. Einebnen hügeliger Flächen.

Soll ein hügeliges Gelände von bestimmter Größe so abgeglichen werden, daß Ab- uni) Auftrag sich decken, so berechnet man zunächst die Erdmassen, welche über einer angenommenen Horizontalebene (über N N) lagern. Bezeichnet man die berechnete Erdmasse mit M, die horizontal abzugleichende Fläche mit F und die Höhe der Abgleichsebene über der angenommenen Horizontalebene mit h, so ist M — Fh, demnach ist die gesuchte Höhe

(88)

, M h- F'

Fig. 89 Höhenschichtenlinie.

Man kann M bestimmen ans den Längen- \A und Querprofilen, wie es bei Wegebanten ( 1 Gebrauch ist. Man kann aber M auch finden X ans den Höhenschichtenlinien oder aus den zur Festlegung dieser Linien erforderlichen Messnngszahlen (den Koordinaten).

1. Massenermittelung aus den Höhenschichtenlinien (Fig. 89). Bezeichnen    die von den Höhenkurven eingeschlossenen Flächen

und a den Höhenabstand dieser Kurven, so ist annähernd

M = a    ₊

(39)

M — a + f₂ + fg + f₄ +    .

Genauer wird die Rechnung meist nach der Prismatoid- oder nach der Simpsonschen Formel

(40)

—    + 4f₂ + 2kg + 4f₄ + fsj.

2. Massenermittelung aus den Koordinaten. Teilt man die Fläche in einzelne Felder f₄ f₂ f₃ ..., von denen ht h₂ h₃ ... die mittleren Höhen bilden, so wird

M — f₄ h₄ + f₂ h₂ + f₃ h₃ + ... Wird = f₂ = f₃ = ..., so ergibt sich

(40)

M = f (^+112 + ^ + ...),

und die gesuchte Höhe h ist alsdann das arithmetische Mittel aus sämtlichen Höhen.

3. Ermittelung der mittleren Transportweite. Nachdem man die mittlere Höhe h gefunden hat, ermittelt man für die einzelnen Flächen f₄ f₂ fs... die Auf- und Abträge und rechnet wie in den Tabellen 36 und 37. In nachstehender Tabelle ist eine solche Rechnung durchgeführt.

10

10

40

Tabelle 38.

Es sind

Der fehlende Boden wird entnommen:

Fläche

Auf-

in der trag Fläche zu verbauen

cbm cbm cbm cbm cbm

Abtrag

übrig fehlend aus Fläche

Trans-mit portweite

cbm

mal

cbm

I    I lO lO

I    I -r-l

MSI

SS I I

25

f₃ u. f₄

300

800

40    40

10

30

30

30

1100

40

Mittlere Transportweite 1100 : 30 = 37 m.

§ 71. Ermittelung der Böschungsflächen.

Es wird gewöhnlich die ganze Oberfläche des Erdbauwerks und was damit zusammenhängt nach der Schnur geebnet. Die Berechnung der Böschungsflächen ist mit Hilfe der Längen- und Querprofile etwa nach folgendem Muster auszuführen.

Tabelle 39.

Nr. des Profils

Breite der Böschung im Profil im Mittel

Länge

Fläche

qm

2,0+ 2,0 1,0 + 2,0

3,50

10,0

35,0

Bezeichnet b die Breite der Böschung, h die Höhe derselben und 1:n das Böschungsverhältnis, so ist nach Pythagoras

b² = (nh)² + h²; b = h \sn² + 1

Setzt man ^n² + 1 = a, so wird

(42)

b — ha.

Für die verschiedenen Böschungsverhältnisse ist a in nachstehender Tabelle angegeben.

Tabelle 40.

ci

^ 03 IO

O KD oi

Beispiel: Welche Breite hat eine Böschung, wenn n = 2 und h = 4 m Beträgt?

Nach Formel 42 ist b — ha, nach der Tabelle a = 2,24, folglich b = 4,0.2,24 = 8,96 in.

§ 72. Ertragsberechnung. ^

Der Beweis dafür, daß die Anlage einer neuen Landstraße aus wirtschaftlichen Gründen notwendig ist, wird bei Aufstellung des Entwurfs durch die Ertragsberechnung erbracht.

Bezeichnet man mit

A die Herstellungskosten für 1 km Straße in Mark,

B die vom Verkehr unabhängigen Unterhaltungskosten für 1 km in Mark, C die jährliche Frachtmenge in t,

1 die Länge der Straße in km,

ß die durch den Straßenanbau erzielte Frachtermäßigung für 1 t/km in Mark,

y die durch 1 t Last bewirkte jährliche Abnutzung auf 1 km Straße in Mark,

so ist der jährliche Nutzen der Straße —/-Ol Mark.

Ist dieser Betrag ausreichend hoch, um die Unterhaltungskosten 1 (B + y C) Mark zu decken und das Anlagekapital Al zu verzinsen, so ist der Bau der Straße nützlich; und es beträgt die der Bevölkerung zugute kommende Rente E für 1 M. Anlagekapital:

/?Cl-(B ₊ yC)l ^    Al

(43)

p _ [ß —V) 0 — B A

Beispiel: Es betrage die Fracht für 1 t/km auf unbefestigtem Wege 0,24 M. und auf der ausgebauten Straße 0,10 M., dann ist die Frachtermäßigung /- — 0,14 M. Werden nun jährlich 3000 t Güter befördert,

betragen die Anlagekosten für 1 km Straßenlänge 15000 M., ist B — 150 unb y — 0,03, so erhält man

(0,14 — 0,03) 3000 — 150

15 000

= 0,012 oder 1,2%.

Bei einer Bevölkerung von 3000 Personen wurde die Straße noch wirtschaftlichen Nutzen bringen, wenn man auf den Kopf der Bevölkerung einen jährlichen Güterverkehr von nur 11 rechnet.

§ 73. Der Überfichtsplan (Straßentrasse).

Die preußische „Instruktion" schreibt vor: Die Übersichtskarte ist in einem Maßstab 1:20000 bis 1:200000 zu geben und sind hierzu entweder gute vorhandene Karten, soweit sie im Handel zu haben sind, zu verwenden oder gesonderte Auszüge in entsprechender Ausdehnung zu fertigen. In dieser Karte sind alle konkurrierenden Linien, die Stationierung des Straßenzuges nach Haupt-stationen und die Anschlnßpnnkte oder bestehende Verbindungen mit bereits ausgebauten Straßen einzutragen.

In dem ÜbersichtsPlan wird hauptsächlich die Richtungslinie der Straße oder die Straßentrasse angegeben. Bei der Festlegung dieser Linie sind besonders folgende Punkte zu beachten:

pP

Fig. 90. Verkehrstrasse.

Jede Straße soll in erster Linie den Verkehr erleichtern. Dieses Ziel soll mit möglichst wenig Kosten erreicht und erhalten werden. Bei der Aufstellung von Entwürfen zu Straßenneubauten ist daher zu beachten:

1.    die Verkehrserleichterung soll möglichst groß und

2.    die Verkehrskosten sollen möglichst klein werden.

Unter Verkehrskosten versteht man die Summe der Transport-, Neubau- und Unterhaltungskosten.

Die Verkehrskosten werden im allgemeinen um so kleiner, je kürzer die Straße wird. Die gerade Linie ist der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten. Handelt es sich um die Verbindung zweier Orte miteinander, so wird man dem Wege eine möglichst gerade Linie geben. Sind drei Punkte ABC (Fig. 90) miteinander zu verbinden, so wird der Transport auf den Wegen AB, BC, CA am billigsten. Zieht man aber die Verkehrskosten, also die Transport-, Neubau- und Unterhaltungskosten in Betracht, so wird man besser die Wege AD, BD, CD bauen und wird die Lage des Punktes D so wählen, daß die Gesamtkosten am geringsten werden. Man nennt die so ermittelte Linie kommerzielle Trasse oder Verkehrstrasse.

Bei der Festlegung der wirklichen Baulinie muß den örtlichen Verhältnissen entsprechend oft von der Verkehrstrasse abgewichen werden, weil bei der Festlegung nicht nur die Verkehrsverhältnisse, sondern auch das Gelände und das Wasser bestimmend wirken.

Bei dem Gelände kommen nicht nur die topographischen, sondern auch die geognostischen Verhältnisse in Betracht, d. h. es sind nicht nur die Bodengestaltung und Bodenbenutzung, sondern es ist auch die Boden-beschaffenheit zu beachten.

Im allgemeinen soll sich die Straße dem Gelände möglichst anschmiegen, weil hierdurch an Erdarbeiten und Bauwerken gespart werden kann. Die Straße soll nicht nur den Verkehr von Ortschaft zu Ortschaft vermitteln, sondern sie soll auch die Bewirtschaftung der Ländereien erleichtern. Man wird häufig die erhöhten Kosten für den Grunderwerb der wertvolleren Ländereien nicht scheuen und die Straßen durch Felder und Wiesen hindurchführen, weil solche Straßen die besten Wirtschaftswege abgeben. Besonders wertvolle Grundstücke wird man allerdings zu umgehen suchen.

Die Bodenbeschaffenheit kann den Bau einer Straße sowohl fördern als auch ungünstig beeinflussen. Ersteres ist der Fall, wenn beim Bau der Straße zugleich Baumaterialien gewommen werden, letzteres hingegen tritt ein, wenn ausgedehnte Felsarbeiten den Bau erschweren oder Geländerutschungen und Erderweichungen denselben gefährden.

Das Wasser greift die Straße stets an, sei es als fließendes, stehendes oder zu Eis erstarrtes Wasser. Das fließende Wasser spült den Straßenkörper weg; das stehende Wasser weicht den Straßenkörper auf und vermindert dessen Festigkeit; das Eis lockert das Gefüge der Steinbahn befördert die Verwitterung der Materialen und erschwert daher den Verkehr. Auch werden durch Brücken, Durchlässe, Ufer- und Böschungsbefestigungen und durch andere Wasserbauten die Neubau- und Unterhaltungskosten der Straße vermehrt. Je mehr daher die Straße den Einflüssen des Wassers entzogen werden kann, desto besser.

Bei Straßen in der Ebene wird man von der geraden Linie abweichen, wenn Flüsse, bewohnte Orte usw. dieses bedingen, ferner, wenn man dadurch an Erdarbeiten sparen, Hindernissen, wie Senkungen, Sümpfen, Anhöhen usw. ausweichen oder die Straße möglichst trocken legen kann. Man sucht die Straße auf Rücken, die eine Art Wasserscheide bilden, oder, wo diese nicht vorhanden sind, auf den trockenen Boden, z. B. lehmigen

12

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Sand, grobkörnigen Sand oder sandigen Lehm zu legen. Stellen mit Kieslagern, Feldsteinen oder Steinbrüchen sucht man sich zu nähern.

Straßen im Gebirge. Liegt eine Straße im Tal, so heißt sie Talstraße, folgt sie dem Zuge der Wasserscheide eines Gebirges, so wird sie Hochstraße genannt, steigt sie einen Berghang empor, um ein Tal mit dem Nachbartal zu verbinden, so wird sie mit Steige bezeichnet.

Talstraßen haben gegenüber den Hochstraßen folgende Vorzüge:

a)    In den Tälern befinden sich die größten und bewohntesten Ortschaften, Fabriken und Hüttenwerke. Talstraßen geben bequeme Wirtschaftswege. Das Reisen in den fruchtbaren und geschützten Tälern ist meist angenehmer.

b)    Talstraßen steigen unmerklich; sie sind daher bequemer zu befahren als die oft auf und ab gehenden Hochstraßen.

c)    Das Material zum Bau. und zur Unterhaltung befindet sich meist an den Talwänden in der Nähe des Talweges, während es für Hochstraßen große Anfuhrkosten erfordert.

Dagegen haben Talstraßen folgende Nachteile:

a)    Talstraßen erfordern mehr Kunstbauten wie Brücken, Durchlässe, Futtermauern, Schutzwerke gegen Wasser.

b)    Talstraßen sind den Sonnenstrahlen und Winden weniger ausgesetzt, trocknen daher schwerer und kosten mehr Unterhaltung.

c)    Die Täler sind oft stark gekrümmt, dadurch wird die Straße lang. Der Grunderwerb kostet im Tale mehr.

Aus Vorstehendem ergibt sich: Talstraßen sind vorteilhafter und bequemer für Zugkraft und Reisende, aber teurer als Hochstraßen.

Talstraßen. Beim Aufsuchen der Wegelinie sind folgende Regeln

zu beachten:

a)    Die Straße ist möglichst weit ab von dem das Tal durchziehenden Wasserlauf zu legen, damit teure Schutzmittel gegen Strom und Eis vermieden werden. Muß ein größerer Wasserlauf überbrückt werden, so sucht man für die Übergangsstelle eine möglichst regelmäßige Flußstrecke aus, so daß starke Krümmungen oberhalb und unterhalb der Brücke vermieden werden; dann führt man die Straße möglichst rechtwinklig über den Fluß, um die Brücke kurz zu halten.

b)    Die Straße soll leicht austrocknen; sie soll daher für Sonnenschein und trocknende Winde möglichst zugänglich sein. Man legt sie zu dem Ende, wenn tunlich, auf die von Norden nach Süden oder von Osten nach Westen fallenden Hänge, weil dort der Schnee am ersten schmilzt und der Ostwind die Straße austrocknet. Es ist dieses besonders bei engen Tälern wichtig, wo wenig Sonnenschein hinkommt und znweilen auch wenig Längengefälle vorhanden ist. Man sucht die Straße möglichst frei zu legen, indem man die den Lnftzug hemmenden Gegenstände beseitigt. In Wäldern werden mitunter die Bäume beiderseits der Straße entsprechend entfernt; den Sommerweg legt man auf die südliche und östliche, die Steinbahn auf die nördliche und westliche Seite.

c) Zur Annäherung an Plätze der Materialgewinnung uni) zur Umgehung teurer Grundstücke und ungünstiger Baustellen sind oft Umwege gestattet.

Hochstraßen sind so zuführen, daß sie möglichst viele Ortschaften berühren, daß sie Steinbrüchen und Kieslagern möglichst nahe kommen, weil diese Material zum Bau und zur Unterhaltung der Straßen liefern.

Steigen dürfen mit Rücksicht auf den Verkehr ein gewisses Steigungsverhältnis 1: n nicht überschreiten. Soll eine Straße vom Punkte A bis zum Punkte B um die Höhe h steigen, so muß die horizontale Entfernung 1 beider Punkte beim Steigungsverhältnis 1: n betragen

(44)

1 = n h.

Ist 1 < nh, so muß mau die Straßeuliuie entwickeln, d. h. man muß unter Benutzung der Geländeformen eine der obigen Gleichung entsprechend lange Linie mit dem Gefällverhältnisse 1: n zwischen den zu verbindenden Punkten aufsuchen. Die gebräuchlichsten Entwickelungsformen im Straßenbaue sind die Talkehren und die Serpentinen.

Sind Seitentäler vorhanden, so wird man im Seitentale aufwärts gehen, bis ein Übergang ohne Schwierigkeit möglich ist (Talkehre); sodann kehrt man an der anderen Seite des Seitentales zurück und kommt um so viel höher am Hang des Haupttales heraus, als es dem Umwege entspricht.

Fehlen solche Seitentäler, so kann man die Straße auf einem Talhange entwickeln, indem man im Zickzack auf demselben aufsteigt und die dadurch sich bildenden Spitzkehren durch Kurven mit dem kleinsten zulässigen Halbmesser abrundet, Plattformen oder Serpentinen einschaltet. Plattformen und Serpentinen sollen möglichst an solche Stellen des Hanges gelegt werden, die weniger steil sind, damit an Erdarbeit erspart wird.

Die Zahl der in der Straßenlinie vorkommenden Serpentinen, Plattformen oder Kehren ist theoretisch gleichgültig, für die praktische Ausführung der Straße jedoch nicht, weil diese Wendungen in mäßigerem Gefälle gehalten werden müssen, daher durch dieselben nur eine geringe Höhe gewonnen wird und sie überdies viele Erdarbeiten erfordern, auch für den Verkehr lästig sind. Die Zahl der Kehren ist daher möglichst zu beschränken.

12*

§ 74. Der Lageplan (Krümmungshalbmesser).

Die preußische „Instruktion" von 1871 schreibt vor:

„In dem besonderen Lageplane ist alles Bestehende schwarz, alles auf das Projekt Bezügliche zinnoberrot einzutragen und ebenso zu beschreiben. Die Gelände sind in den gebräuchlichen Farben, insbesondere aber die alten Wege blaßbraun und die neue Straße, sofern sie in voller Breite aufgetragen ist, blaßrot anzulegen. In der Regel wird es genügen, den projektierten Straßenzug in seiner Mittellinie darzustellen."

„Diese Mittellinie ist in Stationen von je 100 m Länge zu teilen, die mit 0 am Anfangspunkt beginnend, mit nach rechts fortlaufenden Zahlen bezeichnet werden. Außerdem ist bei je 50 m ein Zwischenpunkt einzuschalten. Jede zehnte Zahl wird durch Beischreibung einer ebenso beginnenden fortlaufenden römischen Zahl als Hauptstation hervorgehoben. Straßenzüge von mehr als 5000 m Länge sind in Sektionen zu teilen, welche mit ganzen Stationen oder mit den Grenzen der einzeln bauenden Gemeinden abschneiden. Die Stationen laufen jedoch durch."

„Die Situation ist in genügender Breite von wenigstens J00 m zu jeder Seite des Straßenzuges anzugeben."

Der Lageplan bildet den Grundriß der Straße. In ihm ist namentlich die Richtung der Straße mit all ihren Krüminungen genau festzulegen. Hierbei sind folgende Regeln zu beachten:

Die gerade Linie ist zwar der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten, doch wird man für die Straßenrichtung nicht immer die gerade Linie einhalten. Einmal sind lange gerade Strecken für den Reisenden sehr ermüdend und zum andern werden oft Hindernisse eintreten, wie Berge, Flüsse, Sümpfe usw., denen man ausweichen muß, oder man will durch die Abweichung von der geraden Linie Vorteile erlangen. Eine kleine Abweichung von der geraden Linie bewirkt außerdem auch nur eine geringe Verlängerung der Straße; eine Abweichung von 15° z. B. nur eine solche von 3,5%.

Man wird daher die Straße aus verschieden gerichteten geraden Strecken zusammensetzen und diese durch berührende Kreisbögen untereinander verbinden. Die Größe der Halbmesser für diese Verbindungsbögen wird je. nach den besonderen Umständen sehr verschieden sein; man wird den Halbmesser möglichst groß zu gestalten suchen. Es kommen jedoch auch Fälle vor, namentlich bei Gebirgsstraßen, wo der Krümmungshalbmesser mit Rücksicht auf das Gelände möglichst klein genommen werden muß.

Der kleinste Krümmungshalbmesser richtet sich im allgemeinen nach den längsten dort verkehrenden Fuhrwerken. Er ist ab-

II. Landstraßen.

00

hängig von der Länge des Fuhrwerks, von dem Achsstande, der Spurweite und Drehbarkeit des Wagens, auch von der mehr oder weniger freien Lage der Straße. Sind Vorder- und Hinterachse eines Wagens vollkommen drehbar, und ist die Straße nicht durch Häuser, Bäume usw. eingeengt, so daß die Last nach jeder Seite über die Straße hinausragen kann, so kann man mit der längsten Last einen rechten, ja sogar einen spitzen Winkel fahren. Sind die Achsen nicht drehbar und soll das Fuhrwerk nicht über die Fahrbahn hinausragen, so ergibt sich aus Fig. 91:

(R + B)² = (E + B₁)² + L²

2_B²

(45)

2(8 — Bj)

In dieser Formel bedeuten B den kleinsten Krümmungshalbmesser, B die Breite der Fahrbahn, die Breite des Wagens und L die Länge des Fuhrwerks einschließlich der Bespannung. Weil an langen Fuhr-

v-

ü'

/»

<y

Fig. 91. Krümmungshalbmesser.

Fig. 92. Krümmungshalbmesser.

werken wenigstens die Vorderachse drehbar ist, so findet man den kleinsten Krümmungshalbmesser hierfür auch aus folgender Annäherungsformel:

28

(46)

Nach Fig. 92 ist:

(E + B)² = L² + R²

2 RB + B² = L² oder annähernd E + ™-

Die von den verschiedenen Behörden erlassenen Bestimmungen über die Größe des anzuwendenden Krümmungshalbmessers weichen sehr voneinander ab. Die hannoversche technische Anweisung setzt fest, daß der Krümmungshalbmesser nach der Formel 46 bestimmt werden soll, doch sollten Halbmesser unter 9,4 m nur in außergewöhnlichen Fällen in Anwendung kommen. In der preußischen Instruktion von 1871 ist kein Mindestmaß für den Krümmungshalbmesser angegeben, doch ist bestimmt, daß bei Halbmessern unter 7,4 m auf eine angemessene Verbreiterung der Steinbahn Bedacht genommen werden soll. Für die sog. Prämienstraßen in Westfalen (die unter Beihilfe der Provinz gebaut werden) gilt als Vorschrift: „In Krümmungen darf der der Mittellinie zugehörige Krümmungshalbmesser nicht unter 50 m lang sein. Nur in Ausnahme-fällen darf ein Halbmesser von 30 m angewendet werden, doch ist in diesem Falle die Steinbahn und das Planum angemessen zu verbreitern.'

In Württemberg betragen die kleinsten Krümmungshalbmesser gewöhnlich bei Wendungsplatten 13 m, sonst 25 m. In Sachsen ist als kleinster Halbmesser 25 m für Kommunalwege, 30 in für Feldwege, auf denen Langholz gefahren wird, und 12 m für gewöhnliche Feldwege anzunehmen.

Krümmungen legt man mit Vorliebe in die Brechpnnkte des Gefälles, weil alsdann die Gefälländerungen weniger hervortreten. Auch wird man die Krümmungen so zu legen suchen, daß die Erdarbeiten möglichst gering werden.

§ 75. Der Höhenplan (Steigungsverhältnisse).

Die preußische „Instruktion" von 1871 enthält darüber — außer den in § 73 aufgeführten Bestimmungen — folgendes:

„Die Längen werden nach dem Maßstabe des zugehörigen Lageplanes, in der Regel im Verhältnis 1:5000 der natürlichen Größe; die Höhen nach einem 25mal größeren Maßstabe, also im Verhältnisse von 1:200, so daß 5 mm einen Meter darstellen, aufgetragen. Mehr als zwei Dezimalstellen sind nicht zu vermerken."

„Die Stationierung erfolgt von links nach rechts, wie bei der Mittellinie des Straßenzuges im Lageplane."

„Die zwischen den ganzen und halben Stationspunkten durch die Unebenheiten des Geländes bedingten Nivellementspunkte erhalten keine besondere Nummer, sondern werden nach ihrer Entfernung vom vorhergehenden Stationspunkte bezeichnet."

„Die Ordinaten der Hauptstationen sind mit stärkeren, die der anderen Stationen und Zwischenpnnkte mit schwächeren schwarzen Linien auszuziehen. Die Geländelinie ist in kräftiger schwarzer, die Planumslinie (Gradiente) der Straße in kräftiger zinnoberroter Linie anzugeben. Über den Normalhorizontalen sind in besonderen Reihen die Beschaffenheit des Bodens mit Farbe und Schrift, sowie die Gefällverhältnisse mit roten Ziffern anzugeben. Nahe über den Normalhorizontalen sind die Entfernungen der Stationen und Zwischenpunkte und darüber längs den Ordinatenlinien die Geländeordinaten in Schwarz, über diesen die Planums-ordinaten in Zinnoberrot in regelmäßiger und übersichtlicher Anordnung einzutragen."

„Die über der projektierten Planumslinie liegenden Abträge sind schwärzlich, die unter derselben liegenden Aufträge rot anzulegen."

„Die Sohlen der Seitengräben werden nur da eingetragen, wo ihr Gefälle von dem der Straße abweicht, und zwar die auf der rechten Seite der Straße in blauer Linie, die auf der linken Seite blau punktiert."

„Die absolute Höhe des Abtrages ist unter der Planumslinie mit schwarzen und die des Auftrages über dieser Linie mit zinnoberroten Zahlen einzuschreiben. Dieselbe ist auf zwei Dezimalstellen abzurunden."

„Alle in der Straßenlinie zu errichtenden Bauwerke, als: Brücken, Durchlässe usw., sind in charakteristischer Weise mit zinnoberroten Linien einzutragen und über der Planumslinie unter Angabe ihrer Weiten mit der gleichen Schrift zu benennen."

„Die Ausdehnung und Benennung der durchschnittenen Ortschaften ist unter der Planumslinie anzugeben."

Bei der Festlegung der Höhenlinie (Gradiente) sind folgende Regeln

zu beachten:

1. Höhenlage. In der Regel legt man die Straßen, um die Steinbahn möglichst trocken zu halten, etwas höher als die anliegenden Ländereien. Man gewinnt den dazu erforderlichen Boden durch Vergrößerung der Seitengräben. Jedenfalls muß die Unterkante der Besteinung über dem mittleren Wasserstande des Grabens liegen.

Nach der preußischen Instruktion vom 17. Mai 1871 soll die Straßenkrone wenigstens 0,6 m über den bekannten höchsten Wasserstand, welcher die Straße erreicht, gelegt werden. Straßen, welche dein Hochwasser ausgesetzte Niederungen durchschneiden, müssen mit der Kronenkante in die Höhe des anliegenden Geländes gelegt werden, wenn das Hochwasser durch Mulden und Brücken nicht genügenden Abfluß hat. Im andern Falle kann der Aufstau für die oberhalb belegenen Ländereien und für den Straßendamm schädlich werden.

Bei Feststellung der Straßenhöhe ist auch darauf zu achten, daß hohe Auf- und Abträge vermieden werden, und daß die Auf- und Abträge sich möglicht ausgleichen, wobei zu berücksichtigen ist, daß der Boden im Auftrage sich um etwa 5°/₀ gegenüber dem im Abtrage lockert.

2. Steigungen. Will man die Steigung einer Straße festlegen, so kann man davon ausgehen, daß man eine gleichwertige Länge einer horizontalen Bahn ermittelt, welche einem Meter Steigung, also der Hebung der Last um 1 m entspricht. Bezeichnet man diese Länge mit x, den

1:200

1:100

1:80

o o o

V] V] GO O ^ Ol

1:50

1:25

1:20

o o o

"co 'crt 05 M CD

Neigung

Genergte

Länge

Widerstandskoeffizienten mit ^ und das Verhältnis des Gewichtes eines Zugtieres zu seiner Zugkraft mit a, so ist:

x=j+a'

x z = (P + Pu) 1; Pj = a z; z = [x P; x z = P + a z; x —    +-^ ;

x = ,lP + a-7 + a'

wenn P das Gewicht des Wagens, Px das Gewicht des Zugtieres und z die Zugkraft bedeutet?) Es schwankt a zwischen 4 und 5.

Beispiel: Bei einer guten, trockenen Chaussee beträgt nach Tabelle 41 /t — 0,03; setzt man a — 5, so wird

x —

denn es ist:

(47)

0,03

“h 5 — 35 m,

d. h. es erfordert dieselbe Arbeit, wenn eine Last 1 m hoch gehoben oder auf dieser Straße 35 m weit horizontal bewegt wird. Bei einer Steigung 1: 200 hat man z. B. auf 200 m Länge 1 m Steigung; es ist daher gleichwertig, ob die Last auf einer 1: 200 geneigten Straße 200 m weit oder auf einer horizontalen Straße 235 m weit fortbewegt wird, ob man die Last auf einer horizontalen Straße 1 m oder auf der 1: 200 ge-

= 0,85 m weit fährt. Auf diese Weise ist nachstehende

200

neigten Straße Tabelle berechnet worden:

235

Tabelle für [i = 0,03 1 m horizontal ist gleichwertig mit

Neigung

Genergte

Länge

Vorstehende Tabelle gewährt einen guten Anhalt für den Vergleich der Transp orkosten bei den verschiedenen Steigungen. Es erfordert z. B. die gleiche Arbeit, wenn eine Last auf einer guten, trockenen Steinbahn

¹) Vergl. Zeitschrift für Transportwesen und Straßenbau 1903, S. 261.

horizontal 1 m weit, in einer 1: 200 geneigten Strecke 0,85 m weit oder in einer 1 : 20 geneigten Strecke 0,36 m weit gefahren wird.

Der Widerstandskoeffizient ^ ist für die verschiedenen Straßen und Wege ermittelt, von deren Beschaffenheit er wesentlich abhängt. Nach Laißle hat derselbe die in nachstehender Tabelle angegebenen Mittelwerte.

Tabelle 41.

fi

Fahrbahnbefestigungen

Erdbahnen.

Loser Sand .... Schlechter Erdweg . . Trockener, fester Erdweg

0,15

0,1

0,05

Frisch aufgeworfene Steinbahn Kotige Steinbahn .... Trockene gute Chaussee. .    .

Steinbahnen.

0,157

0,04

0,03

Pflasterstraßen.

Schlechtes Steinpflaster .... Gutes ebenes Steinpflaster . . . Desgl. im günstigsten Falle . . .

Gutes Holzpflaster......

Asphaltstraße........

Festgefahrene Schneebahn (Schlitten)

0,04

0,02

0,013

0,018

0,0075

0,033

Bezeichnet P das Gewicht eines beladenen Wagens und a den Widerstandskoeffizient, so ist die Zugkraft auf wagerechter Bahn:

(48)

Bezeichnet ferner Pt das Gewicht der Bespannung, 1 die Länge der geneigten Fahrbahn und h die Gesamtsteigung, so ist die zur Überwindung der Steigung erforderliche Zugkraft:

(49)

w₂=(P+Pi)-r

Weil bei Straßen AB nicht wesentlich größer als A C ist (Fig. 93), so kann man AC für AB setzen, und es ist annähernd:

h _ h 1 T— AG

(50)

W₂ = (P.+ P₁)|.

Der Gesamtwiderstand auf geneigter Bahn beträgt bei der Bergfahrt: W₃ = MP + (P + P,)|

(51)

und bei der Talfahrt:

Wa^uP-CP + P!)!.

Die genaue Formel für die Bergfahrt lautet:

W₃ = m P cos « + (P + Pj) sin «,

(52)

(53)

wenn a den Neigungswinkel bedeutet.

Bei Festlegung der Straßenlinie sind jedoch nicht nur die Transportkosten, sondern auch die Neubau- und Unterhaltungskosten in Rechnung zu ziehen, wie in § 73 näher angegeben ist.

Über Höhenlage und Steigung sind verschiedene Vorschriften erlassen. Die preußische Instruktion von 1871 sagt z. B. hierüber:

„§ 11. Die Kronenlinie ist in Verbindung mit der Richtung der Straße so zu legen, daß hohe Auf- und Abträge vermieden werden und

ff

-o;

7k“ “I

-- hn

Fig. 93. Bergfahrt.

! ÖD

übermäßige Steigungen ohne dringende Notwendigkeit nicht vorkommen. Dabei ist ein häufiger Wechsel des Steigens und Fallens zu vermeiden, und bei Überschreitungen von Bergen und Wasserscheiden die Verteilung des Gefälles derart anzustreben, daß, bevor die größte Höhe nicht erreicht ist, die einmal gewonnene Höhe ohne besondere Umstände nicht aufgegeben werde."

0/

lOr

„§ 12. Als Maximalsteigungen gelten in der Regel: in gebirgigen Gegenden.    .    .    .    1:20 =

im Hügellande int Flachlande.

1:25 =

1:40= ,,

1:16 = 6V₄°/o, 1: 20 = 5    „

1:30 = 37s „ .

Die Verwaltung der Provinz Westfalen knüpft ihre Beisteuer für den Neubau der sog. Prämienstraßen an die Bedingung, daß das stärkste Längengefälle dieser Straßen höchstens betrage: im Gebirge . im Hügellande in der Ebene.

Die hannoversche technische Anweisung von 1860 schreibt folgende Maximalsteigungen vor:

.    .    1:24 = 4,1 %,

.    .    1:30 = 3,3 „

.    .    1:40 = 2,5 „.

Abweichend hiervon bestimmen die „Regeln über die allgemeine Bauart der Landstraßen und Chausseen in der Provinz Hannover" vom 25. April 1873 die größte Steigung im Gebirge zu 1: 20 = 5 °/₀.

Ob eine Ermäßigung des Steignngsverhältnisses nach dem oberen Ende langer, ansteigender Strecken zu empfehlen ist, darüber gehen die Ansichten auseinander.

Die preußische Instruktion von 1871 bestimmt hierüber: „Bei anhaltenden Steigungen von größerer Gesamthöhe als 30 m, und wenn eine stärkere Steigung als 4 °/₀ angewendet wird, ist auf jede folgende Höhe von 30 m die Steigung um wenigstens je ¹/₂⁰/₀ zu vermindern, was so lange fortzusetzen ist, bis dieselbe 4 °/₀ erreicht hat. Können die Maximalsteigungen von mehr als 4 °/₀ auf längere Strecken nicht vermieden werden, so sind in Entfernungen von 600—800 in Ruheplätze von mindestens 30 m Länge, denen höchstens eine Steigung von 1 % gegeben werden darf, anzulegen."

Nach den hannoverschen Vorschriften, die ähnliche Bestimmungen über die Verminderung der Steigungen auf langen Strecken enthalten, soll von dieser Verminderung abgesehen werden, wenn den Geländeverhältnissen die Einschiebung geeigneter Zwischenstrecken von geringerer Steigung besser entspricht.

Professor Launhardt faßt dagegen seine Untersuchungen über diesen Gegenstand in dem Satze zusammen: „Um die Transportkosten auf einer Straße möglichst klein zu gestalten, ist der höchste und tiefste Punkt derselben durch eine gleichmäßig ansteigende Linie zu verbinden. Jede Senkung und Erhebung des Längenprofils unter oder über diese Linie ist so gut ein verlorenes Gefälle, wie eine unnütz überschrittene Höhe."

3. Horizontale und wellenförmige Strecken. Die preußische Instruktion von 1871 bestimmt in § 15: „Horizontale Strecken sind nur dann zulässig, wenn die Straße eine freie Lage hat und eine besonders gute Entwässerung stattfindet."

Weil eine horizontale Strecke im allgemeinen schlechter entwässert als eine solche mit Längsgefälle, so sucht man mitunter die Horizontale dadurch zu vermeiden, daß man der Straße einen wellenförmigen Längenschnitt gibt. Einen solchen Längenschnitt sollte man jedoch nur in Aus-

§ 76. Querprofile.

nahmefällen zur Anwendung bringen, tveil jede Welle eine Erschwernis für den Verkehr bildet. Die Entwässerung der Straße kann man bei horizontaler Bahn und horizontalem Gelände oft dadurch verbessern, daß inan den Seitengräben wellenförmiges Sohlengefälle gibt, so daß dieselben mit schwachem Gefälle das Tagewasser den die Straße durchschneidenden Wasserzügen zuführen. Das Gefälle soll nach von Kaven mindestens 1: 700, nach der hannoverschen technischen Anweisung mindestens 1 : 800 betragen.

I. Die einzelnen Teile einer Straße. Man nennt die wagerechte Entfernung von B nach C (Fig. 94) die Breite der Straße oder die Planumsbreite; die gebogene Linie BC bildet die Straßenkrone und die Kanten in B und C heißen Kronenkanten. AB ist eine Dammböschung, DE eine Abtragsböschung. Zeigt ein Straßenquerschnitt gleichzeitig Damm- und Abtragsböschung, so sagt man, „die Straße liegt im Anschnitt"; liegt die Straßenkrone höher als das Gelände, so bildet der

-----% c -x- - d -

Fig. 94. Straßenquerschnitt.

Straßenkörper einen Damm; wird die Straßenkrone unter die Geländehöhe gelegt, so entsteht ein Einschnitt oder ein Tunnel. Der befestigte Teil b der Straßenkrone heißt Fahrbahn oder Steinbahn. Neben der Fahrbahn liegen zwei Bankette a und c oder ein Bankett a und ein Sommerweg c. Sind zwei Bankette vorhanden, so dient das eine als Fußweg (Fußgängerbankett), das andere zur Ablagerung der Materialien (Materialienbankett). Statt der Materialienbanketts wird mitunter ein Sommerweg angelegt, der in erster Linie für Reitpferde und unbeschlagene Zugtiere dienen soll, aber in ausgedehntem Maße von bent landwirtschaftlichen Verkehr gebraucht wird. d ist die Grabenbreite. Am oberen Rande der Abtragsböschung nnd am Fuße der Dammböschung befinden sich in der Regel sog. Schutzstreifen oder Stellwannen.

2. Die Straßenbreiten. Die Breite der Landstraßen richtet sich in erster Linie nach dem Verkehr, dem sie dienen soll. Die Straße muß mindestens eine solche Breite haben, daß zwei Fuhrwerke sich gegenseitig ausweichen können. Zu schmale Steinbahnen sind unvorteilhaft. Bei 3,0—3,5 m Breite bleiben die Fuhrwerke notgedrungen in der Mitte, und es werden infolgedessen nur die Stellen der Fahrbahn angegriffen, die der Lage der Räder entsprechen, der übrige Teil der Fahrbahn bleibt unbenutzt. Ist die Breite aber 3,5—4 m, so ändern die Fuhrwerke schon mehr ihre Fahrlinie und die Abnutzung wird gleichmäßiger, die Unterhaltungskosten werden mithin geringer. Daß durch zu große Breite die Kosten wieder erhöht werden, ist selbstverständlich. Eine Breite der Fahrbahn von 4,5 in wird für mittleren Verkehr häufig als die billigste angesehen.

In Preußen gilt für öffentliche Wege nach der Instruktion von 1871 im allgemeinen 7 in als geringste, 12 in als größte Planumsbreite. Für Abweichungen soll die ministerielle Genehmigung eingeholt werden. Die gebräuchlichsten Abmessungen gibt folgende der Instruktion beigefügte Tabelle.

Tabelle 42.

Breite in Metern

Steinbahn . . . . Sommerweg.... Materialbankett . . Fußweg.....

O    »o

iO CO CM iH

^ O »O CD Xh CO tH

iQ_

cm"" t-T cT

>r >r ^ ^

o Ol Ol o

¹ CO | _üt

V "o I "oa

.pi

iO    ¹ tH T-H

O    I CC_ CM

Ol

Ol

CO "oc

O Qi

Zusammen: 11,5 10,0 9,5 9,0 9,0 9,0 8,0 7,5 7,5 7,5 7,0

Die hannoversche technische Anweisung von 1860 gibt für die Gesamtbreite keine Maße an. Sie bestimmt nur, daß die Breite der Steinbahn mindestens 3,5 m, höchstens 5,8 m betragen soll; dieselbe darf nicht größer sein, als nach Größe und Beschaffenheit des Verkehrs, nach der Beschaffenheit des Materials und dem Grundriß des Weges erforderlich ist. Nach den „Regeln über die allgemeine Bauart der Landstraßen und Chausseen in der Provinz Hannover" vom 25. April 1873 sollen die einzelnen Teile mindestens folgende Breiten erhalten.

Tabelle 43.

Fußweg

Planum

Fahrbahn

Sommer-

weg

Material

bankett

Straßen mit Sommerweg . ohne Sommerweg . mit Klinkerbahnen.

UO CD iO CO ^ CO

O | to CO I CM

iO

I CM

iO

CM^

Für die Prämienstraße in der Provinz Westfalen sind folgende Breiten vorgeschrieben:

„Die Breite des Planums muß mindestens 7,5 m betragen. Wird in geschlossenen Ortschaften diese Breite durch örtliche Verhältnisse erheblich erschwert, so kann eine entsprechende Verringerung der Planumsbreite eintreten. Die Breite der Steinbahn muß aber auch an solchen Stellen mindestens 4 m betragen. Bei einer Höhe des Straßendammes von 2 m und darüber kann die Kronenbreite desselben um 0,50 m verringert und durch Lagerplätze, die in je 150 m Entfernung voneinander anzulegen sind, für die Ablagerung der Unterhaltungsmaterialien gesorgt werden."

Professor Laißle empfiehlt im Handbuch der Ingenieur-Wissenschaften (I. Band, 4. Abt., 3. Ausl., S. 81) folgende Planunisbreiten für Straßen, die neben der Steinbahn nur zwei schmale Bankette oder auf einer Seite einen erhöhten Fußweg enthalten:

a) Hauptstraßen (Staatsstraßen, Poststraßen) — 6—10 m, und zwar: bei einem täglichen Verkehr von über 300 Zugtieren 10 m,

" „ ...... 100—300

„    „    „    „    „    50—100

b) Vizinalstraßen

4,5-5,5 „ .

Nach der preußischen Instruktion von 1871 sollen die Straßen--gräben mindestens 0,5 m Sohlenbreite und 0,5 m Tiefe haben. Die Schutzstreifen längs des äußeren Grabenrandes oder am Böschungsrande sollen eine Breite von je 0,5—0,6 m erhalten.

3. Das Quergefälle. Um das Regenwasser möglichst schnell von der Straße abzuführen und das Aufweichen der Fahrbahn oder das Versumpfen der Straße zu verhindern, gibt man der Straße Quergefäüe. Der angestrebte Zweck wird um so besser erreicht, je steiler man die Querneigung anordnet, dabei ist jedoch zu beachten, daß zu starke Querneigung den Verkehr erschwert, unter Umständen, z. B. bei Glatteis, ernstlich gefährdet. Je glatter die Fahrbahn ist, und je mehr Längsgefälle die Straße hat, um so leichter kann das Wasser abfließen, um so schwächer wird man die Querneigung machen können.

Die preußische Instruktion von 1871 sagt hierüber: „Das Quergefälle der Steinbahn richtet sich zum Teil nach dem Längengefälle der Straße, so daß bei starkem Längengefälle ein geringes Quergefälle angewendet wird. Außerdem wird dasselbe durch die größere oder geringere Härte des Materials bedingt. Nach erfolgter Befestigung der Steindecke muß dieselbe bei festem Material ein Quergefälle von 3—5 cm, bei mäßig festem ein solches von 5—6 cm für ein Meter der halben Breite der Steinbahn nachweisen. Der Sommerweg und die Bankette erhalten ein

Quergefälle von 4—5 cm für ein Meter Breite." Das Quergefälle soll demnach betragen:

= 0,03—0,05, bis 1: 16²/s = 0,05—0,06, bis 1:20    =0,04—0,05.

bei festem Material .    . . . 1: 33*/₈ bis 1: 20

bei mäßig festem Material . . 1: 20 für Sommerwege und Bankette . 1: 25

Für die sog. Prämienstraßen in Westfalen ist ein Gefälle von 4—6 °/o vorgeschrieben.

In der Regel gibt man der Straßenoberfläche von der Mitte aus eine Neigung nach beiden Seiten und fängt das Wasser in seitlichen Gräben oder Rinnen auf. Nur in Ausnahmefällen, etwa bei steilen Bergstraßen oder bei Gleiseinbettungen, kommt eine einseitige Neigung der Straße, nach dem bergseitigen Graben hin, vor. Man will durch diese Anordnung bei den Bergstraßen ein Abgleiten der Wagen gegen den Abhang hin vermeiden.

Man kann nun das Regemvasser von der Straßenmitte aus mittels einer bogenförmigen Fläche nach beiden Seiten abführen oder der Straße von der Mitte aus nach beiden Seiten geneigte Ebenen geben; man kann die Kronenbreite bogenförmig oder dachförmig gestalten. Beide Formen haben ihre Vorzüge und ihre Nachteile.

Bei der Dachform setzt sich die Kronenlinie des Querschnitts aus zwei von der Seite her nach der Mitte hin ansteigenden Geraden zusammen, welche man jedoch gewöhnlich durch einen kurzen Kreisbogen vereinigt. Das Profil ist leicht herzustellen, Fahrbahn und Fußweg erhalten im allgemeinen die gleiche, für den Verkehr bequeme Neigung, aber die ebene Fläche fährt sich bald hohl, der Wasserabfluß wird dadurch bedeutend verschlechtert, und die hohle Stelle zeigt sich in der ebenen Fläche viel schärfer als in einer etwas gewölbten Bahn.

Für die Bogenform wählt man häufig die Kreislinie, mitunter auch die Parabel. Im allgemeinen ist die Bogenform wegen des nach den Seiten zunehmenden Gefälles weniger bequem für den Verkehr, die Fußwege müssen entweder stark geneigt werden, oder es entsteht zwischen Fußweg und Fahrbahn ein Wassersack. In einer gewölbten Fahrbahn macht sich aber die Abnutzung weniger bemerkbar, auch wird wegen des nach der Seite stärker werdenden Gefälles der Wasserabfluß aus flachen Mulden weniger gehindert als bei dachförmigen Fahrbahnen. Will man die Vorzüge der Bogen- und Dachform möglichst vereinigen, die Nachteile beider Formen aber nach Tunlichkeit vermeiden, so gibt man dem Querprofil der Straße die in Fig. 95 dargestellte „überhöhte Dachform". Das Gefälle nimmt von der Mitte aus nach den Seiten hin gleichmäßig aber wenig zu, der Wassersack zwischen Fahrbahn und Bankett wird möglichst flach, die Abnutzung der Fahrbahn macht sich wenig bemerkbar, die Entwässerung der unregelmäßig abgenutzten Fahrbahn bleibt günstig.

\6

r- --

A.

Fig. 95. Überhöhte Dachform.

Weil das Gefälle von der Mitte nach der Seite hin zunimmt, so wird auch die Geschwindigkeit des seitlich fließenden Tagewassers zunehmen,

rr;

i ^-|üj !

' -Hai i ¹    i    i

^    i    i    zr

Qj

Sc

Big. 96. Wölbung der Fahrbahn.

und die etwa mitgeführten Schlammteilchen können nicht so leicht auf der Fahrbahn ablagern. Man findet die in Fig. 96 bezeichneten Ordinaten der Profile aus nachstehender Tabelle.

Tabelle 44.

h₃

h₂

Parabel ....

Kreis.....

Überhöhte Dachform Dachform . . .

0,75 h 0,71 h 0,63 h 0,60 h

0,44 h 0,43 h 0,33 h 0,30 h

0,94 h 0,94 h 0,88 h 0,86 h

Aus der Tabelle ergibt sich, daß das Gefälle an den Rändern der Steinbahn bei der Parabel am größten, bei der Dachform am kleinsten, bei der überhöhten Dachform gering ist.

Fig. 97. Profilbrett.

Bei der Herstellung der Fahrbahn benutzt man zur Formgebung mit Vorteil Profilbretter nach Fig. 97, die mit Lot oder Libelle versehen sind.

Aufgabe: Ein Profilbrett für eine Steinschlagbahn mit mäßig festem Material und 5,0 m Breite ist zu berechnen. Die Fahrbahn soll überhöhte Dachform erhalten.

Auflösung: Es ist h = 0,055 •    = 0,138 m.

Aus Tabelle 44 folgt:

hj = 0,88.0,138 = 0,121 m, h₂ = 0,63.0,138 = 0,087 h₃ = 0,33.0,138 = 0,046 ...

B. Ausführung der Arbeiten.

a) Unterbau der Straßen (Erd- und Planumsarbeiten).

Mit Straßenunterbau bezeichnen wir den Erdkörper der Straßen und die zur Sicherung desselben erforderlichen Anlagen. Der Unterbau hat den Zweck, die Verkehrsbahn (den Oberbau) sicher und dauernd zu tragen.

§ 77. Herrichtung des Baugrundes.

Roden. Mutterboden. Rasen. Bevor mit der Herstellung des Erdkörpers begonnen wird, muß die Baustelle von allen Bäumen und Sträuchern befreit werden. Die etwa vorhandene Ackerkrume wird je nach ihrer Stärke 15—50 cm tief abgehoben und seitwärts ausgesetzt; sie soll zur späteren Deckung der Straßenböschungen verwendet werden. Findet sich Rasen vor, so wird dieser mit Hilfe eines Wiesenbeils oder eines Spatens abgeschält, und zwar in annähernd quadratischen Stücken von 30—40 cm Seitenlänge oder in etwa 30 cm breiten Streifen von 2—3 m Länge. Erstere werden in Haufen gesetzt, letztere in Walzen zusammengerollt aufbewahrt, so daß die einzelnen Stücke der Luft zugänglich bleiben. Bei trockener Witterung sind die Haufen und Walzen zu begießen. Die Dicke der Rasen beträgt 5—8 cm, bei Moorrasen bis 10 cm. Der Rasen bildet ein wertvolles Mittel zur Befestigung der Böschungen.

In der hannoverschen technischen Anweisung heißt es: „Führt die Straße über ein Terrain, in welchen: Baumwurzeln stehen, so sind die in der Fläche der Steinbahn befindlichen Wurzelstöcke zu beseitigen, wenn sie nicht durch Aufschüttung des Erddammes mindestens zwei Fuß (63 cm) hoch mit Erde bedeckt werden. In: Bereiche des Banketts und Sommerweges ist die Beseitigung der Baumwurzeln nur so weit erforderlich, als dieselben der Benutzung dieser Straßenteile nachteilig sind (§ 23)." „Auf sandigem Terrain ist bei Beginn der Planumsarbeit die Muttererde zu-

13

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

vörderst abzuräumen und demnächst zur Befestigung der Oberfläche der Straße, der Böschungen, Gräben usw. zu verwenden."

Formular V Nr. 3ä der Rheinischen Provinzial-Straßenverwaltung enthält folgende Vorschrift: „Über die Notwendigkeit des Rodens, das in Austragsstrecken in der Regel nicht mehr stattfindet, wenn die Dämme 1 m Höhe überschreiten, entscheidet in jedem einzelnen Falle der leitende Baubeamte. Mit Ausnahme der im Anschlage besonders vorgesehenen Rodungsarbeiten hat der Unternehmer alle vorkommenden Baum- und Gesträuchwurzeln, welche in die zu bearbeitende Fläche fallen, aus seine Kosten sorgfältig herauszunehmen und beiseite zu schaffen."

„Die obere fruchtbare Erdschicht aller Flächen, welche vergraben oder beschüttet werden, muß stets abgegraben und beiseite geschafft werden, wenn nicht vom bauleitenden Baubeamten eine Ausnahme angeordnet ist. Der leitende Baubeamte wird die Tiefe der Abgrabung und die Ab-lagernngsstellen bestimmen. Auf Wiesen und Weiden, wo sich geeigneter Rasen findet, muß derselbe in regelmäßigen Platten von etwa 10 cm

Fig. 98. Bermen.

Stärke abgestochen werden. Boden und Rasen ist in tunlichst schmalen und hohen regelmäßigen Haufen auf den Schutzstreifen usw. abzulagern und zur Bekleidung der Böschungen usw. zu verwenden oder nach Vorschrift aufzubewahren. Ohne Erlaubnis des leitenden Baubeamten verschütteter Mutterboden kann auf Kosten des Unternehiners anderweit ersetzt werden."

Baugrund mit Querneigung. Hat der zu beschüttende Baugrund in der Querrichtung der Straße starkes Gefälle (steiler als 1:10), so müssen, namentlich bei wasserundurchlässigem Boden, wagerechte Flächen (Terrassen oder Bermen) in den Baugrund eingegraben werden, um ein seitliches Abrutschen des Dammes zu verhüten. Die Dammschüttung ruht alsdann auf treppenförmig ansteigenden Stufen (Fig. 98). Sollen diese Terrassen oder Bermen ihren Zweck erfüllen, so müssen sie in den festen Untergrund einschneiden und nicht nur in eine ausgeschlämmte oder Humusschicht eingreifen, welche selbst wieder auf einer schiefen Ebene liegt, von der sie mit der Anschüttung abrutschen würde.

Bei ganz undurchlässigem, schlüpfrigem Boden sind die Bermen lediglich durch Einschnitt, nicht halb durch diesen und halb durch Auftrag herzustellen, weil bei letzterem Verfahren die natürliche Gleitfläche halb erhalten bleibt. Die ausgehobene Erde muß bei Beginn der Arbeit, soweit nötig ist, durch Längsförderung oder Seitenaussatz entfernt werden;

später wirft man die Erde neuer Bermen in die schon fertiggestellten. Bei weniger ungünstigem Boden kann man die Bermen halb in Anschnitt, halb in Auftrag ausbilden.

Steht zu befürchten, daß auf den Bermen sich Wasser sammeln und den Boden erweichen würde, so kann man in der Längsrichtung des Dammes die Bermen neigen und in den tiefsten Stellen Entwässerungsschlitze anlegen und letztere mit Steinen auspacken.

In der hannoverschen technischen Anweisung heißt es in § 19: „An Abhängen, welche nach dem Grade der Neigung ein Abgleiten des Auftrages befürchten lassen, sind vor dem Auftrage des Erddammes horizontale oder bergwärts etwas geneigte Terrassen zu bilden; auch kann, wenn besondere Umstände dieses erfordern und billiges Material vorhanden, der Fuß des Dammes durch mauerartig aufgesetzte Steine gesichert werden."

Auch bei Verbreiterung bestehender Dämme muß die Böschung, an die der Auftrag angeschlossen werden soll, abgestuft werden. Die unmittelbare Anschüttung an ebene Böschungsflächen würde zur Folge haben, daß beim Setzen der neuen Anschüttung Risse in der Anschüttung entstehen; dringt Wasser in diese Risse ein, so kann die Anschüttung abrutschen.

Nasser Baugrund. Soll auf nassen Untergrund ein Damm geschüttet werden, so ist der Boden erst zu entwässern, um einem Ansaugen des Wassers durch die Dammschüttung vorzubeugen und dadurch Rutschungen zu vermeiden. Die Entwässerung ist namentlich in tonigem, nicht wasserdurchlassendem Boden durchaus geboten. Die Entwässerungen werden am einfachsten durch Sickerkanäle oder Drainrohre bewirkt, welche die Wasseradern fassen und auf kürzestem Wege (senkrecht zur Straßenachse) abführen.

Einen quelligen Boden kann man daran erkennen, daß dort der Schnee im Frühjahr am ersten schmilzt, daß Pflanzen und Kräuter im Sommer frisch stehen, während die Sonne sie an anderen Stellen verdorrt, daß das Getreide im ganzen nicht gut fortkommt und daß zur Herbstzeit weder Tau noch Reif dort liegen.

Auch Gräben oberhalb des Dammes können zweckmäßig sein, vorausgesetzt, daß das Gelände nicht zum Rutschen geneigt ist. Am oberen bergseitigen Rande eines anzulegenden Einschnittes werden ebenfalls häufig Gräben zum Abfangen des Tagewassers angelegt.

Über die Entwässerung des Moorbodens wird später näheres angegeben.

§ 78. Einschnitte.

1. Gestalt der Einschnitte. Die Einschnitte müssen so gestaltet werden, daß eine genügende Entwässerung der Straße stattfinden kann;

13*

außerdem ist die Gestaltung von den Eigenschaften der zu durchschneidenden Bodenarten abhängig.

Im allgemeinen sind die Böschungen nach Tabelle 29 zu gestalten. Bei Fels können die Böschungen je nach Richtung, Festigkeit und Dauerhaftigkeit des Gesteins mehr oder weniger steil, ja senkrecht ausgeführt werden. Bei schrägem Einfallen der Schichten können die Einschnittswände unsymmetrisch gestaltet werden (Fig. 99). Liegen verschiedene Bodenarten übereinander, so ergibt sich eine gebrochene Böschungslinie, oben im loseren Boden flach, unten im festen steil. Im Brechpunkt wird dabei nicht selten eine 30—50 cm breite Berme angeordnet, um zu verhindern, daß oben sich etwa lösende kleinere Massen unmittelbar über den Rand der steileren Böschung abstürzen. Solche Schutzbermen versieht man auch wohl mit kleinen Längsgräben, um das von oben kommende Wasser schon hier abzufangen.

Bei Fels mit verschieden widerstandsfähigen Schichten läßt man die festeren zum Schutze der loseren mitunter etwas vorspringen, höhlt die loseren aus und setzt Mauerwerk (Verkleidungsmauern) ein.

Fig. 99. Felsböschungen.

Bermen in gewöhnlichen ebenen Böschungen haben sich wenig bewährt. Sie tragen zur Haltbarkeit der Böschung nicht wesentlich bei, erleichtern aber das Eindringen des Tagewassers in diese. Dagegen wird eine solche in Sohlenhöhe außerhalb des Randgrabens in 50 cm Breite häufig ausgeführt, damit von der Böschung sich lösende Teile beim Herunterrollen den Graben nicht sofort abdämmen.

2. Lösung des Abtrages. «) Die wichtigsten Regeln für die Ausschachtung sind:

a) Der Boden ist möglichst am Fuße einer Böschung zu entnehmen, damit die über der Angriffsstelle lagernde Bodenmasse selbsttätig nachstürzen, mithin Lösungskosten gespart werden. Höhe und Neigung der Angriffswand sind von der Standfestigkeit des Bodens abhängig. Um die am Fuße der Wand arbeitenden Leute nicht zu gefährden, soll die Höhe nicht mehr als 3—4 m betragen; eine so hohe Angriffswand können die Arbeiter noch sehr gut übersehen. Bei festem Felsboden und bei sehr lockeren Bodenarten kann jedoch die Angriffswaud beliebig hoch gewählt werden.

t>) Es ist bei Beginn der Erdarbeit danach zu streben, möglichst bald viele Angriffspunkte zur Entnahme des Bodens zu erhalten. Man hat also lange Angriffswände zu schaffen oder mehrere Absätze (Stufen, Terrassen) anzulegen, um viele Fördergefäße gleichzeitig beladen zu können.

c) Es ist darauf zu halten, daß der Einschnitt inöglichst trocken gelegt wird, weil Nässe die Lösung und Verladung der Bodenmassen erschwert und den Boden selbst erheblich verschlechtert. Man muß daher den Boden stets mit Neigung anschneiden, zutage tretende Quellen und fremde Zuflüsse abfangen und nasse Stellen des Abtragbodens vor der Inangriffnahme des Abbaues entwässern.

ß) Ausschachtungsarten. Die Art der Ausschachtung wird hauptsächlich durch den Umfang der Arbeit und die Geländegestaltung bedingt. Die wichtigsten Ausschachtungsarten sind:

Fig. 100. Kopfbau.

a)    Der Kopfbau (Fig. 100). Die Ein-schnittsarbeiten werden am neutralen Punkte, wo der Einschnitt in den Auftrag übergeht, begonnen.

Die Lösung des Bodens erfolgt in der Höhe des Planums in der ganzen Breite des Einschnittes. Der Kopfbau ist nur für kleinere Einschnittsarbeiten geeignet, denn es können wegen der beschränkten Arbeitsstelle nur wenige Arbeiter gleichzeitig beschäftigt werden. Der Erdtransport erfolgt mittels Schiebkarren.

b)    Der Lagenbau (Fig. 101). Der Einschnitt wird in einzelnen Lagen ausgeschachtet. Bei langgestreckten Abträgen wird zweckmäßig über dem Einschnitt eine möglichst lange Förderbahn angelegt und neben dieser

Fig. 101. Lagenbau.

Fig. 102. Seitenbau.

der Abtrag der Länge nach aufgeschlitzt; der gelöste Boden wird in die auf der Bahn stehenden Fördergefäße verladen. Ist der Graben so tief ausgehoben, daß das Beladen der Fördergefäße unbequem wird, und ist er breit genug zur Aufnahme der Förderbahn, so wird letztere in den Graben verlegt. Der Boden (die erste Schicht) wird nunmehr auf einer Seite der Fahrt abgegraben und verladen, wobei man die Bahn dem Fortschreiten der Arbeit entsprechend von Zeit zu Zeit zu verschieben hat. Ist die Breite des Einschnittes erreicht, so wird das Verfahren so lange wiederholt, bis man durch schichtenweises Abarbeiten auf die Einschnittssohle gelangt ist.

c) Der Seitenbau (Fig. 102). Bei Anschnitten wird die Förderbahn für Längsförderung ungefähr an die Stelle gelegt, wo der Einschnitt in den Damm übergeht. Bei tiefen Anschnitten »verden in Höhenabständen, die der beabsichtigten Höhe der Angriffswand entsprechen, zu dieser Bahn parallele Fahrten angeordnet, so daß man gleichzeitig mehrere Stufen des Abtrages in Angriff nehmen kann.

Dieselbe Anordnung trifft man zweckmäßig auch bei einem Einschnitte, der in einem stark geneigten Gelände auszuführen ist.

y) Einschnitte in verschiedene Bodenarten. Auf die Einschnittsarbeiten übt auch die Bodenbeschaffenheit einen wesentlichen Einfluß aus. Das Allgemeine hierüber ist in § 78 angegeben; im besonderen ist zu beachten:

a)    Einschnitte in Moor kommen sehr selten vor, da man stets bestrebt sein wird, das Planum so hoch zu legen, daß die wasserreichen Moore nicht durchschnitten werden. Wo aber solche Einschnitte vorkommen, da ist durch Anlage breiter Gräben zu beiden Seiten des Planums für eine durchaus hinreichende Entwässerung und Trockenlegung des Unterbaues zu sorgen.

Torfbildungen, welche sich nicht selten auf hochgelegenen Punkten finden, sind meist auf künstlichem Wege oder durch ihre allmähliche Erhebung entwässert. Die Einschnitte in diesem Material halten, insbesondere wenn die Torflage nicht ganz durchschnitten werden kann, die Form nicht. Oft ist die Erfahrung gemacht worden, daß eine planmäßig angelegte Sohle sich immer wieder hebt, daß sie durch den Druck der umliegenden höheren Bodenschichten zur Erlangung des gestörten Gleichgewichts stets von neuem emporgetrieben wird. Wenn es nicht tunlich ist, das Torflager bei Gestaltung eines Einschnittes in dasselbe ganz zu durchstechen, so muß man zur Herstellung des Gleichgewichts die Einschnittssohle mit genügend schwerem Material belasten.

b)    Einschnitte in Sand und Kies. Diese beiden Bodenarten können, mit Ausnahme des allzuleichten Dünensandes, als die günstigsten bezeichnet werden. Die Materialien sind leicht zu gewinnen, sind im Wasser unauflöslich, also sehr leicht durch einfache Gräben zu entwässern und gestatten den festesten und sichersten Unterbau. In den Einschnitten bilden sich niemals Quellen, und aus diesem Grunde halten sich die Böschungen besonders gut, wenn sie in einer dem Material entsprechenden Neigung (mindestens 1: V/2) angelegt werden. Bei Einschnitten in feinem Sande kann zwar die Oberfläche der Böschungen durch heftigen Wind oder starken Regen angegriffen werden, dagegen schützt aber ein Überzug von fruchtbarem Boden, welcher überhaupt niemals fehlen sollte.

c)    Einschnitte in Lehm. Der Lehm löst sich im Wasser auf, wenn derselbe einige Zeit mit diesem in Berührung bleibt. Derselbe spaltet in senkrechten Wänden ab und bleibt so stehen. Das Regenwasser wäscht tiefe Furchen in den Lehm. In geschlossenem Zustande ist der reine Lehm wasserdicht und quellenfrei, und dann hat man nur für eine sehr gute Abwässerung des Einschnittes zu sorgen und zu verhüten, daß die Böschungen vom Regenwasser zerrissen werden. Infolgedessen wählt man auf der Einschnittssohle tiefe Gräben; außerdem legt man über der bergseitigen Einschnittsböschung einen Graben an, in welchem das Regenwasser abfließt, bevor es die Einschnittsböschung berührt. Am besten ist es, die Böschungen so lange senkrecht stehen zu lassen, bis man sie mit Humus bedecken und ansäen will.

Da Sand- und Kieslagen, welche noch unter der Sohle der Einschnitte hinstreichen, sich auch in größerer Tiefe entwässern, so äußert auch der Frost keinen schädlichen Einfluß, weder auf die Sohle, noch auf die Böschungen.

Ist der Lehm mit Sandboden durchzogen, so gehört dieser sandige Lehm zu den ungünstigsten Einschnittsmaterialien, weil derselbe fortwährend Wasseradern zeigt, welche den Lehm auflösen und den Einschnitt mit einer breiartigen Masse zuschlämmen. Solche Einschnitte sind sorgfältig auf feuchte Stellen zu untersuchen und mit einer ausgedehnten und vorzüglichen Entwässerung zu versehen. Dabei ist jede kleinste Wasserader abzufangen und durch Drainrohre oder Sickerschlitze (siehe Entwässerung) unschädlich zu machen.

d)    Einschnitte in Letten und Ton. Der Letten verhält sich ähnlich wie der Lehm. Oft jedoch geht derselbe in eine steinige Masse über, welche nur mit der Spitzhacke oder durch Sprengmittel zu gewinnen ist, aber unter Einwirkung des Frostes in die kleinsten Teile zerfällt und im Wasser um so löslicher ist, je mehr feine Sandbestandteile darin enthalten sind. Auch beim Letten ist daher, wie beim Lehm, für die ausgiebigste Entwässerung Sorge zu tragen. Es ist von großem Vorteile, solche Einschnitte gleich von vornherein mit starkem Gefälle zu trassieren.

Der Ton ist wasserundurchlässig, löst sich aber im Wasser langsam auf. Gewöhnlich liegt derselbe nicht zutage, sondern hat über sich eine mehr oder minder mächtige Schicht von Wasser durchlasscndein Material. Dann ist nötig, die Oberfläche des Tons, auf welcher sich Wasser sammelt, durch Sickerschlitze usw. gründlich zu entwässern.

e) Einschnitte in Gerölle und Felsen bedürfen selten großer Aufmerksamkeit und gewöhnlich nur dann, wenn der Felsen geschichtet oder mit Ton- oder Lettenadern durchzogen ist und die Schichten parallel zur Einschnittsmasse streichen und unter einein spitzen Winkel einfallen. Dann muß die Böschung entsprechend abgeflacht werden. Bei solchen Schichten erfolgt der erste Aufbruch auf derjenigen Einschnittsseite, nach

r\

^    /    /    /.’r⁻

/ / /friß0%L

'wrJffr-h 7ins.

''

Fig. 103. Stufenweiser Abbau.

welcher die Schichten einfallen (int Liegenden), weil die Lösung der oberen Felsschichten sehr erleichtert wird, wenn man zuerst die Bänke am unteren Teile absprengt. Streichen die Schichten schräg oder quer zur Längsrichtung des Einschnittes, so kann, besonders bei breiten Abträgen, ein stufenweises Abbauen der Felsmassen „vor Kopf" (Fig. 103) vorteilhafter sein, weil man hierbei viele Angriffsstellen und einen genügend großen Platz für die Sprengarbeiten erhält.

§ 79. Förderung des Bodens.

Die Förderung des Bodens erfolgt meist in Schiebkarren, in Kippkarren oder in Rollwagen auf Schienengleisen.

Die Schiebkarrenförderung findet gewöhnlich nur dort Anwendung, wo es sich um Bewegung von Massen auf sehr geringe Entfernungen handelt, oder wo die Steigungsverhältnisse des Transportweges sehr ungünstig sind, so daß andere Förderungsarten nicht angewandt werden können. Die Schiebkarrenbeförderung erfordert nur geringe Anlagekosten, sie gestattet eine große Beweglichkeit in der Ärbeitsführung, und sie verursacht nur wenig Störungen im Betrieb.

Fig. 104. Schiebkarre.

Die Lösung des Bodens erfolgt in der Regel durch die Karrenschieber. Die Förderung erfolgt am besten in geschlossenen Karrenreihen an langen Ladestellen, wie sie sich z. B. beim „Lagenbau" oder beim „Seitenbau" ergeben. Die Karren (Fig. 104) bewegen sich auf Laufdielen aus Nadelholz von etwa 30 cm Breite und 5 cm Stärke. Für jede Karrenreihe ist nur eine Dielenbahn erforderlich, weil der Einschnittsboden fest genug ist, um das Ausweichen der leeren Karren auch ohne

Fahrt zu gestatten. Die Fahrt kann eine Steigung bis 1:10 erhalten. Beträgt das Gefälle des Geländes in der Richtung der Straßenachse weniger als 1:10, so legt man die Förderbahn annähernd in diese Richtung. -Bei einem größeren Längengefälle kann man das Gefälle dadurch ermäßigen, daß man die Förderbahn in geeigneten Umwegen außerhalb der Ab- und Austragsfläche verlegt, die Bahn also teilweise schräg oder rechtwinklig zur Straßenachse anbringt.

Bei größeren Erdbauten bildet die Schubkarrenförderung gewöhnlich nur die Einleitung zur Kippkarren- oder Rollwagenförderung.

Die Kippkarrenförderung. Unter Kippkarren versteht man zweirädrige Karren, welche nach hinten auskippen und vorne eine Deichsel haben. An letzterer ziehen in der Regel 2, selten 3 Mann. Pferdekippkarren kommen in neuerer Zeit selten mehr vor. Weil die Förderbahn bei Kippkarren nicht über 1:15 geneigt sein darf, so sind hier oft größere Umwege nötig. Meistens beginnt man daher bei steilem Gelände die Förderung der Bvdenmassen mit Schiebekarren, bis man eine Fahrt erhalten hat, deren Gefälle die Kippkarrensörderung zuläßt. Kippkarren verlangen gegen Schiebkarren insofern einen veränderten Angriff, als sie nicht in geschlossenen Reihen, sondern in tunlichst gleichen Zwischenräumen einzeln fahren. An die Angriffswände führt man daher eine Reihe von Zweigbahnen, welche sich in einiger Entfernung von der Wand zur eigentlichen Förderbahn vereinigen. Nur wenn die Einschnittssohle eben und sehr fest ist, etwa in festem Ton, kann man die Karren ohne Zweigbahnen zur Wand ausbiegen lassen.

Förderung in Rollwagen auf Schienengleisen (Fig. 105). Auch hier sind bei steileren Hängen die Bodenmassen mittels Schiebkarren so lange abzufahren, bis das für Schienengleise zulässige Gefälle von weniger als 1:30 erreicht ist.

Während der Abgrabung der Wand rückt man die Gleise bei leichteren Bodenarten von Zeit zu Zeit näher an den Böschungsfuß heran, um die Bodenmassen unmittelbar in den Rollwagen schaffen zu können. Bei schwereren Bodenarten sowie bei Felsboden läßt man dagegen am Böschungsfuße eine Ladebühne von der Höhe der Förderwagen stehen, von welcher aus der in höheren Lagen gelöste Boden mit Gefälle in den Wagen verladen wird. Sobald diese Bühne eine solche Breite erlangt hat, daß die Verladung unbequem wird, beseitigt man dieselbe, schiebt das Gleis, näher an die Angriffswand heran, stellt eine neue Bühne her, und so fort.

Bei größeren Erdbauten zerfällt die Bahnstrecke in 3 Teile: das Abtragsgleis (Ladestelle), die eigentliche Transportstrecke und das Auftrags-

gleis (Abladestelle). Wenn irgend möglich, werden die Erdmassen höher gelegenen Stellen entnommen und in tiefere abgestürzt; es ist dieses von Vorteil, weil dann die beladenen Wagen im Gefälle oder in wagerechter Bahn laufen und höchstens die leeren Wagen Steigung zu übertvinden haben.

Das Abtragsgleis ist ein bewegliches, d. h. es muß dem Fortschreiten der Arbeit folgen und dementsprechend konstruiert sein. Tragfähigkeit, Leichtigkeit und Dauerhaftigkeit sind die Haupterfordernisse desselben.

ÄH

mii

ppp is ======

Fig. 105. Rollwagen.

65 mm hohe Stahlschienen mit fünf 105 mm breiten Stahlschwellen zu 5 m langen Rahmen fest verbunden, haben sich gut bewährt. Das Gewicht dieses Rahmens beträgt ungefähr 90 kg; zwei Arbeiter sind daher imstande, denselben zu heben und weiter zu tragen. Für die eigentliche Transportstrecke verwendet man ein halb bewegliches Gleis. Dieses unterscheidet sich vom beweglichen hauptsächlich durch die festere und weniger leicht lösbare Stoßverbindung. Das Auftragsgleis ist wieder beweglich.

§ 80. Dämme.

1. Allgemeines. Die Gestalt, welche der fertige Damm erhalten soll, ist in den Querprofilen gezeichnet. Das Böschungsverhältnis richtet sich nach dem Schüttungsmaterial; es ist in Tabelle 29 für die verschiedenen Erdarbeiten angegeben. Bermen werden in neuerer Zeit seltener in Dämme gelegt; sie erhöhen bei einem sonst richtig angelegten Damme wenig dessen Festigkeit, erleichtern aber das Eindringen des Regenwassers. Man verwendet Bermen vorteilhaft: a) bei sehr hohen Dämmen, etwa 1 m unter der Dammkrone, um den Damm nachträglich verbreitern zu können, wenn er infolge des Sackens in der Krone zu schmal werden sollte; b) bei Wasserangriff in der Wasserlinie zur Verstärkung des dem Wasser ausgesetzten Teiles; c) bei moorigem Untergrund, um den Dammfuß zu verbreitern.

Die Querprofile können durch Holzgerippe (Lehren), welche man auf der Baustelle rechtwinklig zur Straßenachse anbringt, festgelegt werden. Niedrige Dämme profiliert man in voller Höhe; bei höheren Dämmen ist dieses nicht notwendig. Statt der Lattengestelle oder Holzgerippe benutzt man häufig auch einen „Böschungswinkel", ein aus Latten gezimmertes

ö,

Fig. 106. Damm auf Sumpfboden.

Dreieck, dessen Hypotenuse die Richtung der Böschung annimmt, wenn eine Kathete senkrecht ist, was durch ein angehängtes Lot bestimmt wird.

Bei der Schüttung hoher Dämme muß besonders auf das Setzen des Dammaterials Rücksicht genommen werden. Die dem Damm deshalb zu gebende Erbreiterung und Erhöhung ist für die verschiedenen Bodenarten in Tabelle 30 näher angegeben.

2. Einfluß des Baugrundes. Nachdem der Baugrund dem § 77 entsprechend hergerichtet worden ist, kann guter Baugrund ohne weiteres beschüttet werden.

Auf einem Sumpfboden, dessen Decke eine mehr oder weniger mächtige, tragfähige und verhältnismäßig trockene Erdschicht bildet, kann man nach Fig. 106 einen niedrigen Damm aus steiniger Erde herstellen. Man ordnet hierfür 2—4 m breite Bankette b b₁ mit seichten, dafür etwas breiteren Seitengräben an.

Ist die Tragfähigkeit der Decke gering und der aufzuschüttende Damm verhältnismäßig hoch, so wird die Schüttung aus unlöslichem Material (Sand, Gerölle, Stein usw.) anfänglich möglichst gleichmäßig über die ganze Schüttfläche verteilt und die Schüttung so lange fortgesetzt, bis die Sumpfschicht unter dem Dainme nicht mehr einsinkt und die angrenzenden Teile sich nicht mehr heben.

Bei Dämmen auf Moorboden sucht man zunächst den Baugrund wenig zu belasten, indem man niedrige Dämme aus leichtem Material schüttet, dann sucht man den Moorboden tragfähiger zu gestalten, indem man ihn entwässert, die vorhandene Rasendecke schützt oder durch weitere Rasenlagen, Faschinen oder Reisiglagen verstärkt, endlich sucht inan den Druck auf eine inöglichst große Fläche zu verteilen durch Bermen oder flache Dossierung. Bei hohen Dämmen wird die tragende Rasendecke absichtlich durchbrochen, damit ein Teil des Schüttmaterials den tiefer liegenden festen Untergrund erreiche. Hieraus ergeben sich folgende Bauweisen:

a)    Dämme auf Rasenunterlage. Es werden seitlich breite und entsprechend tiefe Gräben ausgehoben, deren Aushubmaterial die Dammschüttung bildet. Diese Gräben entwässern den Untergrund und den Damm. Zwischen Damm und Gräben werden Bermen von 1—2 m Breite angebracht. Ist der Damm hoch und das Gewicht desselben groß, so werden manchinal die Gräben eingedrückt, der Mooruntergrund bläht sich auf und der Damm sinkt ein. In diesem Falle sind die Gräben weit vom Damme zu legen und die Böschungen des Dammes nach den Gräben hin flacher zu gestalten, um eine allmähliche Druckübertragung zu erreichen.

b)    Dämme mit Senkfaschinen. Ein anderes Mittel, den Druck auf eine größere Fläche zu verteilen, besteht in der Anwendung von Senkfaschinen. Die Senkfaschinen werden aneinanderschließend quer durch den Damm gelegt und durch Wippen angepflockt. Die alten Römer bauten in den holländischen und Oldenburger Moorgegenden solche Faschinenstraßen für ihre Heerzüge, welche heute noch wohlerhalten sind.

c)    Dämme mit Buschbett. Werden an Stelle der Senkfaschinen Reisiglagen verwendet, so entsteht das sog. Buschbett. Hierbei breitet man gewöhnliche Reisigbündel in Schichten von 0,30—0,50 in Stärke aus, pflockt dieselben mit Wippen an und beschwert jede Lage mit steinigem Material.

d) Dämme auf durchbrochenerMoordecke. Bei hohen Dämmen läßt man vorher auf 1,5—2,0 in Tiefe das Moor etwas vom Fuß der Böschungen entfernt und in der Mitte regelmäßig einschneiden und schüttet so lange nach, bis der Damm nicht mehr sackt. Ein solcher Damm wird häufig das in Fig. 107 gezeichnete Profil annehmen, wenn ein Teil der Schüttung bis auf den festen Boden dringt.

Die hannoversche „Technische Anweisung" enthält über den Bau der Dämme auf Moorgrund folgende Vorschrift: „Beim Bau auf Moorgrund ist für möglichste Austrocknung und Komprimierung des Moores durch angemessene Entwässerung zu sorgen; den zu diesem Zwecke anzulegenden Gräben ist ausreichende Breite und Tiefe zu geben. Neben dem Damme sind Bermen anzulegen, deren Breite in angemessenen Verhältnissen zur Tiefe und Festigkeit des Moores stehen muß.

Der Straßendamm soll, wo dies erforderlich, eine Unterlage von Plaggen erhalten, welche in einer oder mehreren Schichten in gutem Verbände zu legen sind.

In tiefen und weichen Moorstrecken ist zur Auffüllung Moorboden zu verwenden. Der Damm ist so hoch herzustellen, daß auch nach den zu erwartenden Senkungen das aufsteigende Grundwasser die Unterbettung des Steinbahnkörpers nicht erreicht. Die Tragfähigkeit des Moores darf jedoch nicht überschritten werden.

Zur Abführung des Wassers aus dem Wegekörper und aus dem Untergründe sind in Abständen von 2—3 Ruten (etwa 10—15 in) Rillen durch die Bermen nach den Seitengräben zu ziehen.

-vxy: 1-»

Fig. 107. Damm auf Moordecke.

Für festere und weniger tiefe Moorstrecken genügt eine gehörige Abwässerung, um ohne weiteres schwere tragbare Erdmassen aufzubringen."

3. Einfluß des Schüttmaterials.

Bodenarten mit vielen Pflanzenteilen, wie Moor, Torf, Schlick, Schlamm, sind wenig widerstandsfähig gegen Wetter und Belastung und sollten zu Dämmen nicht verwendet werden. Torf und trockener Moorboden werden wohl verwendet, wenn es sich um die Herstellung möglichst leichter „schwimmender" Dämme in Mooren handelt.

Demnächst ist Lehm am wenigsten geeignet zur Dammbildung, weil er unter Einwirkung des Wassers breiartig zerfließt. Muß Lehm verwendet werden, so ist der Damm mit großer Sorgfalt vor den Einwirkungen des Wassers zu schützen. Steht gleichzeitig ein Schüttungsstoff zur Verfügung, der wasserdurchlässig ist und neben dem Lehm benutzt werden kann, so empfiehlt es sich, den Damm aus abwechselnden Lehm- und Sandschichten in möglichst gleichmäßiger Verteilung und wagerechter Lagerung zu bilden, damit ein möglichst gleichmäßiges Setzen stattfindet. Mitunter wird auch ein Material zum Kern, das andere zur Umhüllung verwandt.

Ton gehört zu den zuverlässigeren Bodenarten. Er hat die Eigenschaft, nur in schwer zu zerkleinernden Schollen zu brechen. Ztvischen den aufgeschütteten Schollen bilden sich viele Hohlräume, die ein oft jahrelang währendes Setzen des Dammes hervorrufen und dem Regen-ivasser den Zutritt zum Damminneren gestatten. Das einsickernde Wasser macht die Oberfläche der Schollen weich und schlüpfrig und veranlaßt, daß die Schollen aufeinandergleiten. Auch hier lassen sich durch eingelegte Sandschichten Sackung und Rutschgefahr ermäßigen. — Die Krone der Tondämme wird leicht feucht, weil Tonboden vermöge seiner Undurchdringlichkeit das Wasser zurückhält.

Sand und Kies geben in jeder Beziehung ausgezeichnete, feste und trockene Dämme. Kies noch mehr als Sand; jedoch ist der Kies meist für die Verwendung zu Dämmen zu wertvoll.

Fels kann je nach seiner Art gute und schlechte Dämme geben. Leicht verwitterndes Gestein, wie Mergel, lose Tonschiefer, schlechter Sandstein, erzeugen meist starkes und langandauerndes Setzen des Dammes, iveil die Stücke sich sperrig schütten, durch das in die Hohlränme eindringende Wasser und durch die Luft zum Zerfall gebracht und bei weicher Beschaffenheit leicht zerdrückt werden. Man muß also solche Dämme gegen die Einwirkung der Atmosphäre durch eine gute Bekleidung (Begrünung) schützen.

Bei festem Gestein erhält man sehr trockene, sich nur wenig setzende, ■feste Dämme besonders dann, wenn dasselbe genügend große und lagerhafte Stücke aufweist, die man an den Böschungen in regelrechten Schichten verpacken kann; hierdurch spart man auch an Masse, weil die Böschungen steiler angelegt werden können.

Sehr gefährlich ist das Verbauen von Erdmassen, welche durch Wasser erweicht sind, weil diese niemals ganz austrocknen und sehr hygroskopisch sind, sowie von gefrorener Erde (namentlich Sand und Lehm), weil sich solche Frostballen sehr sperrig schütten und deshalb eine oft jahrelange Sackung des Dammes hervorrufen, und weil sie bei ihren: Auftauen zun: Auseinanderfließen des Dammes Veranlassung geben.

Über die Mischung schlechten Bodens mit gutem heißt es in V Formular Nr. 3d der Rheinischen Provinzialstraßen-Verwaltung: „Bestehen die Abtragsmassen nach dem Urteil des leitenden Baubeamten aus einem zur Bildung des Chausseekörpers minder brauchbarem (tonigem, verwitterbarem oder fließendem) Boden, so ist dieser, wenn nicht das vollständige seitliche Aussetzen desselben seitens des Baubeamten bestimmt wird, mit dem guten Boden ohne besondere Vergütung bei der Schüttung zu vermischen ober nach besonderer Vorschrift nur im Innern der Dämme zu verwenden."

4. Schüttungsarten. Bei der Dammschüttung auf festem Boden unterscheidet man drei Arten, nämlich:

a)    die Lagenschüttung,

b)    die Kopfschüttung,

c)    die Seitenschüttung,

die je nach den örtlichen Verhältnissen, nach den zur Schüttung zu benutzenden Bodenmassen, nach den zur Verfügung stehenden Fördergefäßen und nach den Anforderungen, die man an den Damm stellt, zur Anwendung kommen, und zwar einzeln und vereinigt.

a)    Die Lagenschüttung. Diese bietet die größte Gewähr für die Standfestigkeit des Dammes, weil die den Damm in seiner ganzen Breite wagerecht oder nahezu wagerecht durchsetzenden, dünnen Schichten keine Veranlassung zu Rutschungen geben. Die Lagenschüttung gibt auch die festesten Dämme, einerseits schon durch das Gefüge, andrerseits weil fast jede Schicht vor ihrer Verschüttung in allen Teilen als Unterstützung der Fahrbahn zu dienen hat und daher gut gedichtet ist.

Fig. 108. Lagenschüttung.

Die einzelnen Lagen werden je nach der Beschaffenheit der Schüttmassen in der Regel 0,5—1,0 m hoch gewählt. Man beginnt mit der Anlage eines kleinen Walles an dem Dammfuß entlang und verlegt, sobald dieser Wall die vorgeschriebene Höhe der ersten Lage und eine genügende Breite erreicht hat, auf ihm die Förderbahn. Nachdem schüttet man unter wiederholter Verschiebung der Förderbahn seitwärts die Schicht bis zum gegenüberliegenden Dammfuß durch. Auf dieser ersten Schicht wiederholte sich der Vorgang, bis die Höhe des Dammes erreicht ist (Fig. 108).

Mit besonderer Vorsicht sind die in der Daminlinie liegenden Bauwerke (Brücken, Durchlässe usw.) anzuschütten. Die Anschüttung darf nicht einseitig erfolgen, weil das Bauwerk einem einseitigen Erddrucke gewöhnlich nicht zu widerstehen vermag. Die Schüttung muß gleichzeitig und gleichmäßig an den beiden Enden des Bauwerks erfolgen, und zwar in dünnen, wagerechten Lagen, die sorgfältig zu stampfen sind. Sobald die Krone des Bauwerks erreicht ist, werden die einzelnen Lagen über dem Bauwerk in gleicher Weise aufgebracht wie im übrigen Damme.

b)    Kopfschüttung. Bei der Kopfschüttung wird der Damm vom neutralen Punkte aus, von einer oder von beiden Seiten her in voller

Breite und Höhe dadurch hergestellt, daß das Schüttungsmaterial über die Vorderkante des fertigen Dainmes gekippt wird und sich hier unter dem natürlichen Böschungswinkel in der Längsrichtung des Dammes ablagert. Wenn auch in seinem Jnnengefüge nicht so standhaft wie der mit Lagenschüttung erbaute Damm, so ist doch auch der durch Kopfschüttung hergestellte Damm immerhin standfest genug, weil sein Bestreben, in der Längsrichtung abzurutschen, an den gewachsenen Wänden der neutralen Punkte dauernden Widerstand findet. Bei sehr hohen Dämmen wird die Kopfschüttung mit der Lagenschüttung verbunden, indem man den Damm in zwei oder drei übereinanderliegenden Absätzen durch Kopfschüttung herstellt.

Große Anschüttungsmassen werden am raschesten mit Hilfe von Schütt- oder Stürzgerüsten bewirkt. Feste Schültgerüste sind Holzbrücken, die das ganze vom Damm zu übersetzende Tal überspannen; die Stützen und Verstrebungen verbleiben in der Anschüttung, während die Kapp-und Endbäume entfernt werden. Die Erfahrungen haben gezeigt, daß es für den Zusammenhalt der Dämme eher vorteilhaft als nachteilig ist, wenn das Gerüst in der Anschüttung stehen bleibt. Bewegliche Schüttgerüste bestehen aus Holzträgern, die an einem Ende von einer in den Dammkopf gelagerten Schwelle, am anderen von einein beweglichen Bock gestützt werden. Die Schüttung erfolgt gewöhnlich in der Weise, daß die Vorderkipper sofort am Anfang des Gerüstes gekippt und dann auf letzteren vorgeschoben werden; wenn alle Wagen geleert sind, wird der ganze Wagenzug zurückgezogen. Bei Verwendung von Seitenkippern fährt der Wagenzug auf das Gerüst, und es werden alle Wagen gleichzeitig — aber abwechselnd nach rechts und links — entladen.

Die Kopfschüttung empfiehlt sich bei unmittelbarer Entnahme des Schüttungsstoffes aus den nächsten Einschnitteu und bei großer Dammhöhe. Bauwerke werden mit Hilfe von Gerüsten überschritten oder es wird zu beiden Seiten derselben Lagenschiittung mit Schiebkarrenförderung ausgeführt.

c) Seitenschüttung. Auch hier wird der Damm meistens in voller Höhe, seltener in einzelnen Geschossen in Angriff genommen und aus einzelnen, unter dem Böschungswinkel parallel zur Dammachse geneigten Schichten gebildet, die, falls sie nicht aus bestem Schüttboden (Sand, Kies usw.) bestehen, leicht abrutschen können. Die Seitenschüttung liefert daher die am wenigsten standfesten Dämme. Trotzdem wird sie sehr häufig angewandt, weil sie den Vorteil bietet, sehr lange Wagenzüge auf einmal entleeren zu können, ohne die einzelnen Wagen abkuppeln und verschieben zu müssen. Die Seitenschüttung sollte man nur bei günstigsten Bodenarten zur Dammbildung benutzen.

Die vorteilhafteste Förderart bei Seitenschüttung ist die Anwendung von Seitenkippern auf Schienengleisen. Um den Auftrag sogleich in voller Höhe ausführen zu können, ist ein schmaler, zur Aufstellung der beladenen Rollwagen dienender Damm in voller Höhe anzuschütten. Man kann aber auch die Seitenschüttung mit der Kopfschüttung in der Weise vereinigen, daß man den schmalen Damm mittels Kopfschüttung vortreibt und dann durch Seitenschüttung verbreitert. Erfolgt die Seitenschüttung nicht in der ganzen Höhe des Dammes, sondern in mehreren Lagen übereinander, so geht die Seitenschüttung in die Lagenschüttung über.

§ 81. Entwässerung der Straße.

Das Wasser übt auf die Straße fast stets einen schädlichen Einfluß aus. Dringt es in den Straßenkörper, so wird dessen Standfähigkeit verringert, denn das Wasser vermindert die Zusammenhangskraft der Bodenteilchen und hebt sie zuletzt bei einigen Bodenarten fast gänzlich auf. Am meisten ändert sich die Zusammenhangskrast bei tonigen und kalkigen Erdarten, denn im Wasser werden die einzelnen Teilchen erweicht und gelöst; stetiger bleibt die Kohäsion beim Sande. Zu Eis erstarrtes Wasser lockert den Boden, der dann vom fließenden Wasser weggespült und vom Winde Vertveht wird. Daher bedarf die Straße der Entwässerungsanlagen, die das Wasser von der Straße möglichst fernhalten oder das zur Straße gelangte Wasser ableiten.

Wir können die Entwässerungsanlagen einteilen in offene und in verdeckte Leitungen; erstere entziehen meist der Oberfläche und den oberen Schichten das Wasser, letztere wirken mehr in der Tiefe. Zu den offenen Leitungen gehören die Gräben, Rinnen und Mulden; zu den verdeckten die Sickerrinnen, Sickerkanäle, Draimohre und Sickerschlitze.

1. Straßengräben und gepflasterte Rinnen. Die Straßengräben

dienen:

a)    zur Aufnahme des von der Oberfläche abfließenden Tagewassers und zur Abführung desselben nach den nächsten. Wasserläufen;

b)    zur Trockenlegung des Untergrundes der Steinbahn;

c)    zur seitlichen Begrenzung des Straßcnkörpers.

Die Gräben, die bei Einschnitten und sehr niedrigen Dämmen stets auf beiden Seiten der Straße, bei Aufträgen auf geneigtem Gelände, sowie bei Anschnitten nur auf der Bergseite nötig sind, können bei geringer Tiefe mit einfachen Böschungen angelegt werden, erhalten aber sonst Ufer mit dem natürlichen Böschungswinkel des betreffenden Erdreiches.

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

14

In der preußischen Verordnung vom 17. Mai 1871 heißt es:

„Liegt das Planum nicht mindestens 0,6 m über dem Gelände oder ist dasselbe ganz oder teilweise in das Gelände eingeschnitten, so sind auf beiden Seiten, bezw. auf einer Seite Gräben anzulegen. Außerdem sind überall da, wo durch die Anlage der Straße der natürliche Abfluß des Wassers behindert oder konzentriert wird, Vorflutgräben anzulegen. Die Abmessungen der Gräben richten sich nach der abzuführenden Wassermenge und nach dem Gefälle. Einige derselben sind in nachstehender Tabelle aufgeführt."

Abmessungen in Metern

Obere Breite . . . Sohlenbreite . . . Böschungsbreite .    .

Tiefe......

4,0

1,0

1,5

1,0

lo_ <d_ CO O H rH

Tji CO 05 CD ©T <3 cT cT

O O O CO

In der hannoverschen Anweisung von 1860 heißt es bezüglich der Seitengräben:

§ 181. Dient der Seitengraben zur Austrocknung des Straßenkörpers oder zur Ableitung und Fortführung des Wassers, so soll die Grabensohle mindestens einige Zoll (5—10 cm) tiefer als die Sohle des Erdkastens liegen.

§ 182. Die Breite der Grabensohle soll nicht größer sein, als die Umstände es erfordern, mindestens jedoch einen Fuß (30 cm) betragen.

§ 183. Ist ein natürliches Längengefälle nicht vorhanden, die Herstellung eines künstlichen Gefälles aber erforderlich, so soll das Gefälle der Grabensohle mindestens 1:800 betragen.

§ 184. Der Anlauf der Grabenufer muß dem natürlichen Böschungswinkel des betreffenden Erdreiches entsprechen. Gestattet es die Örtlichkeit, und werden die Kosten nicht dadurch vermehrt, so soll der Anlauf nach innen 1: llj%, nach außen 1:1 mindestens betragen, sofern nicht besondere Bodenarten eine steilere Böschung zulassen und erfordern. Flachere Böschungen sind notwendig für Gräben von starkem Längengefälle, welche zur Abführung des Wassers dienen.

§ 185. Haben Seitengräben nur den Zweck der Begrenzung, so dürfen die obigen Maße für Breite, Tiefe und Längengefälle den Umständen nach eingeschränkt werden, namentlich, wenn Fahren oder Viehtreiben durch die Gräben unvermeidlich ist.

§ 186. Liegen die Seitengräben in starkem Gefälle, ist das Erdreich steril, trocken oder sonst unzuverlässig, so ist eine künstliche Befestigung, je nach der Stärke der Angriffe des Wassers, des Windes, der Verwitterung usw., durch folgende Maßregeln herzustellen:

1.    Besamung der Grabenufer;

2.    Bekleidung derselben mit fruchtbarer Dammerde und Besamung;

3.    Einlegung von Rasenstreifen durch die bekleidete und besamte Grabenfläche in entsprechenden Abständen von mehreren Ruten bis zu 8 Fuß;

4.    Belegung der Grabensohle und des anschließenden Fußes beider Ufer, nach Umständen auch der Kronenkante, mit Rasen oder Plaggen;

5.    Bekleidung der ganzen Grabenfläche mit Rasen oder Plaggen;

6.    Einschüttung von Steingerölle oder Steinschlag in den Graben;

7.    muldenförmige Pflasterung der Grabensohle, event, der ganzen Grabenfläche, entweder

a)    mit plattgelegten Steinen, oder

b)    hochkantig mit Pflastersteinen, oder

c)    hochkantig mit größeren lagerhaften, in gutem Verband, im -Querschnitt normal zur Muldenkurve, dicht nebeneinander gestellten Bruchsteinen, unter Einbringung von gehackten Queckenwurzeln in die dicht ausgestopften Fugen, behufs Bildung einer Grasdecke;

8.    bei außerordentlich starkem Gefälle die unter 7 c bezeichnete Pflasterung, mit Befestigung der Seiten der Mulde durch höher zu stellende Bordsteine, unter Anschluß des Geländes.

Die in den Ziffern 7 und 8 bezeichneten Pflasterungen sind stets von unten nach oben fortschreitend anzulegen.

§ 187. Die Anlage von Querzäunen oder Dämmen zur terrassenförmigen Bildung der Grabensohle ist nur unter ganz besonderen Verhältnissen gestattet.

Über gepflasterte Rinnen heißt es in der preußischen Verordnung vom 17. Mai 1871:

„In gebirgigem Gelände und bei seitlichem, tiefem Einschnitt ist es zulässig, anstatt des Grabens eine gepflasterte Rinne von 1—1,5 m Breite anzulegen. Hierbei ist es indessen geboten, das Wasser häufig seitwärts unter der Straße hindurch abzuführen."

Gepflasterte Rinnen gewähren den Vorteil, daß bei ihrer Anlage an Planumsbreite und demgemäß auch an Erdarbeiten usw. gespart wird; sie haben den Nachteil, daß sie bei der Austrocknung des Untergrundes der Steinbahn nicht mitwirken. Bei Gebirgsstraßen kommt dieser Nachteil jedoch weniger in Betracht, weil solche Straßen in der Regel einen festen Untergrund besitzen.

14*

Gepflasterte Rinnen sind auch bei Straßen im Flach- und Hügellande an denjenigen Stellen notwendig, an denen es an Raum für die Anlage von Graben fehlt, oft auch an den durch geschlossene Ortschaften führenden Strecken und endlich überall da, wo erhöhte und durch Bordsteine begrenzte Fußwege vorkommen.

2. Abfangegräben werden sowohl über den Einschnitten als am Fuße der Dämme, stets an der Bergseite angewendet. Über den Einschnitten, damit das auf der Bergseite sich sammelnde Regenwasser nicht die Einschnittsböschung zerreißt. Am Fuße der Dämme, damit das bergseitig herabfließende Wasser nicht den Damm zerwühlt oder aufweicht, sondern bis zum nächsten Durchlaß am Damm weiter fließen kann. Ein solcher Graben wird 0,3—0,5 m tief, bei 0,3—0,5 m Sohlenbreite.

Die Anlage eines derartigen Sammelgrabens, welche bei nicht durchlässigem Tonboden unbedenklich ist, kann für das Bauwerk gefährlich werden, wenn der Graben in durchlässigen Boden eingeschnitten wird. Das Wasser kann durch die Grabensohle in den Boden eindringen, denselben erweichen und somit den Erdkörper angreifen statt schützen. Soll dieses vermieden werden, so muß man Pflasterrinnen statt der Gräben anbringen. Solche Rinnen, die in wasserdichtes Material gesetzt werden müssen, bringt man jedoch nur in Ausnahmefällen zur Anwendung. Wird das Wasser die Böschung hinabgeführt, so müssen ebenfalls Rinnen angebracht werden, entweder mit gleichmäßigem Gefälle oder kaskadenartig gestaltet.

3.    Abfallrinnen. Diese haben den Zweck, das Wasser aus den Hintergräben oder Quellwasser quer über die Böschungen nach den Einschnittsgräben oder den Durchlässen zu führen. Bei ihrem starken Gefälle können sie einen ziemlich kleinen, gewöhnlich muldenartigen Querschnitt erhalten, müssen aber stark befestigt und gegen Abrutschungen geschützt werden. Dementsprechend stellt man das Gerinne aus Pflasterung oder aus Mauerwerk her, welchem man durch treppenförmige Bildung seiner Fundamente Stützpunkte zu verschaffen sucht. Das Gerinne erhält meist Sohlenabstürze oder Kaskaden.

4.    Mulden. Soll das Wasser von einer Seite der Straße auf die andere geführt werden, so geschieht dieses in der Regel unter der Straße hindurch mittels Durchlässen und Brücken. Nur in Ausnahmefällen kann bei Wegen untergeordneter Bedeutung das Wasser über die Fahrbahn durch „Mulden" geleitet werden. Diese Überlaufmulden sollen dann entweder die Durchlässe gänzlich ersetzen, oder sie sollen neben den Brücken zur Abführung des Hochwassers Verwendung finden.

Mulden statt der Durchlässe wendet man an, wenn es an Höhe für einen Durchlaß fehlt, oder wenn eine häufige Verstopfung des Durchlasses zu befürchten ist. Solche Überlaufmulden können gebildet werden:

«) aus einer etwa 3.0 m breiten Pflasterrinne von 15—20 cm Sohlentiefe und einer Seitenneigung bis 1:12, welche quer über die Straße führt;

ß) aus einer entsprechend langen, horizontalen Straßenstrecke (Muldensohle) und aus den in schwachen Steigungen sich auf die Dammhöhe erhebenden Strecken. Ist die Geschwindigkeit des überströmenden Wassers gering, so kann die Straße in der Mulde ohne jede Befestigung bleiben. Bei einer größeren Wassergeschwindigkeit dagegen muß nicht allein die Sohle, sondern es müssen auch die angrenzenden Steigen und deren Böschungen mit gutem Pflaster befestigt werden.

Mulden neben Brücken kommen dann zur Anwendung, wenn es zu kostspielig ist, eine Brücke von solcher Größe zu bauen, daß sie auch das Hochwasser eines Flusses abzuführen vermag. Man stellt alsdann zur Überschreitung des Flusses eine Brücke her, welche bei dem gewöhnlichen Wasserstande zur Abführung des Wassers ausreicht, und zugleich daneben eine Mulde, welche nur bei Hochwasser — also kurze Zeit — in Wirksamkeit tritt. Ob die Herstellung der Steinbahn an den Überlaufstellen besser aus Steinpflaster oder Steinschlag erfolgt, ist int einzelnen Falle nach den örtlichen Verhältnissen zu entscheiden. Jedenfalls ist es notwendig, die Steinbahn gegen die Angriffe der Strömung möglichst zu schützen. Es kann dieses geschehen durch einen in gleicher Höhe mit der Wölbung der Straße oder etwas höher stromabwärts angelegten Fußweg, welcher zweckmäßig mit einer doppelten Bordsteinreihe mit guter Fugendichtung versehen wird. Man erreicht dadurch, daß der Überlauf des Wassers über die Fahrbahn erst beginnt, nachdem dieselbe ganz unter Wasser gekommen ist. Die stromabwärts belegene Böschung muß hinreichend flach angenommen und zum Schutz gegen Abspülung gepflastert oder mit Weiden und ähnlichem Gesträuch bepflanzt werden.

In der hannoverschen Anweisung von 1860 heißt es über Mulden: § 197. Bei größeren Mulden oder Überläufen ist die Steinbahn in der Regel aus Steiuschlag, wenn jedoch eine besonders starke Strömung stattfindet, aus gutem Reihenpflaster herzustellen.

§ 198. Bei solchen Mulden oder Überläufen ist au der Talseite stets ein erhöhter Fußweg in gleicher Horizontale mit dem Rücken der Steinbahn anzulegen und an der Steinbahnseite mit einem erhöhten

Bordstein einzufassen. Die untere Kante der Straße ist mit Erd- oder Korbweiden zu bepflanzen.

§ 200. Die Sohle kleiner Mulden ist stets aus Pflaster herzustellen. Die Seitenneigungen der Mulden können auf Steinschlagbahnen auch aus Steinschlag gebildet werden.

§ 199. Kleinere Mulden sind möglichst zu vermeiden, und wo sie unentbehrlich, rechtwinklig durch die Straße zu legen.

y_xv.

r.V. „

jll*:

Fig. 109. Sickerrinnen.

§ 201. Die Sohle

der Mulden soll eine ausgerundete Form erhalten; die Seitenneigungen sollen möglichst flach sein und außerhalb geschlossener Orte mindestens

1:12 betragen.

• t fc

Fig. 110. Sickerrinnen.

.    -u-VY;

\u.

; OY:----

'. O.->.

Fig. 111. Sickerrinnen.

5. Sickerrinnen. Diese dienen besonders zur Entwässerung der Böschungen. Es sind etwa 0,3—0,5 m tiefe Rinnen, die mit trockenen Steinen oder grobem Kies gefüllt werden, zum Durchsickern des Wassers. Die Sickerrinnen werden häufig nach Fig. 109 gelegt, so daß sie bei geringer Länge eine große Böschungsfläche entwässern, indem sie sämtliche von oben herablaufende Wasserteile aufnehmen. Bei sattelartiger Gestalt nach Fig. 110 oder noch mehr bei bogenartiger Anordnung nach Fig. 111 stützen sie, wenn in ausreichenden Abmessungen und sorgfältig wie trockenes Mauerwerk ausgeführt, außerdem den über ihnen liegenden Boden.

Sickerrinnen sind geeignet, Rutschungen vorzubeugen, wie sie mitunter nach anhaltendem, schwerem Froste, der wohl 0,6—0,8 m tief in den Boden eindringt, vorkommen. Wenn nämlich Schnee und Regen die oberen Schichten der Böschung durchweichen, während die tiefer liegenden Schichten noch gefroren sind, dann rutschen die durchweichten, schlammig gewordenen oberen Schichten auf dem gefrorenen Boden leicht ab, wenn sie nicht besonders gestützt werden.

6. Drainrohre werden in der Regel in einer Tiefe von 0,9—1,4 m verlegt. Eine Mindesttiese von 0,9 m hat man gewählt, damit die Rohre vollkommen frostfrei liegen, die Wurzeln der Pflanzen nicht in die Rohre gelangen können und das Wirkungsgebiet eines Drainstranges nicht zu schmal wird.

mm

Handelt es sich um die Entwässerung von einzelnen nassen Stellen, so werden einzelne Rohrstränge — „Einzeldrains" — verlegt; soll dagegen eine größere Fläche entwässert werden, so vereinigt man die Rohrstränge zu einem „Drainsystem". Eine zu entwässernde Fläche erhält gleichgerichtete Drains von kleinem Durchmesser — die Sauger oder Saugedrains —, welche das Wasser dem Boden entziehen und in Drains von größerem Durchmesser .

— den Sammlern oder Sammeldrains — leiten. IrNi Der letzte Teil des Sammlers heißt die Aus- §-3-' mündung. Alle diejenigen Drains, welche zu einer Mündung gehören, nennt man ein System.

Fig. 112. Drain.

man NUN

Die Sauger können in der Richtung des “ stärksten Gefälles oder quer gegen dasselbe angeordnet werden. Erstere nennt man Längs-, letztere Querdrainage. Am günstigsten wirkt in der Regel die Querdrainage; sie erfordert weniger Rohre und verstopft sich weniger leicht, weil die Wassergeschwindigkeit in den Sammlern des stärkeren Gefälles wegen größer ist, als in den Saugern. — Bei gleichartigem Boden entwässert jede Drainfuge über sich einen Kegel, dessen Achse senkrecht steht, und dessen Spitze die Fuge ist (Fig. 112). Dieser Kegel wird von der schrägen Geländefläche in einer Ellipse geschnitten. Die Ellipse stellt die Entwässerungsfläche der Fuge dar. Will durch dieselbe Zahl von Fugen die größtmögliche Fläche entwässern, so folgt, daß man die einzelnen Fugen eines Drainzuges in horizontaler Reihe und nicht in der Richtung des stärksten Gefälles verlegen, daß man Quer- und keine Längsdrainage anwenden muß.

Bei ungleichartigem Boden legt man die Sauger vorteilhaft quer zur Richtung des Hauptgefälles der wasserführenden Schichten. Man kann alsdann die wasserführenden Schichten mitwirken lassen zur Entwässerung des Bodens, sie gleichsam als Zuführer zu den Saugern benutzen. In der Regel folgen die wasserführenden Schichten dem stärksten Gefälle des Geländes.

Nach Herstellung der Draingraben werden die Rohre verlegt. Das Legen geschieht von oben nach unten. Das erste Rohr am oberen Ende eines jeden Stranges wird durch einen Pfropfen verschlossen. Die Rohre werden so dicht wie möglich aneinander gestoßen; etwaige Krümmungen müssen stets nach rechts oder links, niemals nach oben oder unten gelegt werden. Sind die Rohre verlegt, so werden sie sofort 0,3 m hoch mit Erde sorgfältig überdeckt; später erfolgt das gänzliche Verfüllen der Gräben.

7. Sickerkanäle dienen demselben Zweck wie Drainrohre; auch können sie durch mauerwerkartige Anordnung wie Sickergräben den Boden stützen. In Sickerkanälen werden die Steinpackungen usw. mit Erde überdeckt.

8. Sickerschlitze, Stollen und Schächte finden bei größerer Tiefenlage Anwendung. Sickerschlitze werden zutage unter sorgfältiger Sicherung der Erdwände ausgehoben und meist mit Steinen gefüllt. Sie unterscheiden sich in der Wirkung von den bergmännisch getriebenen Stollen dadurch, daß sie alle Wasseradern treffen, welche den Boden von der Oberfläche des Geländes bis zur Sohle durchziehen, während Stollen nur die unteren Adern treffen. In Verbindung mit Entwässernngsstollen kominen Schächte zur Ausführung, die ähnlich wie Sickerschlitze wirken. Meistens werden Stollen und Schächte mit Steinen oder Kies ausgefüllt, nur ein Wasserabzug im Stollen bleibt offen.

§ 82. Böschungen.

Viele roh geschüttete Böschungen können, dem Wind und Wetter ausgesetzt, sich nicht lange halten; sie werden vom Froste gelockert, vom Winde verweht, vom Wasser weggespült. Das Wasser dringt in das Innere der Erdkörpers, erweicht denselben und bringt Rutschungen hervor; das Wasser muß entfernt oder abgehalten, die Böschungen müssen geschützt und gestützt werden. Die Entwässerungsanlagen sind bereits beschrieben, das Schützen und Stützen der Böschungen kann wie folgt ausgeführt werden.

1. Ebnen der Böschungen. Nachdem die Auf- und Abtragsböschungen im Rohen hergestellt worden sind, müssen dieselben planmäßig geebnet und in ihrer Oberfläche befestigt werden. Es muß zu dem Zweck zunächst die planmäßige Höhe und Richtung durch eine ausreichende Zahl von Festpunkten angegeben werden. Bei den Aufträgen ist darauf zu achten, daß der Damm seinem Material entsprechend sich setzen wird.

Einschnittsböschungen im Felsen werden meist nicht nach einem bestimmten Böschungsverhältnis eingeebnet, sondern stusenförmig gestaltet. Es ist oft vorteilhafter, die Wände steil stehen zu lassen und nur an den Stellen, wo der Felsen natürliche Schichtungen zeigt, Absätze zu bilden. Das Tagewasser kann alsdann weniger leicht eindringen. Bei allen anderen, weicheren Bodenarten werden die Böschungen planmäßig entweder nach Lattenprofilen oder nach bloßen Absteckungen bearbeitet. Ersteres geschieht, wenn wenig geübte Arbeiter dazu verwendet werden müssen. Letzteres genügt aber, wenn tüchtige Vorarbeiter vorhanden sind, welche in gewissen kurzen Entfernungen schmale Streifen der Böschungen profilmäßig einebnen, worauf dann die zwischenliegenden Flächen von den gewöhnlichen Erdarbeitern ausgeglichen werden.

Diese eingeebneten Böschungen müssen nun vor den zerstörenden Einflüssen der Witterung und des Regenwassers durch eine wasserdichte Decke geschützt werden. Man erreicht dieses meist durch eine Begrünung (Besamung, Berasung, Bepflanzung) oder durch eine Böschungspflasterung.

2. Begrünung. Vor der Begrünung muß in der Regel eine Schicht guter Erde auf die Böschung gebracht werden, weil nur selten das Einschnitt- und Dammaterial an sich fruchtbar genug ist. Die Dicke der aufzubringenden Erdschichte beträgt mindestens 10 cm. Bei l¹/₂= oder 1V₄ facher Böschung hält sich die aufgetragene Erde ziemlich gut, doch ist es immerhin empfehlenswert, treppenförmige Einschnitte anzubringen oder Stützpunkte durch Annageln von Rasenstücken mittels Holzpflöcken zu schaffen. Steindämme werden gewöhnlich nur dann begrünt, wenn das Steinmaterial verwitterbar ist. Man kann an guter Erde sparen, wenn man zunächst feineres Abtragsmaterial auf solche Böschungen bringt, welches dann die Hohlräume zwischen den Steinen ausfüllt.

Besamung. Eine feste Schutzdecke kann durch Gras und kurze Kleearten (Steinklee) erzielt werden. Weil aber die Böschungen sehr verschieden sind in ihrer Bodenart, ihrer Himmelsrichtung und ihrem Feuchtigkeitsgrade, so wird auch das Fortkommen ein und derselben Pflanze sehr verschieden sein; aus diesem Grunde pflegt man mehrere Samenarten durcheinander zu säen. Die dem Boden und der Lage entsprechendsten Pflanzen erlangen dann bald das Übergewicht und verdrängen die anderen, schwächeren größtenteils. Bei der Aussaat im Sommer ist es geboten, Hafer mit unter zu mischen, damit der andere aufkeimende Samen im Schatten des Hafers sich vor den verbrennenden Sonnenstrahlen verbergen kann. Reinen Sand- und Kiesböschungen gibt man gern eine dünne Lage Lehm unter den Humus, damit der letztere länger feucht bleibt.

Berasung. Besser noch als die Besamung ist eine Decke aus Rasenstücken, weil man hierdurch in kurzer Zeit eine dichte Grasnarbe erhält. Man unterscheidet die Bekleidung mit Deck- oder Flachrasen und mit Kopfrasen.

Beim Flach rasen werden die einzelnen Stücke in regelmäßigem Verbände und nach der Schnur flach aufgelegt und mit einem Schlägel festgeklopft. Bei steilerer Böschung werden einige Rasenstücke mit hölzernen Pflöckchen festgenagelt. Reicht der Rasen nicht aus, um sämtliche Böschungsflächen damit zu bekleiden, so wird man zunächst die Grabenböschungen, Bankettabsätze und Wasserabführungsrinnen mit Rasenstücken belegen, weil diese Stellen der Beschädigung durch Regenwasser am meisten ausgesetzt sind. Den Rest der Rasen kann man schachbrettartig in die Böschungen verlegen und die verbleibenden Zwischenräume besäen.

Eine recht widerstandsfähige Decke liefert Kopfrasen. Es werden die etwa 30 cm großen Rasenstücke schief oder rechtwinklig zur Böschungslinie so aufeinander gelegt, daß Wurzelseite und Narbe sich decken. Die Dicke der Decke wird mithin gleich der Seitenlänge der einzelnen Rasenstücke. Eine solche Decke ist zwar sehr widerstandsfähig, aber sie erfordert sehr viel Rasen. Man beschränkt sich daher meist darauf, besonders gefährdete Stellen (z. B. Böschungskegel an Brücken) oder steile Böschungen mit Kopfrasen zu befestigen.

Bepflanzung. Fehlt es an Mutterboden und Rasen, so kann man die Böschungen mitunter auch dadurch befestigen, daß man sie mit Bäumen oder Sträuchern bepflanzt. Bei trockenen Bodenarten und in sonnigen Lagen werden Akazien, Birken, Ahorn, Eschen, Fichten, Rottannen und Obstbäume, bei feuchtem Boden vorzugsweise Weiden, Erlen, Hainbuchen und Ulmen zur Anpflanzung empfohlen. Die tief in den Boden eindringenden Wurzeln dieser Bäume und Sträucher bilden unter der Böschungsoberfläche ein festes, schützendes Geflecht. Über den Nutzen solcher Anpflanzungen gehen die Ansichten der Fachmänner auseinander. Während einerseits durch Bäume und Sträucher die Böschung befestigt wird, wird andrerseits das Austrocknen der Straße durch solche Anpflanzungen sehr behindert.

3. Böschungspflaster. Wo Anschüttungen ganz oder größtenteils aus Steinen bestehen, oder wo überhaupt Steine in großen Mengen zu haben sind, wie es im Gebirge häufig der Fall ist, können die Böschungen auch durch Pflasterung befestigt werden. Man setzt die etwa 20—30 cm hohen Steine reihenweise und füllt die Pflasterfugen mit Moos und kleinen Steinchen aus. In den verbleibenden Öffnungen sammelt sich bald so

viel fruchtbarer Boden an, daß sich eine Vegetation gestaltet, die allmählich selbst die Oberfläche der Steine überdeckt.

4. Verkleidungsmauern. Einschnittswände aus leicht verwitterbaren Felsen werden mit einer Mauer verkleidet. Solche „Verkleidungsmauern" haben keinen Erddruck auszuhalten, sie haben nur den Felsen vor den Witterungseinflüssen zu schützen. Ihre Dicke kann deshalb gering sein. Nach von Kaven erhalten diese Mauern bei einer Höhe bis 2 m eine Stärke von 0,40 m, bei 2—6 m Höhe eine gleichmäßige Stärke von 0,6 m und bei noch größeren Höhen eine obere Stärke von 0,7 und eine

untere von 0,70 + Meter.

§ 83. Uferbefestigungen.

Bei Schüttungen am Wasser ist darauf zu achten, daß das dem Wasser zugekehrte Dammaterial nicht aufgeweicht und auch nicht vom Wasser fvrtgespült wird. Der Damm muß demnach gegen die Angriffe des stehenden und des fließenden Wassers geschützt werden. Man sucht das stehende Wasser vom Damminnern fernzuhalten, oder man schüttet den Damm mit unlöslichem Material. Der Angriff des fließenden Wassers ist um so größer, je größer die Strömung oder die Geschwindigkeit des Wassers ist. Daher ist in erster Linie die Geschwindigkeit des Wassers zu vermindern, in zweiter der Damm zu befestigen. Häufig wird beides ausgeführt.

Die Geschwindigkeit des Wassers am Ufer wird vermindert durch Vergrößerung der Widerstände. Die Widerstände werden groß, wenn man die Ufer rauh gestaltet oder abflacht und somit die Reibungsflächen vergrößert. Senkrechte Ufer, etwa Bollwerke, sollten nur in Ausnahmefällen ausgeführt werden, weil sie den Strom anziehen statt ablenken, und eine Vertiefung des Bettes leicht den Absturz des Ufers und somit eine Zerstörung des letzteren bewirken kann. Besser ist es, bei steilen Ufern die Uferdeckung so einzurichten, daß sie bei zunehmender Vertiefung des Bettes an ihrem Fuße nicht leidet, sondern von selbst herabsinkt und dadurch eine Beschädigung in der Tiefe, die immer am gefährlichsten ist, verhindert. Eine schräge Decke aus geschütteten Steinen ist für die Befestigung am besten geeignet. Eine solche Uferdeckung nennt man einen

Steinwurf. Die Steine müssen größer als die größten Geschiebestücke der Flußstrecke sein, damit sie von dem Wasser nicht fortbewegt werden. Am besten eignen sich spezifisch schwere Steine mit guten Lagerflächen. Die größten und schwersten Steine wählt man für die obere Lage, weil diese am stärksten angegriffen wird. Häufig wird der Steinwurf mit einer Pflasterung oder mit einem Steinsatz in Verbindung gebracht (Fig. 113).

Fehlt es an Steinmaterial, so kann zur Sicherung des Dammfußes und der Dammböschung auch Holz verwendet werden. Man gebraucht Bollwerke, Rauhbäume, Flechtwerk, Faschinen, Spreutlagen, Anpflanzungen usw. aus Holz.

Bollwerke nennt man Pfahl-, Bohl- und Schrottwände. Die Pfahlwand ist eine Wand aus Pfählen. Es wird Pfahl an Pfahl gerammt; die Köpfe der Pfähle werden durch einen Holm oder durch Zangen miteinander verbunden. Bei der Bohlwand werden die Pfähle in weiteren Entfernungen voneinander gerammt und nur zum Stützen einer Wand aus Holz, Stein oder Eisen benutzt. Eine Schrottwand ist eine Wand aus kreuzweise übereinandergelegten Hölzern, die mit Steinen ausgepackt sind.

,mr

ÜMT

SM

BV

Fig. 113. Uferbefestigung.

Fig. 114. Ufer mit Flechtzaun.

Eisenbetonplatten von verschiedener Größe und Dicke verwendet man zu Schutzbekleidungen der Ufer. Manchmal werden diese Platten noch durch Erdanker befestigt.

Rauhbäume sind rauhe, mit Ästen versehene Bäume, die mit der Kronenspitze nach dem Stromstrich eingelegt, an Pfähle angebunden werden. Sie sollen die Geschwindigkeit des Wassers mindern, die Strömung also vom Ufer ablenken. Rauhbäume haben geringe Dauer, gewähren deshalb nur vorübergehend Schutz.

Flechtwerk. Dieses dient einmal zur Sicherung des Dammfußes, zum anderen zur Befestigung der Böschungen. Im ersten Falle wird am Dammfuße ein einreihiger oder mehrreihiger Flechtzaun geschlagen (Fig. 114). Unter diesem Flechtzaun befindet sich häufig eine Buschlage, zwischen die Flechtzäune kommt Kies, hierauf Pflaster. Von Oberkante Flechtzaun bis zum Hochwasserspiegel kann die Böschung mit Pflaster oder auch mit weiteren Flechtzäunen befestigt werden. In den Böschungen werden die Flechtzäune gleichlaufend oder maschenartig (rautenförmig) angeordnet.

Faschinenbauten. Faschinen sind Bündel aus Strauchwerk, welche mit Weiden oder Draht mindestens zweimal fest verschnürt sind. Wir unterscheiden:

Senkfaschinen (Sinkwalzen), 0,5—1,0 m dicke und beliebig lange Faschinen, welche mit Schotter oder Steinen gefüllt werden, damit sie im Wasser untersinken; sie dienen zur Sicherung des Dammfußes. Eine 1 m dicke Walze von 1 m Länge wiegt etwa 300 kg. Infolge dieses bedeutenden Gewichtes muß die Sinkwalze auf der Dammkrone unmittelbar oberhalb der Verwendungsstelle gebunden werden. Nachdem werden die Walzen die Böschung hinabgerollt; am Fuße der Böschung werden sie durch früher eingeschlagene Pfähle aufgefangen und festgehalten (Fig. 115). Die Senkfaschinen begrünen sich später.

„HW

fr

JVW

Kommt der Damm auf eine längere Strecke in ein Gebirgsbachbett zu liegen, dessen Sohle sich mit der Zeit stark vertiefen kann, so stellt man als Dammschutz ein Parallelwerk aus Senkfaschinen dar, indem man zwischen Pfahlreihen parallel zum Wasserlauf Senkfaschinen übereinander-legt, die bei eintretender Unterspülung durch ihr Eigengewicht nachsinken können.

Fig. 115. Senkfaschinen.

Deckfaschinen, 0,25—0,30 m stark und 2,5—4,0 m lang, dienen hauptsächlich zur Abdeckung der Uferwände. Zur Verbindung der Deckfaschinen dienen:

Würste oder Wippen, das sind 10—15 cm starke und bis zu 20 in lange Reisigbündel.

Das Binden der Faschinen geschieht auf Böcken oder Bänken. In diese Faschinenbänke wird das höchstens 4 cm starke Strauchwerk eingelegt, mittels Würgekette zusammengedrückt, dann festgebunden und schließlich auf die vorgesehene Länge abgeschnitten. Die Faschinen müssen fest und gleich sein, damit man gerade und gleichmäßig mit ihnen bauen kann.

Spreutlagen oder Spreitlagen werden aus frisch geschnittenen, 3—4jährigen Weidenreisern von 2,5 m Länge hergestellt. Man zieht zunächst in 2 m Abstand kleine, etwa 0,2 m tiefe, wagerechte Gräben von dreieckiger Form (Grüppen) und befestigt in diesen Würste aus Weidenholz mittels Pfählen von 1,0 m Länge, die man in 0,60 m Entfernung voneinander einschlägt. Unter diese Würste schiebt man die Stammenden der Reiser, von oben beginnend. Die Wipfelenden der tieferen Lage sollen immer über die Grüppenwurst und die Stoppelenden der höheren Lage reichen. Die Reiser werden alsdann mit Würsten und

Pfählen so befestigt, daß die Würste 0,6—0,8 m Abstand voneinander erhalten und alle 0,6 m genagelt werden. In der Höhe des Wasserspiegels sind 2 Würste nebeneinander zu stecken. Die Lage wird schließlich mit fruchtbarer Erde überdeckt.

Werden die Grüppen rechtwinklig zum Stromstrich und die Wipfel der Weidenruten strotnabwärts gelegt, so nennt man die Uferdeckung Rauhwehr.

Bepflanzung. Flache Ufer sucht man bisweilen zu schützen durch Bepflanzung mittels Stecklingen oder Setzlingen aus Korbweide, Erle, Akazie usw. Zu diesem Zwecke werden */₂—2 cm starke und 1 m lange Ruten abgeschnitten und mittels Setzeisens gesetzt. Die Setzlinge werden je 15 cm voneinander entfernt in 1 m breiten Reihen gesetzt. Das Setzen kann auch in 0,3 m tiefen Gräben erfolgen. Auch mit Flach-und Kopfrasen können die flachen Ufer über dem Niedrigwasserstand befestigt werden.

b) Oberbau der Straßen.

Unter Oberbau versteht man den Teil der Straße, der die Angriffe des Verkehrs unmittelbar aufzunehmen und die Belastung auf den Straßenunterbau zu verteilen hat. Je nach der Art des Verkehrs unterscheidet man Fahrbahn, Fußweg usw.

«) Fahrbahnen.

§ 84. Wahl der Befestigungsart.

Eine Landstraße soll in erster Linie dem Verkehre dienen. Die Fahrbahn derselben muß daher jederzeit leicht und sicher zu befahren sein, dabei soll sie nicht gesundheitsschädlich wirken. Dieses Ziel soll mit tunlichst geringen Kosten erreicht werden. Die Fahrbahn muß demnach technischen, gesundheitlichen und wirtschaftlichen Anforderungen genügen.

1. Technische Anforderungen. Die Fahrbahn soll jederzeit dem Fuhrwerk einen geringen Reibungswiderstand entgegensetzen, damit wenig Zugkraft erforderlich wird, die Fahrbahn muß deshalb eben, fest und hart sein und beiben. Andrerseits erheischt die Verkehrssicherheit, daß die Fahrbahn nicht zu glatt ist, namentlich dann, wenn die Straße starkes Gefälle hat. Übrigens wird bei stark geneigter Bahn durch Glätte und Ebenheit auch verhältnismäßig nicht soviel an Zugkraft gespart als dieses bei wenig geneigten oder wagerechten Bahnen der Fall ist. Nach Tabelle 41 beträgt z. B. der Widerstandskoeffizient,u bei einem schlechten Erdweg 0,1 und bei einer guten Chaussee (Steinbahn) 0,03; mithin kann auf einer wagerechten Steinbahn 1 Pferd so viel bewegen wie 0,1: 0,03 — 3,3 Pferde auf einem wagerechten Erdwege. Hat aber die

Straße eine Steigung L: 10, so tritt für das Heben der Last (wenn das Gewicht der Bespannung unbeachtet bleibt) noch annähernd Vio hinzu. Mithin wird der Koeffizient bei der Erdbahn 0,1 + 0,1 = 0,2 und bei der Steinbahn 0,1 + 0,03 = 0,13, das heißt, es kann nunmehr auf der Steinbahn 1 Pferd eine Last bewegen, die auf dem Erdweg von 0,20 : 0,13 — 1,54 Pferden gezogen werden muß. Von der Glätte und Ebenheit ist auch die Querneigung der Steinbahn abhängig. Je glatter und ebener die Bahn, um so größer die Rutschgesahr, um so besser aber auch der seitliche Wasserabfluß. Glatte Fahrbahnen erhalten daher eine schwächere Querneigung als rauhe. — Schließlich soll die Fahrbahnbefestigung noch möglichst dauerhaft sein und die Ausbesserungs- und Erneuerungsarbeiten sollen in kurzer Zeit bewirkt werden können, damit der Verkehr keine Störung erleidet, vielmehr die Straße jederzeit befahren werden kann.

2.    Gesundheitliche Anforderungen. Bei dem gemischten Verkehr, dem die heutigen Straßen dienen müssen, ist es namentlich die Staubplage, welche hier in Frage kommt. Der Staub ist besonders nachteilig für die Atmungsorgane, außerdem bringt er materiellen Schaden an Häusern, Lebensmitteln, Gärten usw. und erschwert die Unterhaltung der Straßen. Die Fahrbahn soll so beschaffen sein, daß sich möglichst wenig Staub bildet.

3.    Wirtschaftliche Anforderungen. Den unter 1. und 2. ausgeführten technischen und gesundheitlichen Anforderungen soll mit möglichst geringen Kosten genügt werden können. Bezeichnet man mit

k den Betrag für die erste Herstellung der Fahrbahn, n die Dauer der Fahrbahn in Jahren,

k, ein Kapital, das zur Zeit der Neuherstellung auf Zins gelegt, genügt, um aus dessen Zinseszinsen nach n Jahren die Fahrbahn wieder erneuern zu können, z den Zinsfuß,

b die jährlichen Ausbesserungs- und Unterhaltungskosten,

k -

¹ ~ / z \n (1 + iöö)

A die durchschnittlichen jährlichen Gesamtkosten für die Fahrbahn, so ist:

(54)

(1 + I5o)

A ₁₀Q k -t

Je kleiner A, um so wirtschaftlicher ist die Fahrbahn.') Volkswirtschaftlich ist diejenige Fahrbahn die beste, welche den meisten Nutzen bringt im Verhältnis zu A, bei der demnach der Ausdruck

X_/?C1 X “ A

ernt größten wird, wenn ß die Frachtermäßigung für 1 t/km nach erfolgter Herstellung der Fahrbahn, C die jährliche Frachtmenge in t, 1 die Länge der Fahrbahn in km und A den in Formel 55 angegebenen Wert bedeutet.

Beispiel: Wie groß werden die durchschnittlichen jährlichen Kosten A für eine Kleinschlagdecke von 1 km Länge, wenn die Decke 6500 M. kostet, 10 Jahre hält, die jährlichen Ausbesserungskosten 40 M. betragen und der Zinsfuß z = 4 angenommen wird?

A = 0,04.6500 1 =

15 + 40,

(1 + 0,04): log 1,04 = 0,01703, log 1,04¹⁰ = 0,17033, 1,04'° = 1,48,

A = 0,04.6500 1 + ~

1,48

+ 40 = 475,76 M.

Beträgt die Fracht für 1 t/km auf unbefestigtem Wege 0,25 M. und auf der besteinten Straße 0,10 M., dann ist die Frachtermäßigung /? = 0,15 M. Werden nun jährlich 4000 t Güter befördert, so ist für 1 km Straßenlänge:

0,15.4000

X 475,76    1,Zb‘

Die wichtigsten Fahrbahnbefestigungen bei Landstraßen sind: Steinschlagbahnen,

Kiesbahnen,

Klein- und Mittelpflaster,

Klinkerpflaster,

Fahrbahnen aus verschiedenen Baustoffen.

Großpflaster, Holzpflaster, Asphaltbahnen u. dergl. kommen mehr in städtischen Straßen vor und sollen dort besprochen werden.

') Soll die Verpflichtung der Fahrbahnunterhaltung auf einen anderen übertragen

werden, so ist A zu kapitalisieren. Das Ablösungskapital ist aldann B — A.

Man vergleiche auch Ministerialerlaß vom 7. November 1907: „Anweisung zur Ablösung von Wegebauverpflichtungen der preußischen Staatsbauverwaltung" (Zeitschrift für Transportwesen und Straßenbau 1908, S. 11 u. 33).

Die Steinschlagbahnen haben meist nur eine Decke mit Kleinschlag; ihr Unterbau besteht aus Packlage, Grobschlag oder Kies. Fahrbahnen, die ganz aus Kleinschlag gebildet werden, nennt man nach ihrem Erfinder Mak Adam, makadamisierte Bahnen, den Kleinschlag selbst Makadam.

Kiesbahnen verwendet man für Straßen mit leichtem Verkehr dort, wo Kies sich vorfindet und anderes Steimnaterial seltener vorkommt.

Kleinpflaster findet hauptsächlich Anwendung bei schwererem Verkehr, wo die Kleinschlagstücke durch den Druck der Wagenräder zertrümmert werden, Mittelpflaster bei noch schwereren Lastwagen.

Klinkerpflaster hat namentlich in der norddeutschen Tiefebene, wo es an natürlichem Steinmaterial fehlt, weite Verbreitung gefunden.

Fahrbahnen aus verschiedenen Baustoffen baut man, um sie haltbarer oder staubfieier zu machen oder aus wirtschaftlichen Gründen. Hier kommen namentlich in Frage, die Fahrbahnen mit besonderen Fahrstreifen (Fuhrwerksgleisen) und solche, bei denen die Kleinschlagstücke durch Zement oder asphaltähnliche Stoffe miteinander verbunden werden.

§ 85. Steinschlagbahnen.

0,8

Die Querneigung dieser Fahrbahnen richtet sich besonders nach der größeren oder geringeren Festigkeit des Materials und nach dem Längenprofile. In der hannoverschen Anweisung von 1860 heißt es (§ 56): Die Oberfläche der Steinschlagbahn erhält eine Wölbung nach der Kreislinie: in horizontaler Lage von ⁵/ia Zoll (1 cm), in wenig geneigter Lage von ¹/₃ Zoll (0,8 cm), in einer Neigung von 1:36 und darüber ¹/i Zoll (0,6 cm) auf jeden Fuß (29,2 cm) der ganzen Breite. Auf Steinbahnen von weniger als 12 Fuß (3,5 m) ist eine größere Wölbung zulässig. Für Straßen mit verschiedener Steigung sind Mittelwerte des Quergefälles in Tabelle 50 gegeben. In der Anweisung der rheinischen Verwaltung heißt es: „Das Quergefälle der Steinbahn richtet sich nach der größeren oder geringeren Festigkeit des Materials und soll dasselbe 4—5 cm auf den laufenden Meter betragen." Bei einer 5 m breiten Steinbahn aus mittelhartem Gestein und wenig geneigter Lage würde mithin die Mitte der Fahrbahn höher als die Kante liegen:

— 13,7 cm, h=M . 4,5 = 11,3 cm.

29,2

nach der hannoverschen Anweisung h = 5,0 •

„    „ rheinischen

Eine Steinschlagbahn besteht aus dem Unterbau und der Decklage, mitunter befindet sich zwischen beiden noch eine besondere Mittellage.

15

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Die Decklage hat den Verkehr unmittelbar aufzunehinen und hat ihn dann, im Verein mit dem Unterbau, auf eine größere Fläche des Erdkörpers zu verteilen. Der Steinbahnunterbau kann gebildet werden: aus gepflasterten Steinen (Packlage), aus geschütteten Steinen oder Kies.

Der Packlagenunterbau (Fig. 116) wird wie folgt hergestellt. Zunächst wird der Erdkasten (Bettungskoffer), in dem die Packlage ruhen soll, ausgehoben, und es werden die Kantensteine versetzt. Die Tiefe des Bettungskoffers ist so zu bemessen, daß der ausgehvbene Boden zur Aufhöhung der Bankette ausreicht. Die Sohle des Erdkoffers wird der Wölbung der Straße entsprechend gestaltet, oder sie erhält eine schwächere Wölbung, oder sie wird wagerecht ausgeführt, je nachdem die Steinbahn überall gleiche Stärke erhalten oder in der Mitte dicker als an den Enden ausgeführt werden soll. Es ist darauf zu achten, daß in den Erdkasten vorher keine Gleise gefahren werden, in denen sich Wasser sammeln kann; wenn nötig, muß der Erdkasten entwässert und befandet werden. Nach Fertigstellung des Erdkoffers werden die Packlagesteine rechtwinklig zur

dicht nebeneinander

Fahrrichtung, reihenweise in Verband mit der Spitze nach oben stehend — nicht liegend

Fig. 116. Fahrbahn mit Packlage.

eingesetzt. In keinem Fall dürfen die Steine auf das breite, ebene Lager gelegt werden, weil sonst die Decklage sich nicht mit dem Steinbahnunterbau verbindet. Zu breite Steine müssen zerschlagen oder gespalten werden. Nach den bestehenden Bestimmungen erhalten die Packlagesteine (in Rheinland, Hannover, Österreich) eine Stärke von 6—10 cm und eine Höhe von 11—15 cm. Für nachgiebigen Untergrund sind in Österreich Packlagesteine von 18—20 cm Höhe und 10—12 cm Stärke vorgeschrieben.

Bei der gesetzten Packlage werden die Spitzen der zu hohen Steine abgeschlagen und die Zwischenräume sorgfältig mit kleinen Steinen gefüllt, so daß schließlich die Oberfläche der Packlage eine rauhe Ebene bildet. Ein Abwälzen der Packlage erfolgt in der Regel nicht.

Die Packlagesteine erhalten am besten Pyramidenform. Zur Packlage ist jedes Steinmaterial geeignet, welches nicht zerfriert; auch feste Hochofenschlacke kommt in Anwendung.

Mitunter wird die Packlage seitlich durch besondere Kantensteine begrenzt. Die Kanten st eine erhalten nach den Bestimmungen der Rheinischen Provinzialverwaltung eine Länge von 10—15 cm, eine Stärke von 6—10 cm und eine Höhe von 20—25 cm. Sie werden bei Lehmboden zweckmäßig in Sandbettung gesetzt, um ein Auffrieren der Steine

zu verhindern. Ihre äußere Seite wird nach der Schnur gerichtet; ihre obere Fläche soll etwa 10 cm unter der Steinbahnoberfläche liegen, damit die Steine bei Abnutzung der Steinbahn oder bei schlechtem Zustand des Banketts nicht hervortreten und für den Verkehr lästig werden. Auch würde eine zu hohe Lage die Bildung einer Rinne längs den Kantensteinen begünstigen und den Wasserabfluß behindern. Manchmal werden die Kantensteine auch gänzlich weggelassen.

Der Steinschlagunterbau. Eine Fahrbahn mit solchem Unterbau besteht aus einer Unterlage von größeren, regelmäßig geschlagenen Steinen (sog. Grobschlag) und aus ein oder zwei Schüttlagen von feinerem Steinschlag. Der Grobschlag erhält eine Stärke auf den Straßen:

in Rheinland von 6—8    cm.

„ 'Hannover „    5—7,3    „

Die Stärke der Grobschlagschicht wird gleich derjenigen der Packlage. Für den Grobschlag kann ebenfalls, wie für die Packlage, weicheres Material verwendet werden.

Wird die Steinbahn durchweg aus gleich großen, regelmäßig geschlagenen Steinen gebildet, welche in einzelnen Lagen von 10—13 cm Stärke aufgebracht werden, so nennt man die Straßen makadamisierte Straßen und das Steinmaterial Makadam.

Jede Steinlage einer ganz aus Steinschlag hergestellten Bahn (Grundlage, Mittellage, Decklage) wird für sich gewalzt. Der Steinschlagunterbau wird mit einer leichten Walze ohne Bindematerial so lange eingewalzt, bis der Steinschlag anfängt, sich festzulegen, nicht bis zur Glättung der Oberfläche.

Der Grand- oder Kiesunterbau. Der Kostenersparnis wegen kann, wenn die Haltbarkeit der Steinbahn dadurch nicht wesentlich verringert wird, unter Umständen der Unterbau der Steinbahnen aus Kies oder Grand (Kiessand) hergestellt werden, doch ist der Steinschlagunterbau besser, weil er weniger vom Froste aufgelockert wird. In der hannoverschen Anweisung von 1860 heißt es: Die Stärke des Grandunterbaues soll ⁵/₁₂—⁷/i2 der ganzen Stärke der Steinbahn betragen. Das Korn des zum Unterbau dienendes Grandes muß mindestens ¹/i Zoll (6 mm) Durchmesser haben. Stücke, welche so stark sind, daß Steinschlag zum Deckenbau daraus gebildet werden kann, sind auszusondern. Der Grandunterbau ist zu walzen, wenn ein mit den Kosten im Verhältnis stehender Vorteil davon zu erwarten ist.

Wahl der Unterbauart. Bei der Wahl hat man zunächst die Beschaffenheit des Untergrundes zu beachten. Bei lehmigem, fettigem

15*

Untergründe widersteht die dichtgestellte Packlage besser als Steinschlag, ©obern wird die Wahl durch das zur Verfügung stehende Steinmaterial beeinflußt. Lassen sich die Steine nicht in würfelförmige Stücke schlagen, dann ist Packlage zu verwenden. Schließlich ist zu beachten, daß Steinbahnen mit Steinschlagunterbau elastischer sein und iveniger abnutzen sollen, dagegen soll beim Packlagenunterbau die Last der Räder sich auf eine größere Fläche verteilen.

Decklage. Über das zur Decklage zu verwendende Steinmaterial heißt es in der hannoverschen Anweisung: Für den Kleinschlag, namentlich

/i

II

Fig. 117. Steinbrecher.

zur Bildung der Decklage, ist dasjenige Material vorzugsweise zu benutzen, welches

die größte und gleichmäßigste Festigkeit, Härte und Dauerhaftigkeit besitzt; keine Poren und Risse hat, welche das Eindringen des Wassers zulassen; einen würfelförmigen und körnigen Steinschlag liefert; sich am vollkommensten verbindet und in der Oberfläche abglättet; im zerriebenen, zerdrückten oder zersetzten Zustande weder einen klebrigen, noch einen sandigen, sondern einen kittenden, erhärtenden und abglättenden Stoff bildet.

Diese Steine werden je nach ihrer Festigkeit in möglichst würfelförmige Stücke von 4 oder 5 cm Seitenlänge zerschlagen oder mit der

Steinbrechmaschine zerkleinert. Eine solche Brechmaschine (Fig. 117) arbeitet wie ein Nußknacker. Die großen Stücke werden in das „Brechmaul" geworfen, dieses schließt sich, zerdrückt die Steine, öffnet sich dann nach abwärts und speit die zerkleinerten Steine, den „Maschinenschrott", aus. Nach dem Zerkleinern werden die Steine gesiebt, um die splitterigen und erdigen Bestandteile auszusondern. Später wird der gesiebte Kleinschlag mittels Steingabeln auf den Unterbau ausgebreitet, nach einer Schablone abgeglichen und demnächst festgewalzt. Durch das Walzen soll vor allem eine tunlichst dichte Lagerung der einzelnen Steinstücke erstrebt werden. Die Steinstücke werden während des Walzens so lange hin und her gedreht, bis sie möglichst fest neben- und übereinander lagern, d. h. bis die größeren Stücke mit den Flächen sich aneinander passen, während die kleineren Stücke die Zwischenräume füllen. Erst wenn die Decke „steht", d. h. wenn die Steine beim Walzen zwar noch bewegt, aber nicht mehr verschoben werden, darf das Bindematerial (zunächst der ausgesiebte Steinsplitt) aufgebracht werden. Das Bindeinaterial soll nur die Vertiefungen zwischen den einzelnen Steinen an der Fahrbahnoberfläche ausfüllen; es darf aber nicht in das Innere der Steinbahn gelangen. Bei trockener Witterung wird die Steindecke während des Walzens mit Wasser begossen. Schließlich wird zum Schutze der Decke eine Sandschicht von etwa 1 cm Stärke aufgebracht. Zum Einwalzen der Decklage benutzt man zurzeit in den meisten Fällen die Dampfwalze.

§ 86. Kiesbahllm.

Kiesbahnen bestehen aus Kies, welcher entweder in Gruben gewonnen wird und dann meistens mit sandigen, lehmigen oder mergeligen Teilen mehr oder weniger gemischt ist, oder aber in Flußläufen sich vorfindet und dann von erdigen Beimengungen frei ist. Die Fahrbahn kann entweder durchweg aus gereinigtem Kies bestehen und es kann eine besondere Packlage oder Unterlage gebildet werden dadurch, daß man die größten Kiesel zerschlägt und geschlossen einbaut.

Der Kies ist von dem Steinschlag sehr verschieden. Während die Steinschlagstücke sämtlich aus demselben Material bestehen und dieselbe Festigkeit besitzen, ist der Kies ein buntes Gemenge der verschiedenartigsten, in der Festigkeit wesentlich voneinander abweichenden Steinarten. Die scharfkantigen Steinschlagstücke sind meist würfelförmig gestaltet, die einzelnen Kiesel dagegen haben eine glatte, abgerundete Form. Dieser eigenartigen Natur des Kiesels inuß aber bei Verwendung desselben als Steindeckmaterial Rechnung getragen werden. Während Steinschlagstücke beim Walzen so lange hin und her gedreht werden, bis sie sich mit ihren

Flächen dicht aneinanderlegen und somit gegenseitig stützen, daß die Decke „steht", werden die glatten, abgerundeten Kiesel einer lose aufgeschütteten Kiesdecke sich stetig wie eine Welle vor der Walze verschieben, ohne daß eine merklich festere Lagerung eintritt. Durch zusammenpressenden Druck allein ist ein Ineinandergreifen der Kiesel wie bei den Steinschlagdecken nicht zu erreichen; es bedarf zur Bindung eines besonderen Bindemittels. Das Bindematerial ist aber gewöhnlich das Material, welches die geringste Dauerhaftigkeit aufweist; je weniger man also hiervon nehmen kann, desto besser. Hieraus ergibt sich, daß Kies mit gemischter Korngröße am besten ist, denn solcher Kies hat die wenigsten Hohlräume, und das Bindematerial muß die Hohlräume füllen. Guter Kies soll Stücke von verschiedener Größe enthalten in einer Mischung, daß höchstens 15 °/₀ Hohlräume verbleiben; der Durchmesser der einzelnen Kiesstücke soll jedoch 3 cm nicht überschreiten, weil sonst die Fahrbahn zu rauh wird.

Das Bindemittel soll möglichst feinkörnig sein, damit es die zu verbindenden Stücke allseitig umhüllt. Die Bindekraft beruht auf der Adhäsion, und diese ist um so größer, je größer die sich berührenden Flächen sind, je feiner der Stoff verteilt ist. Daher können §ls Bindematerial nur sehr feinkörnige Stoffe Verwendung finden, wie Ton, Lehm, Steinstaub u. dergl.

Beim Einbauen müssen Kies und Bindematerial gründlich durcheinander gemischt werden. Man kann das Bindematerial aus die Kiesdecke auftragen und mit Harken oder Eggen durch die Kiesschüttung mengen, oder man kann zuerst das Bindematerial auftragen und darüber die Kiesdecke ausbreiten. Durch das Abwälzen wird dann das Bindematerial an die Oberfläche der Kiesschüttung hinaufgepreßt. Es ist zweckmäßig, eine Kiesdecke aus zwei aufeinanderliegenden Schüttungen von etwa je 4 cm Stärke zu bilden und jede Schüttung für sich zu walzen, weil dann die Kiesstücke sich besser miteinander verbinden. Schließlich wird die neue Decke mit einer Schichte von trockenem und gepulvertem Lehm überdeckt.

§ 87. Kleinpflaster (Fig. 118).

Der Erfinder des Kleinpflasters — Geh. Baurat Gravenhorst in Stade — schreibt darüber: „Als ich im Jahre 1885 mit der Fortsetzung der im Jahre 1880 begonnenen Verschleißmessungen auf Steinschlagdecken mich beschäftigte, fand ich auf einer aus recht grobem Steinschlag hergestellten, 4 Jahre alten Probestrecke im ganzen geringere Abnutzung, aber eine sehr unebene Oberfläche. Einzelne Steinstücke und Gruppen von Steinstücken ragten aus der Decke hervor; es waren dieses

Vorschriften für die Herstellung des Kteinpffasters auf Landstraßen.¹)

1.    Der Unterbau muß genau dem Querprofil gleichen, welches der Oberfläche des Pflasters gegeben werden soll, und dabei eben sein. Es ist fehlerhaft, etwaige Unebenhejten des Steinschlag-Unterbaues durch Kies auszugleichen. Die Unebenheiten des Steinschlag-Unterbaues machen sich doch, ungeachtet der Kiesausfüllung, im Kleinpflaster bemerkbar. Der Unterbau muß überall gleich fest sein und darf z. B. sog. Kiesnester nicht enthalten.

2.    Die Kleinpflastersteine sollen möglchst würfelförmig sein. Klinker, die aus Sandunterbettung versetzt werden, haben eine der Kopffläche gleiche Fußfläche 5:22 gleich 110 qcm. Würfelförmige Pflastersteine von 10—11 cm Seite, also ebenfalls 110 qcm Fußfläche bedürfen daher eines Steinschlagunterbaues nicht, es genügt für dieselben feste Sand- oder Kiesunterbettung. Die Kleinsteine, die auf Steinschlagunterbau zur Versetzung gelangen, brauchen daher höchstens 10 cm Seite zu erhalten.

- Für leichteren Verkehr genügen bei jeder Steinart schon Steine von 6—8 cm Seite. In der Regel wird man den Steinen 7—9 cm Seite geben, so, daß 1 cbm nahezu 10 qm Pflaster liefert. Kleinpflaster aus großen Kleinsteinen von 8—10 cm Seite erreicht voraussichtlich eine größere Dauer, aber es ist geräuschvoller und weniger angenehm zu befahren, auch erfordert es mehr Zugkraft und größere Herstellungkosten.

Ohne zwingende Gründe muß man daher nicht das größere Steinformat be

vorzugen.

die größeren und widerstandsfähigeren Stücke. Die Wahrnehmung brachte nrich auf den Gedanken, aus ausgewählten größeren und festeren Stein-schlagstücken Steinschlagpflaster, später „Kleinpflaster" genannt, herzustellen."

Dieses Kleinpslaster, bei dem der Vorteil größerer Steinstücke — vermehrte Widerstandsfähigkeit — ausgenützt, der Nachteil solcher Stücke

—    rauhe Fahrbahn bei Schüttungen

—    aber vermieden wird, hat inzwischen die weiteste Verbreitung gesunden. Kleinpflaster wird man überall dort mit besonderem Vorteil anwenden, wo durch den Druck der Wagenräder einzelne Steinstücke einer Schotterdecke zertrümmert werden.

Kleinpflaster kann zweckmäßig ausgeführt werden nach folgenden, von seinem Erfinder gegebenen

□gagp-

' "/

't

■k

Fig. 118. Kleinpflaster.

3. Vor der Pflasterherstellung sind die Kleinsteine nach der Höhe genau zu sortieren, so daß zwischen den Sorten höchstens ein Höhenunterschied von 1 cm verbleibt. In der Regel genügen 3 Sorten. Der Unterbau ist 1, höchstens 2 cm hoch mit Sand, besser mit Kies zu bedecken. In diese Sand- oder Kiesunterbettung sind die Klein-

4.    Der Steinschlagunterbau läßt sich unter Leitung eines sachkundigen, verständigen Wegewärters in Akkord durch Gelegenheitsarbeiter herstellen. Zunächst werden die Bordsteine gerichtet (aufgezogen), wenn nicht deren Umsetzung durch einen in Pflasterarbeiten geübten Mann erforderlich erscheint. Niedrigbordsteine müssen die Oberfläche des wieder festgewalzten Unterbaues um 7—9 cm überragen. Es schadet nicht, wenn die Kleinpflasteroberfläche zunächst 1—2 cm höher wie die Bordsteinkante zu liegen kommt. Die alte Steinschlagdecke muß in ihrer ganzen Fläche durch Aufhacken so weit gelockert werden, daß sich nach dem Regulieren des gelockerten Steinschlags überall eine gleichmäßig starke Lage Steinschlag befindet. Zur Ausgleichung etwa sich vorfindender größerer Unebenheiten ist ein Zuschuß von feinem Steinschlag zu verwenden, die Verwendung eines solchen Zuschusses indessen der Kosten wegen auf das wirklich notwendige Maß zu beschränken. Übrigens muß nach dem Regulieren des gelockerten Steinschlages Steinstück an Steinstück liegen, wie bei Deckschüttungen, da andernfalls der wieder festgewalzte Unterbau für das Kleinpflaster an seiner Oberfläche nicht überall gleiche Festigkeit erlangt.

steine hochkant hineinzusetzen; sie sollen nicht darauf stehen, und, wie bei dem Großpflaster, ist auf möglichst enge Fugen und guten Verband zu halten.

Die Steine sind mosaikartig, jedoch dem Reihenpflaster sich nähernd, zu versetzen, wobei ein Verband in der Längen-, sowie in der Querrichtung zu erstreben bleibt. Ein Versetzen in konzentrischen Bogen empfiehlt sich weniger, weil dann die Diagonale der Steinköpfe mehr oder weniger mit der Straßenrichtung zusammenfällt. Die rollenden Räder sollen möglichst kurze Zeit mit dem einzelnen Stein in Berührung bleiben. Längliche Steine müssen mit der längeren Seite rechtwinklig zur Straßenrichtung stehen. Sie halten sich dann länger und zerbrechen unter dem Druck der Räder nicht so leicht.

Nach dem Setzen sind die Fugen mit Kies einzuschlämmen, worauf die Ab-rammung mit einer einmännigen Ramme erfolgt. Bei dem Abrammen etwa zerspringende mürbe Steine sind durch gesunde zu ersetzen.

Unter Umständen, z. B. auf Brücken, kann es sich empfehlen, dem einzuschlämmenden Kies etwas Zement trocken beizumischen. Solche Zementbeimischung würde überall empfehlenswert sein, wäre sie nicht zu teuer.

Nach der Abrammung wird das Pflaster 1 cm hoch mit Sand bedeckt und dem Verkehr übergeben. Sperrsteine müssen zunächst verlegt werden, je nach Umständen 4—8 Wochen.

5.    Bei der Neuherstellung von Landstraßen mit Kleinpflaster genügt ein Makadam-Unterbau; die Herstellung einer Setzpacklage ist nicht nötig. Bei lehmigem Unterboden muß indessen auch der Makadam-Unterbau eine Sandbettung erhalten. Ein ausreichendes Festwalzen des neuen Unterbaues wird unter allen Umständen erforderlich, damit im Unterbau nicht Senkungen eintreten, die sich in der Kleinpflasteroberfläche bemerkbar machen würden.

§ 88. Mittelpflaster (Fig. 119).

Genügt das Kleinpflaster den Anforderungen nicht mehr, will man der Fahrbahn eine noch größere Tragfähigkeit oder ein besseres Aussehen geben, so wählt lnan größere Steine von regelmäßiger Form. Diese Steine, etwa 10—12 cm hoch mit rechteckigem Kopf von 8—10 cm Breite und 14—16 cm Länge, versetzt man wie die Kleinpflastersteine in

eine dünne Sandschichte auf eine feste Unterbahn. Man erhält dann ein Mittelpflaster". Das Mittelpflaster hat das Aussehen eines gewöhnlichen Reihen- oder Großpflasters. Es unterscheidet sich von letzterem besonders dadurch, daß es niedrigere Steine hat, die nicht wie beim Großpflaster in eine starke Sandschichte, sondern in eine dünne Schichte Sand, welche aber auf einem unnachgiebigen Untergründe ruht, versetzt werden. Die Herrichtung der Unterbahn, das Setzen und Rammen der Steine erfolgt genau wie beim Kleinpflaster.

W'

Fig. 119. Mittelpflaster.

Solche Mittelpflaster sind z. B. int Bezirk der hiesigen Landes-Bau-inspektion mit gutem Erfolg auf solchen Strecken zur Ausführung gekommen, auf denen durch die stark belasteten Wagen Kleinpflastersteine zerdrückt worden sind.

§ 89. Klinkerpflaster (Fig. 120).

Klinkerbahnen sind wegen der zu geringen Widerstandsfähigkeit des Steines gegen Zerdrücken für schweren Verkehr nicht geeignet, für leichten, schnellen Verkehr dagegen angenehm.

N_

iiii

In den Küstengegenden Norddeutschlands, wo die natülichen Steine fehlen, sind die Klinkerbahnen sehr verbreitet.

EE

Ostfriesland z. B. besitzt über 500 km Klinkerstraßen. In der hannoverschen Anweisung heißt es: (§ 142) Klinker- z bahnen sind herzustellen, wo sie mit ±

Rücksicht auf die Annehmlichkeit des ^

Fig. 120. Klinkerpflaster.

Verkehrs den Vorzug verdienen, und die Kosten des Neubaues wie die Unterhaltung den für andere Bahnen aufzuwendenden Kosten annähernd gleichstehen.

Der Klinker unterscheidet sich von den gewöhnlichen Backsteinen dadurch, daß er bis zum Sintern gebrannt und deshalb fester und wetterbeständiger ist. Zur Herstellung von Klinkern eignet sich eisenoxydhaltiger und kalkhaltiger Ton, weil solches Material leichter zum Sintern gelangt. Gute Klinker geben beim Zusammenschlagen einen hellen, metallischen

Klang. Man hat gelbe, rote, bläulich-rote und blaue Klinker. Die aus Klaierde und Sand hergestellten Steine (holländische) haben gelbe Farbe. Klinker ans Tonerde und Kieselerde (Oldenburger) sind blaurot; letztere bewähren sich beim Straßenbau am besten. Die Abmessungen sind je nach dem Herstellungsorte verschieden; laut Ministerialerlaß vom 24. Januar 1898 sind folgende Formate zu verwenden:

das Oldenburger Format 22 x 10,5 x 5 cm,

„ Kieler

23x11 x 5,5 „ .

Die Bettung ist nach der hannoverschen Anweisung von 1860 wie folgt zu fertigen:

§ 87. In den Erdkasten ist eine Unterbettung von feinem Grande, Kies oder grobkörnigem, durchlassendem, die Feuchtigkeit nicht anziehendem Sande einzubringen, falls nicht der natürliche oder künstliche Untergrund aus solchem Material besteht.

§ 88. Die Unterbettung soll über die Breite des zu legenden Pflasters nach beiden Seiten 6 Zoll (15 cm) hinausreichen und je nach der Beschaffenheit des Untergrundes wie des Unterbettungsmaterials 9—18 Zoll (22—44 cm) stark sein.

§ 122. Die Unterbettung darf keine fremdartigen Bestandteile und an der Oberfläche keine grobkörnigen Geschiebe enthalten. Sie ist mit besonderer Sorgfalt und in genäßtem Zustande zu dichten.

§ 123. Vor dem Einsetzen der Klinker ist die Unterbettung durch eine mit Eisen beschlagene, stellbare, konkave Schablone nach der Wölbung der Straße abzuziehen. Die Schablone wird zu dem Zwecke auf Latten fortbewegt, welche über die Bordsteine oder über die Läuferschicht gelegt sind. Jede Auflockerung der so geregelten Unterbettung ist sorgfältig zu vermeiden, event, durch Nachstampfen wieder zu befestigen.

Das Setzen der Klinker. Hierüber heißt es:

§ 124. Klinkerbahnen sind stets mit Borden einzufassen. Diese sollen aus natürlichen Steinen und nur in deren Ermangelung aus Klinkern hergestellt werden.

§ 128. Klinkerbahnen erhalten Vs—V- Zoll (0,5—0,7 cm) Wölbung nach der Kreislinie auf jeden Fuß (29 cm) der ganzen Breite.

§ 129. Die Klinker sind reihenweise, normal gegen die Bahnachse, auf die schmale Längenseite in gutem Verbände zu versetzen. Mit dem Einsetzen ist bei jeder Reihe von der Seite des erhöhten Banketts zu beginnen.

§ 133. Die Steine sind, namentlich in den Stoßfugen, scharf zusammenzusetzen.

§ 135. Sind auf einer Strecke von mindestens 5 Ruten (23,4 m) Länge die Steine eingesetzt, so werden die Fugen mittels Brausen eingewässert und etwa hervorstehende Steine mit einer leichten hölzernen Stampfe in die Bodenfläche gebracht, auch zu tief stehende Steine sorgfältig ausgehoben und in die richtige Lage gesetzt.

Sodann wird reiner Sand in dünnen Lagen übergestreut, mit Wasser übergössen und während des Gießens mit stumpfem Besen so lange hin und her gefegt, bis die Fugen vollständig gefüllt sind.

§ 137. Sind alle Fugen geschlossen, so ist die Bahn mit einer Sandlage, zunächst von V₂ Zoll (1,2 cm) Stärke, gleichmäßig zu überdecken. Später muß die Stärke dieser Decke auf l!i Zoll (0,6 cm) ermäßigt werden.

§ 90. Fahrbahnen aus verschiedenen Ballstoffen.

Von den vielen alten und neuen Fahrbahnbefestigungen für Landstraßen sollen nur die behandelt werden, welche bis jetzt die weiteste Verbreitung gefunden haben oder in der Neuzeit am meisten angewendet werden. Es sind dieses die Bahnen mit besonderen Fahrstreifen, und Schotterbahnen, bei denen die einzelnen Kleinschlagstücke durch Zement oder asphaltähnliche Stoffe miteinander verbunden werden.

1. Bahnen mit besonderen Fahrstreifen. Diese sind uralt. Schon in dem alten Pompeji hatten die Straßen besondere Fahrstreifen mit großen behauenen Steinplatten. Ganz ähnlich finden wir diese Streifen noch heute in vielen Städten Italiens. In Deutschland sind wohl zuerst hölzerne Fahrschienen in den Gruben des Siegerlandes und am Harz für die „Grubenhunde" verwendet lvorden, die dann später in England Eingang fanden und dort zur Erzeugung der jetzigen Eisenbahnschienen Veranlassung gaben. Seit einer Reihe von Jahren werden in Deutschland auch auf den Landstraßen eiserne oder richtiger stählerne „Fuhrwerksgleise" verlegt, welche von den verschiedensten Straßenfuhrwerken befahren werden. Der Bochumer Verein für Bergbau und Gußstahlfabrikation hat über 500 km solcher stählernen Fuhrwerksgleise geliefert und die Aktiengesellschaft Phönix viele Kilometer „Wegeschienen", System Gravenhorst, welch letztere besonders in der Provinz Hannover Verwendung fanden.

Durch die Fuhrwerksgleise sollen die Verkehrskosten, d. h. die Kosten für die Unterhaltung der Straße und für den Transport der Lasten ermäßigt werden. Daß bei der festen, ebenen und glatten Stahlschiene die Bewegungswiderstände und somit die Transportkosten geringer sind als bei jeder anderen Fahrbahnbefestigung, zeigt uns täglich die Eisenbahn. Aber auch die Neubau- und Unterhaltungskosten einer Fahrbabn mit Fuhrwerksgleisen können geringer werden als die bei anderen Fahrbahnbefestigungen, nämlich dann, wenn das Steinmaterial unter dem Druck der Wagenräder plötzlich zertrümmert wird, also bei besonders schwerem Verkehr. Auch durch andere, besondere Verhältnisse können die Kosten beeinflußt werden.

Fig. 121 zeigt eine solche Schiene (System Gravenhorst), die in der Provinz Hannover gebräuchlich ist. In dieser Provinz sind solche Fuhrwerksgleise in Großpflaster und in Kleinpflaster verlegt worden, bei ersterem auf Sandbettung mit Unterbau aus flach gelegten Klinkern, bei letzterem auf Steinschlagunterbau. Nachdem die alte Fahrbahn zur Aufnahme des Gleises entsprechend vorbereitet ist, wird zunächst der Hohlraum der Schienen mit Beton gefüllt. Die Schiene wird zu dem Ende mit dem Hohlraum nach oben gelegt, der Beton wird eingebracht, festgestampft und sofort mit einer dünnen Zementmörtelschichte abgeglichen. Nach hinreichender Erhärtung des Betons wird die Schiene umgekantet und an die bereits gelegte Schiene herangeschoben und mit letzterer ver-

WWN«MWWWM

Fig. 121. Fuhrwerksgleis.

bunden. Zwischen den Schienen und neben denselben wird die Fahrbahn alsdann wieder mit Klein- oder Großpflaster befestigt.

2. Fahrbahnen aus Kletnschlag und Zement. Solche Fahrbahnen sind nach den Berichten des internationalen Straßen-Kongresses in Brüssel (1910) in Belgien mit Erfolg wie folgt ausgeführt worden. Bei der Neudeckung einer alten Schotterbahn wird auf den vorher bloß gelegten Steingrund eine erste Schicht von Steinschlag ausgebreitet, die gründlich festgewalzt und hernach 3,5 cm hoch mit Mörtel bedeckt wird. Die zweite Schicht Kleinschlag wird alsdann nach Maßgabe des auszuführenden Profils darüber geschüttet und so lange festgewalzt, bis der Mörtel an der Oberfläche sichtbar wird. Sobald das Walzen beendet ist, breitet man eine sehr dünne Schicht Schlackensand über die Decke aus. Ist die Arbeit gut ausgeführt, so sind die beiden Steinschlagschichten zu einer einzigen widerstandsfähigen und undurchlässigen Betonplatte vereinigt, worin der Kleinschlag fest in den Mörtel eingebettet ist. Die innere Abnutzung der Beschotterung ist vollständig unterdrückt. *)

Das Verfahren hat Ähnlichkeit mit den Betongründungen der alten Römer. Nach dem Handbuch der Architektur brachten die Römer in die

*) Näheres habe ich angegeben in „Zement und Beton" 1911, S. 633.

Baugrube zunächst eine Lage Mörtel, dann eine Schicht Kleinschlag, Der Kleinschlag wurde gestampft bis der Mörtel sichtbar ward, dann folgte wieder eine Mörtelschicht, hierauf eine Schicht Kleinschlag usw.

Die eigentlichen Betonstraßen haben mehr in den Städten Anwendung gefunden und sollen deshalb bei den städtischen Straßen besprochen werden.

3. Fahrbahnen aus Kleinschlag mit asphaltähnlichen Stoffen

(Teermakadam). Wie durch den Zement, so sollen auch durch asphaltähnliche Stoffe die Schotterbahnen besser dem gemischten Verkehr der Neuzeit angepaßt, namentlich soll die Haltbarkeit der Fahrbahn erhöht, die Staubbildung aber vermindert werden. In Deutschland erfolgt die Befesügung meist durch

das Aeberli-Verfahren,

„ Quarrite-Versahren,

„ Nassauer Verfahren.

Alle Verfahren werden in Deutschland noch nicht so lange angewendet, daß sich ein endgültiges Urteil über deren Brauchbarkeil fällen läßt.

a)    Aeberli-Verfahren?) Der ganz trockene Kleinschlag wird gut erhitzt und völlig mit heißem Teeröl überzogen; darauf wird der so vorbereitete Schotter in Haufen gesetzt und gut mit Sand bedeckt. In diesem Zustande bleibt derselbe etwa 3 Wochen unberührt liegen, und während dieser Zeit bildet sich Weichpech, das sehr große Adhäsion besitzt. Der Weichpechschotter wird sodann auf die Packlage in Stärke von 2—3 Seitenlängen des Schotters, also 8—14 cm dicker Lage eingewalzt und alsdann während 3—4 Tagen der Einwirkung der Luft und der Sonne ausgesetzt. Während dieser Zeit bildet sich Hartpechschotter, so daß nunmehr durch festes Aneinanderkleben der Schotterflächen und Erhärtung des Weichpechs zu Hartpech eine durchaus dichte und feste Schotterlage erreicht ist. Auf diese Schotterlage bringt Aeberli schließlich durch Einwalzen eine in gleicher Weise behandelte Splittschicht von 3—5 cm Stärke.

b)    Quarrite-Versahren D.-R.-P?) Das „Quarrite" ist bisher in besonderen Fabrikanlagen vorbereitet worden. Dort werden Steine verschiedener Größe (1—5 cm) in eine besonders präparierte Teermischung eingehüllt, nachdem sie vorher durch Erhitzen vollständig getrocknet und vom anhängenden Schmutz und Staub befreit sind. Es werden nur Hartgesteine verwendet. Um ein inniges Gemenge zu erhalten, wird dem

*) Nach dem Bericht 2 des II. internationalen Straßen-Kongresses in Brüssel

²) Zeitschrift für Transportwesen und Straßenbau 1910, S. 383.

für die Quarrite-Decke zu uermenbenhem Grobschlag schon bei der Teerung Splitt, Grus und Sand beigegeben. Außerdem werden Steingrus und Sand noch besonders geteert. Das so vorbereitete Material wird nach der Verbrauchsstelle befördert und dort kalt eingebaut. Das Quarrite (Grobschlag, untermengt mit Steinsplitt, Grus und Sand) wird in rund 8 cm Stärke ausgebreitet, mit präpariertem Steinsplitt von etwa 2 cm abgeglichen und mit einer 4—6 t schweren Walze abgewalzt. Dann wird eine 1—2 cm starke Schichte von etwa 1 cm dicken präparierten Steinstücken ausgetragen und wie vor abgewalzt. Endlich folgt eine 1 cm starke Deckschicht aus 2—6 mm dickem, präpariertem Sand, die ebenfalls wieder gewalzt wird. Nach dem Walzen wird die Decke dem Verkehr übergeben.

c) Das Nassauer Verfahren. Dieses unterscheidet sich von dem Quarrite-Verfahren im wesentlichen dadurch, daß die zu verwendenden Steinsorten jede für sich mit Pechteer umhüllt werden, und zwar auf der Verbrauchsstelle, kurz vor der Verwendung, und daß zur Befestigung schwerere Dampfwalzen in Anwendung kommen. Verwendet werden auf 1 Teil Kleinschlag von 40—55 mm Größe ¹/₂ Teil Grobsplitt von 15—30 mm und '/* Teil Grus von 5—15 mm Korn. In der Mischmaschine gelangen die Steine erst zur Teerung, nachdem sie gut getrocknet, erwärmt und soweit gereinigt und entstaubt sind, als für den gegebenen Zweck füglich verlangt werden kann.

Das Einbauen geschieht wie folgt: Zunächst wird der Kleinschlag „granuliert", d. h. es werden 1 Teil geteerter Kleinschlag mit ¹/₄ Teil geteertem Grus (Gruben-Pochsand) gemischt. Dann wird Grobsplitt und granulierter Kleinschlag etwa 6 cm hoch auf den gut befestigten Unterbau der Fahrbahn gebracht, mit Grus und Splitt abgeglichen und mit einer 12—15 t schweren Walze eingewalzt. Nach dem wird eine gleiche Oberlage auf getragen; diese wird wieder mit Grus abgeglichen und gewalzt. Endlich soll möglichst bald ein Teerguß aufgebracht, mit scharfem Sande leicht abgedeckt und zum Schluß noch einmal gewalzt werden.

Bei allen Verfahren werden die Steine von verschiedener Korngröße gemischt, denn bei den geteerten Steinen gelingt die Dichtung nur mit einem solchen Gemisch, wie durch den Pariser Straßenkongreß festgestellt worden ist.

ß) Verschiedene Gderdanteilr.

§ 91. Sommer- und Reitwege.

Sommerwege werden in der Regel an der Süd- und Ostseite der Steinbahn angelegt, um der Sonne mehr ausgesetzt zu sein und besser auszutrocknen. Das dem Graben zugekehrte Seitengefälle soll nach der preußischen Instruktion 0,04—0,05, nach der hannoverschen Anweisung in der Regel 0,02—0,04 betragen, doch bei starkem Längengefälle, wenn ein Ausspülen des Sommerweges in der Längsrichtung zu befürchten ist, bis 0,07 gesteigert werden. Ein weiteres Mittel, um Ausspülungen zu verhindern, ist die Anbringung von Wülsten aus Erde oder Rasen quer zur Bahn in angemessenen Abständen oder von Steinschlagstreifen von 0,5—1,0 m Breite, deren wellenförmiger Rücken über die Ebene des Sommerweges ein wenig hervortritt. Eine Befestigung des Sommerweges unterbleibt gewöhnlich; mitunter erhalten lehmige Wege eine Lage Kies, sandige Wege einen Lehmzusatz.

Leichtere Fuhrwerke, Reiter, Viehherden werden mit Vorliebe den Sommerweg aufsuchen, denn bei guter Witterung ist für solche ein Sommerweg bequemer als eine Steinbahn, die Bewegung ist elastischer, die Fuhrwerke leiden weniger von den Stößen, die Hufe werden weniger angegriffen als auf der Steinbahn. Als Nachteil der Sommerwege ist zu bezeichnen, daß Sommerwege die Entwässerung der Steinbahn verschlechtern.

Reitwege. Wenn für den Reiterverkehr besondere Wege hergestellt werden und die natürliche Beschaffenheit des Bodens den Anforderungen nicht genügt, so pflegt man dieselben mit grobem Sand oder mit feinein Kies zu überschütten.

§ 92. Bankette, Fuß- und Radfahrwege.

Die Bankette erhalten, wie der Sommerweg, ein Quergefälle von 6 cm auf 1 m (Gefälle — 0,06); bei einer Breite von 1,5 m liegt also die Kronenkante der Straße 1,5 x 6 = 9 cm tiefer als die Kante der Steinbahn oder des Sommerweges. Eine Straße mit Sommerweg hat ein Bankett, eine Straße ohne Sommerweg zwei. Ist nur ein Bankett vorhanden, so dient dies stets als Fußweg; bei zwei Banketten wird das eine als Fußweg, das andere als Materialienbankett benutzt.

Für die Herstellung der Materialienbankette genügt das Einebnen der Oberfläche. Das Quergefälle ist wie bei den Sommerwegen anzunehmen. Mitunter werden die Bankette mit Rasen bedeckt; die Straße erhält dadurch ein freundliches Aussehen, die Staubbildung wird vermindert, die Erträge aus der Grasnutzung werden erhöht. Es muß aber für den Wasserabfluß gesorgt werden.

Fußwege werden bei Landstraßen meist in gleicher Höhe mit der Fahrbahn selbst gelegt; man benutzt in diesem Falle das die Steinbahn begrenzende Erdbankett. Man begnügt sich in der Regel damit, dieses

Bankett einzuebnen; nur in der Nähe der Ortschaften findet eine der Beschaffenheit des Bodens entsprechende Bedeckung mit Sand, Kies, Kohlenschlacke u. dergl. statt. Weil das auf der Straßenfläche sich sammelnde Wasser über das Bankett abfließt, so ist ein solches Bankett

Fig. 122. Radfahrweg in Hannover.

bei nassem Wetter wenig für den Verkehr geeignet. Dort, wo lebhafterer Fußgängerverkehr herrscht, oder >vo es der leichteren Reinhaltung wegen erforderlich ist, oder endlich neben Klinkerstraßen wird der Fußweg gegen die Fahrbahn erhöht und durch einen „Bordstein" abgegrenzt.

"f l

<0.45 4

Fig. 123. Radfahrweg in Hamburg.

Radfahrwege. Es wäre wünschenswert, wenn für die unsere Landstraßen unsicher machenden Rad- und Automobilfahrer besondere Wegestreifen abgetrennt werden könnten. Bei Straßen, welche mit Reitwegen oder Sommerwegen versehen sind, erscheint es wohl möglich, ohne

K: 0,50-*

•"V-r-

Fig. 124. Radfahrweg in Bremen.

große Ausgaben besondere Wegestreifeu wenigstens für die Radfahrer zu schaffen, bei vielen Straßen ist jedoch eine solche Abtrennung undurchführbar. Wird ein besonderer Radfahrweg vom sonstigen Verkehr abgetrennt, so darf derselbe keine zu plötzlichen Erhöhungen und Senkungen aufweisen; er muß eine möglichst ebene Oberfläche haben, damit keine stärkeren Erschütterungen für das Fahrrad eintreten. In einzelnen Städten sind besonders ebene Pflasterstreifen für die Radfahrer in das Straßenpflaster eingelegt. Diese aus Mansfelder Kupferschlacke gefertigten Pflasterstreifen befinden sich z. B. in Hannover am Bordstein (Fig. 122), in Hamburg 30 cm vom Bordstein entfernt (Fig. 123), in Bremen in der Mitte der Fahrbahn (Fig. 124).

c) Banwerke.

Die Bauwerke aus Beton, Stein, Holz oder Eisen werden auch Kunstbauten genannt, gegenüber den einfacheren, kunstloseren Bauten der Straßen. Zu den Bauwerken oder Kunstbauten zählen namentlich die Durchlässe und Brücken und die Futter- und Stützmauern oder die Stützwände. Der Bau der Durchlässe und Brücken wird in Band II besonders behandelt, hier soll nur die allgemeine Anordnung dieser Bauwerke, die Herstellung der einfachsten Röhrendurchlässe, und dann der Bau der Stützwände beschrieben werden.

§ 93. Über Durchlässe und Brücken.

Die Durchlässe dienen meist zum Durchlässen kleiner Wassermengen durch den Straßenkörper. Man unterscheidet Querdurchlässe und Seitendurchlässe. Querdurchlässe werden erforderlich, wenn von der Straße Bodensenkungen überschritten werden, in denen beständig oder zeitweilig Wasser fließt, oder wenn das in den Gräben längs der Straße hinfließende Tage- und Grundwasser unter der Straße hindurch nach der anderen Seite abgeleitet werden soll. Seitendurchlässe dienen dazu, den Wasserlauf in einem Straßengraben offen zu halten, über den eine Abfahrt geführt werden soll. Der Seitendurchlaß unter einer solchen Abfahrt wird entbehrlich, wenn unmittelbar an der oberen Seite dieser Abfahrt ein Querdurchlaß eingebaut wird.

Die Größe der Durchflußöffnung wird bedingt durch die abführende Wassermenge und das Gefälle, aber auch durch die Rücksicht auf die Reinigung des Bauwerks. Die abzuführende Wasscrmenge kann annähernd ermittelt werden aus der Größe und Beschaffenheit des Wassersammelgebiets, wie in meiner „Hydraulik und ihre Anwendung in der Kulturtechnik" näher angegeben ist, und auch in Band II unter „Brückenbau" noch näher erläutert wird. Für mittlere Verhältnisse kann die Durchflußweite kreisrunder Zementröhrendurchlässe aus nachstehender Tabelle entnommen werden. In Ortschaften und Städten kann die abzuführende Wassermenge auf das Doppelte, ja auf das Sechsfache steigen; für solche Durchlässe darf daher das Wassersammelgebiet nur einen Teil der in der Tabelle angegebenen Größe betragen.

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

Tabelle 45.

Kber die Wassersammelgeöiete in Keklar für die verschiedenen Gefalle J und

Iloyrdurchmesser D.¹)

cm

J = 0,10 J = 0,08 J = 0,06 J = 0,04 J = 0,02 J - 0,01 J = 0,005 J = 0,002

>P P p p © ,0

Vl *02 "01 V "03 4o

CO^ H l>^ <D_ ©^ ©_ cd r-" 02" o" co" cm in

CD

H CO

O o to t>^

■P P co ^

t—I CM

l>- CO_ <©_ 0_ co" o" cd" io" cm" co"

CM ^ CO ^ rH tH CM

Cft cc^ o_

io" CD⁻ r-" ©" co" rjT

H ^ ^ H H

cq_    cm^    co^

cd cm"    co"    Ci    t-T    co"

H    (M    Tjt    00

E>-    02^ CO^

" cd -d D-" lP

T-l CO IC CO

cm" cd

Ol ^ K)

^ _0 ^ 03 Ci h-¹* "co "bo 02 V "o 'co

CM^ CO »o CO_ 02_ CM^

r-T co" oo »cT io" ctT

H (M OJ

Ein Zementröhrendurchlaß von 0,5 m Durchmesser kann z. B. bei 0,06 Gefälle das Wasser von 85,5 ha abführen.

Bei kleineren Gebieten, wie sie für die meisten Straßendurchlässe vorkommen, werden die für den Abfluß erforderlichen Abmessungen meist so gering, daß man aus praktischen Gründen davon abgehen muß. Die lichte Weite eines Durchlasses muß nämlich immer so bemessen sein, daß eine Reinigung möglich ist. Sind die Durchlässe nicht lang (nicht über 10 m), so genügt eine Weite von 0,80 in; solche Bauten, die unter hohen Anschüttungen liegen, müssen wenigstens das Durchkriechen gestatten, wozu eine lichte Öffnung von etwa 0,6 m Durchmesser erforderlich ist. —- Nach der preußischen Instruktion über den Bau der Straßen sollen gemauerte Durchlässe nicht weniger als 0,5 in Breite und 0,5 in Höhe, Rohre mindestens 0,25 m Durchmesser haben.

Die Durchlässe sind stets so anzulegen, daß sie sich rein spülen, d. h. so, daß die Geschwindigkeit des Wassers im Durchlaß größer ist als im Zuflußgrabcn. Selbstredend darf auch der Vorflutgraben den Abfluß aus dem Durchlaß nicht hindern, weil sonst die Wassergeschwindigkeit im Durchlaß abnimmt, was eine Verschlämmung des Bauwerks zur Folge hat.

ff Die Tabelle ist für eine Abflußmenge von 10 sl/ha berechnet worden nach

den Formeln:

Q = Fv = Fk /Bf V"J”, k_ 100 y/ B~

~~ 0,35 + ysW '

19,6 D3 0,35 + 0,5 V D

in denen Q die sekundliche Wassermenge in Kubikmetern, R den Profilradius —

•V"T,

und F den Rohrquerschnitt in Quadratmetern bedeutet.

(56)

(57)

(58)

>»! U

Brücken. Wenn tunlich, soll die Straße so über einen Wasser-lauf geführt werden, daß folgenden Anforderungen genügt werden kann:

1.    Die Straße soll den Wasserlauf rechtwinklig schneiden, dann wird die Brücke „gerade";.eine gerade Brücke ist aber stets einfacher und billiger als eine schiefe.

2.    Die Straßenkrone (Gradiente) soll so hoch über dem Hochwasserspiegel liegen, daß eine Brücke ohne besondere Anffahrtsrampen gebaut werden kann.

3.    Die Baustelle für die Brücke muß in einer regelmäßigen Flußstrecke liegen, starke Krümmungen gleich oberhalb oder unterhalb der Brücke dürfen nicht vorkommen, weil sonst Veränderungen des Wasserlaufs und Auskolkungen zu befürchten sind.

4.    Es muß geeigneter Baugrund vorhanden sein.

Die Breite der Brücke richtet sich nach der Breite der Straße, die Größe der Durchflußöffnungen besonders nach der abzuführenden Wassermenge, nach dem Baustoff, aus dem die Brückenträger gebildet werden sollen, und nach der verfügbaren „Konstruktionshöhe". Näheres wird in Band II bei „Brückenbau" angegeben.

§ 94. Stützwände.

In steilerer Böschung als dem natürlichen Böschungswinkel entspricht, vermag sich die Erde nur dann zu halten, wenn sie durch eine Wand gestützt wird. Eine solche Wand nennt man im allgemeinen eine „Stützwand". Eine gemauerte Stützwand heißt Stützmauer, wenn sie angeschütteten, und Futtermauer, wenn sie gewachsenen Boden zu stützen hat. Seitlich auf die Stützwand wirkt der „Erddruck".

1. Der Erddruck.*) Die genaue Größe des Erddrucks ist uns unbekannt. Für die Untersuchung der Standfähigkeit einer Futtermauer genügt die Ermittelung des Erddrucks nach folgender Berechnung oder Zeichnung.

Bezeichnet

so ist

E den Erddruck in t, h die Höhe der Stützwand in m, y das spezifische Gewicht der gestützten Erde, (f den natürlichen Böschungswinkel,

(59)

E = 4yh²tg²(45°-|).

x) Müller-Breslau, Erddruck auf Stützmauern 1906.

2 tg² (450-1) = #

Setzt man

so wird

E = ß y h².

Für die gebräuchlichsten Böschungsverhältnisse kann ß aus folgender Tabelle entnommen werden.

Tabelle 46.

Böschungs-

Winkel

Verhältnis

1:1

45°

1:2

38° 40' 33° 40' 29° 45' 26° 25'

P P P P P

CD Oi ^ M ^ O 00 OD cn Ol

Das spezifische Gewicht y und das Böschungsverhältnis betragen nach Rheinhards Ingenieur-Kalender:

Tabelle 47.

Im Einschnitt

In der Auffüllung

Erdart

Böschungs

verhältnis

spezifisches Gewicht y

Böschungs

verhältnis

spezifisches Gewicht y

Grobes Geröll, Schotter.

Kies......

Sand, leichter Boden Geröll mit Lehm, Lehm, Mergel, trockner Ton . Lehm und Ton, weich .

1:1-1:1'/. 1: l-l: IV. 1: l¹/.

1:1-1: IV.

1: l³/₄—1:2

1,6—1,8 1,5-1,7 1,4-1,8

1:1-1:1V* l:lV*-l:l'/.

1:    : l³/4

1,6—1,8

1.4- 1,6

1.4- 1,8

1.7- 2,0

1.8— 2,0

1: V/4-1: 1*/*    1,5-1,8

1:2-1:2»/.

1,7-1,9

Beispiel: Wie gross wird der Erddruck bei einer Futtermauer von 4 m Höhe und 1 m Länge, wenn y — 1,6 und y = 38° 40' gesetzt wird? E = 0,115.1,6.4,0² = 2,94 t.

Nach Rebhann sindet man die Größe des Erddrucks durch Zeichnung wie folgt: Man zieht (in Fig. 125) die Linie AM unter y gegen die

Horizontale, sodann BE unter 1 ^ y gegen AB, schlägt über AM einen

Halbkreis und zieht QB senkrecht zu AM. Ferner zeichnet man AN=AQ, zieht NO=a parallel BE und SN=ON, so ist Dreieck E08 das Erd-

druckdreieck. Ist die Länge der Mauer gleich 1 m, so ist der Erddruck E gleich dem Gewichte eines Erdprismas von 1 in Länge und dem Querschnitt NOS.

Ist der Erdkörper belastet, so wird die Last ersetzt durch eine gleich schwere Erdschicht von der Höhe lit (Fig. 126). Die Verkehrsbelastungshöhe beträgt für Fußsteige und Nebenwege 0,20 m, für die Fahrbahnen von Nebenstraßen 0,35 m, für solche von Hauptstraßen und Dampfstraßenbahnen 0,8 m bei einer Mauerhöhe bis 3,0 in, und 0,5 in bei einer Mauerhöhe von 5,0 in und mehr.

Man findet nun den Erddruck nach der angegebenen Formel oder Zeichnung, indem man denselben zunächst für die Höhe ABX ermittelt (Fig. 126) und von diesem Erddruck den auf die Stützwand entfallenden Teil bestimmt wie folgt:

Aus Formel 60 ergibt sich, daß der Erddruck wächst mit dem Quadrat der Höhe. Man kann daher die Verteilung des Erddrucks über die Stützwand darstellen durch ein Dreieck aßy (Fig. 126). Bei unbelastetem Erdkörper wirkt das ganze Dreieck auf die Stützwand, bei belastetem Erdkörper nur der schraffierte Teil (das schraffierte Trapez).

IKJ!

km

Fig. 125. Erddruck.

y B

st----

Beispiel: Die vorberechnete 4,0 in hohe Futtermauer hat einen Erdkörper zu stützen, der durch s eine 0,6 m hohe Erdschicht belastet M W wird. Welchen Druck erhält die Mauer?    fi    A'<

h,

.t:

v-

\KB

\mP \

\

Es ist zunächst

E — 0,115 . 1,6.4,6² = 3,89 t.

Weil der Erddruck mit dem Quadrat der Höhe wächst, so bleibt als Druck gegen die Mauer

Fig. 126. Erddruck bei Verkehrslast.

3,89 = 0,983.3,89 = 3,82 t.

Der Angriffspunkt des Erddrucks liegt beim unbelasteten Erdkörper im Schwerpunkt des Dreiecks aßy, beim belasteten Erdkörper im

Schwerpunkt des (schraffierten) Trapezes. Die Richtung des Erddrucks

2

wird in der Regel angenommen unter einem Winkel von 90° — y y gegen die Rückwand der Mauer (Fig. 128).

2. Querschnittermittelung. Meist wird der Querschnitt einer Stützoder Futtermauer nach Erfahrungsregeln bestimmt; manchmal untersucht man eine solche Mauer noch auf ihre Standfähigkeit.

Die Stärke b der Vollmauern mit senkrechten Stirn- und Rückenflächen (Fig. 127) findet man, wenn h die Höhe der Mauer und hj die Höhe der Hinterfüllung iiber die Mauerkrone bedeutet, aus

Tabelle 48.

hi

hi

0,46 h 0,50 h 0,56 h

Aus dieser Tabelle können auch die Stärken der Mauern und geneigten Stirnen und Rücken abgeleitet werden. Bezeichnet 1: n die Neigung der Stirne,

1: m „

bt die untere Dicke der Mauer, so hat man Mauern gleicher Standfähigkeit aus

Tabelle 49.

0,25 h 0,50 h

0,33 h 0,39 h 0,42 h

1,00 h

2,00 h

oo

des Rückens,

b,

Richtung der Lagerfugen

Wagerecht . . . Wagerecht . . . Wagerecht . . . _|_ zur Stirnfläche Wagerecht . . . J_ zur Stirnfläche

1:0

1: Vio

¹ * ¹U

1:^5

1:0

1:0

1:0 1:0 1: Vio

1: Vio

0,93 b 0,96 b 0,89 b 0,70 b 0,67 b

Die Mindeststärke muß bei einer Mauer aus Steinen etwa 0,45 m betragen.

Beispiel: Welche Stärke erhält eine Futtermauer von 4,0 m Höhe, wenn \ — 1,0 m beträgt, die Mauerstirn 1: V₅ geneigt ist und die Lagerfuge eine wagerechte Richtung hat?

Es ist hx — 0,25 h, demnach b — 0,39 h = 0,39.4,0 — 1,56 m, die untere Breite der Mauer 1)₁ = 0,96 b — 0,96.1,56 — 1,50 m. Der Querschnitt Ft der Mauer beträgt 4,4 qm.

In der hannoverschen Anweisung von 1860 heißt es:

-x—

§ 260. Die Stärke einer Futter- und Stützmauer, welche keinem Überdruck zu widerstehen hat, ist im Verhältnis zu ihrer Höhe, nach dem natürlichen Böschungswinkel des zu stützenden Erdreiches, unter Berücksichtigung der Bodenbeschaffenheit und des verfügbaren Mauermaterials in der Regel auf folgende Weise zu bestimmen:

n\V

Fig. 127. Vollmauer.

Von der Länge der Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks, dessen lotrechte Kathete gleich ist der Höhe der Mauer über dem Fundmnente, dessen Basis gleich ist der dieser Höhe entsprechenden Ausladung der natürlichen Erdböschung, soll die obere Mauerdicke betragen:

Ve—Vs, wenn die Stirnseite der Mauer lotrecht steht, V₇—¹/₆, wenn sie bis Via Anlauf hat,

¹l8—¹lv wenn sie V12—Vs Anlauf hat,

Vs—Vs, wenn sie Vs—Ve Anlauf hat.

Jedoch darf die obere Mauerdicke nie geringer sein als 1V₂ Fuß (0,45 m). Die Rückseite der Mauer soll in diesen Fällen stets lotrecht sein.

§ 261. Die mittlere Stärke der Mauer soll gleich l/₂ ihrer Höhe sein, wenn anzunehmen ist, daß der natürliche Zusammenhang des zu stützenden Erdreiches durch Eindringen von Nässe ganz aufgehoben werden kann.

§ 262. Soll die Mauer einem Überdrucke oder bedeutenden von oben wirkenden Erschütterungen widerstehen, so ist ein entsprechender Zusatz zu den oben angegebenen Mauerstärken zu nehmen.

§ 264. Trockene Futter- und Stützmauern sollen, nach Beschaffenheit des Materials, um ein Viertel bis um die Hälfte stärker sein als die in Mörtel ausgeführten.

Beispiel: Welche obere Dicke erhält eine Futtermauer von 4 m Höhe, wenn die natürliche Erdböschung 1 :1¹/₄ beträgt und die Stirnseite der Mauer V10 Anlauf bat?

Es ist die lotrechte Kathete (Höhe der Mauer) — 4,0 m und die wagerechte Kathete (Ausladung der Erdböschung) = l¹/l. 4,0 — 5,0 m, folglich die Länge der Hypotenuse:

1 = V 4* + 5² = 6,4 IN

und die obere Mauerdicke:

ck — -i- • 6,4 = 0,8 m.

v::v

CK? 2 E

(ML

Statt der Vollmauer verwendet man, namentlich bei größeren Höhen, vorteilhaft gegliederte Mauern, Kasten aus Eisenbeton, die mit Kies oder ähnlichen schweren Stoffen gefüllt sind, oder Winkel-stützwände, das sind Stützwände von _|_= oder [_=$otm, ebenfalls aus Eisenbeton hergestellt und durch Erde belastet. Größere Winkelstützwände erfordern etwa Vs vom Querschnitt der Vollmauern. Es kann demnach 1 cbm Eisenbeton in der Winkelstützwand 5 mal soviel kosten wie 1 cbm Beton oder Mauerwerk in der Voll-

Fig. 128. Mittelkraft. Müller.

Stützwände, die für sich allein nicht standfähig sind, werben durch Zuganker gehalten oder durch Streben gestützt. Sind die Streben hinderlich, so müssen sie überbaut werden.

Statische Untersuchung der Stützmauer. Vereinigt man den Erddruck E und das Mauergewicht Gr der Fig. 129 entsprechend und zieht die „Schlußlinie" im „Krästedreieck", so erhält man die Mittelkraft R. Die größte Höhe Pt des Kräftedreiecks ergibt dann die größte

4L

m [pt

~%±-L

\K

,v

\x

Fig. 130. Kräfteverteilung.

Fig. 129. Kräftedreieck.

Vertikalkraft. Bringt man in Fig. 128 den Erddruck E mit dem im Schwerpunkt des Mauerquerschnittes angreifenden G zum Schnitt und zieht R, so durchschneidet R die Fundamentfuge. In diesem Schnittpunkt liegt alsdann die Mittelkraft sämtlicher Vertikaldrücke, denen das Fundament ausgesetzt ist. Weil Pt nicht durch die Mitte der Fundamentfuge hindurchgeht, so drückt die Mauer das Fundament ungleichmäßig; der größte Druck auf die Flächeneinheit wirkt an der vorderen, der kleinste an der hinteren Mauerkante, dort entstehen die „Randspannungen".

Die Randspannungen kann man finden durch Zeichnung oder durch Rechnung. In Fig. 130 sei b die Breite der Mauer und P der Vertikaldruck für 1 cm Mauerlänge. Man teilt die Breite b durch die Punkte m und n (Kernpunkte) in drei gleiche Teile, zieht in der Mitte

der Fundamentfuge die Lotrechte xy = ?, legt durch n und y eine Gerade, welche P in z schneidet und zieht die Wagerechte zo, so erhält man die größte Randspannung kv Legt man noch durch o und y eine Gerade oyp, so hat man auch die kleinste Randspannung k₂. Geht P durch den Kernpunkt m, so wird k₂ = o.

Die Randspannungen kx und k₂ sind, wenn P im inneren Drittel der Fundamentfuge bleibt, und e der Abstand der Kraft P von der Fugenmitte ist:

o" ' oH i-d

k₂ =

(61)

(62)

ll-Ä-

Aus diesen Formeln ergibt sich wieder, daß k₂ = o wird, wenn P

durch einen Kernpunkt geht, mithin e = y wird. (Tritt P aus dem

inneren Drittel der Fundamentfuge heraus, so bleibt ein Teil des Fundamentes unbelastet.)

Beispiel: Es sei P — 375 kg, b = 150 cm und e = 15 cm,

) = 4 kg/qcm,

-j = 1 kg/qcm.

so wird

375

6.15

ki =

k -™(

150 \

Wird die vorberechnete Mauer „unterschnitten" derart, daß b nur noch 100 cm breit ist, so geht P durch die Mitte der Fundamentsfuge, diese wird gleichmäßig belastet mit

150

150

6.15

150

k=Sö⁼³'75 kg/icm-

Wie für die Fundamentfuge die Spannungen gefunden worden sind, so lassen sich auch für jede andere Lagerfuge der Mauer die Spannungen ermitteln. Wird die Mauer so gestaltet, daß die Mittelkraft aller Pressungen in der Mauer — die „Stützlinie" — mit der Mitte des Mauerquerschnitts zusammenfällt, so wird das Material am günstigsten ausgenutzt.

3. Ausführung der Mauern. Bei einer Stützmauer (Fig. 131) sucht der Erddruck E die Mauer fortzuschieben oder umzuwerfen, um einen

Punkt (Kernpunkt) zu drehen. Bezeichnet G das im Schwerpunkt de§ Querschnittes anpreisende Gewicht der Mauer, so muß sein:

(63)

GxEy.

Die Standfähigkeit der Mauer wird groß, wenn Gx groß oder Ey klein wird. Hieraus ergeben sich folgende Regeln über die Form und Ausführung der Mauern:

a)    man gebe der Mauer ein gutes Fundament;

b)    man wähle einen spezifisch schweren und billigen Baustoff, damit G groß wird, die Kosten aber niedrig bleiben;

c)    man gebe der Mauer einen vorspringenden Fuß und eine starke Neigung oder unterschneide die Mauer, damit x groß wird;

d)    man sorge für trockene Hinterfüllungserde, indem man das Eindringen der Feuchtigkeit tunlichst verhindert und das hinter der Mauer sich etwa ansammelnde Wasser durch

Drains oder Maueröffnungen ableitet, dann wird E klein;

“vf=v:

ft'

’ 6-.6

^•1

,r

G-

F'.g. 131. Gleichgewicht.

e) man gebe der Mauer nach hinten geneigte (zur Stirnfläche rechtwinklig stehende) Lagerfugen, damit die Mauer nicht fortgehoben wird. Auch auf die Ausführung der Stützwände aus Beton oder Eisenbeton finden diese Regeln sinngemäße Anwendung.

d) Nebenanlagen der Straßen.

§ 95. Baumpflanzungen.

Die Anpflanzung von Bäumen an der Seite einer Straße dient .licht nur zur Sicherung des Verkehrs, sondern auch zur Erzielung einer gewissen Annehmlichkeit und eines schönen Eindrucks. Einerseits bilden die Bäume Schutz längs den Rändern hoher Dämme und kennzeichnen bei Nacht, während Hochwasser und nach starkem Schneefall die Richtung einer im Freien sich hinziehenden Straße, andrerseits aber gewähren sie Schatten und tragen zur Verschönerung der Straße und ihrer Umgebung bei. Dazu kommt dann noch die wirtschaftliche Bedeutung solcher Anlagen, indem die Bäume einen gewissen Ertrag von Früchten und Holz liefern. Solchen Vorteilen gegenüber tritt dann allerdings zuweilen der Nachteil hervor, daß durch den eben gerühmten Schatten der Bäume das Austrocknen der Straße verzögert und den angrenzenden Ländereien die Einwirkung der Sonne verkürzt wird, während den Städtebewvhnern Unannehmlichkeiten durch Beschränkung von Lust und Licht erwachsen können. Im allgemeinen werden jedoch bei richtigem Verfahren die Vorzüge überwiegend sein.

Die Bäume werden in der Regel 30 cm von der Kronenkante entfernt in Abständen von etwa 10 m gepflanzt. Wo die Verhältnisse es gestatten, werden Obstbäume verwendet. Von den Waldbäumen sind für die Anpflanzung geeignet: Ahorn, Akazie, Esche, Eberesche, Eiche, Birke, Linde, Ulme und Kastanie. Pappeln werden nicht mehr gepflanzt.

§ 96. Sicherheitsanlagen.

Zur Sicherung des Verkehrs dienen außer den Baum- und Buschpflanzungen auf hohen Böschungen und an den Ufern von Gewässern:

p-r

SS

angebracht.

Iig. 132. Brüstungsmauer.

1.    Lebendige Hecken. Diese haben vor anderen Einfriedigungen den Vorzug der Billigkeit. Solche Hecken werden aus Weiß- oder Schwarzdorn, Hainbuchen, Fichten, auf schlechtem Boden auch aus Birken, Akazien usw. gebildet und im Frühjahr oder Herbst angelegt. Die senkrecht stehenden Pflänzlein läßt man bis 1,25 m wachsen und erhält sie durch Beschneiden, welches im Winter vorzunehmen ist, in dieser Höhe. Gewöhnlich wird an der Pflanzstelle ein Holz-geländer welches so lange unterhalten werden muß, bis die Hecke wehrbar geworden ist. Der Nachteil der Hecken ist, daß sie den Zutritt der Luft und Sonne hindern, mithin das Austrocknen erschweren.

2.    Brüstnngsmanern werden voll oder durchbrochen hergestellt. Letztere Art (Fig. 132) gewährt Ersparnis an Material und hindert weder den Luftzug noch den Wasserabfluß, gestattet also eine rasche Austrocknung der Straße. Eine solche Brüstungsmauer kann vorteilhaft gebildet werden aus einzelnen Mauerpfeilern, die dann durch Gewölbe oder Stäbe aus Stein, Holz oder Eisen miteinander verbunden werden. Besonders standfähig und haltbar erscheint eine solche Schutzwehr, die aus einzelnen Betonpfeilern mit dazwischen gespannten Profileisen gebildet wird (Fig. 133). Statt der Betonpfeiler kommen auch einzelne Steine aus Granit, Sandstein, Basalt usw. in Anwendung (Fig. 134). Werden diese Steine nicht miteinander verbunden, so heißen sie Schutzsteine.

3.    Eiserne Geländer (Fig. 135—140). Beim eisernen Geländer werden nicht nur die Querstäbe, sondern auch die Pfeiler oder Pfosten aus Eisen gebildet. Gußeisen ist zu spröde; man verwendet deshalb lieber

das zähere Schmiedeeisen, und zwar wiederum lieber Profileisen als Flach-oder Rundeisen, weil Profileisen bei gleichem Gewichte eine größere Steifigkeit besitzt. Bei den Geländern in der Nähe von Ortschaften werden

die aus Gas- oder Mannesmannrohr v r _ bildeten Horizontalstäbe von der Jugend gern zu ^    turnerischen Übungen be

nutzt. Die Rohre werden hierbei gebogen; wählt man statt der Rohre Winkeleisen, so bleiben die Stäbe gerade. Gerade Pfosten setzt man vielfach in Beton; sollen die Pfosten in die Erde oder

in Mauerwerk befestigt werden, so muß man sie am unteren Ende umbiegen oder aufspalten. Die Entfernung der einzelnen Pfosten voneinander kann man durch Rechnung feststellen. Je weiter man die Pfosten voneinander entfernt, um so stärker muß man die Horizontalstäbe wählen. Wählt man bei Geländern gleicher Standfähigkeit die Pfostenentfernung

ge-

Fig. 133. Geländer mit Betonpfosten.

eff,.

>r-

Fig. 134. Geländer mit Steinpfosten.

Fig. 135.

Fig. 136.

Fig. 137.

Fig. 138.

Fig. 139.

Fig. 135—140. Eiserne Geländer.

Fig. 140.

so, daß ein Pfosten so viel kostet wie der Horizontalstab eines Feldes, so werden die Kosten am niedrigsten.

4. Holzgeländer kommen selten in Anwendung; sie haben kurze

Dauer.

§ 97. Wegezeichen.

Hierzu zählt man Abteilungszeichen, Grenzsteine, Wegweiser, Orts

tafeln ustv.

Abteilungszeichen. Die Straßen erhalten auf je 100 m Länge (in der Mitte der Straße gemessen) ein Abteilungszeichen, auf dem die Entfernung vom Straßenanfang in Kilometern angegeben ist. Dieses Zeichen besteht in der Regel aus einem Stein (Nummerstein), mitunter auch aus einer gußeisernen Tafel (Nummerpfahl). Die Nummersteine werden aus Basaltlava, Sandstein, Granit oder aus sonstigen passenden Gesteinsarten hergestellt und an den sichtbaren Flächen scharriert. Die Ziffern werden meist auf einer weißgestrichenen Schildfläche mit schwarzer Ölfarbe geschrieben; eingemeißelte Zeichen sind nicht gut kenntlich. Wenn tunlich, werden die Zeichen in der Richtung der Baumreihc versetzt.

Grenzsteine. Hierüber sagt die hannoversche Anweisung: (§ 306) Die Grenzen der Straßen sind mit Steinen so zu bezeichnen, daß die Grenzen danach unzweifelhaft zu ermitteln sind. (§ 307) Die Steine sind mit der äußeren Seite genau an die Grenze zu setzen, falls nicht mit den Anliegern ein anderes vereinbart wird.

Als Grenzsteine verwendet man Steine, welche, soweit sichtbar, regelmäßig bearbeitet sind, entweder glatt oder mit eingehauenen Zeichen versehen, um sie als Bestandteile der Straße zu bezeichnen. Es ist besonders darauf zu achten, daß die vorhandenen Grenzsteine an der richtigen Stelle erhalten werden.

Wegweiser sollten an keiner Straßenabzweigung fehlen. Es sind meist Pfosten, oben mit Armen versehen, welche die Namen der nächsten Orte, häufig auch deren Entfernung in Kilometern angeben. Die früher gebräuchlichen hölzernen Wegweiser werden gegenwärtig durch gefälligere, dauerhaftere aus Eisen ersetzt. Man verwendet sowohl Guß- wie Schmiedeeisen. Bestehen die Arme aus Gußeisen, so erhalten sie meist erhabene Buchstaben, schwarz auf weißem Grunde.

Ortstafeln dienen zur Bezeichnung der an der Straße liegenden Ortschaften. Warnungstafeln zeigen z. B. darauf hin, daß über eine Brücke mit eisernem Überbau nur im Schritt gefahren werden darf.

III. Städtische Straften.

Die städtischen Straßen sollen:

1.    dem städtischen Verkehrswesen dienen;

2.    die Möglichkeit bieten, zweckmäßige Wohn- und Geschäftshäuser, Fabriken und andere Arbeitsstätten sowie öffentliche Gebäude (auch Denkmäler und Brunnen) zu errichten;

3. die Leitungen für Wasser, Licht und andere die Gesundheit und Sicherheit der Bevölkerung fördernde Anlagen (die sog. Versorgungsnetze) aufnehmen.

§ 98. Aufstellung des Stratzeneiitwnrfs.

Jeder Straßenentwurf kann nur in Verbindung mit dem Stadtbauplane aufgestellt werden. Der Stadtbauplan ist ein aus Lageplänen und Höhenplänen bestehender Entwurf, der die auf einem bereits bebauten Stadtgebiete notwendigen Verbesserungen (Baufluchtregulicrungen, Straßenverbreiterungen, Straßendurchbrüche usw.), sowie die Stadterweiterung umfaßt. Lage, Richtung, Breite und Steigungsverhältnisse sind deshalb für städtische Straßen von dem Straßenbautechniker aus dem Stadtbauplane zu entnehmen. Weil aber viele Regeln für den Bau der städtischen Straßen auch für den Bau der Straßen in der Nähe und innerhalb ländlicher Ortschaften sinngemäße Anwendung finden, so sollen die wichtigsten dieser Regeln nachstehend aufgeführt werden.

1.    Richtung der Straße. Die Straßen sollen eine solche Himmelsrichtung erhalten, daß nicht eine Häuserreihe straßenwärts beständig im Schatten liegt, und daß die Straßen von den vorherrschenden Winden nicht der Länge nach durchstrichen werden, obwohl letzteres für die Lüftung erwünscht wäre. Auch sollen die Straßen über Mittag nicht völlig schattenlos sein. Möglichst zu vermeiden ist hiernach bei geschlossener Bebauung die Richtung nach Westen oder Osten, weil in solchen Straßen auf der Vorderseite oder auf der Rückseite eines jeden Wohnhauses Wohn-räume sind, die reine Nordlage 'besitzen und unter Feuchtigkeit und Kälte zu leiden haben. Anzustreben ist die Richtung der Straßen, die um 40—50 0 von der Nordlinie abweicht. Bei offener Bebauung dagegen kann diese Abweichung bis 90° betragen.

Schnurgerade Straßen sind zwar für den Verkehr und Anbau recht günstig, sie wirken aber bei großer Länge und gleicher Breite langweilig. Nicht zulässig sind längere geradlinige Straßen in starker Steigung. Legt man auf stark ansteigendem Gelände die Straßen krummlinig an, so wird dadurch das Gefälle vermindert und ein besserer Eindruck erzielt.

2.    Höhenlage der Straße. Die Verkehrssicherheit verlangt ein möglichst geringes Längengefälle, die Schönheit heischt ein Längenprofil ohne Rücken sowie bei geraden langen Straßen einen Wechsel des Steigungsverhältnisses, weil bei einer gleichbleibenden Steigung die entfernteren Gegenstände durch die nahe liegenden dem Auge des Beschauers verdeckt werden. Die Anbaufähigkeit fordert einen möglichst geringen Höhenunterschied zwischen Straßenkrone und Bauland.

Längengefälle. Nach den Ausführungsbestimmungen zum preußischen Fluchtliniengesetz vom 2. Juli 1875 sollen Hauptverkehrsstraßen in der Regel kein größeres Längengefälle als 1:50 erhalten, und das Gefälle der Nebenstraßen von beträchtlicher Länge soll höchstens 1:40 betragen. Im hügeligen und gebirgigen Gelände sind jedoch größere Steigungen unvermeidlich; die größte zulässige Steigung kann hier etwa zu 1:25 für Hauptstraßen und 1:16²/₃ für Nebenstraßen angenommen werden.

Die Straße erhält am besten ein konkaves (hohles) Profil, so daß sie aus der Wagerechten oder aus einer schwächeren Steigung in eine stärkere übergeht. „Wenn der Kopf der Straße sich hebt", schreibt Stubben, „so erscheint die Straße stattlicher, das Bild reicher, die Perspektive wirksamer, der Verkehr besser übersehbar.... Verletzend und unschön wird aber das Straßenbild, wenn das Nivellement ein konvexes ist, d. h., wenn im Längenschnitt der Straße sich ein Rücken bildet. Das Auge vermag dann die Straßenfläche nur bis zu dem Rückenpunkte zu verfolgen; hinter diesem verschwindet die Straßenfläche oder verkürzt sich plötzlich. . . . Die Häuser scheinen jenseits der Rückenlinie in die Erde zu sinken, und die auf der Straße jenseits der Höhe sich bewegenden Menschen und Wagen sieht man nur stückweise." Den ungünstigen Eindruck eines unvermeidlichen Rückens kann man dadurch mildern, daß man den Straßenzug auf dem Rücken seitwärts biegt oder die Durchsicht durch Aufstellung eines Laufbrunnens, Denkmals usw. hindert.

Anbaufähigkeit. Zur Erleichterung des Anbaues soll der Höhenunterschied zwischen dem Gelände und der Straßenoberfläche in der Regel nicht mehr als 2—3 m betragen. Höhere Auffüllungen vermehren die Gründungskosten der Gebäude; Einschnitte sind für den Häuserbau unbequem. Man wird daher selbst vor größeren Erdarbeiten nicht zurückscheuen dürfen, um die Anbaufähigkeit der Straße zu vergrößern. Zu beachten ist ferner, daß die Versorgungsnetze im gewachsenen Boden liegen müssen, wenn Senkungen vermieden lverden sollen.

3. Breite. Die Breite der Straße wird nach der Größe des Verkehrs, bei geschlossener Bebauung auch wohl nach der Schattenlänge der anliegenden Häuserreihe bemessen. Häufig gilt die Regel: Straßenbreite gleich Gebäudehöhe. In einigen Städten wird aber von dieser Regel mehr oder minder abgewichen. Um dreistöckige Gebäude errichten zu können, müßte die Straße mindestens eine Breite von 10 m erhalten; wird aber für neue Straßen eine Mindestbreite von nur 8 m festgesetzt, wie hier und da geschehen ist, so lassen sich bei Befolgung obiger Regel höchstens zweistöckige Gebäude aufführen.

In vielen Städten ist eine Abstufung der Straßenbreite je nach der Größe des Verkehrs und der Bedeutung des Anbaues von inehreren Metern festgesetzt. Die Straßenbreiten betragen z. B. in Köln 12, 14, 16, 18, 20, 22, 26, 30 m,

Dresden 14, 17, 20, 23 in,

Düsseldorf 15, 20, 26 m,

Mannheim 10, 15, 25 in,

Bremen 10, 14, 18 in.

In den Ausführungsbestinintungen zum preußischen Fluchtliniem gesetz vom 2. Juli 1875 werden die Straßen eingeteilt in Nebenstraßen von 10—20 in Breite,

Verkehrsstraßen mittleren Ranges von 20—30 m Breite, Hauptverkehrsstraßen von 30 und mehr Meter Breite.

Das Verhältnis der Fahrbahnbreite zur Breite der Fußwege richtet sich im allgemeinen nach dem Verhältnis des Fuhrverkehrs zuin Fußgängerverkehr. Mitunter werden die Fußwege auch so breit gewählt, daß sie zur Aufnahme sämtlicher Versorgungsleitungen benutzt werden können. Die Fahrbahnbreite wird alsdann entsprechend verringert.

4. Zeichnungen. Nach dem Ministerialerlaß vom 28. Mai 1875 sollen die Zeichnungen für Fluchtlinien- und Bebauungspläne a) den gegenwärtigen Zustand,

t>) den Zustand, welcher durch die nach Maßgabe der beabsichtigten Flucht!inien-Festsetzung erfolgte Anlegung von Plätzen herbeigeführt werden soll,

klar und bestimmt darstellen.

a) Thu Helln mi des gegenwärtigen Zustandes.

Situationspläne. Der Maßstab, in welchem die Situationspläne (Fluchtlinien- und Bebauungspläne) entworfen werden, darf in der Regel nicht kleiner als 1: 1000 sein. Zusammenhängende Straßenzüge sind im Zusammenhang zur Darstellung zu bringen.

Jedes Projekt erfordert die Beifügung eines Übersichtsplanes, für welchen ein vorhandener gedruckter Plan oder gezeichneter Plan oder auch ein Auszug aus einem solchen verwendet werden kann.

Durch die Situationspläne soll das in Betracht zu ziehende Terrain mit seinen Umgebungen in solcher Ausdehnung dargestellt werden, daß die im Interesse des Verkehrs, der Feuersicherheit und der öffentlichen Gesundheit zu stellenden Anforderungen ausreichend beurteilt werden können.

Alle vorhandenen Baulichkeiten, Straßen, Wege, Höfe, Gärten, Brunnen, offene und verdeckte Abwässerungen usw., ferner alle Ge-inarkungs-, Besitzstand- und Kulturgrenzen müssen in den Plänen mit schwarzen Linien dargestellt und soweit es zur Deutlichkeit erforderlich, mit charakterisierenden Farben, jedoch nur blaß angelegt sein. In die Situationspläne sind ferner die Nummern der einzelnen Parzellen oder die Namen der Eigentümer einzuschreiben.

Die auf den gegenwärtigen Zustand bezüglichen Schriftzeichen und Zahlen sind schwarz zu schreiben. Jeder Plan ist mit der geographischen Nordlinie und mit einem Maßstabe zu versehen.

Höhenangaben. Die Höhenangaben müssen sich auf einen speziell zu bezeichnenden, möglichst allgemein bekannten festen Punkt, am besten auf den Nullpunkt des Amsterdamer Pegels beziehen und ausschließlich in positiven Zahlen erscheinen.

Von jeder projektierten Straße ist ein Längenprofil im Längenmaßstab des zugehörigen Situationsplanes und im Höhenmaßstab 1:100 beizubringen. Die Linie des in der Regel durch die Mitte des Straßendammes zu legenden und in Stationen von je 100 m Länge mit den erforderlichen Zwischenstationen von mindestens 50 m Entfernung einzuteilenden Nivellementzuges ist mit ihrer Stationierung in den zugehörigen Situationsplänen rot punktiert anzugeben.

Wo erhebliche Änderungen in der Terrain-Oberfläche in Aussicht genommen werden, oder wo nahe liegende Gebäude, Mauern, abgehende Wege usw. eine besondere Berücksichtigung verlangen, sind Querprofile aufzunehmen. Diese sind in einem Maßstabe, der nicht kleiner als 1: 250 sein darf, zu zeichnen und zur Numerierung sowie zu den Ordinaten des Längenprofils übersichtlich in Beziehung zu bringen. Sind dieselben nicht rechtwinklig zum Hauptnivellement aufgenommen, so ist ihre Lage auch im Situationsplane anzugeben.

In den Bebauungsplänen ist außerdem bei hügeligem und gebirgigem Terrain auf Grund eines Nivellementnetzes die Gestaltung der Terrain-Oberfläche durch Horizontalkurven in Höhenabständen von je 1 in bis 5 m mittels schwarz punktierten Linien mit beigeschriebenen Höhenzahlen übersichtlich darzustellen. Alle Höhenzahlen werden in Metern angegeben und auf zwei Dezimalstellen abgerundet.

b) Darllell'iinst des späteren Zustandes.

Die anzulegenden oder zu verändernden Straßen und Plätze sind in dem Übersichtsplane mit roter Farbe deutlich zu bezeichnen. In die Situationspläne sind die projektierten Baufluchtlinien mit kräftigen zinnoberroten Strichen einzutragen.

17

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band

In den Längenprofilen werden die projektierten Höhenlagen der Straßenzüge, speziell die Krvnenlinie der künftigen Straßenbefestigung mit zinnoberroten Linien ausgezogen und die Aufträge blaßrot, die Abträge grau angelegt. In dieselben sind ferner die Brücken, Durchlässe, unterirdische Wasserabzüge usw. unter Angabe der lichten Weiten und Höhen einzutragen.

In allen Brechpunkten der Gefälle, in sämtlichen Kreuzungs- und Abzweigungspunkten von Straßen und von sonst charakteristischen Stellen werden die betreffenden Ordinaten zinnoberrot ausgezogen und mit den zugehörigen Zahlen ebenso beschrieben. Dagegen erhalten die auf die Abwässerung bezüglichen Höhenzahlen blaue Farbe.

Die Längen der Straßenzüge von einem Brechpunkte des Gefälles bis zum nächstfolgenden werden zusammen mit der Verhältniszahl des Gefälles in zinnoberroter Farbe über das Profil, die Namen, Nummern oder sonstigen Bezeichnungen der Straßen, übereinstimmend mit dem Situationsplane, über oder unter dasselbe geschrieben.

Wenn zu einem Situationsplane mehrere Längenprofile gehören, so ist auf eine deutliche und übereinstimmende Bezeichnung der Anschlußpunkte unter schärferer Hervorhebung der Anschlußordinaten zu achten.

Von jeder Straße, deren Fluchtlinien festgelegt werden sollen, sind mindestens so viele Querprofile zu entwerfen, wie dieselbe voneinander abweichende Breiten erhält. Wo die unter a) angegebenen besonderen Verhältnisse obwalten, sind die Querprofile entsprechend zu vermehren und zu erweitern. Die graphische Behandlung der Querprofile entspricht derjenigen der Längenprofile.

A. Die Fahrbahn der städtischen Straßen.

¹

Krüger, Prof., Das Kleinpflaster 1910.

§ 99. Wahl der Befestigungsart.

Auch die Fahrbahn der städtischen Straßen soll, wie die der Landstraße, technischen, gesundheitlichen und wirtschaftlichen Anforderungen genügen, auch sie soll jederzeit leicht und sicher befahren werden können, nicht gesundheitsschädlich wirken und nicht zu teuer sein.

1.    Technische Anforderungen. Die Fahrbahn soll dauerhaft, leicht herzustellen und auszubessern sein, namentlich müssen die Versorgungsnetze leicht eingebettet und ausgebessert werden können. Dabei soll sie leicht befahren werden können, andrerseits aber auch eine gewisse Rauhigkeit besitzen, damit die Zugtiere nicht auf ihr ausgleiten. Diese Rauhigkeit muß der Neigung der Bahn entsprechen.

2.    Gesundheitliche Anforderungen. Die Straße soll möglichst geräuschlos zu befahren sein, sie soll wenig Staub erzeugen und leicht zu reinigen sein, auch darf sie keine übelriechende oder gesundheitsschädliche Ausdünstungen hervorbringen.

3. Wirtschaftliche Anforderungen. Den technischen und gesundheitlichen Anforderungen muß mit möglichst wenig Kosten entsprochen werden können. Die Fahrbahn muß billig in ihrer Herstellung, Unter-baltung, Reinigung und Erneuerung sein.

Diesen Anforderungen genügen die einzelnen Fahrbahnbefestigungen in höherem oder geringerem Grade. Eine beste Befestigungsart gibt es nicht; stets müssen bei der Wahl der Befestigungsart die örtlichen Verhältnisse, namentlich aber der Verkehr, dem die Straße dienen soll, beachtet werden. Die wirtschaftlichste Decke findet man alsdann aus Formel 55, S. 223.

In der nachstehenden Zusammenstellung *) sind die verschiedenen Fahrbahnbefestigungen für die Straßen der meisten größeren Städte Deutschlands angegeben. Die Zahlen geben an, wie viel Prozent von der Gesamtfahrbahnfläche befestigt sind.

Nr.

Befestigungsart

In Städten mit einer gn sgcrI|n Einwohnerzahl von

50000 bis 100000 bi- 5 Vorort- ganzen 100000    1 Million Städten

mit

Im

Schotterbahnen (Makadam) . . Pflaster aus natürlichen Steinen „    „ künstlichen

44,9

49,4

0,7

c<f csT *

CO lO

2,0

54,0

0,1

Kleinpflaster.....

Asphaltbahnen.....

Holzpflaster......

Plattenpflaster.....

Betonbahnen.....

Oberflächenteerung und Teer-makadam.....

2,1

0,1

1,3

0,2

0,5

0,4

0,5

0,3

41,4

1,9

0,0

0,5

0,0

p p p p * r¹ >T ^ P

W^OOGOOOOOQK

10

11

Zusammen:

Auf 1 Einwohner entfällt eine befestigte Fahrbahnfläche von. .

100 o/n

100 o/o

100 0/0

100 O/o

6,55 qm

6,03 qm

3,54 qm

5,62 qm

Aus dieser Zusammenstellung geht hervor, daß in allen Städten annähernd die Hälfte der Fahrbahn mit Pflaster aus natürlichen Steinen befestigt ist; dagegen sind in den Städten von 50—100000 Einwohnern 44,9 % mit Schotterbahnen versehen, in Berlin nur 2 °/₀; in

0 38. Bericht des II. internationalen Straßenkongresses in Brüssel (1910).

17*

Berlin sind aber 41,4 % aller Fahrbahnen mit Asphalt bedeckt, in den kleineren Städten nur 1,3 °/₀.

Die Fahrbahn hat in der Regel eine Wölbung, die um so schwächer ist, je glatter die Belagsoberfläche wird; oft wird sie auch von dem Längengefälle der Straße abhängig gemacht. Geheimer Landesbaurat Nessenius in Hannover gibt folgende Mittelwerte an:

Tabelle 50.

Quergesälle

Längengefälle

Steinschlag-

bahn

Pflasterbahn Holzpflaster Asphaltbahn

1: oo 0-0,035 0,035 und mehr

O o o o o

Qi -I Ox O

O o O o o o

CO i4^ Qx

o o o

o o o

^ CO !M

o o o cT cT «o

0,015

0,005

Die Wölbung der Straßen in Bern und Zürich ist nach folgender Formel berechnet worden:

b²

(64)

„ Steinpflasterung, „ Weichholzpflaster,

In dieser Formel bedeutet: b = die Breite der Fahrbahn, k = 0,018—0,020 bei Steinschlagbahnen, k = 0,016 k = 0,012

k — 0,010—0,012 „ Hartholz- und Asphaltbelag?)

§ 100. Pflaster aus natürlichen Steinen.

Bei diesem unterscheidet man Groß-, Mittel- und Kleinpflaster. Mittel- und Kleinpflaster kommen besonders auf Landstraßen vor und sind auch bei den Landstraßen besprochen worden. Bei den Stadtstraßen ist das Großpflaster vorherrschend, wie vorstehende Zusammenstellung nachweist.

Großpflaster — auch Reihenpflaster genannt — ist ein Pflaster aus großen, etwa 16 cm hohen Steinen, die meist in Reihen nebeneinander auf der Unterbettung versetzt sind.

Die Pflastersteine haben meist die Form eines Parallelepipedons. Zur Herstellung der Pflastersteine eignet sich dasjenige Material am besten, das bei der nötigen Festigkeit und Dauerhaftigkeit sich am leichtesten zu parallelepipedischen Körpern bearbeiten läßt, also gute Spaltflächen hat.

b Bericht 48 des II. internationalen Straßenkongresses in Brüssel (1910).

Gestein, welches durch Glätte den Zugtieren gefährlich tverden kann, darf zur Pflasterung stark geneigter Bahnen nicht benutzt werden. Granit, Grünstein, Grauwacke, Basalt, Basaltlava, Porphyr, Melaphyr, Diorit, fester Sandstein, darunter Kohlensandstein tmd ähnliche Gesteine geben gute Pflastersteine.

Die Verwaltung der Provinzialstraßen im Rheinland stellt folgende Bedingungen:

§ 9. Die Normalgröße der Pflastersteine ist 10 cm Breite, 16 cm Länge, 16 cm Höhe. Außer diesem Normalformat werden für besondere Fälle „Große Steine" und „Kleine Steine" verwendet.

Nach der Güte der Bearbeitung gibt es drei Sorten. Bei der ersten Sorte sind Abweichungen von den vorgeschriebenen Maßen immer nur nach einer Richtung und zwar bis zu 1 cm zulässig. Bei der zweiten und dritten Sorte dürfen nach allen drei Richtungen Abweichungen vorkommen, und zwar nach der Breite und Höhe 1 cm, nach der Länge 1 a/₂ cm. Die Satzfläche soll beim Normalformat mindestens betragen: I. Sorte — 9 x 15 cm, II. Sorte — ³/₄ der Kopffläche, III. Sorte = a/8 der Kopfflächc. Kopf- und Satzfläche sollen parallel laufen. Die Steine müssen sich mit höchstens 1 cm weiter Fuge nebeneinander stellen lassen.

Die Unterbettung hat den Zweck, den Druck auf eine größere Fläche des Untergrundes zu verteilen und dem Pflaster eine gewisse Elastizität zu verleihen, die sein Befahren angenehm und möglichst geräuschlos gestaltet. Die Anordnung dieser Bettung ist somit abhängig von der Größe der Beanspruchung des Pflasters durch das Fuhrwerk und von der Tragfähigkeit des Untergrundes. Die einfachste Bettung ist eine Lage Kies. Bei weichem Untergründe oder da, wo größere Haltbarkeit angestrebt wird, bildet man die Unterlage aus Steinschlag oder Packlage, auf welche man noch eine Lage Sand oder Kies schüttet. Noch festere Unterbettung, z. B. aus Beton, kommt in der Regel nur bei besonders schwerem Verkehr vor. In allen Fällen ist darauf zu achten, daß der Untergrund überall gleiche Festigkeit hat, damit später eine Ungleichmäßigkeit tut Setzen des Pflasters nicht eintritt. Ferner muß nasser Untergrund vor Anbringen der Bettung nach Möglichkeit entwässert werden. Die Bettung erhält in der Regel die Wölbung des Pflasters.

Setzen des Pflasters. In die Bettung werden die Pflastersteine in durchlaufenden Reihen mit Verband gesetzt, meist quer zur Fahrrichtung, mitunter auch diagonal (Fig. 141). Zur Erzielung des Verbandes werden ant Anfang und Ende der Qnerreihen häufig sog. Anfänger verwendet, welche das V/a fache der normalen Länge haben. Beim

Diagonalpflaster haben die Anfänger die Form eines Fünfecks. Jeder einzelne Stein des Pflasters soll eine zur Straßenoberfläche senkrechte Stellung erhalten. Als Hauptregel gilt ferner, daß die nebeneinander stehenden Pflastersteine in ihren Abmessungen, und zwar besonders in ihren Höhen und Breiten, möglichst gleich sein müssen, weil ungleiche Steine sich auch ungleich setzen. Kann die Verwendung von Pflastersteinen verschiedener Größe nicht gut verinieden werden, so sind die Steine nach der Größe zu sondern und die unter sich gleichen Steine in möglichst großen Flächen zusammenzustellen.

Rammen. Das Pflaster wird je nach der Dichtigkeit der Bettung um 4—6 cm überhöht gesetzt und dann unter wiederholtem Einfegen

Fig. 141. Diagonalpflaster.

oder Einspülen von Sand nach der Lehre niedergerammt. Das Rammen soll nach den im Rheinland geltenden Bestimmungen in der Regel mit einer Ramme von 20—25 kg Gewicht beginnen und, nachdem diese über die Fläche gegangen, mit einer min-destcns 30 kg schweren Ramme fortgesetzt werden. Das Rammen muß mindestens dreimal geschehen, ist aber im übrigen so lange zu betreiben, bis die Steine nicht mehr ziehen, alle Unebenheiten der Oberfläche beseitigt und die Pflasterbahn eine nach jeder Richtung gefällige Form zeigt.

Nach dem Rammen wird das Pflaster mit einer etwa 1 cm dicken Sandschichte überdeckt. Diese Schichte bleibt so lange liegen, bis alle Fugen mit Sand gefüllt sind. Werden die Fugen mit Zement, Asphalt, Teer u. dergl. ausgegossen, so ist eine Abdeckung mit Sand nicht erforderlich.

§ 101. Pflaster aus künstlichen Steinen.

Künstliche Pflastersteine gibt es in Deutschland in großer Menge. Die weiteste Verbreitung haben wohl bis jetzt gefunden: die Pflastersteine aus Mansfelder Kupferschlacke, die Vulkanol- und die Granulit-Pflastersteine.

1. Pflaster aus Mansfelder Kupferschlacke. Die Pflastersteine werden aus der beim Rvhschinelzen des Kupferschiefers fallenden Schlacke gewonnen. Die glasige Schlacke wird getempert und dann in „Würfel" von 16 cm Seitenkante oder in „Rechtecksteine" mit 16 x 12 cm Kopsfläche und 13—17 cm Höhe gegossen. Diese gegossenen Pflastersteine haben eine sehr regelmäßige Form, gerade Kopfflächen, senkrechte Seitenflächen und scharfe Ecken und Kanten. Die regelmäßige Form der Steine gestattet die Herstellung eines sehr gleichmäßigen, ebenen und schönen Pflasters mit engen Fugen. Ein solches Pflaster läßt sich leicht reinigen und das durch den Verkehr verursachte Geräusch wird bedeutend ab-geschtvächt. Unter der Einwirkung eines starken Fußgängerverkehrs neigt es jedoch zum Glattwerden. Zweckmäßig werden daher die Schlackensteine dort, tvo der Verkehrslärm gedämpft werden soll, wie bei Kirchen, Schulen, Krankenhäusern usw., zur Befestigung der Fahrbahn verwendet, nicht aber zu Fußwegübergängen. Mit Rücksicht auf die ebene und ziemlich glatte Fahrbahn dürfen solche Straßen ein Längengefälle bis

TrVTT / 7 V / / 1 / W* T^^TjZJ- t / / / / /~/7~

fitl/rarurfeseuie

MZrtMand

TTL

4-4-47

//Th.

7~TJ

fol/ra/iotstecrie <fcrn ft&r/t

Morset6and 2 cjn .

<pg

O/nnisra/idsdirt

Mastix

Schiene a.m tStoss

Fig. 142. Vulkanolpflaster.

höchstens 1:30 erhalten. Das Quergefälle beträgt etwa 3 cm aus 1 m Breite; die Erhöhung der Straßenkrone würde demnach bei einer 8 m breiten Fahrbahn 12 cm betragen.

Schlackensteine haben auch bei Rinnen und Radfahrwegen auf beschotterten oder mit Natursteinen gepflasterten Straßen wegen ihrer ebenen Kopffläche öfters Anwendung gefunden. Die Schlackensteine werden gesetzt wie die Natursteine. Nach dem Abrammen wird in die Fugen mehrmals scharfer Sand bis zu ihrer vollständigen Füllung eingeschlämmt.

2. Vulkanolpflaster. Die vulkanischen Gesteine sind aus anderen Gesteinen durch Einwirkung einer hohen Gluthitze und eines hohen Druckes entstanden. Diesen Werdegang der natürlichen Vulkangesteine hat man bei der Herstellung der Vulkanolsteine^) nachgeahmt. Abfälle der Basalt-,

h Erzeugnis der deutschen Steinwerke C. Vetter A.-G., Würzburg.

Porphyr, Sandsteinbrüche usw. werden zerkleinert, dann bei entsprechender Mischung unter hohem Druck in die gewünschte Forin gebracht. Die Preßlinge werden hierauf langsam einer großen Hitze ausgesetzt und schließlich wieder langsam abgekühlt. Die 28 x 21 cm großen und 8,5 cm starken Platten werden in eine dünne Sandschicht auf eine Beton- oder Schotterunterlage versetzt (Fig. 142). Die engen Fugen werden ausgegossen. Die ebene Pflasterbahn gestattet ein sanftes, ruhiges Fahren, Geräusch und Staub sind kaum wahrnehmbar.

8 102. Holzpflaster.

Das Holzpflaster gilt heutzutage neben dem Asphaltbelage vorzugsweise als lärmdämpsendes Pflaster. Wie für den Asphaltbelag und mitunter auch das Pflaster aus Natursteinen tvird auch für eine Decke aus Holzklötzen eine tragende, starke Betonunterlage angewandt.

Die Unterlage wird in der Regel aus Zementbeton gebildet in einem Mischungsverhältnis, daß das Aufsaugen von Feuchtigkeit aus dein Untergründe ausgeschlossen erscheint (zwischen 1: 6 und 1 : 9). Ihre Oberfläche wird genau nach der Straßenoberfläche mittels eines Zementmörtelüberzuges abgeglichen, ihre Stärke nach der Tragfähigkeit des Untergrundes und der Vcrkehrsbelastung bemessen (15—25 cm).

Die Pflasterdecke wird auf die Betonunterlage ohne jede Zwischenlage versetzt derart, daß die Fasern der Pflasterklötze senkrecht stehen, der Verkehr sich also über die Hirnholzflächen der Klötze bewegt. Die einzelnen Klötze sind etwa 15 cm hoch, 10 cm breit und 20—25 cm lang. Als Material hat feinfaseriges, harzreiches Nadelholz, mit fäulniswidrigen Stoffen getränkt, namentlich aber das Jarrah- und Karri-Hartholz, bis jetzt die weiteste Verbreitung gefunden. Die über die Straßenbreite (mitunter auch diagonal) ziehenden Fugen werden beim Setzen durch Einlegen von schmalen und dünnen Holzplättchen zunächst offen gehalten, die versetzten Stoßfugen aber dichtschließend hergestellt. Zwischen den Enden der Pflasterreihen und den Bordsteinen muß ein etwa 5 cm breiter Zwischenraum verbleiben, der mit einer elastischen Masse ausgefüllt wird, um die Ausdehnung des Holzes unter der Einwirkung der Nässe nicht zu behindern. Die offenen Fugen zwischen den einzelnen Pflasterreihen werden später mit Teer, Asphalt oder Zement gefüllt.

Auf die fertige Pflasterdecke wird in manchen Städten eine dünne Schichte von Teer und Pech und vor deren Erkaltung eine etwa 1,5 cm dicke Schichte aus feinein Kies oder scharfkantigem Sande aufgebracht; neuerdings öfters nur steiniges Material oder auch ein Zement drei. Das Eindrücken dieses Materials in die Holzfläche durch den Verkehr erhöht

die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit erheblich, verhütet auch allzu-grvße Glätte.

§ 103. Asphaltbelag.

Wir unterscheiden Stainpfasphalt und Asphaltplattenbelag.

1. Stampfasphalt. Derselbe ruht wieder auf einer festen Unterlage ans Zementbeton. Diese Unterlage erhält eine Stärke von 15—25 ein und ein der Neigung der Straße entsprechendes Quergefälle von 1: 70 bis 1 : 100. Vor dem Erhärten und Abtrocknen der Betonunterlage darf mit dem Aufbringen des Asphaltbelages nicht begonnen werden, weil durch den heißen Asphalt sich sonst Dämpfe bilden würden, die den Asphaltbelag porös und wenig widerstandsfähig machen.

Die Decke wird aus Asphaltpulver hergestellt. Das Asphaltpulver entsteht durch Mahlen bituminöser Kalksteine (Asphaltsteine); es wird meist ohne Zusatz ver-    f§

wendet. Die in Europa gewonnenen Kalksteine enthalten 8—14 % Bitumen. Wird das Pulver erhitzt und dann durch Stampfen oder Pressen zusammengedrückt, so

nimmt es nahezu wieder    £ R................-

die    Beschaffenheit des

natürlichen Asphaltsteines an.    Bei der Herstellung

der    Fahrbahnen wird

das Asphaltpulver je nach dem Gehalt seines Bitumens auf 110 bis 140° 0. erwärmt, dann auf die Betonlage ausgebreitet, mit erwärmten Walzen und Stempeln gedichtet und schließlich mit heißem Bügeleisen    abgerieben. Das Erwärmen des Steinpulvers erfolgt in Darren

unter fortwährendem Umarbeiten mit dem Rühreisen. Ist der erforderliche Wärmegrad erreicht, so wird das Pulver aus den Darren geschöpft und in Schiebkarren zur Baustelle geschafft und dort in einer 7—8 cm starken Lage möglichst gleichmäßig ausgebreitet. Nachdem sodann die Höhe der Schichte mittels einer verstellbaren, auf Rollen laufenden Lehre abgeglichen ist, erfolgt die Dichtung zunächst mittels mehrerer erwärmter Walzen von 300—900 kg Gewicht. In neuester Zeit kommen auch Asphaltwalzen mit Dampfbetrieb in Anwendung (Fig. 143). Da die Handwalzen von Arbeitern bewegt werden und infolge-

Mg

■-

Jk

WM

Fig. 143. Asphaltwalze mit Dampfbetrieb.

dessen nicht so schwer sein können, wie es der gewünschte Dichtigkeitsgrad der Asphaltdecke erfordert, so folgt auf das Abwälzen der Masse noch ein starkes Stampfen derselben mittels erhitzter gußeiserner Stempel von 20—25 kg Gewicht. Zuin Schlüsse wird, um den noch verbleibenden rauhen Zustand der Straßenoberfläche zu beseitigen, die Fahrbahn gebügelt mittels schwach gebogener, etwa 25 kg schwerer Eisen mit langem Stiel, welche, stark erhitzt, hin und her gezogen werden. Die Asphaltdecke wird durch das Walzen, Stampfen und Bügeln auf eine Dicke von 5 cm zusammengepreßt. Wenige Stunden nach beendetem Bügeln ist die Decke betriebsfähig; ihre zuerst braune Farbe geht bald in eine graue über.

2. Asphaltplattenbelag. Eine besondere Art Asphaltdecklagen zu bilden besteht darin, daß man fertig gepreßte Asphaltplatten von regelmäßiger Form auf die Betonunterlage in Verband verlegt. Die Fugen

• ^

Fig. 144. Asphalt-Plattendarre.

zwischen den einzelnen Platten werden entweder durch Verstreichen mit Asphaltmastix gedichtet oder dadurch, daß man Asphaltsteinpulver einstreut, welches sich allmählich in eine steinähnliche Masse umwandelt. Damit die Platten nicht nur an einzelnen Stellen ihrer Unterfläche ausruhen, erwärmt man sie (Fig. 144) vor dem Verlegen so weit, daß sie sich den Unebenheiten der Unterlage anpassen, oder verlegt sie in eine dünne Schichte Sand oder Asphaltsteinpulver. Eine Asphaltierung dieser Art wird insbesondere dort von Vorteil sein, wo Geschäfte zur Ausführung von Stampfasphalt nicht bestehen und es sich bei dem geringen Umfang der in Aussicht genommenen Arbeiten nicht verlohnt, die erforderlichen Maschinen und Vorrichtungen samt eingeübten Arbeitern herbeizuholen, oder wenn in einer Straße aus irgend einem Grunde Stampfasphaltarbeiten nicht ausgeführt werden können.

§ 104. Zement und Eisenbeton.

1. Zementmakadam. Fahrbahnen aus Zementmakadam werden seit etwa 20 Jahren hergestellt; sie haben sich, an richtiger Stelle und sachgemäß ausgeführt, als gute und preiswerte Decken bewährt. Man soll die Befestigung nur dort anwenden, wo kein zu schwerer Verkehr herrscht und wo es angängig ist, die Neuanlage oder die Ausbesserung der Decke so lange dem Fuhrverkehr zu entziehen, bis eine gründliche Erhärtung stattgefunden hat.

Zunächst wird eine etwa 15 cm starke Betonbettung (Mischung 1 : 8 bis 1: 10) hergestellt. Auf diese wird in einigen Tagen die Decklage, bestehend aus 1 Teil Zement und 2—3 Teilen Hartgestein-Schotter, in einer Stärke von 6 cm aufgebracht. Durch Stampfen, Walzen usw. wird die Mischung auf eine Stärke von 4—5 cm zusammengepreßt. Das Dichten geschieht bei einigen Firmen durch Stampfen von oben, bei anderen durch seitliche Stampfung nach dem Jentzenschen patentierten Verfahren. Bei diesem Verfahren ivird über die ganze Breite der Straße ein Blech gespannt, welches an den Bordsteinen auf Gleitschienen ruht. Dieses Blech bildet mit der Unterbettung gewissermaßen eine Form, in welche der Beton von der Seite her hineingestampft wird. Ist die Form gefüllt, so wird sie um 20—25 cm vorgeschoben u. s. f. Hierdurch soll erreicht werden, daß die Straßenkrone in dem richtigen Profil gleich ordnungsinäßig und ohne Vertiefung herauskommt, wogegen das Stampfen von oben schon ein sehr geübtes Auge des Arbeiters verlangt.

Mindestens jede Tagesleistung erhält Ausdehnungsfugen durch Einlegen von Dachpappestreifen, Winkeleisen u. dergl. Es soll dadurch erreicht werden, daß der Beton den Wärmeverhältnissen entsprechend sich ausdehnen oder zusammenziehen kann, ohne daß unregelmäßig gestaltete Risse entstehen.

Der Beton an sich ist zu spröde, um den Angriffen durch den Verkehr mit Erfolg widerstehen zu können, deshalb erhält die Deckschicht oft einen Zusatz, welcher derselben eine gewisse Elastizität geben soll, ohne daß die Festigkeit des Zementes darunter leidet. Hierher gehören:

2.    Das Pflaster von Kieserling. Dasselbe hat ziemliche Verbreitung gefunden. Um die Rissebildung bei den Temperaturschwankungen zu verhüten, sind quer zur Fahrrichtung Ausdehnungsfugen in gewissen Abständen angeordnet worden.

3.    Das Diabas-Zementsteinpflaster des Kunststeinwerkes Koschen-bach; es ist dem vorigen ähnlich, wird aber aus Diabaskleinschlag hergestellt. Nach einem patentierten Verfahren wird Aufbringen und Stampfen der Deckschicht mechanisch ausgeführt.

4.    Das Teer-Zementpflaster von Absolon in Oldenburg. Die Decklage besteht aus Hartsteinschvtter, Kies, Sand, Zement und einer Teermischung. Der Teerzusatz soll der Masse die nötige Zähigkeit geben, soll den Staub binden, die Abnutzung verringern. Ausdehnungsfugen werden ebenfalls eingelegt, die mit Pflasterkitt vergossen werden.

5.    Basaltoid ist ebenfalls eine Fahrbahn aus Zementbeton, der außer Basalt und Portlandzement geringe Zusätze von Quarz und Granit enthält. Auch hier werden Dehnungsfugen eingelegt, um die Bildung von Rissen zu vermeiden.

Beton und Eisenbeton werden namentlich noch verwandt zur Fahrbahnunterbettung. Ein geschlossenes Betonbett hat den Nachteil, daß es sich bei einem Aufbruch der Straße, wie er durch die eingebetteten Versorgungsnetze öfters nötig wird, nur schwer durchbrechen läßt, und daß der frisch eingebrachte Beton längere Zeit erhärten muß, der Verkehr mithin eine längere Unterbrechung erleidet. Dieser Übelstand kann dadurch beseitigt werden, daß man statt des geschlossenen Betonbetts einzelne Blöcke oder Platten aus Beton oder Eisenbeton unter die eigentliche Fahrbahndecke verlegt.

6.    Beton-rislllM. Z 25x30 cm groß und 17 cm stark sind z. B. von Baurat Beer unter Asphaltplattenbelag, wie auch unter Kleinpflaster mit gutem Erfolg öfters verwendet worden. Die Prismen wurden genau nach dem Quergefälle gelegt und die Stoßfugen sorgfältig mit trockenem Sande gefüllt.

7.    Eisenbetonplatten") von 1,0 m Länge, 0,45—0,50 m Breite und 5 cm Dicke hat Baurat Schallehn in Wolmirstedt schon seit dem Jahre 1903 als Unterbettung für das Kleinpflaster benutzt. Die Platten wurden auf eine 15 cm hohe, gut geebnete und fest gestampfte Sandschicht dicht nebeneinander verlegt, auf beiden Seiten der Fahrbahn aber auf besondere Betonschwellen gelagert. Auf diesen Platten ist das Kleinpflaster in eine 3 cm starke Sandschicht versetzt und dann gerammt worden. Die Ausführung hat sich gut bewährt, namentlich in Straßen mit eingebettetem Rohrnetz. Sollen Rohre ausgebessert werden, so können die Platten leicht aufgenommen und später wieder verwendet werden.

B. Bürgersteige, Leitenfahrten und Rinnen.

§ 105. Bürgersteige?)

Die erhöhten Fußsteige oder Bürgersteige werden gegen die Fahrbahn durch einen erhöhten Randstein, auch Bordstein oder Bordschwelle genannt, abgegrenzt. Das Tagewasser soll vom Fußweg über den Bordstein Hin in die Fahrbahnrinne fließen. Der Fußweg erhält deshalb je nach der Art der Befestigung eine Querneigung nach der Fahrbahn zu von

*) Zentralblatt der Bauverwaltung 1910, S. 215.

a) Zentralblatt der Bauverwaltung 1907, S. 202.

³) Mitteilung 22 des II. internationalen Straßenkongresses in Brüssel (1910).

1:40 bis 1:50; nur bei einem einfachen Kiesbelag wird dem Weg eine Neigung bis 1: 25 gegeben.

1. Die Bordsteine. Diese werden aus Granit, Basaltlava oder anderen festen Gesteinen, auch wohl aus künstlichen Steinen, Steinzeug oder Beton hergestellt.

q---T:

Die der Fahrbahn zugekehrte Seite ist abzuschrägen, ein rechteckiger Querschnitt der Steine ist unzweckmäßig. Da der Bordstein nach der Fahrbahn zu geneigt liegt, so tritt bei Verwendung    1

eines rechteckigen Querschnitts die Kante a etwas    rf

vor der Kante h seitlich    u

heraus (Fig. 145); da    _______y______^

Fig. 145. Bordstein.

ferner die Räder der Fuhrwerke an sich so gestellt sind, daß sie oben überstehen, mithin x größer als y ist, und da überdies die Fuhrwerke selbst infolge des Querprofils der Fahrbahn nach dem Bordsteine zu geneigt sind, so wird nur die vortretende Kante a von den Rädern berührt werden. Bei der Vorwärtsbewegung der Fuhrwerke haben die Räder wegen der bei a auftretenden Reibung stets das Bestreben, den Bordstein

j.4.

12

13

24

3o

17

Cn —

-15 —•*

--2o--

Fig. 146. Bordsteine.

nach obenhin von seiner Grundlage abzuheben. Am häufigsten wird dieses in steil abfallenden Straßen der Fall sein, in denen die schweren Lastfuhrwerke mit Vorliebe dicht an den Bordstein heranfahren, um die zwischen Bordstein und den Rädern auftretende Reibung zum Bremsen der Fuhrwerke auszunutzen. Diese Unzuträglichkeit vermeidet man am einfachsten, indem man den Bordsteinen eine der Fig. 146 entsprechende Form gibt.

In einzelnen Städten sind an stark befahrenen Straßenecken, wo Wagenräder oft hart an den Bordsteinen entlang gleiten, letztere durch

2 cm starke Eisenschienen geschützt und ist außerdem neben den Bordsteinen noch eine Reihe von eisernen Pflasterklötzen eingesetzt. *)

Die Breite der Bordsteine wird verschieden angenommen. Schmale Steine kippen leicht mit; breite Steine lagern fester, gewähren ein besseres, stattlicheres Aussehen, doch steht der höhere Preis ihrer allgemeinen Einführung entgegen. Man begnügt sich daher meist mit Breiten von 25—30 cm.

Besonders wichtig ist bei den Bordsteinen ihre feste und sichere Lagerung. Die Steine müssen mindestens auf durchlässigem Boden (Sand) gelagert werden, damit das Wasser unter dem Stein abzieht und der Stein nicht durch den Frost gelockert und emporgehoben wird. Im Rheinland werden die Steine auf den Provinzialstraßen in den Städten meistens auf eine Unterlage von 20 — 30 cm starkem Beton oder aus Ziegelmauerwerk von 3—4 Schichten und 1¹/₂ Steinstärke gesetzt. Nach dem Setzen der Bordsteine und nachdem das anschließende Rinnenpflaster abgerammt ist, werden die Stoßfugen der Bordsteine sauber mit Zementmörtel ausgegossen und verstrichen. Die obere und vordere Fläche wie auch die seitlichen Stoßfugen werden sauber scharriert.

2. Befestigung der Bürgersteige?) Der Bürgersteig soll in erster Linie als Fußweg dienen; er muß daher ein angenehmes Gehen bei jeder Witterung gestatten. Er muß dauerhaft sein, darf nicht glatt werden, nicht auffrieren und muß möglichst rasch abtrocknen. Sind in einem Teile des Bürgersteiges Versorgungsnetze eingebettet, so soll wenigstens dieser Teil leicht aufgehoben und wieder befestigt werden können. Die Befestigung der Bürgersteige erfolgt nur in Ausnahmefällen durch Kies, meistens durch Pflasterung mit Natur- oder Kunststeinen oder durch Herstellung von Gußdecken aus Asphalt oder Zement.

a)    Natursteinpflaster. Das Natursteinpflaster besteht entweder aus Steinplatten oder aus 10 x 10 bis 12 x 12 cm großen Kopfpflastersteinen, sog. Platinen, oder aus 5—6 cm großen Mosaikpflastersteinen. Die Steine werden meistens in eine 8—10 cm starke Sandschichte versetzt. Nach dem Setzen werden Platinen und Mosaiksteine gerammt. Der Mosaikbelag erhält ein reicheres Aussehen durch Musterung von verschiedenfarbigen Steinen.

b)    Kunststeinpflaster. Man verwendet Steine aus gebranntem Ton, aus Zement, Asphalt usw.

Klinker. In Gegenden, wo Klinker zur Befestigung der Fahrbahn dienen, werden diese auch zu den Fußwegen benutzt. Während

*) Zeitschrift für Transportwesen und Straßenbau 1910, S. 673. ²) Der „Bürgersteigbelag" (Verlag: Tonindustrie-Zeitung) 1909.

man aber die Klinker auf den Fahrbahnen hochkantig stellt, legt man sie in Fußwegen auf ihre breite Seite in eine entsprechend starke Sandschicht.

Tonplatten (Fliesen) von 15—22 cm Seitenlange, glatt oder geriffelt, werden gewöhnlich diagonal in Zementmörtel auf dem sest-gestampften Boden (z. B. in München) oder auf ein Sand- oder Kiesbett oder auf flachgelegte Ziegelsteine, am besten auf eine 8—10 cm hohe Betonunterlage verlegt.

Zementplatten (Betonplatten). In Bremen haben diese Platten Größen von 60 x 85 oder 58 x 58 cm und eine Stärke von 7 cm. Die untere, 4,5 cm starke Schicht einer solchen Platte besteht aus einem Teil Zement und vier Teilen ungesiebtem Kies, die obere, 2,5 cm starke Schicht aus einem Teil Zement und zwei Teilen reinem Sand. Die Platten werden gewöhnlich nur in Sand verlegt, sie lassen sich deshalb leicht wieder abheben; Risse zeigen sich selten. — In anderen Städten finden wir andere Abmessungen. Weit bekannt und zu empfehlen sind die Basaltinplatten (A.-G. Linz a. Rhein) und die Zechit-Granitoid-platten (Zechstein- und Zechitwerke Bredelar), ferner die Kunstgranitfliesen. Diese haben 25 x 25 oder 35x35 cm Seitenlänge; sie sind „ungeschliffen", „geschliffen" oder „geschliffen und farbig". Diese Fliesen, welche u. a. „Unter den Linden" in Berlin verlegt sind, stehen bezüglich der Abnutzung den Graniten gleich.

Asphaltplatten aus gepreßtem Asphaltpulver, 16 x 16 cm groß, werden wie die meisten Plattenbeläge auf eine feste Unterlage aus Beton oder auf ein Ziegelpflaster verlegt.

Monierplatten (Beton mit Eiseneinlage) finden Anwendung zur Überbrückung der Gräben für die Versorgungsleitungen. Sie können leicht aufgenommen und wieder verlegt werden.

c) Gußdecken aus Asphalt oder Zement müssen ebenfalls auf eine feste Unterlage gelegt werden. Gußdecken erhalten durch Bewegungen des Untergrundes, durch den Wechsel der Wärme usw. leicht Risse. Diese stets unregelmäßig verlaufenden Risse geben der Straße ein schlechtes Aussehen. Daher ist es zweckmäßig, geradlinig verlaufende Risse bei Anfertigung der Decke, etwa durch Einlegen von senkrechten Papierstreifen, anzubringen.

Der Gußasphalt erhält in der Regel eine 8—10 cm starke Unterlage aus Zementbeton. Asphalt und Goudron werden geschmolzen, dann wird etwa ¹/₃ der Masse an Kies zugesetzt. Nachdem die Mischung gründlich durcheinander gearbeitet ist, wird die breiartige Masse mittels Schöpflöffels auf den Beton gebracht und in einer Stärke von 2—3 cm ausgebreitet. Vor betn Erkalten wird der Belag mit Zement vermischtem, feinem Sande gründlich abgerieben.

Der Zementestrich besteht aus einer 2—3 cm starken Schichte Zementmörtel (1 1 Zement, 1—2 1 Sand), die auf einer Betonschicht

TB

Fig. 147. ZeMentwalzen.

lagert. Die Zementschicht wird vor Erhärtung der Betonunterlage ausgebracht, glatt gestrichen und mit einer gezahnten Walze abgewalzt, so daß der Zementestrich das Aussehen einer gestockten oder mit Mosaikmuster versehenen Fläche hat (Fig. 147). Der Zement muß langsam trocknen.

§ 106. Seitenfahrten.

Während int allgemeinen die Bürgersteige von Wagen nicht befahren werden, gibt es doch auch Fälle, bei denen dieses nicht zu vermeiden ist, nämlich bei den sog. Seiten- oder Toreinfahrten. Hier sind die in die Höfe der angrenzenden Häuser einfahrenden Wagen gezwungen, den Bürgersteig und die zwischen Bordstein und Fahrbahn befindliche Rinne quer zu überschreiten. Die Rinnensohle liegt stets tiefer als der Bürgersteig, und die Befestigung des Bürgersteiges ist häufig für Fuhrwerke nicht geeignet. Daher bedarf es besonderer Einrichtungen zur Überschreitung der Rinne und zum Befahren des Fußweges.

Die Überschreitung der Rinnen kann wie folgt geschehen:

1.    Der Bordstein vor der Toreinfahrt wird gesenkt, gleichzeitig wird die Vorderkante des Steines derart abgerundet, daß die Fuhrwerke beim Überfahren keinen wesentlichen Stoß erleiden.

2.    Die Rinnensohle wird gehoben; es kann dieses geschehen, wenn die Seitenfahrt in einer Wasserscheide der Rinne liegt oder wenn das Rinnenwasser oberhalb der Seitenfahrt einem Enttvässerungskanal zugeführt wird.

3.    Von Rinnensohle bis Biirgersteig wird eine Abtreppung oder eine geneigte Ebene gebildet, indem die Rinnensohle liegen bleibt, der Bordstein aber wegfällt, oder indem der Bordstein liegen bleibt, die Rinnensohle aber nach der Mitte der Fahrbahn zu verschoben wird.

4.    Die Rinne wird überbrückt, entweder mit schrägliegenden oder mit horizontalen Eisenplatten.

5.    Die Höhenlage der Fahrbahn, der Rinne und des Bürgersteiges bleiben unverändert. Man legt alsdann bei jedesmaligem Gebrauche ein Langholz in die Rinne an den Bordstein, um den Stoß beim Überfahren der Rinne zu mildern.

Es können auch mehrere dieser Bauweisen miteinander vereinigt tverden. Welche Bauweise man wählen soll, das hängt von den örtlichen Verhältnissen ab. Je nachdem der Fußgänger- oder der Führverkehr vorherrschend ist, muß mehr Rücksicht auf den Bürgersteig oder auf die Fahrbahn genommen werden. Überbrückungen der Rinnen sind besonders störend; sie sollen tunlichst vermieden werden.

Die Befestigung des Bürgersteiges vor den Toreinfahrten richtet sich nach den überfahrenden Wagen.

§ 107. Rinnen.

Die zwischen Bürgersteig und Fahrbahn hinziehenden Rinnen haben den Zweck, das Tagewasser von der Fahrbahn und dem Bürgersteige aufzunehmen und in die Straßenkanäle weiterzuführen. Sie müssen deshalb mit entsprechendem Gefälle angelegt werden. Das Gefälle der Rinnen richtet sich im allgemeinen nach dem Gefälle des Fahrbahnrückens. Ist die Fahrbahn horizontal oder nur sehr schwach geneigt, so kann man das Rinnengefälle dadurch vergrößern, daß man in die Rinne Wasserscheiden einbaut, an diesen Wasserscheiden Fahrbahn und Rinne flach gestaltet, dagegen an der Rinnenmiindung der Fahrbahn eine stärkere Wölbung und der Rinne eine größere Tiefe gibt; außerdem kann man den Sohlstein der Rinne nach Bedürfnis senken.

Der Wasserabfluß in der Rinne ist jedoch nicht nur abhängig von dem Gefälle, sondern er wird auch durch die Form und die Rauhigkeit der Rinne bedingt. Je größer die Uferwände im Verhältnis zum Wasserquerschnitt und je rauher die Wandungen sind, um so schlechter fließt das Wasser ab. Auch muß eine gewisse Schwimmtiefe vorhanden sein, wenn die Sinkstoffe mitgeführt und nicht in der Rinne abgelagert werden sollen. Man gibt daher bei schwachem Gefälle der Rinne gern ein solches Profil, daß bei der geringsten zulässigen Schwimmtiefe (etwa 2 cm) die Spiegel-

18

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

breite des Wassers 8 bis höchstens 15 cm beträgt; auch sucht man die Wandungen möglichst glatt zu gestalten. Man erreicht dieses dadurch, daß man besondere, glatt bearbeitete Sohlstücke aus Naturstein oder Beton einlegt oder besonders glatte Pflastersteine (Schlackensteine u. dergl.) verwendet, von denen man den Sohlstein etwa 2 cm tiefer setzt als den angrenzenden geneigten Rinnenstein (Fig. 145). Das geringste zulässige Gefälle für Rinnen mit glatter Sohle beträgt etwa 1 :1000.

IV. Verkehrswege für besondere Verhältnisse.

A. Waldwege.

§ 108. Allgemeines.

Die Waldwege sollen zunächst die Abfuhr des Holzes aus dem Walde erleichtern, dann sollen sie noch die Aufsicht und den Verkehr vereinfachen und bei Waldbränden eine gewisse Schranke für das Feuer abgeben. In erster Linie sind die Waldwege demnach „Holzabfuhrwege", die das Waldholz dem Markte zuführen. Hierin liegt auch ihr Hauptnutzen, denn der Waldpreis des Holzes ist gleich dem Marktpreis, abzüglich der Transportkosten. Je besser der Weg, um so niedriger die Transportkosten, um so höher der Preis für das Holz im Walde.

In wirtschaftlicher Beziehung kann man die Wege einteilen in Hauptwege und Nebenwege. Hauptwege sind solche, die ständig benutzt werden, um die Forsterzeugnisse aus den Nebenwegen oder überhaupt aus dem Walde zu führen. Es sind Sammelwege, in denen die nur zeitweilig benutzten Nebenwege münden. Von diesen Nebenwegen können wieder andere Nebenwege abzweigen, von diesen Abzweigen wieder andere usw. Hierdurch entstehen Nebenwege 1., 2., 3. usw. Ordnung. All diese Wirtschaftswege zusammengenommen bilden das wirtschaftliche Wegenetz, welches, den Adern eines tierischen Körpers ähnlich, den Umlauf des Verkehrs vermittelt und die wirtschaftliche Lebensfähigkeit eines Forstbetriebes erhält und steigert.

In der Ebene wird das Wegenetz ein Netz sich möglichst rechtwinklig kreuzender, geradliniger Wege. Hiervon werden die wichtigsten — nach Bedarf — als Hauptwege ausgebaut; die übrigen als Nebenwege mit oft verhältnismäßig geringen Kosten in Stand gesetzt. Haupt- und Nebenwege dienen in den meisten Fällen zugleich als Waldabteilungslinien und als Waldgrenzen. Dabei trachtet man möglichst viel Waldfläche von den Wegen berühren zu lassen; man wird also bei rechteckigen Waldabteilungen den Weg möglichst der Längsseite des Rechtecks entlang führen.

Anders dagegen im Berglande. Auch hier wird man die vorbeschriebene Einteilung anstreben, soweit dieses die Bodengestaltung, namentlich aber die hierdurch bedingten Gefällverhältnisse dieses zulassen. Im allgemeinen wird man die Wege so legen, daß das Holz bergab, niemals bergan zu fahren ist. Vorteilhaft ist es, einen Weg am unteren Rande des Waldes hinzuführen, damit möglichst viel Holz aus dem Bestände in natürlicher Weise dem Wege zufällt und nicht ein unterhalb des Weges belegener Bestand bleibt, aus dem Holz nur mit großer Mühe auszubringen ist.

Die Anlehnung an das Wirtschafts-Einteilungsnetz tritt im Berglande gegen die Gefälls- und Baurücksichten mehr oder weniger zurück. Die Wege schneiden sich oft unter einem schiefen Winkel. In beiden Fällen, ob rechtwinklig oder schief die Verbindung der Wege stattfindet, müssen sie aber mit Rücksicht auf den Langholztransport an den Treffpunkten ausgerundet werden. — Im übrigen finden die bei den Landstraßen gegebenen Regeln über die Linienführung und Gestaltung der Wege hier sinngemäße Anwendung.

Über die Entfernung der Wege voneinander werden manchmal bestimmte Zahlen angegeben, doch haben diese nur sehr geringen Wert. Auch läßt sich nicht allgemein vorschreiben, welche Bauweise bei den Haupt- und Nebenwegen anzuwenden ist. Es hängt dieses stets von den örtlichen Verhältnissen ab.

Das wirtschaftlich günstigste Wegenetz ist dasjenige, bei dem die einzelnen Wege eine solche Entfernung voneinander und einen solchen Ausbau haben, daß einerseits die Kosten für den Ausbau und die Unterhaltung der Wege möglichst gering sind, andrerseits aber die Erleichterung der Holzabfuhr und die hierdurch bewirkte Frachtermäßigung möglichst groß wird. Dieses Verhältnis muß aber für jeden einzelnen Fall besonders ermittelt werden.

Je nach der Art der Befestigung unterscheiden wir Erdwege, Wege mit Steinbahnen und solche mit Holzbahnen.

§ 109. Erdwege.

Die Nebenwege werden oft als Erdwege in einer Breite von 3,0 bis 3,5 m ausgebaut. Sie bedürfen einer guten Entwässerung, besonders dann, wenn die verwendeten Erdarten das Wasser stark zurückhalten. Liegt ein solcher Weg in der Ebene, so erhält er auf beiden Seiten Entwässerungsgräben von etwa 1 m oberer Breite, 0,35 m Tiefe und 0,25 m Sohlenbreite. Bei Wegen, die im Anschnitt liegen, wird entweder an der Bergseite ein solcher Graben angebracht, oder die Wegekrone erhält

18*

einseitige Neigung nach der Talseite (Hangwege). Beide Anordnungen haben ihre Nachteile; durch Anbringung des Grabens werden die Erdarbeiten verteuert, und ein Hangweg ist für den Verkehr unbequem. Man kann diese Nachteile vermeiden, wenn man der Straßenkrone nach der Berg- und Talseite gleiches Gefälle gibt und das an der Bergböschung sich sammelnde Wasser nicht durch einen Graben, sondern möglichst oft durch Kanälchen unter der Fahrbahn durchführt. Derartige Wege hat z. B. Geheimer Forstrat Hetzer in Gießen ausgeführt wie folgt: Ein Weg von 4¹/₂ m Kronenbreite erhielt bei schwerem Boden eine Wölbung von 35 cm. Diese nach der Kreislinie gestaltete Wölbung mindert sich bei der Benutzung des Weges bald auf 25 cm. Das aus der Böschung dringende, sowie das vom Wege nach der Bergseite abfließende Wasser wird häufig durch kleine Kanäle unter der Fahrbahn durchgeführt. Die Kanäle bestehen meist aus gebrannten Tonröhren von 17,5 bis 20 cm Lichtweite und 50 cm Länge. Die Röhren werden, um ein Verstopfen zu verhüten, mit möglichst starkem Gefälle in der Richtung des Wasserzuflusses schräg durch den Weg gelegt. Jeder Kanal hat an der Einfluß-öffnung einen Laubfänger, an der Ausflußöffnung ein kleines Kesselchen zur Aufnahme von Laub und Erde. Weil das Wasser durch die glatten Rohrmündungen weniger gehemmt wird als durch die rauheren, oft mit Gras bewachsenen Wandungen des Vorflutgrabens, so soll durch das Kesselchen einer Aufhöhung der Kanalsohle und somit dem Beginn der Verstopfung vorgebeugt werden. Damit keine Erde durch die Stoßfugen in das Rohr gelangt, sind die Rohre gut aneinander gefügt und mit Moos umgeben. Um einem Zerdrücken der Rohre durch die Wagenräder vorzubeugen, ist die Fahrbahn auf 1 m Länge in ihrer ganzen Breite Versteint oder die Rohre sind durch eine Überlage von Holz geschützt worden. Derartige Wege haben sich gut bewährt.

§ 110. Wege mit Steinbahnen.

Die bei den „Landstraßen" beschriebenen Fahrbahnbefestigungen werden bei Waldwegen nur ausnahmsweise angewendet; in den meisten Fällen sind sie für solche Wege zu teuer. Man begnügt sich selbst bei den Hauptwegen mit einfacheren Ausführungen. Die Hauptwege er halten eine Kronenbreite von etwa 4,5—5,0 m bei einer Fahrbahnbreite von 3,0—3,5 m. Geeignet für solche Hauptwege sind namentlich Fahrbahnen aus zerschlagenen Steinstücken, aus Kies oder Pflastersteinen.

1. Fahrbahnen aus zerschlagenen Steinen. Diese kann man vorteilhaft herstellen nach der Bauweise Heyer (Fig. 148).

Geheimer Forstrat Heyer in Gießen, der Erfinder dieser Bauweise, schreibt darüber:*) . . Weil VersLeinungen, selbst wenn die Steine billig zu haben sind, immer erheblichen Kostenaufwand verursachen, so ging mein Streben dahin, die erforderliche Steinmenge, die Arbeit bei Herstellung von Chausseen und die späteren Unterhaltungskosten auf ein Minimum herabzudrücken. Da die Steinmenge bei gleicher Steinbahnbreite der Stärke proportional ist, so suchte ich vor allem zu ermitteln, wie weit man mit letzterer ohne Beeinträchtigung der Chaussee herabgehen könne; denn diese Grenze darf nicht überschritten werden, indem sonst eine Ersparnis bei der ersten Anlage leicht durch vermehrte Unterhaltungskosten überwogen werden kann. Eine wesentliche Ersparnis an Steinen wird dadurch ermöglicht, daß man der vor Anfertigung des Grundbaues nochmals genau nach dem Nivellement herzustellenden Erdbahn eine stärkere Wölbung gibt, als die Chaussee später erhalten soll, wodurch der Grundbau (die Pack-

Fig. 148. Wegeprofil.

läge) nach der Mitte sich verjüngt. Da die Fuhrwerke auf schmalen Chausseen gewöhnlich eine Spur halten, wobei das Zugvieh in der Mitte geht, mithin hier nur eine geringe Belastung stattfindet, so gilt es vor allem, den Stellen, wo die Räder gehen, die erforderliche Tragfähigkeit zu geben."

. . Ist das Grundbett hergerichtet, so werden die vorher in dünne Stücke zerschlagenen Steine als Packlage gesetzt. Besondere Decklagesteine werden nicht aufgebracht; die Decke wird nur durch die beim Abkeilen des Gestücks (der Packlage) sich ergebenden Schotter gebildet. Nach dein Abkeilen werden zunächst die abgekeilten Splitter mit einem 500 g schweren Hammer grob zerschlagen, zum Schluß werden die oberen Stücke mit einem 100 g schweren Hammer fein zerkleinert. ..."

„Bei dieser dünnen Decke ist jedoch nötig, daß die Steine gehörig klein geschlagen werden, damit die spätere Glätte der Chaussee nicht sowohl durch das Zermahlen, als durch das Festfahren der Decke bewirkt

*) Allgemeine Forst- und Jagdzeitung, Dezemberheft 1900.

wird. Dies geschieht, wenn nach Fertigstellung der Steinbahn keine Steine mehr sichtbar sind, die mehr als 2,5 cm im Durchmesser haben."

„Sind die Steine nur grob zerschlagen, so werden sie durch die Fuhrwerke mehr zermalint als festgefahren, der feine Grus wird vom Wasser abgespült oder rinnt in die Zwischenräume des Gestücks, dieses wird bloßgelegt und die Chaussee bleibt rauh."

„Daß die auf obige Art gebauten Chausseen sich bald glatt fahren und gut halten, dafür liefern die ausgedehnten Steinbahnen in hiesiger Oberförsterei den Beweis, ja ich glaube, daß eine solche Bahn früher glatt wird, als wenn man sie dick mit klein geklopften Steinen überdeckt, was insbesondere da von Belang ist, wo die Holzabfuhr meist durch Rindvieh geschieht, das auf rauhen Chausseen leicht lahm wird."

„Eine wesentliche Arbeitsminderung dürfte noch erreicht werden, wenn die Versteinungen ohne Wandsteine ausgeführt werden und statt dieser einen sog. Rollkamm erhalten." Derart ausgeführte Wege haben sich vorzüglich bewährt.

2.    Fahrbahnen aus Kies. In der Ebene fehlt es häufig ganz und gar an Bruchsteinen, dagegen sind Kieslager öfters in größerer oder geringerer Ausdehnung vorhanden. Hier wird man das gröbere Gerölle von dem feineren Kies sondern und ersteres als Fahrbahnunterbau aufbringen, worauf als Decklage eine Schicht feinerer Kies folgt. Als Bindematerial benutzt man Lehm, Ton usw., wie in § 86 gezeigt ist.

3.    Pflasterungen. An sumpfigen oder anderweit durch Wasser gefährdeten Stellen befestigt man die Fahrbahn auch wohl mit Pflaster. Man verwendet hierzu Bruchsteine oder Geröllstücke, die mehr oder weniger mit dem Hammer bearbeitet werden. Beim Setzen der Steine sucht man die Steine in Reihen zu bringen. Lassen sich diese Reihen wegen der ungleichen Größe nicht in der ganzen Breite der Straße durchführen, müssen einzelne Reihen eingeschoben werden, dann entsteht das Reihenschiebe-pflaster. Sind die einzelnen Reihen nicht mehr erkenntlich, dann hat man das Schiebepflaster. Beim Rippenpflaster setzt man in Abständen von etwa 60 cm Rippen aus kräftigen Steinen quer zur Steinbahn und pflastert dazwischen mit dem „Einschlag". Die „Rippen" oder „Bandsteine" müssen gut unterstopft und mit dem Pflasterhammer so eingeschlagen werden, daß sie sofort die richtige Höhe nach der Schablone erhalten. Sie sollen, wenn möglich, mit dem Einschlage annähernd gleiche Größe haben oder doch nicht erheblich größer sein, weil nur Steine gleicher Größe auch gleiche Widerstandsfähigkeit haben.

§ 111. Wege mit Holzbahnen.

Auf weichem Moorboden und in sumpfigen Gegenden erhalten mitunter die Wege Holzbahnen, entweder Knüppelbahnen oder „lebendige" Fahrbahnen.

1.    Knüppelbahuen. Die Fahrbahn wird unmittelbar auf den nassen oder sumpfigen Boden ohne Vermittelung eines Unterbaues gelegt. Je nach der Stärke und Form der Querhölzer unterscheidet man zwei Arten der Ausführung:

a)    Man legt in Spurweite zwei Bäume als Unterlage und darüber Schalhölzer oder starke Knüttel möglichst dicht aneinander, welche an den Seiten durch gespaltene Stämme mit Holznägeln festgehalten werden.

b)    Man legt in Entfernungen von 1 m etwa 20 cm dicke Unterlagshölzer auf den Boden und füllt ihre Zwischenräme mit Schotter, Sand oder Erde aus. Die Unterlagshölzer kann man auch in schmale Grübchen legen. Senkrecht auf die Unterlagshölzer legt man 10—15 cm starke Prügel dicht aneinander geschlossen. Über die Enden der Prügel werden Bindelatten gelegt und durch lange Hakenpflöcke an den Boden befestigt. Innerhalb dieser Bindelatten wird eine dünne Schichte von Schotter, Sand oder Erde auf die Prügel geschüttet und ausgeglichen.

2.    Lebendige Fahrbahnen. Sie werden aus einer Lage von Weidenästen hergestellt. Diese in einem Abstande von 25 bis 30 cm quer über die Straße gelegten Weidenäste werden an den Grabenrändern mit Würsten und Pfählen befestigt. Auf die Weidenäste kommt eine Lage Mutterboden und darüber eine Lage Kies. Die Spitzen der ausschlagenden Weidenäste werden in den ersten Jahren, um die Wurzelbildung zu befördern, abgeschnitten.

B. Land- und Feldwege.

§ 112. Zweck und Lage?)

Landwege dienen dem öffentlichen Verkehr von Ort zu Ort. Feldwege sollen den Verkehr innerhalb der Feldmark vermitteln, also vorwiegend zu landwirtschaftlichen Zwecken benutzt werden. Der Bau und die Unterhaltung der Landwege geschieht durch die Gemeinden und Kreise. Feldwege gehören zu der Feldmark und sind gewöhnlich von den Eigentümern der letzteren anzulegen und zu unterhalten. Die Neuanlage oder Veränderung beider Wegearten können zweckmäßig mit der Zusammenlegung der Grundstücke verbunden werden.

*) Hüser, in Voglers Grundlehren der Kulturtechnik und Schmid, Pros., Feldweg- und Waldwegbau.

Der Landweg soll in erster Linie eine zweckmäßige Verbindung zweier Ortschaften herstellen. Für die Festlegung der Plan- und Höhenlage finden daher die bei den Landstraßen gegebenen Regeln sinngemäße Anwendung. Als größte Steigung kann 1:16, als kleinster Krümmungshalbmesser 25—30 m, in Ausnahmesällen 20 in, als geringste Planumsbreite 6 m angenommen werden.

Unterliegen sämtliche Gemarkungen, durch die ein Landweg geführt tverden soll, nicht gleichzeitig der Zusammenlegung, so kann immerhin bei der Zusammenlegung auch nur einer Gemarkung ein solcher Weg vorbereitet werden. Es wird ein ohnehin nötiger Feldweg in der Weise entworfen, daß er zu gelegener Zeit als Landweg ausgebaut werden kann. Hierbei sind namentlich der zweckmäßigste Ein- und Ausgangspunkt für die zusammenzulegende Gemarkung festzustellen, und die Steigungsverhältnisse, sowie die Krümmungshalbmesser dem späteren Landwege entsprechend zu gestalten, dann wird sich eine solche Wegestrecke leicht in ein späteres Wegeprojekt aufnehmen lassen, vielleicht die unmittelbare Veranlassung zur Wetterführung des Weges geben. Weil aber die Unterhaltung der Landwege den einzelnen Gemeinden oder dem Kreise obliegt, deshalb ist zum Neubau oder zur Veränderung von Landwegen stets die Zustimmung der zuständigen landständischen Behörden erforderlich.

Die Feldwege sollen eine möglichst kurze, aber doch gut fahrbare Verbindung der einzelnen Grundstücke und Gewende untereinander und mit der Ortschaft herstellen und die Parzellen möglichst gut zugänglich machen. Es besteht nicht nur das Bedürfnis, vom Ort aus auf das Feld und wieder zurück zu fahren, auch der Verkehr von einem Grund stück auf das andere muß ermöglicht werden. Weil die anstoßenden Ländereien unmittelbar von den Wegen aus zugänglich sein sollen, so ergibt sich schon hieraus, nach Möglichkeit den Weg dem Gelände anzuschmiegen, größere Ab- und Aufträge zu vermeiden.

Bei der Zusammenlegung hängt das Wegnetz mit der Gestaltung der neuen Flurabteilungen und Grundstücke auf das innigste zusammen; das Wegenetz bildet den Rahmen, innerhalb dessen die Grundstücke wieder neu zu ordnen sind. Die Form der Flurabteilungen und Grundstücke soll eine regelmäßige, wenn möglich eine rechtwinklige sein, weil bei dieser Form die Bewirtschaftung der Grundstücke, besonders bei Anwendung von Maschinen am leichtesten stattfinden kann. Es läßt sich diese Regelmäßigkeit aber nur in ebenem Gelände, und wenn sonst die Verhältnisse günstig sind, durchführen; bei unebenem Gelände soll man eine möglichst regelmäßige, rechteckige Gestaltung anstreben.

Außer der Geländegestaltung sind sür das Wegenetz nach bestehende Straßen, Wasserläufe, Gemarkungsgrenzen, Kulturarten us>v. bestimmend. Nur dann, wenn eine Änderung der Feldeinteilung nicht geboten erscheint, oder eine svlche wegen Geländeschwierigkeiten oder den vorhandenen Kulturarten nicht vorgenommen werden kann, lvird man sich mit der Ausführung einzelner Feldwege begnügen können.

Bei den Feldwegen unterscheidet man Haupt- und Nebenwege.

a) Die Hauptwege sollen Flurteile größeren Umfanges ausschließen oder miteinander verbinden. Die Ortschaft ist für sie gewissermaßen der Mittelpunkt, von welchem die Strahlen des Netzes ausgehen und sich über die ganze Gemarkung erstrecken.

Im Gebirgs- und Hügellande unterscheidet man oft Höhen- und Talwege oder Zufuhr- und Abfuhrwege.

Die Höhenwege führen auf die Höhen; sie werden hauptsächlich zur Düngerzusuhr benutzt. Ihre Steigung beträgt bis 8 °/₀, in Ausnahmefällen 10 %.

Die Talwege dienen im wesentlichen zur Abfuhr der Ernte. Sie bilden oft die Trennung zwischen Ackerland und Wiese. Ein solcher Trennungsweg ist wünschenswert, »veil Acker und Wiese ganz verschieden bewirtschaftet, daher auch zu ganz verschiedenen Zeiten mit Geschirr und Weidevieh betreten werden.

Bei ausgedehnten, geneigten Ebenen und breiten Berglehnen werden häufig Mittelwege nötig, die sür den oberhalb belegenen Teil den Abfuhrweg, sür den unterhalb belegenen Teil den Zufuhrweg bildet.

b) Nebenwege. Mit Rücksicht auf die Gestaltung der Grundstücke sollen die Nebenwege möglichst rechtwinklig von den Hauptwegen abzweigen und zu den einzelnen Grundstücken hinführen. Wende Wege haben als Wege eine ganz untergeordnete Bedeutung; sie werden besonders dort angelegt, wo steile Hänge usw. ein Ackern der Anwenden (Vorwenden) nicht zulassen.

§ 113. Bauart.

1. Landwege. Für den Bau der Landwege finden die Regeln für den Bau der Landstraßen sinngemäße Antvendung. Die Planumsbreite beträgt meist 6—7 in, die Breite der chauffierten Fahrbahn 3—4 m. Die Fahrbahnbefestigung erfolgt wie bei den Landstraßen durch Packlage und Kleinschlag, durch Grob- und Kleinschlag, nur durch Kleinschlag (Makadam), mit Kies usw. Auch die Heyersche Bauweise (§ 110) kann bei nicht zu starkem Verkehr mit Vorteil angewandt werden. — Die

Entwässerungs- und Sicherheitsanlagen, sonne die Baumpflanzungen entsprechen denen der Landstraßen.

2. Feldwege. Die Breite der Wege richtet sich nach dein Zwecke, welchem sie zu dienen haben. Die Planumsbreite kann man nehmen bei Hauptwegen mindestens 5,0 m, bei Nebenwegen zu 3,5—4,0 m, bei Wendewegen zu 2,5—3,0 in. Je nach der Fahrbahnbefestigung unterscheidet man int wesentlichen chauffierte (beschotterte) Wege und Erdwege. Die Chaussierung kann ausgeführt iverden wie bei den Landwegen; die Herstellung der Erdwege deckt sich im tvesentlichen mit der der Waldwege.

C. Verschiedene Wege.

§ 114. Parkwege.

der

1. Linienführung. Diese richtet sich nach dem Gelände, namentlich aber nach dem Zweck des Weges. Wir unterscheiden bei Parkwegen zunächst Fahr-, Reit- und Fußwege. Fahrwege sollen int allgemeinen gerade gerichtet sein, Reit- und Fußwege gekrümmt. Müssen Fahrwege auch von Fußgängern betreten werden, um zum Ziele zu gelangen, so legt man hierfür besser einen besonderen Weg an. — Im Park führt meist ein für Fußgänger und auch für Reiter bestimmter Weg Greuzweg ■—• der Grenze entlang aber so, daß er derselben nicht zu nahe kommt, damit nichts Uttschönes dadurch entsteht. Die Grenze selbst wird meist durch Buschwerk verdeckt, sie bleibt nur dort frei, wo ein schöner Fernblick sich bietet. Im übrigen soll der Weg dem Besucher möglichst viel Schönes vor Augen führen. Die Breite des Weges richtet sich nach der Größe der ganzen Anlage.

Eine andere Art von Wegen sind die Nebenwege, welche den Grenzwegen an Breite untergeordnet sind. Die Nebenwege sollen dem Besucher einen genaueren Einblick in das Ganze gewähren oder einen Sitzplatz mit dem Grenzweg verbinden.

Im allgemeinen sollen sich die Parkwege dem Gelände anschmiegen; Einschnitte und Dämme dürfen nur ausnahmsweise auf kurzen Strecken vorkommen. Kreuzungen von Fahr- und Fußwegen sind tunlichst zu vermeiden; müssen sie stattfinden, so ist es gut, sie übereinander wegzuführen. Auch sollte ein Weg einen anderen niemals unter einem rechten Winkel schneiden. Man kann den Weg als einen stummen Wegeführer betrachten; er muß daher stets so angelegt sein, daß man sich nicht aus ihm verirren kann. Fürst Pükler-Muskau hat folgende Regeln über die Wegeführung gegeben:

a)    die Wege sind so zu führen, daß sie aus die besten Aussichtspunkte ungezwungen hinleiten;

b)    der Weg soll an sich eine gefällige und zweckmäßige Linie bilden;

c)    die Wege sollen auch die übersehbaren Flächen, durch welche sie führen, nur in malerischer Form abschließen;

d)    die Wege sollten nicht ohne Hindernis und ersichtlichen Grund menbert;

e)    die Wege sollen stets hart, eben und trocken sein.

Bezüglich der Steignngsver- ^ hältnisse ist zu beachten: der Weg soll bequem sein. Wird die Steigung zu groß, so muß man zuletzt mit ■

rg>E

Treppen nachhelfen, und zwar in V-~-Ijg möglichster Regelmäßigkeit, damit der ri_B|

Weg auch int Dunkeln begehbar ist. MW

Fig. 149. Motorwalze.

2. Bauweise. Die Befestigung des Weges muß so beschaffen sein, daß der Weg jederzeit bequem und sicher benutzt werden kann. Es kommt fast ausschließlich eine Decke aus Kies, für fahrbare Wege auch Kleinschlag von feinem Korn in Anwendung. Zur Unterbettung können Steine als Schüttung oder Packlage verwendet werden, ferner Kies, Schlacke, Ziegelbrocken und andere durchlässige und dauerhafte Materialien. Die Decke, welche der Steigung des Weges entsprechend mehr oder weniger gewölbt

sein muß, wird oft durch eine Handwalze, in der neuesten Zeit auch durch

ca

HÜ

ca

als schmale schwere Walze

Transport

stellung

—    als leichte

_ breite Walze

Fig. 150. Handwalze.

eine leichte Motorwalze (Fig. 149) befestigt. Eine zweckmäßige Handwalze — Triplex-Walze der Gebrüder Bobe in Dresden — ist in Fig. 150 dargestellt. Es sind an einer kurbelartig' gestalteten Achse drei Walzen derart angebracht, daß sie durch Umschaltung in die gezeichneten Stellungen gebracht werden können. Werden die Parkwege auch von Fuhrtverken und Reitern zeitweise benützt, so empfiehlt sich eine Befestigung nach der Heyerschen Bauweise. Im übrigen finden die Regeln für den Ban der Kiesbahnen und der Fußwege an Land- und Stadtstraßen sinngemäße

Anwendung. Pflaster, namentlich Klein- und Klinkerpflaster komint fast nur an besonders gefährdeten Stellen zur Abführung des Wassers vor. Rinnen zur Abfiihrung des Tagewassers sind, wenn erforderlich, auf beiden Seiten des Weges anzubringen. Sie werden zweckmäßig aus Stampfbeton hergestellt und erhalten eine Breite von 15—20 cm.

§ 115. Automobilstratzen.

1.    Allgemeines. Eine Straße, die ausschließlich für Automobilverkehr bestimmt ist, soll eine feste, fugenlose und staubfreie Fahrbahn haben, die auch bei anhaltendem Regenwetter nicht glatt wird. Oberstleutnant Layriz schreibt hierüber:') „Für Automobilstraßen können Materialien Anwendung finden, die bis jetzt nur für die eleganteren Straßen großer Städte gebraucht wurden, wie Asphalt, Zement oder Beton, Holz usw. Am besten möchte sich Zement in Verbindung mit Steinmaterial eignen. . . . Für Automobile, welche für den Personenverkehr bestimmt sind, also immer mit Pneumatikreifen versehen sein werden, kommt es auf Druckfestigkeit weniger an als auf Gleichmäßigkeit der Härte und gegenüber dem Pflaster auf Fugenlosigkeit. . . . Zement-Makadamstraßen aber sind — und das möchte hier zu ihren Gunsten entscheiden — selbst bei anhaftender nasser Schmntzdecke weniger schlüpfrig als Asphalt".

2.    Ausführung?) Von New-Avrk ausgehend, ivird zurzeit eine etwa 100 km lange Straße gebaut, welche ausschließlich für Personenautomobile bestimmt ist, und eine bequeme Verbindung zwischen New-Uork und den zahlreichen Ortschaften auf dem von ihr durchzogenen Gebiet herstellen soll.

Die 6,72 m breite Fahrbahn ist mit Betonpflaster belegt. Dieses Pflaster besteht aus einer 15 cm starken Steinschlagschicht, die trocken auf dem genau profilierten und durch Walzen möglichst befestigtem Straßenplanum ausgebreitet, bann mit dünnflüssigem Zementmörtel übergössen und darnach mit einer 10 t schweren Dampfwalze so lange gewalzt sind, bis Mörtelschlamm an der Oberfläche sich zeigt. Letzterer wird dann mit Granitgrus aus Körnern von etwa Erbsengröße überstreut und hierauf das Walzen solange fortgesetzt, bis wiederum Mörtelschlamm zum Vorschein kommt. Um das Auftreten von Rissen, wie sie bei Temperaturschwankungen oder Nachgeben des Untergrundes entstehen können, möglichst zu verhindern, wird in die Betonschichte ein Drahtgeflecht eingebettet.

') Layriz, Die Straßensrage im Zeitalter des Automobils.

²) Zeitschrift für Transportwesen und Straßenbau 1908, S. 715.

Vierter Abschnitt.

Kanalisation.

I. Die Kanalisation int allgemeinen.

8 116. Geschichtliches.

Viele Städte des Altertums hatten schon Entwässerungsanlagen, es waren meist überdeckte Abzüge mit gepflasterten Rinnen und gemauerten Wandungen.

In Babylon und Ninive führten große Kanäle das in der Stadt sich sammelnde Wasser dem Flusse zu. In diese Hauptkanäle mündeten Seitenkanäle aus den Wohnungen und anderen Bauwerken.

Jerusalem hatte schon vor Davids Zeiten Wasserabzugskanäle, teils in den Felsen gehauen, teils durch Mauerwerk gestiitzt. Durch einen solchen Kanal drang Joab in Jerusalem ein und kam David ohne Blutvergießen in den Besitz der Stadt. Von den Kanälen aus früheren Zeiten läuft einer dem Kidrontale zu; er ist 60 cm weit und 2,0 in hoch tunnelartig in den Felsen gehauen; sein Ausgang ist verschüttet. Z

Cäsaräa, von Herodes dem Großen erbaut, war nicht nur eine der schönsten Städte der ganzen syropalästinensischen Küste, sie war auch mit Wasser versorgt wie kaum eine andere. Zwei große Aquädukte führten die quellfrischen gesunden Gebirgswasser des Karmel meilenweit herein in die Straßen der Stadt, und eine vorzügliche Kanalisation sorgte dafür, daß die Stadt unterirdisch fortwährend vom Wellenschlag des Meeres gespült und dadurch gesund gehalten wurde?)

In Athen durchzieht ein alter Bewässerungskanal noch heute einen großen Teil der Stadt. An vielen Stellen ist dieser Kanal gewölbt, an einigen Stellen mit Kragsteinen überdeckt. An der Endstrecke des Kanals zweigen rechts und links kleine Seitenkanäle ab, welche den Kanalinhalt unterirdisch weiter führten und wohl auf die abwärts gelegenen Ebenen

*) Merkel, Die Jngenieurtechmk int Altertum.

⁴) Schneller, In alle Welt.

verteilten, um dort zu berieseln. Der größte dieser abzweigenden Kanäle ist aus Tonröhren von 0,67 m Durchmesser hergestellt. Diese Röhren bestehen aus zwei gleichen, in den Längsfugen fein aneinander gefügten und mit sechs Bleiklammern verbundenen Teilen?)

Unter den römischen Anlagen ist die bekannteste die Cloaca maxima in Rom, welche unter Tarquinius Priscus von einem etruskischen Ingenieur erbaut sein soll. Der gewundene Laus der Cloaca hat Ähnlichkeit mit dem eines Baches und läßt vermuten, daß der Kanal die Stelle eines ehemaligen Wasserlaufs einnimmt, zu dessen Überdeckung und Ausbau man sich bei zunehmender Ausdehnung der Stadt entschloß. Der Kanal hat an einzelnen Stellen eine Weite von 3,60 m und eine Höhe von 4,20 m.

Ob Vorrichtungen vorhanden waren, welche die Ventilation der Kanäle bewirkten, ein Austreten der Kaualgase verhinderten (Wasserverschlüsse), oder die Kanalgase unschädlich abführten, ist bis jetzt nicht bekannt, dagegen wissen wir, daß in Rom und in einigen anderen Städten eine regelmäßige Spülung des Kanalsystems vorgesehen war. Eine hierauf Bezug nehmende Verfügung lautet: „Ich will, daß Niemand überschüssiges Wasser ableite, wenn er hierzu nicht meine besondere Erlaubnis oder diejenige meiner Vorgänger erhalten hat, denn es ist nötig, daß ein Teil der von den Wasserschlössern abfließenden Wassermengen nicht nur für die Reinhaltung unserer Stadt, sondern auch zum Spülen der Kanäle benutzt wird."

In Deutschland hatte wohl die Stadt Bunzlau in Schlesien zuerst eine geordnete Kanalisaton. Dort waren schon im 16. Jahrhundert Kanäle erbaut, welche durch eine reichliche Wasserversorgung gespült wurden und ihren Inhalt tiefer gelegenen Feldern zuführten, wo man ihn zur Berieselung benutzte. Diese Benutzung wurde später (1748) durch eine „Berieselungsordnung" näher geregelt. In den übrigen Städten Deutschlands wurden die Abwässer meist in offenen „Faulgräben", die sich dann an der tiefer liegenden Rückseite der Häuser hinzogen, abgeführt. Diese oft versteckt liegenden und nur selten gereinigten Gräben mit ihren übelriechenden Ausdünstungen durchseuchten den Boden und die Luft und gaben die Keime zu vielen Krankheiten. Teils um diese Übelstände zu beseitigen, teils um Raum zu gewinnen, überdeckte man später die Gräben, befestigte auch oft ihre Sohle mit Pflaster. Auf solche Einzelanlagen von überdeckten Kanälen beschränkte sich bis über die sechziger Jahre des abgelaufenen Jahrhunderts hinaus die Kanalisation der meisten Städte.

r) Merkel, Jngenieurtechnik im Altertum.

In einer zusammenfassenden Behandlung der Stadtentwässerung ging zuerst Hamburg vor. Hamburg ließ nach dem großen Brande von 1842 durch den Ingenieur Lindley zugleich mit einer Wasserleitung ein planmäßiges von der Alster spülbares Kanalnetz ausführen und dehnte dieses 1853 auch auf das übrige Stadtgebiet aus. Doch blieb Hamburg lange Zeit die einzige Stadt mit einer neuzeitigen Entwässerung. Langsam folgten zunächst andere Großstädte, Ende der sechziger Jahre Frankfurt a. M., Stettin und Danzig, 1873 Berlin, 1875 Breslau, 1877 Karlsruhe, 1880 München. Seitdem ist die Zahl der kanalisierten Städte in stets wachsendem Verhältnis gestiegen, nachdem mit der wachsenden Bevölkerungszahl einerseits die Übelstände immer fühlbarer, andrerseits die Beschaffung der erforderlichen Mittel erleichtert wurde. Die ausreichende Versorgung mit gutem Wasser in Verbindung mit der schnellen Beseitigung der festen und flüssigen Abgangsstoffe hat einen wesentlichen Anteil an dem Sinken der Sterblichkeitsziffer. Namentlich die Todesfälle durch Typhus kommen viel seltener mehr vor.

Trotz dieser günstigen Ergebnisse bleibt aber noch recht viel zu tun übrig, namentlich in den kleinen Städten und auf dem Lande, so daß es mit Freuden zu begrüßen ist, daß auch die Behörde hier anregend und helfend eingreift. In Preußen ist eine „Königliche Versuchsund Prüfungsanstalt für Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung" ins Leben getreten, welche u. a. die Aufgabe hat, „die auf dem Gebiete der Wasserversorgung und Beseitigung der Abwässer und Abfallstoffe sich vollziehenden Vorgänge in Rücksicht auf deren gesundheitlichen und volkswirtschaftlichen Wert zu verfolgen". Als Vertreter der Regierung wirken in den preußischen Provinzen das Provinzial-Medizinal-Kollegium, in den Regierungsbezirken der Regierungsund Medizinalrat, in den Kreisen der Kreisarzt. Diese haben mehr den gesundheitlichen Wert der Anlagen zu prüfen. Den gesundheitlichen, namentlich aber den volkswirtschaftlichen Wert der Anlage zu heben, dazu kann oft auch der Kulturtechniker an seinem Teile beitragen, besonders in den Klein- und Landstädten und dort, wo es sich um die Ausnutzung der int Kanalwasser enthaltenen Dungstoffe handelt?)

§ 117. Allgemeine Anordnung.

1. Kanalisationssysteme. Die Kanalisation soll das auf den Straßen und Grundstücken einer Stadt sich sammelnde Wasser in Kanälen abführen.

*) Man bergt. Dünkelberg, Prof, vr., Die Technik der Reinigung städtischer Abwässer durch Berieselung.

Wir unterscheiden dementsprechend Straßenentwässerung und Grundstücksoder Hausentwässerung.

Wird das Brauch- oder Schmntzwasser von dem Regenwasser getrennt abgeleitet, so erfolgt die Kanalisation nach dem Trennsystem; geschieht dagegen die Abführung des Brauch- und Regenwassers in gemeinsamen Kanälen, so hat man ein Misch- oder Sammelsystem. Ein teilweises Trennsystem entsteht dann, wenn in den Brauchwasserkanälen nur ein Teil des Regenwassers, welch letzteres eine zeitweise Spülung der Kanäle bewirkt, abgeführt werden soll. Erfolgt mit einem Sammelsystem auch die Abführung der Abtrittstvffe, so spricht inmt von einer Schwemmkanalisation.

Welchem System der Vorzug zu geben ist, kann nur von Fall zu Fall durch vergleichende Kostenanschläge und Beachtung aller Vor- und Nachteile der einzelnen Systeme entschieden werden. Im allgemeinen wird man bei genügendem Gefälle und ausreichender Vorflut das Miscki-system wählen, dort aber das Trennsystem anwenden, wo die tiefe Lage des Ortes eine künstliche Hebung des Wassers erfordert. Man kann dann meist das Regenwasser in offenen oder flachliegenden Kanälen mit natürlichem Gefälle der Vorflut zuführen und braucht nur das Brauchwasser aus den tiefer liegenden Kanälen künstlich emporzuheben. Ebenso können die Kläranlagen beim Trennsystein erheblich mehr eingeschränkt werden, als beim Sammelsystem. — Wenn die Spiegelhöhe des zur Vorflut dienenden Wasserlanfes ergibt, daß für den hochgelegenen Teil eines geneigten Stadtgebietes genügendes Gefälle zu einer Sammelkanalisation vorhanden ist, für den tiefer liegenden Teil aber fehlt, so kann man auch das Gebiet in mehrere Zonen trennen und für die höher gelegenen das Sammelsystem, für die tiefer gelegene das Trennsystem in Anwendung bringen.

2. Anordnung des KanalnetzcsZ) Beim Parallelsystem (Fig. 151) liegen die einzelnen Sammelgebiete senkrecht zum Vorfluter und die Sammler dieser Gebiete führen die Abwässer an verschiedenen Punkten in den Fluß. Der Vorteil des Systems liegt in der Billigkeit seiner Herstellung, sein Nachteil in der Verunreinigung des Flusses während seines ganzen Laufes durch die Stadt. Eine solche Ausführung kann daher nur bei großen Vorflutern, die das Brauchwasser stark verdünnen, in Frage kommen.

Das Parallelsystem wird zum Abfangesystem (Fig. 152), wenn am Ufer ein Abfangekanal gebaut wird, welcher das Schmutzwasser ab-

*) Nach der „Hütte".

sängt und aus der Ortschaft leitet. Ein solcher Abfangekanal hat aber meist ein schlechtes Gefälle und seine tiefe Lage im Grundwasser vermehrt die Herstellungskosten.

Durch den Bau mehrerer Abfangekanäle übereinander parallel zum Fluß wird das Parallelsystem in das Zonensystem (Fig. 153) übergeführt, das die Möglichkeit, die unteren Zonen durch die Kanalwässer

Fig. 151. Parallelsystem.

Fig. 152. Abfangesyftem.

der oberen zu spülen, bietet und für die Abfangekanäle günstigere Gefälle und geringere Tiefenlage im Grundwasser bringt als das Abfangesystem.

Bei vorwiegend ebenem Gelände geht man zum Fächersystem (Fig. 154) über, bei dem sich die Hauptsammler fächerartig von der Sammelstelle ausbreiten. Die Sammelstelle ist möglichst so zu wählen, daß sich für die Sammler die günstigsten Gefälle ergeben.

All diese Systeme haben den Nachteil, daß die Hauptsammler von vornherein gleich so groß angelegt werden müssen, daß sie auch für die Zu-

\-

Fig. 153. Zonensystem.

Fig. 154. Fächersystem.

tunst genügen, auch wenn größere Gebiete erst später angeschlossen werden. Die Kanäle sind dann für lange Zeit zu groß und bei weiteren Anschlüssen schließlich zu klein. Diesem Nachteil hilft bei größeren Städten das Radialsystem ab, das die ganze Stadtfläche in mehrere fest umgrenzte, voneinander unabhängige, mit besonderen Kläranlagen versehene Entwässerungsgebiete teilt. Neue Entwässerungsbezirke können nach Bedürfnis hinzugefügt werden.

3. Kanäle, Bauwerke, Wasserreinigung. In Stadtgebieten, deren Höhenlage stark wechselt, hat man weniger freien Spielraum in der An-

19

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

orbnung des Kanalnetzes. Hier muß man in ähnlicher Weise verfahren wie bei dem Entwürfe zu einer landwirtschaftlichen Entwässerungsanlage. Die Wasserscheiden ergeben die Sammelgebiete, in deren Sohlen man, dem natürlichen Abfluß des Wassers folgend, die Hauptsammler verlegt. Diese nehmen das Wasser der Nebensammler auf und führen dasselbe den Haupt- oder Stammkanälen zu. Die obersten Ausläufer eines Kanalnetzes heißen Endkanäle.

Die Hauptsammler wird man in die tiefst gelegenen Straßen legen, selbst wenn diese nicht genau dem natürlichen Gefälle der Stadtoberfläche folgen; fremde Grundstücke wird man nur in Ansnahmefällen durchschneiden. Oft geben auch das Entwässerungsgebiet durchschneidende Bahnlinien oder sonstige größere baulichen Anlagen Veranlassung, von der natürlichen Entwässerungsrichtung abzuweichen. Wird ein Wasserlaus oder dergl. von dem Kanal gekreuzt, so muß die Kanalsohle an der Kreuzungsstelle manchmal gesenkt, manchmal auch gehoben werden, es entsteht dann ein Dücker oder eine Heberanlage.

Nur im Notfälle wird man die Hauptkanäle so weit gestalten, daß sie auch das Wasser besonders starker Regenfälle abführen können, stets wird man einen Teil dieses Wassers durch besondere Not- oder Regenauslässe in offene Wasserläufe abzuführen und dadurch die Kanäle zu entlasten suchen. Soll bei Hochflut das Wasser der offenen Wasserläufe durch die Mündungen der Kanäle oder Notauslässe nicht in das Kanalnetz. gelangen, so sind manchmal besondere Hochwasserabschlüsse erforderlich, die meistens selbsttätig arbeiten, mitunter auch durch die Hand bedient werden.

Beim „Trockenwetterabfluß" führen die Kanäle nur "wenig, aber stark verunreinigtes Wasser; alsdann wird sich Schlainm auf der Kanalsohle ablagern. Diesen zu beseitigen, bedarf der Kanal der zeitweisen Spülung oder anderweitigen Reinigung; daher werden Spülvorrichtungen und andere Reinigungsanlagen eingebaut. Namentlich dienen dazu auch die Lampenlöcher und Einsteigeschächte, welche eine Besichtigung gestatten und den Kanal zugänglich machen.

Andere Kanalöffnungen sind die Wassereinlässe und Schneeschächte. Die Wassereinlässe sollen wohl das Wasser einlassen, Sand, Fett und andere Verunreinigungen aber möglichst zurückhalten, auch. den Kanalgasen den Austritt nicht gestatten. Sie werden deshalb mit Gitter, Schlamm- und Fettfang und Wasserverschluß versehen. Es soll die Jnnenluft des Kanalnetzes nicht durch die Wassereinlässe entweichen, aber sie soll doch in steter Bewegung gehalten und fortwährend erneuert werden. Das Kanalnetz muß Lüftungsvorrichtungen erhalten.

II. Entwurf.

Nicht selten verlangt man von einem unterirdischen Entwässerungsnetz auch die Senkung des zu hoch stehenden Grundwassers, um trockene Keller zu bekommen. Es ist zwar Tatsache, daß der auf und neben den Kanälen liegende gelockerte Boden schon eine drainierende Wirkung ausübt, welche sich durch Anwendung von Sand und Kies noch steigern läßt. Bei ungünstigen Verhältnissen genügt jedoch eine solche Wasserabführung nicht, in solchem Falle ist eine durchgehende Besserung nur durch Anlage einer besonderen Drainage zu erzielen, die durch eingebettete Drainrohre oder durch die hohlen Sohlsteine der Kanal-rohre bewirkt werden kann.

Nur in Ausnahmefällen darf das Kanalwasser dem als Vorflut dienenden offenen Wasserlauf in ungereinigtem Zustande zugeführt werden, fast stets bedarf es vorber einer künstlichen Reinigung in den Reinigungs- und Kläranlagen?) Die verschiedenen Klär- und Reinigungsverfahren sind noch in beständiger Fortbildung begriffen. Vorläufig wird man sich mit einer Reinigungsart begnügen müssen, welche die wesentlichsten, meist sichtbaren Verunreinigungen entfernt. Stets sollte das Verfahren gestatten, daß die Kanalwasser-Rückstände verwertet, namentlich die Dungstoffe des Kanalwassers ausgenutzt werden können.

II. Entwurf?)

In der Regel wird der Kulturtechnikpr für eine Klein- oder Landstadt die Gesamt-Entwässerungsanlage, für eine Mittel- oder Großstadt aber nur einen Teil der Kanalisation zu entwerfen haben. Deshalb soll nachstehend die Kanalisation einer Klein- oder Landstadt in ihrer Gesamtanordnung, die einer Mittel- und Großstadt nur in ihren Einzelheiten besprochen werden.

§ 118. Der Entwurf im allgemeinen.

Der Entwurf zu einer Stadtentwässerung soll nicht nur das zurzeit bebaute Gebiet, sondern in seinen Hauptzügen auch die künftig zu erwartende Stadterweiterung umfassen. Namentlich ist zu untersuchen, ob die Flüchen der Stadterweiterung später gesondert entwässert werden können oder ob dann ihr Abwasser ganz oder zum Teil von der jetzt zu entwerfenden Entwässerungsanlage aufgenommen werden muß. In letzterem Falle muß in dein Entivurf namentlich die Größe der Sammelkanäle

l) Durch Miuisterialerlaß vom 20. Februar 1901 ist bestimmt, unter welchen Bedingungen in Preußen die Zuführung des Kanalwassers in öffentliche Flüsse erfolgen darf

19*

hiernach bemessen und das etwa erforderliche Pumpwerk und die Reinigungsanlage dementsprechend gestaltet werden.

Nach dem Ministerialerlaß vom 30. März 1896 sollen die den preußischen Behörden vorgelegten Kanalisationsprojekte Angaben enthalten:

1.    über die bestehende Kanalisation und die Bestimmungen über Fäkalienabfuhr;

2.    über die bestehenden Gesundheitsverhältnisse und Maßnahmen zur Bekämpfung der Infektionskrankheiten und über Einrichtungen der obligatorischen Desinfektion bei Epidemien;

3.    über die Verhältnisse der aufnehmenden Wasserläuse auf 15 km oberhalb und unterhalb bei verschiedenen Wasserständen, Geschwindig feit, Wassermengen, benetztes Profil, Bebauung der Ufer, Wehre usw., Benutzung des Wassers, Möglichkeit einer Verbindung mit Brunnen usw.;

4.    über die Wasserversorgung und die Leistungsfähigkeit derselben;

5.    über die Zahl und Art der gewerblichen Anlagen und deren Abwässer;

6.    über die finanzielle Lage der Gemeinde;

7.    über die Frage der Reinigung der Abwässer und die Möglichkeit der Bodenberieselung.

Den Entwurf zu einer Kanalisation kann man zerlegen in zwei Teile, in einen allgemeinen Teil (Vorentwurf. allgemeiner oder genereller Entwurf) und in einen besonderen Teil (Hauptentwurf, spezieller Entwurf).

Im allgemeinen Teil müssen alle Hauptfragen des Kanalisationsplanes ihre grundsätzliche Erledigung finden. Namentlich sind anzugeben ltnb zu begründen: Die Grenzen des Entwässerungsgebietes, das Kanalisationssystem, die Anordnung der Samnllerbezirke, die Linienführung der Hauptsammler, die Art der Abwässerreinigung und bei erforderlicher Wasserhebung auch die Betriebskraft.

Im besonderen Teil müssen die Plan- und Höhenlagen sämtlicher Leitungen angegeben werden; ferner die Kanalprofile, die Vorrichtungen zur Entlastung, zur Reinigung und Revision der Kanäle, die etwaige Pumpstation, die Anlage zur Reinigung des Kanalwassers usw.

Bei kleineren Entwürfen findet eine förmliche Zerlegung in ztvei Teile lyeist nicht statt.

§ 119. Zeichnungen.

1. Der Übersichtspla» im Maßstab 1: 25000 bis 1:10000, aus dem die Grenzen und Größe des Entwässerungsgebietes, die Lage der etwa erforderlichen Klär- und Reinigungsanlage, namentlich aber die zur Kanalisation in Beziehung stehenden Gewässer ersichtlich sind.

2.    Zeichnung der Vorflntverhältnisse (Ministerialerlaß vom 30. März 1896). Es können hierzu die Meßtischblätter (1: 25000) des betreffenden Gebietes benutzt und in sie die Grenzlinien der verschiedenen Wasserstände, sowie etwaige Stauanlagen und Schöpfstellen für Trinkwasserversorgung eingezeichnet weiden. Außerdem sind in ein Längenprofil des Vorfluters die verschiedenen Wasserstände, Geschwindigkeiten, Wassermengen, benetzte Profile einzutragen.

3.    Lageplan (Fig. 155). Derselbe ist int Maßstab 1:4000 bis 1 : 2500 zu zeichnen. Es ist zunächst alles Bestehende schwarz darzustellen. Die einzelnen Straßenzüge mit den Höhenordinaten an den Straßenkreuzungen und Hauptbrechpunkten im Straßengcfälle sind anzugeben. Größere unbebaute Flächen werden zweckmäßig mit Höhenschichtenlinien versehen. Von Grundstücken, welche von der Straße abfallen und nicht an eine tiefer liegende Straße angrenzen, sind die tiefsten noch zu entwässernden Punkte festzustellen, ebenso die Lage der besonders tiefen Keller. Ferner sind einzutragen: die vorhandenen Entwässerungsleitungen, die das Entwässerungsgebiet durchziehenden Wasserläufe, Eisenbahnen usw. Wünschenswert sind auch einige Bodenprofile mit Angaben der Grundivasserstände (in vorhandenen Brunnen).

Die Neuanlage wird rot gezeichnet und zwar die Lage jeder einzelnen Leitung durch einen einfachen Strich; die Einsteigeschächte auf ihnen werden durch Kreise, die Straßensinkkästen (Regeneinlässe) durch ausgefüllte Rechtecke bezeichnet. Die Endleitungen werden durch einen kleinen Querstrich abgeschlossen. Die einzelnen Strecken erhalten laufende Ordnungsnummern. Nachdem werden die gedachten Grenzlinien, welche die Wasserscheiden zwischen den einzelnen Kanälen darstellen, eingetragen (gestrichelt, fein schwarz oder grau), die Größen der nach den angrenzenden Straßen entwässernden Teilflächen ermittelt und die Hektarzahlen (schwarz) eingeschrieben. Unter den Hektarzahlen wird die von der Teilfläche abzuführende Wassermenge in sl (blau) vermerkt. Die Abflußmengen können nun, von den Endstationen ausgehend und dem Straßengefälle folgend, addiert und übersichtlich zusammengestellt oder an jeder Straßenkreuzung (blau) eingeschrieben und die Leitungen mit entsprechendem Gefällpfeil (blau) versehen werden. Nach der „Hütte" werden Länge, Größe und Gefälle der Leitungen int Lageplan besser nicht angegeben, weil sonst dessen Klarheit und Übersichtlichkeit leidet. Beim Trennsystem können auch Regenwasserleitungen blau, die Brauchwasserleitungen rot gezeichnet werden. Festpunkte sind stets anzugeben.

4.    Höhenplan (Fig. 156). Die Längen werden in dem Maßstabe des zugehörigen Lageplanes, die Höhen oft im Maßstabe 1:200 ge-

zeichnet. In den Höhenplan sind einzutragen: die Geländehöhe, tue Kanalsohle, das Sohlengefälle, die Spiegellinie, über die hinaus das in Rechnung gestellte Wasser sich niemals erheben soll (Spiegel-Ordinate und Spiegel-Gefälle), die Längen- und Profilgrößen der einzelnemHaltungen, endlich auf der Grundlinie des Planes noch die Stationierungsangaben. Manchmal wird auch noch die größte Wassermenge vermerkt und zwar die am Anfang, die auf der Strecke hinzutretende und die ain Ende der Leitung.

1,26 JlCO 77 sl

4^

SS

1,30 hos 78 sl

1T-

7/2 /'OL

X\V'<

0,91 hCL 65 Sl

0,60 h/O VÖ Sl

18 sl

i,nha 38 Sl

/,/oJkju

66 Sl

ßL

yi

SS 1

(st)

1,70 /ICO 66 Sl

0,66/OL 10 Sl

/ 0,15 hOL^

27 Sl \    ^

1foo ho 60 Sl

ßL

+}-

x \ V 0,31 ho/ ^

' \ \\    " p8lr'

■(

\.

1,/oho

66sl

Fig. 155. Lageplan.

Es empfiehlt sich, die Höhenpläne aller Sammler auf einem Blatt nach dem Verästelungs-, Fluß- oder Spinnensystem derart aufzutragen, daß in der Mitte des Blattes der Hauptsammler als Hauptfluß, über ihm die rechtsseitigen und unter ihm die linksseitigen Nebensammler erster Ordnung als Nebenflüsse stehen. Die Nebensammler zweiter Ordnung sind in gleicher Weise um die Nebensammler erster Ordnung, diejenigen dritter Ordnung um die Nebensammler zweiter Ordnung ufiv. zu gruppieren. Stark ausgezogene Linien verbinden die einzelnen Leitungsstrecken, wie es in Fig. 156 gezeigt ist, welche die Höhenschnitte zu dem in Fig. 155 gegebenen Lageplan dargestellten Leitungsnetze enthält.^)

h „Hütte" (20. Stuft.) III, S. 250.

5. Baupläne und Pläne zu Einzelheiten. Für die Bauausführung find die Bauzeichnungen der Strecken etwa im Maßstab 1:500 anzufertigen. In diese müssen die Einsteigeschächte und Straßensinkkästen, die Hausanschlüsse, das Svhlengefälle, die Leitungsprofile, die genauen Längen, die Ordinalen für jede Station, eingetragen sein. Die Pläne

91'6/

30,30

5?

K.

0006__I

0006 &

- -72577b -j- - 0,250 - -

0,006

*0006

za

77,25

i 70077b

iS

0,300 4 /0077b

0,250 -

-©

------

79,76

qoo3

76.76

q003m

o,oo7

dt?

goo6_

0,006

73,50

76,55

st

--0,003

<• - 77377L -0,500 ---k- 7727Tb    0,000

760771

/0077b

"1

30,30

09'Off

0,0066 ’0OO55m sZ ^

o,o^ ^

•1

777771 -— 0,30077877b

0,250 -6

767710,250 :>

Fig. 156. Höhenplan.

zu Einzelheiten umfassen: Zeichnungen von Normalien der zur Verwendung vorgesehenen Kanalprofile, Schächte, Verbindungen, Abzweigungen, Straßensinkkästen, Spüleinrichtung usw., ferner einen Sonderplan über die Klär-und Reinigungsanlage.

§ 120. Schriftstücke.

1. Erläuterungsbericht. Dieser bildet eine Ergänzung der zeichnerischen Darstellung, eine Erläuterung der gezeichneten und veranschlagten Anlage. Im besonderen wird derselbe enthalten oder erläutern:

a) Allgemeines über den Entwurf. Angaben über die Veranlassung zur Aufstellung und über die einzelnen Bestandteile des Entwurfs; allgemeine Beschreibung der Anlage; Wahl des Systems;

b)    das Kanalwasser, dessen Menge und Beschaffenheit;

c)    das Rohrnetz, die allgemeine Anordnung, die Tiefenlage, die Ge-fällverhältnisse und die Profile der Rohre;

d)    Einzelbauten am Kanalnetz. Anlagen zur Besichtigung, Reinigung und Lüftung der Kanäle, Straßeneinlässe usw.;

e)    Materialien, Begründung der getroffenen Wahl;

f)    Hausanschlüsse, Hinweis auf die hierfür vorgesehenen Bedingungen;

g)    Pumpwerk und Kläranlage, Beschreibung derselben;

h)    Kosten. Bau- und Betriebskosten und Ersparnisse, im ganzen und für einen Bewohner oder 1 ha.

2.    Kanaltabelle. Diese kann nach dem in § 125 gegebenen Muster gestaltet werden.

3.    Kostenanschlag. Derselbe kann nach folgenden Titeln geordnet

werden:

Titel I. Rohrnetz. Die Kosten für die Herstellung der Straßenkanäle sind zu berechnen. Die Preisberechnung der Erdarbeiten erfolgt nach der Anzahl der Kubikmeter des gelösten Bodens oder nach der Grabenlänge. Die Abniessungen der Kanäle sind in der „Kanaltabelle" gegeben.

Titel II. Bauwerke. Die Kanalverbindungen, die Anlagen zur Untersuchung, Reinigung und Lüftung der Kanäle, die Kanalausläufe usw. werden hier veranschlagt. Bei größeren Bauwerken (Kläranlagen, Pumpwerk usw.) werden Sonderkostenanschläge aufgestellt. Im Hauptkostenanschlag wird alsdann auf den Sonderkostenanschlag hingewiesen und die im Sonderkostenanschlage berechnete Summe angegeben.

Titel III. Kanalanschlüsse. Die Einlässe für Regen- und Brauchwasser können nach Stück, die Verbindungsrohre nach der Länge derselben veranschlagt werden.

Titel IV. Insgemein. Hier werden diejenigen Leistungen veranschlagt, welche in den andern Titeln nicht enthalten sind.

In jedem Kostenanschläge ist der Umfang der Arbeiten und Lieferungen genau erkennbar zu machen; auch sind alle diejenigen Nebenleistungen einzeln aufzuführen, welche in dem Preise mit einbegriffen sein sollen. In der Regel werden dem Kostenanschläge noch „Allgemeine Bedingungen" und „Besondere Bedingungen" beigefügt, dann sind die in den Bedingungen vermerkten Angaben über die Ausführung der Arbeiten und Lieferungen im Kostenanschläge nicht zu wiederholen; es genügt ein Hinweis auf diese Bedingungen.

III. Kanalwasser.

§ 121. Abzuführende Wassermenge.fi

Für die Feststellung der abzuführenden Wassermenge ist selbstverständlich nicht nur die gegenwärtige, sondern bis zu einem bestimmten Grade auch die zukünftige Bevölkerung und Ausdehnung der Stadt in Rechnung zu stellen.

1. Brauchwasser. Die Menge des Brauchwassers ist abhängig von der Einwohnerzahl und vom Wasserverbrauch der einzelnen Bewohner. Würde ein regelmäßiges jährliches Anwachsen der Bewohner um p Prozent stattfinden, so würde die gegenwärtige Zahl z nach n Jahren auf

zi = z(1 + ioo)n

gestiegen sein. In deutschen Städten schwankt p zwischen 1,2—4 und beträgt im Mittel 1,5—2 %. Statt der vorstehenden Berechnung wird auch oft z, — 1,5 z bis 2,0 z bei der Ermittelung des Brauchwassers angenommen.

Den täglichen Verbrauch an Wasser einschl. Abortspülung kann man nach Knaufs annehmen:

in Kleinstädten bis 10000 Einwohner .    .    . zu je

„ „ 25000 .........

„ Mittelstädten „    50000    .......

n n ii 75000    „    • •    • ii ii

„ Großstädten von 100000 Einwohnern und mehr „ „ 100—120 „

Will man das Brauchwasser für 1 ha zu kanalisierende Fläche bestimmen, so kann man nach Knaufs für 1 ha Fläche rechnen:

in den inneren älteren Stadtteilen .    .    .    300 Einwohner

in den anschließenden neueren Stadtteilen

(65)

50 1

60

70 „

80 „

mit

er er

CM CM y-H

Cn O C7X

n offen bebauten Teilen..... 0    „

Hieraus ergibt sich dann der in nachstehender Tabelle zusammen-gestellte Abfluß für 1 ha in Sekundenliter.

¹) Gamann, Hydraulik und ihre Anwendung in der Kulturtechnik 1909.

Tabelle 51.

Brauchwasser in Sekundenliter aus 1 ha.

Einwohner aus 1 ha

Wasserverbrauch für 1 Einwohner und 1 Tag in Sekundenliter

50

60

70

80 | 100

120

Sekundenliter auf 1 ha

150

200

250

300

p p p p

K) M M H -O CO 00 05

CD T-i I> (N H (M (N CO

. cf cT cT cT

(M CO CO -f CO 's iO CO

cT cf cf cT

Wenn Gewerbebetriebe vorhanden sind, die viel Wasser verbrauchen, so ist die Abflußmenge entsprechend zu erhöhen.

2. Regenwasser.

a) Regenmenge. Für die Ermittelung der abzuführenden Regenmengen sind hauptsächlich die Sturzregen maßgebend. Sturzregen werden stets nur kurze Zeit anhalten, sie werden sich auch stets über kleinere Flächen erstrecken als die Landregen. Nach Kn aufs *) kann man bei einer h cm betragenden durchschnittlichen jährlichen Niederschlagshöhe die der Kanalberechnung für 1 ha zugrunde zu legende Niederschlagsmenge finden aus der Formel:

(66)

Qü — 63 + 0,4 h.

In Deutschland beträgt die jährliche Niederschlagshöhe int großen Durchschnitt 66 cm, in Berlin 59,7 cm, in Karlsruhe 72,3 cm. Nach Formel 66 erhält man für Berlin 87, für Karlsruhe 92 sl/ha. In Wiesbaden werden 97, in Posen 100, in Mainz 111, in Düsseldorf 113, in Mannheim 125 sl/ha Regenmenge angenommen.

b) Abflußkoeffizient. Von dieser Regenmenge fließt jedoch nur ein Teil ab, während der Rest versickert und verdunstet. Will man die in der Stadt abfließende Wassermenge erhalten, so muß man die Regenmenge noch mit einem Abflußkoeffizient y multiplizieren. Es ist die von 1 ha abfließende Regenmenge in Sekundenliter:

(67)

Qs⁼ y • Qa-

*) Gesundheits-Ingenieur 1894.

Tabelle 52.

Abffirßkoeffizienten. *)

Nr.

Beschaffenheit der Fläche

<P

H (M CO ^ vO

0,7 —0,9

Alter, dichtbebauter Kern der Städte Anschließende neuere Stadtteile bei geschlossener Bebauung . . 0,5 —0,7 Stadtviertel mit offener Bebauung Übungsplätze, die unbebauten Flächen der Bahnhöfe u. bergt. . 0,1 —0,3 Anlagen, Gartenflächen, sowie die nach dem Stadtgebiet ent« wässernden Wiesen und Äcker

0,25—0,5

0,05-0,25

Die nach dem Stadtgebiet entwässernde» Waldflächen .... 0,01—0,20

Beispiel: In Berlin fließen in einem Stadtteil mit offener Bebauung von 1 ha ab:

Q₃ = 0,38.87 = 33 sl,

denn nach Formel (66) beträgt die Regenmenge 87 sl/ha und nach Tabelle 52 ist der Abflußkoeffizient <p — 0,38.

Beispiel: Die vier Flächen A, B, C, D haben einen jährlichen Niederschlag von 92,5 cm Höhe. Der abzuführende Sturzregen beträgt nach Formel (66) Q.₂ = 0,63 + 0,4.92,5 — 100 sl/ha, Es habe

so fließen ab:

die Fläche eine Größe = 170 ha ein (f> — 0,2

-B

80 ha 60 ha 40 ha, 0,3    0,22    0,28,

von 1 ha — 20 sl 30 sl 22 sl 28 sl, im ganzen — 3400 „    2400 „    1320 „    1120 „.

c) Abflußverzögerung. Ein Wasserteilchen, welches in das obere Ende eines Kanals von der Länge 1 eintritt, gebraucht zum Durch-

wenn v die mittlere Geschwindigkeit be

laufen desselben die Zeit v

zeichnet. Ist t die Dauer des Regens, so vergeht vom Beginn desselben bis dahin, wo das letzte in den Kanal gelangte Regenwasser an dev Auslaufsstelle ankommt, die Zeit

(68)

T = t +

d. h. bei jedem Kanal (und bei jedem offenen Wasserlauf) ist die Zeit des Abflusses größer, als die des Regens — es tritt eine Abflußverzögerung ein.

x) Frühling, Prof., Handbuch der Ingenieur-Wissenschaften.

Ist j. 83. y = 0,8 m, t = 20 Minuten = 1200 Sekunden und 1 = 480 m, so wird T = 1200 + ^ = 1800 Sekunden = 30 Minuten; der Abfluß währt also l^mal so lange, als der Regen.

Diese Verzögerung gestattet eine Verminderung des Kanalquerschnittes, wenn die Regendauer geringer ist als die Zeit, welche das

Regenwasser gebraucht, um den Kanal zu durchfließen, d. h. wenn t < -*r

oder 1 > t. v ist. Es fließt nur dasjenige Wasser durch den Kanal, das sich auf einer Strecke von der Länge 1 = t. v sammelt. Eine solche „typische Leitungsstrecke" ist z. B. a, b in Fig. 157. Wenn das bei a eingetretene Wasser bei b ankommt, so hat der Regen aufgehört, neues Wasser tritt nicht mehr hinzu.

< -500- x 500 x, 500- >

Der Gang der Rechnung stellt sich nun nach Knaufs wie folgt: Jede der in Fig. 158 gezeichneten Flächen A, B, C, D habe eine Größe von 100 ha und es sollen von 1 ha 30 1, von einer Fläche mithin 3000 1 in einer Sekunde | abgeführt werden, die Regen- a dauer t sei 20 Minuten = 1200 f "

ffSO

<320*

Sekunden, die Durchschnitts- I geschwindigkeit des Leitungs- x — wassers 1,1 m.

1680

v_._

Fig. 158. Kanalisation.

Fig. 157. Typische Leitungsstrecke.

Das am Kopfende a des Sammlers A einfließende Wasser hat ant Ende des Regens eine typische Leitungsstrecke 1200.1,1 = 1320 m zurückgelegt und befindet sich bei b mit dem unterwegs hinzugekommenen Wasser; es sind von 13,2.5,0 = 66 ha mit 66.30 = 1980 sl. Fließen diese 1980 sl über b hinaus bis x, so kommt kein Wasser mehr hinzu, weil der Regen aufgehört hat. Die Sammlerstrecke bsx braucht daher nur den bei b erforderlichen Querschnitt zu erhalten, nicht aber den der ganzen Sammelfläche A von 100 ha Größe und 3000 sl Abflußmenge.

Es kann nur dasjenige Wasser des Sammlers B in x mit dem Wasser des Sammlers A gleichzeitig eintreffen, das beim Aufhören des Regens ebensoweit von x entfernt ist als x von b. Es ist xc = xsb = 1180 m;

für das Zuflußgebiet B bleiben daun 8,2.5,0 — 41 ha mit 41.30 = 1280 sl. Für den Sammelpunkt y muß yd = yxc = ysb = 680 + 500 + 500 = 1680 m sein. Es verbleibt dann für den Sammler c ein Zuflußgebiet von 3,2.5,0 — 16 ha mit 16.30 = 480 sl. Der Punkt z erhält von dein Sammler D keinen Zufluß mehr, wenn das Wasser von b oder c oder d in z anlangt, denn es ist zyd = zxc = zsb > 2000.

Hiernach entfallen auf die Strecke

eine Wassermenge — 1980 sl    3210 sl    3690 sl 3690 sl,

3000 „    6000 „    9000 „    12000 „.

Bei verschiedenen Geschwindigkeiten ändern sich diese Zahlen; es ist aber gleichgültig, ob der Abfluß auf der Erde oder im Kanal stattfindet.

Als Mittelwerte für Sturzregen kann man annehmen: tärke: 135 120 108 98    90    83    77    72 65    55    sl/ha

auer: 15 20 25    30 35    40    45    50 60    90    Minuten.

d)    Reg end ich tigkeits ko effizient    von    Frühling.    Überschreitet

die Regendauer die Zeit, welche das Regenwasser zum Durchfließen des Kanals gebraucht, so tritt keine Verzögerung mehr ein. Aber auch dann kann die Abflußmenge in der Leitung vermindert werden, weil starke Regen nur strichweise auftreten, mithin ungleiche Dichte haben. Dieser verschiedenen Regendichtigkeit wird    Rechnung    getragen    durch den von

Professor Frühling aufgestellten Regendichtigkeitskoeffizienten

x = i - 0,005 V"i,

wenn 1 die Länge des Kanals in Metern bedeutet?)

Man erhält für:

1 = 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1500 2000 2500 m l = 0,95 0,93 0,91 0,90 0,89 0,88 0,87 0,86 0,85 0,84 0,81 0,78 0,75.

e)    Reduktionskoeffizient von Bürkli-Ziegler. Strichregen und Verzögerung sollen durch nachstehenden Koeffizient zum Ausdruck kommen:

statt

xy

yz

zr

(69)

VF

(70)

wenn F die Entwässerungsfläche in Hektar bezeichnet. Es wird n = 4 bei schwacher Neigung des»Geländes,

5 „ mittlerer „    „    „

n = 6 „ starker „    „    .

*) Handbuch der Ingenieur-Wissenschaften III. Teil, 4. Band, S. 24.

Weil die Verzögerung mehr von der Länge 1 des vom Wasser zurückgelegten Weges, von F also nur insoweit abhängt, als 1 eine Funktion von F darstellt, so ist diese Faustwurzel nicht durchweg zuverlässig. Professor Weyrauch nennt fi geradezu den berüchtigten Verzögerungskoeffizienten. Die Regel wird aber noch öfters angewandt; meist wird aber der berechnete Wert für fi erhöht, um sicher zu gehen, daß die Leitung das Wasser faßt.

t) Die Regenabflußmenge Q,, welche für die Berechnung der Kanäle maßgebend ist, findet man demnach nach c unter Beachtung der Regendauer, nach d unter Beachtung der ungleichen Regendichte, nach e mit Hilfe eines Koeffizienten.

Es ist

(71)

Qi = yA. Qz = <f fi Q₂.

Beispiel: Welche Regenwassermenge hat in Mainz ein Kanal von 400 m Länge in einer Sekunde abzuführen, wenn y zu 0,7 und /i zu 0,87 angenommen wird?

Es ist nach Frühling:

Qt = 0,7.0,9.111 = 69,9 sl,

nach Bürkli-Ziegler:

Qx= 0,7.0,87.111 = 67,6 sl.

§ 122. Beschaffenheit des Kanalwassers.

Nach der Beschaffenheit des Kanalwassers richtet sich mehr oder weniger der Grad der Verunreinigung, welche ein als Vorfluter dienender Wasserlauf durch das Kanalwasser erleidet, und auch die Kanalwasserreinigung. Nach König, „Die Verunreinigung der Gewässer" enthalten im Durchschnitt 100 1 Kanalwasser in Städten

,, 81 „

mit Spülabtritten 82 g Schwebestoffe und 83 g gelöste Stoffe, ohne Spülabtritte 93 „

Nach Alex. Müller kommen durchschnittlich auf 100 1 Abwasser 10 g Gesamtstickstoff, 4 g Kali, 15 g kohlensaures Kali, 3—4 g Phosphor-säure und 20—25 g Kochsalz. Die Bedeutung dieser Zahlen wird anschaulicher, wenn man sie für eine größere Bewohnerzahl ermittelt. Eine Stadt von 10000 Einwohnern liefert jährlich (ohne den Regenabfluß) etwa 350000 cbm Kanalwasser, in denen 35000 kg Stickstoff und 10000 kg Phosphorsäure enthalten sind, die in vielen Fällen für die Düngung der Nutzpflanzen verloren gehen.

Neben der chemischen Zusammensetzung ist auch die bakteriologische Beschaffenheit des Abwassers von Bedeutung. Hier kommt die Zuführung

der Abtrittstoffe viel mehr zur Geltung, weil diese einen sehr hohen Gehalt an Keimen besitzen (mehrere Millionen in 1 g). Wenn auch noch nicht völlig klargestellt ist, ob das Kanalwasser die Entwickelung solcher Keime günstig oder ungünstig beeinflußt, so ist doch sicher, daß die Ab-ivässer bei der Schwemmkanalisation gefahrbringend wirken können, wenn sie, namentlich zur Zeit von Seuchen, ohne weitere Behandlung in öffentliche Wasserläufe eingeführt werden.

Auch gewerbliche Anlagen verschlechtern oft das Kanalwasser, namentlich Bleichereien, Gerbereien, Holzstofffabriken, Leim- und Seifen-sabriken, Schlachthöfe, Tapetenfabriken, Wäschereien, Zuckerfabriken.

Der Gehalt an Schwebestoffen richtet sich im wesentlichen nach der Abflußgeschwindigkeit. Ist diese groß, so fließen noch Beimengungen als Schwebestoff weiter, welche sich sonst als Sinkstoffe ablagern würden und dann ausgeräumt oder fortgespült werden müßten. Das Regenwasser wirkt nicht immer verdünnend. Beim Platzregen werden die auf den Straßen und in den Höfen lagernden Schmutzstoffe aufgelockert und dem Kanalwasser zugeführt, so daß das Kanalwasser bald nach Beginn eines Platzregens schinutziger zu sein pflegt, als sich aus dem Grade der Verdünnung ergeben müßte. Bei länger dauerndem Regen klärt sich das Wasser, zuerst an den Einlaufstellen, schließlich aber auch am Kanalauslauf.

Über den Einfluß des Kanalwassers auf die Kanalwandungen wird in § 124, über die Reinigung des Kanalwassers wird in § 140 Näheres angegeben.

IV. Kanäle.

§ 123. Form und Größe.

Die Form und Größe eines Kanals weiden im wesentlichen bedingt durch die abzuführenden Wassermengen, durch die verfügbare Breite und Höhe, durch den Baustoff, aus dem der Kanal gebildet werden soll, und durch die Wirtschaftlichkeit der Leitung.

1. Form der Durchflußöffnung. Während die Größe der Öffnung besonders von der größten abzuführenden Wassermenge abhängt, richtet sich die Form inehr nach der kleinsten Wassermenge oder dem „Trocken-wetterabfluß". Die Kanäle sollen die größte Wassermenge fassen können, sie sollen dabei aber eine solche Form haben, daß sie sich leicht reinspülen. Die im Wasser enthaltenen Schwebestoffe sollen nicht im Kanäle niedergeschlagen, sie sollen weitergeführt werden. Auch bei niedrigem Wasserstand muß eine geivifse Schwimintiefe und Geschwindigkeit vorhanden sein. Dieser Bedingung entsprechen in erster Linie die Eiprofile mit ihrem kleinen

Sohlenhalbmesser, sodann die Kreisprofile, während rechteckige Profile lnerfür dann ganz ungeeignet sind, wenn sie inehr breit als hoch sind, oder wenn das Niedrigwasser in ihnen in breiter und dünner Schicht zum Abfluß gelangt. Größere Kanäle erhalten mitunter besondere Schmutzwasserrinnen, über welchen sich der Flutraum für Regentvasser befindet (Doppelprofile, Fig. 159). Ein Kanal heißt überhöht, wenn er höher als breit, er heißt gedrückt, wenn er breiter als hoch ist. Gebräuchliche Profile zeigen die Fig. 160—168.

In engen Straßen sind stark überhöhte Profile zu wählen. Bei sehr ungünstigen Bodenverhältnissen, auch dann wenn der Wasserstand niedrig gehalten werden muß, oder wenn es an Konstruktionshöhe fehlt, kommen gedrückte Profile in Anwendung, ebenso für Notauslässe. Haubenprofile (Fig. 167) werden nur für die Beförderung großer Wassermengen, insbesondere zur Aufnahme von Stadtbächen angewandt.

Das Verhältnis des Kanalprofiles zum Baustoff wird in dem Abschnitt „Bauart der Kanäle" näher angegeben.

Wirtschaftlich ist dasjenige Profil das günstigste, das gestattet, mit den geringsten Kosten das meiste Wasser abzuführen. Es ist dieses im allgemeinen die Profilform, die auf die Einheit Umfang die größte Abflußmenge aufweist, bei der

(72)

Fig. 159. Doppelprosil.

am größten wird, wenn W die Wirtschaftlichkeit des Profils, Q die Wassermenge und P den benetzten Umfang bezeichnet. Von allen Querschnitten hat der Kreis das größte W. Die Wirtschaftlichkeit eines Profils ist jedoch nicht nur abhängig von Q: P, sondern bei größeren Abmessungen auch von der äußeren Breite des Kanals. Sobald der äußere Durchmesser über die Mindestbreite des Kanalgrabens hinausgeht (0,80 m), kommen auch die Erdarbeiten in Betracht. Je größer die Breite, je größer der Erdaushub. Die wirtschaftlichsten kreis- und eiförmigen Betonrolire werden später nachgewiesen.

2. Größe der Durchflußöffnnng. Es ist:

Q = Fv

und nach Eytelwein:

v = k V R V J ,

wenn Q die Wassermenge in Sekundenkubikmetern, F den Leitungsquerschnitt in Quadratmetern,

v die Geschwindigkeit in Sekundenmetern (s/iii), J das Gefällverhältnis der Wasserspiegellinie,

Wasserquerschnitt in Quadratmetern

benetzten Umfang in Metern

R den hydraulischen Radius =?

k einen Koeffizient bezeichnet. Setzt man: so wird:

(74)

Q = qVJ •

Nach der abgekürzten Kutterschen Formel ist:

(75)

k= ¹⁰⁰ Vr_

in + y R

Mit Rücksicht auf die in Kanalisationsleitungen sich bildende Sielhaut kann m — 0,35 gesetzt werden, ganz gleichgültig, ob es sich um Tonrohre, Beton- oder Klinkerkanäle handelt. *) Zur Erleichterung der Rechnung dienen die Tabellen 53 und 54, welche sich auf vorstehende Formeln gründen.

Tabelle 53.

0,25

0,20

0,15

0,10

0,09

0,08

0,07

0,06

0,05

0,045

0,04

VT

vj

VT

VT

VT

0,500

0,447

0,387

0,316

0,300

0,283

0,265

0,245

0,224

0,212

0,200

0,039

0,038

0,037

0,036

0,035

0,034

0,033

0,032

0,031

0,030

0,029

0,197

0,195

0,192

0,190

0,187

0,184

0,182

0,179

0,176

0,173

0,170

0,028

0,027

0,026

0,025

0,024

0,023

0,022

0,021

0,020

0,019

0,0.8

0,167

0,164

0,161

0,158

0,155

0,152

0,149

0,145

0,141

0,138

0,134

0,017

0,016

0,015

0,014

0,013

0,012

0,011

0,010

0,009

0,008

0,007

0,130

0,126

0,122

0,118

0,114

0,110

0,105

0,100

0,095

0,089

0,084

0,006

0,005

0,004

0,003

0,002/

0,001

0,0008

0,0006

0,0004

0,0003

0,0002

0,077 0,071 0,063 0,055 0,045 0,032 _ 0,028 0,024 0,020 0,017 0,014

20

¹) Vergl. „Hütte" III, S. 244 (20. Ausl.). Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I. Band.

K r e i s f o r m (Fig. 160)

Eiform (Fig. 161)

Tabelle 54.

<?] I«SN>

O O iO O iO o h H (M 01 CO CO ^

o" o" o" o" o" o" o"

00 L>-

r- o 1-1

O-fCO^O-

00000 0" o"    o"    o"    o"    o"    o"

04    r-    i-H    iO    1—4    02

I ’-H    04    »O    CO    CO    00

> ^ p p p p p p "o fc "co -O "02 "o» "4^ ©ooooooa»

2,59

3,49

5,78

8,75

12,6

17,3

23,1

Z8.0

^<!050'Wt0r‘M OOGOWOGCGOCDOi A 04 05 W Oi W C5 CO

o o p p p p p "4^ "oj "00 "co "co V*-o cn o cn o a« o

iO ^ 05 04 05 ^ CO^ CO_ TH_ 0_

cs cf r-T oT co"

O CD CD 04 H h

rH 04 ^ t> O ^ CO

o" cf o" o" o" o" o"

lO o o o o o o

^ lO CO t> CO 05 O

o" o" o" o" o" o" r-T

co »o

CO CO irf of

04

cs co" l>"

H 04 04 CO

CO CO ^ Tf CO (M O CO CO H CD CO CO lO 04 04 iQ [> <J5 r-l

o" o" o" o" cf cf r-T

Es ist d = Durchmesser (Kämpferweite) in m und F — Kanal-querschnitt in qm.

Beispiel: Wie viel Wasser kann ein kreisförmiger Kanal von 50 cm Lichtweite bei einem Gefälle J — 0,01 führen und welche Geschwindigkeit hat das Wasser?

Es ist die Wassermenge

Q = q x J — 3,49.0,1 = 0,349 s/cbm

und die Geschwindigkeit

Q _ 0,349 F 0,196

Beispiel: Welches Profil erhält ein eiförmiger Kanal, der bei 0,012 Gefälle 0,9 s/cbm Wasser führen soll?

Es ist:

= 1,78 s/m.

Q 0,9 = 8,181.

0,110

Gewählt ist ein Kanal mit einer Kämpferweite d — 0,60 und einem q = 9,35.

Beispiel: Welches Profil erhält ein kreisförmiger oder eiförmiger Kanal, der bei gleichbleibendem Gefälle das Wasser von zwei kreisförmigen Kanälen von je 0,40 m und 0,50 m Durchmesser aufnehmen soll?

Es ist:

für 40 cm Durchmesser q = 1,89 „ 50 „

q = 3,49

zusammen: q = 5,38

Dem entspricht

ein kreisförmiger Kanal mit d = 0,60 m und q — 5,78 „ eiförmiger

„ d — 0,50 m und q — 5,68.

Für teilweise gefüllte Kanäle findet man die Wassermenge und Geschwindigkeit aus nachstehender Tabelle, in der d den Durchmesser = 2 r bedeutet.

Tabelle 55.

Füllhöhe

Eiform (Fig. 161)

Kreisform (Fig. 160)

0,1 d

0,008

0,32

0,2 d

0,03

0,48

0,3 d

0,07

0,61

0,019

m'

0,35

0,58

0,75

0,4 d

0,13

0,71

0,33

0,89

0,5 d

0,20

0,79

0,50

1,00

0,6 d

0,28

0,86

0,68

1,08

0,7 d

0,37

0,92

0,85

1,14

0,8 d

0,47

0,98

1,00

1,17

0,9 d

0,58

1,02

1,09

1,15

1,0 d

0,70

1,06

1,00

1,00

1,5 d

0,92

1,1 d

1,2 d

1,3 d

1,4 d

0,81

1,02

1,06

1,00

1,09

1,11

1,11

1,10

1,00

Beispiel: Ein kreisförmiger Kanal von 0,60 m Weite führt bei ganzer Füllung 0,9 cbm Wasser in einer Sekunde bei 3,2 m Geschwindigkeit. Wie groß werden Q und v, wenn der Kanal 0,06 m hoch gefüllt ist?

Es ist die Füllhöhe:

h _ 0,06

0,60

= 0,1 <1,

demnach:

Q = 0,019.0,9 = 0,017 s/cbm, v = 0,35.3,2 = 1,12 s/m.

Verschiedene gebräuchliche Kanalprofile sind in den Fig. 160 bis 168 dargestellt. F. W. Büsing hat diese Profile in bezug auf ihre Wasserführung und Wassergeschwindigkeit für die verschiedenen Füllungsgrade untersucht und das Ergebnis in seinem Werk „Die Städtereinigung" in Tabellen zusammengestellt. Einen Vergleich der einzelnen Profile miteinander hat Stadtbauinspektor A. Jöhrens in der Zeitschrift für Archi-

20*

tektur und Jngenieurwesen, Heft 3, Jahrg. 1902 veröffentlicht. Nach diesem ist:

für das Profil

der Querschnitt

Fig- 160

x — 3,U16

Fig. 163 x = 3,981

Fig- 161 x = 4,594

Fig. 162 x - 5,394

Fig. 165 x = 2,662

Fig- 164 x = 4,820

Fig- 167 x = 1,936

Fig- 166 x = 3,388

Fig. 168 x = 2,936

F = |<),02942 - j ¹-3 F = |o,0298 -j=J l’3Z

F= 0,0302

x/J

1,3*

e=(⁰'⁰³⁰⁶7t)

1,33

ft

X-

<- AVA

X if*

AsATl

-y r

i-f

-x

Fig. 160. Kreisform.

Fig. 161. Eiform.

Fig. 162.

7*

' ! / 'X ,

,' \2SS6 r

X \    X '

' V\

»'s*

!z>

1,707 r

r.

.nZ

-V-

Fig. 163.

Fig. 164.

Fig. 165.

/>

V.

vr

i-

r = V4-

(76)

(77)

Die Profile sind nach der Kutterschen Formel:

, _ loo Vr

V _ 0,3 + Vß

berechnet worden; Z der Reibungskoeffizient k ist bei allen ziemlich derselbe, deshalb führen auch gleichgroße Profile annähernd gleichgroße Wassermengen.

Beispiel: Wie groß wird r bei dem in Fig. 168 dargestellten Profil, wenn Q = 1 s/cbm und J — 0,01 ist?

Es ist:

v/J 0,1

rv =10,

demnach:

F = (0,0302.10) w, log. 0,302 = 0,48001 - 1,

ll,60903 -1

(0,48001 - 1) ~

F = 0,4065,

r = V- = V⁰s⁴⁰⁶# = 0,37 m.

V x V 2,936    '

§ 124. Bauart der Kanäle.

1. Beschreibung der Kanäle. Je nach dem Baustoff und der Herstellungsweise unterscheidet man Ton- und Steinzeugrohre, Kanäle aus Beton, aus Eisenbeton, aus Mauerwerk, aus verschiedenen Baustoffen (säurebeständige Kanäle) und aus Eisen.

a) Ton- und Steinzeugrohre. Die Tonrohre, welche zur Kanalisation verwendet werden, sind wie Ziegel aus Ton gebrannt und stets glasiert. Springt die Glasur ab, oder wird sie durch die Geschiebe der Abwässer, durch Sand usw. abgerieben, so lassen die porösen Rohrwandungen Wasser durch, das Kanalwasser diffundiert mit dem Grundwasser und kann letzteres verderben.

Steinzeugrohre (Fig. 169) verhalten sich zu den Tonrohren wie Klinker zu den gewöhnlichen Ziegelsteinen. Sie haben einen dichten ge

*) Tabelle 54 ist nach der Formel k entsprechend berechnet worden.

loo V'b

0,35 +Vß

den Angaben der „Hütte"

sinterten Bruch und nehmen wenig Wasser auf. Steinzeugrohre sind meist mit einer Salzglasur versehen; sie sind höchst säurebeständig, undurchlässig und besitzen eine große Druckfestigkeit. Die Rohre werden in

Fig. 170. Abzweig.

Fig. 169. Gerades Steinzeugrohr.

Weiten von 50—1000 mm hergestellt; ihr Querschnitt ist meist kreisförmig, mitunter auch eiförmig oder elliptisch gestaltet. In der Regel kommt der Kreisquerschnitt zur Anwendung, weil die Steinzeugrohre sich

W:>

9o#

\t,

to'

WM

M,

Mg. 172. Knierohre.

Mg. 171. Bogenrohre.

beim Brennen öfters ziehen, ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt aber fast immer so verlegt werden kann, daß die Kanalsohle eben bleibt. Die Wandstärke der Rohre schwankt zwischen 13 und 52 mm; sie ist an-

SSL

Fig. 174. Siphon.

Fig. 173. Übergangsrohr.

nähernd d: 20 + 10 mm, wenn d den Durchmesser in Millimetern bedeutet. Rohre von 100—650 mm Durchmesser erhalten ineist eine Länge von 1,0 m, solche von größerem Durchmesser eine Länge von 0,75 in.

Außer den geraden prismatischen Steinzeugrohren kommen noch in Anwendung: Abzweigungen, Bogenrohre, Knierohre, Übergangsrohre und

b)    Kanäle aus Beton. Kanäle bis etwa 1 m Lichtweite mit kreis- oder eiförmigem Querschnitt werden meist aus einzelnen Zementröhren zusammengesetzt. Für größere Kanäle würden solche Rohre zu schwer; größere Kanäle werden daher aus mehreren Rührstücken zusammengesetzt oder in der Baugrube mit Hilfe entsprechender Schalungen betoniert. Über die Zementrohre ist in § 18 Näheres angegeben. Das Betonieren in der Baugrube ist für die Herstellung großer Kanäle am bequemsten; es hat aber den Nachteil, daß der fertig gestampfte Kanal lange Zeit zu seiner Erhärtung bedarf und daher mehrere Wochen stehen muß, bevor er dem Verkehr übergeben werden kann. Dieses erfordert einmal viel Schalung und zum anderen hemmt es den Verkehr. Der in die Baugrube einzustampfende Beton muß nicht allein die erforderliche Tragfähigkeit erlangen, er muß auch möglichst wasserdicht sein (§ 17). In Wien hat man in neuerer Zeit für solchen Beton ein Mischungsverhältnis 1:3:3 gewählt. Nach der Ausrüstung wird die Innenseite des Kanals noch mit einer etwa 2 cm starken Putzschicht aus Zementmörtel (1:2) versehen, um die Wasserdichtigkeit zu erhöhen.

Siphons oder Geruchverschlüsse, wie sie in den Fig. 170—174 dargestellt sind.

c)    Kanäle aus Eisenbeton. Auch hier kann man wieder unterscheiden zwischen Kanälen, die durch Aneinanderreihen einzelner Röhren entstehen, und solchen, die in der Baugrube aus Beton und Eisen aufgebaut werden.

Betonrvhre mit Eiseneinlage können bis 2,0 m Weite fabriksmäßig hergestellt werden, ohne daß ihr Gewicht übermäßig groß wird. Weil das Rohr sowohl in der Längs- wie in der Querrichtung Biegungsspannungen erleiden kann, so müssen die Eiseneinlagen sowohl in der Längsrichtung als auch in Umwickelungen vorhanden sein. Wir unterscheiden verschiedene Arten. Bei den Monierröhren wird ein Eisengeflecht eingebettet; bei den Zisselröhren werden die inneren Längenstäbe mit den äußeren Umwickelungen nicht verbunden, sondern durch eine Zwischenlage Beton getrennt. Bei dem Möllerschen Rohre nähert sich die Umwickelung unten und oben der inneren und links und rechts der äußeren Kanalwand. Das Rohr wird hierdurch gegen lotrechte Außendrücke besonders widerstandsfähig.

Größere Kanäle aus Eisenbeton erhalten oft die Form eines Gewölbes mit verlorenen Widerlagern. Die aus Beton herzustellende Kanalsohle wird meist mit einer besonderen Schmntzwasserrinne versehen. Namentlich bei allen Kanälen mit geringer Bauhöhe läßt sich der Eisenbeton mit Vorteil zu der tragenden Decke verwenden, die dann manchmal so gestaltet wird, daß die Kanallviderlager nur lotrechte Lasten aufzunehmen haben.

d)    Gemauerte Kanäle werden meist aus Klinkern, selten aus Bruchstein hergestellt. Backsteine sind im allgemeinen wasserdurchlässig. Es dürfen daher zum Kanalbau nur Ziegel mit möglichst dichter und sonst guter Beschaffenheit verwendet werden, die eine glatte Sichtfläche besitzen und bis zur Sinterung gebrannt sind (Klinker). Weil aber die meiste Zeit in den Kanälen nur der Trockenwetterabfluß stattfindet, bei dem die Druckhöhe gering ist, so wird ein merkliches Durchsickern des Kanalwassers durch die Kanalwand in den Untergrund kaum zu fürchten sein. Dies wird namentlich dann zutreffen, wenn man das Mauerwerk größerer Kanäle in konzentrischen Ringen ausführt, zwischen denen eine durchgehende Schicht aus Zementmörtel angebracht wird, ferner zum Vermauern guten Zement- oder Traßmörtel verwendet und die Innenfläche des Kanals sorgfältig ausfugt. Für die gewölbten Teile des Kanals benutzt man meist Normalsteine und einzelne Keilsteine.

e)    Kanäle aus verschiedenen Baustoffen (säurebeständige Kanäle). Bei großen Kanälen werden manchmal Widerlager, Decke und Schmutzwasserrinne aus Beton, die übrigen Teile aus Klinkern hergestellt. Kleine Kanäle, namentlich die mit eiförmigem Querschnitt, erhalten dagegen oft eine Sohle aus Beton oder Steinzeug, während der übrige Teil aus Mauerwerk gebildet wird. Mitunter wird auch nur der untere Teil der Kanalöffnung mit einem anderen Baustoff ausgekleidet; es geschieht dieses, um die Kanalwandungen gegen die Angriffe der säurehaltigen Kanalwasser zu schützen.

Säurebeständige Kanäle. Vom gewöhnlichen Hauswasser werden Betonkanäle nicht angegriffen; zerstörend wirken namentlich Salz-, Salpeter-und Essigsäure, weniger Milch-, Gerb- und Ölsäure. Haben die Kanalwasser einen Säuregehalt von mehr als ¹/₁₂ °/₀, so muß Zementbeton vor dessen Angriffen geschützt werden. Eine Auskleidung der Brauchwasserrinne mit Asphalt hat sich nicht bewährt, ein Anstrich der von den sauren Abwässern benetzten Flächen mit Goudron oder Teerasphalt schützt nur so lange, wie er durch die reibende Wirkung nicht beschädigt oder beseitigt ist. Den besten Schutz gegen Säure gewährt eine Sohle aus Steinzeug (Fig. 175), oder eine Auskleidung des Betonkanals mit Steinzeugplatten (Knauffsche Platten).

f)    Eisenrohre werden in der Kanalisation nur dort angewandt, wo die Rohre einem starken inneren oder äußeren Druck zu widerstehen haben, namentlich bei Dücker- und Heberanlagen, bei Puinpwerken, unter Gleisanlagen usw. Es kommen sowohl gußeiserne Muffenrohre, wie auch

geschweißte schmiedeeiserne Rohre zur Verwendung. Über diese Rohre ist in § 34 Näheres angegeben.

2. Wahl der Bauart. Für die Wahl sind besonders bestimmend die Baustelle, das Kanalwasser und die Wirtschaftlichkeit der Anlage.

Einfluß der Baustelle. In engen Straßen müssen schmale, stark überhöhte Profile zur Anwendung kommen, bei sehr ungünstigen Bodenverhältnissen breite, gedrückte Profile. Durch die breite Grundfläche lvird der Druck auf eine größere Breite verteilt, der Kanal mithin standsicherer. In den Straßen mit starkem Verkehr können Kanäle nicht in der Baugrube aus Beton gestampft lverden, weil der Beton zuviel Zeit zu seiner Erhärtung erfordert. Hier müssen die Kanäle gemauert oder aus einzelnen großen Stücken zusammengesetzt werden.

Mb

ßr

V<

I / fki

mro

fl

d-i

Fig. 175# Rohr mit Steinzeugplatlen.

Einfluß des Kanalwassers. Das Kanalprofil wird mehr durch die Menge, der Baustoff des Kanals durch die Beschaffenheit des Kanalwassers bedingt. Die Größe des Profils richtet sich nach der größten Wassermenge, die Form nach dem Trockenwetterabffuß. Der Kanal soll die größte Wassermenge fassen und er soll bei niedrigstem Wasserstande nicht verschlammen. Hat der Kanal bei Trockenwetter nur das Brauchwasser abzuführen, so muß dieses in einer schmalen Rinne zusammengehalten werden, damit die Geschwindigkeit und Schwimmtiefe genügend groß bleiben. Man wählt bei kleinen Weiten kreisförmige, bei mittleren eiförmige, bei großen Doppel-Profile, das sind Profile mit besonderer Schmutzwasserrinne. Dient der Kanal gleichzeitig zur Aufnahme von Stadtbächen, wird er also bei Trockenwetter vom Bach- und Brauchwasser durchflossen, so wählt man Profile mit breiter Sohle, sog. Haubenprofile (Fig. 167). Auch dann, wenn der Wasserstand niedrig gehalten werden muß, wird man mehr breite als hohe Profile tvählen.

Die Beschaffenheit, namentlich der Säuregehalt des Kanalwassers hat Einfluß auf die Wahl des Baustoffs. Gegen zu warme Abwässer oder gegen solche Abwässer, die verhältnismäßig stark mit Säure vermischt sind, bietet Zement nicht genügende Sicherheit. Zementrohre können durch die Einwirkung solcher Wässer im Laufe der Zeit zerstört werden; für solche Abwässer verwendet man besser „säurebeständige Rohre" (§ 124, le).

Die Einwirkung der Säure, wie auch der Einfluß der erhöhten Wassertemperatur wird iin allgemeinen nur unmittelbar nach dem Eintritt in den Kanal schädlich wirken. Die schädlichen Einflüsse werden beseitigt oder wenigstens stark abgeschwächt, wenn eine entsprechende Verdünnung der säurehaltigen oder zu warmen Abwässer mit Kanalwasser normaler Beschaffenheit erfolgt. Daher werden oft nur die Anfangsstrecken der Kanäle (Kanäle von 20—35 cm Durchmesser) aus Steinzeug hergestellt und für alle weiteren Kanäle Zementrohre gelvählt, die dann nach Bediirfnis mit Steinzeugplatten ausgekleidet werden können oder deren Sohlen aus Steinzeug gebildet werden.

Wirtschaftlichkeit.*) Wirtschaftlich ist dasjenige Profil das günstigste, das auf die Preiseinheit die größte Wassermenge abführt. Bezeichnet Q die sekundliche Wassermenge und k die Kosten für 1 m Kanal, so wird die Wirtschaftlichkeit:

(78)

W =

Der Preis für eine Kanalleitung setzt sich zusammen aus dem Preis für den eigentlichen Kanal oder die Kanalrohre, dem Preis für die Erdarbeit und für das Verlegen der Rohre. Es ist:

(79)

k = kt + k₂ + ft k₃,

wenn k, die Kosten für 1 m Rohr, k₂ die Kosten für das Verlegen von 1 in Rohr und k₈ die Kosten für 1 m Kanalgraben bedeutet, u ist ein von der Breite des Kanals abhängiger Beiwert. Die Mindestbreite des Kanalgrabens ist 0,80 m, sobald aber der äußere Durchmesser des Rohres eine gewisse Grenze erreicht, muß der Kanalgraben erweitert werden, die Kosten 1. k₃ erhöhen sich auf k₃. Das wirtschaftlichste Profil erhält man demnach, wenn

•Q

(80)

ki + k₃ + [i k₃

am größten wird. Für die kreis- und eiförmigen Zementrohre läßt sich das wirtschaftlichste Profil mit Hilfe der nachstehenden Tabelle finden.

*) Abhandlung des Verfassers in der Zeitschrift für Transportwesen und Straßenbau 1910, S. 475.

Tabelle 56.

Durch

messer

Kreisform

Eisorm

Kanalgraben

ki

„*-*• o p p p p p p p p "o 'cd "gc V] '02 b» b* b. bc bs OOOOOOüxOO'O

0,85

3,30

1,39    4,90

1,31

4,00

2,12

6,00

3,09

7,40

5,78

8,75

WWOCsiQOGCOOOO

OCM-v]^QCOOO

V "o "o "o

In dieser Tabelle bedeutet q den in Formel 74 angegebenen Vergleichswert und b die Breite des Kanalgrabens in Metern.

Beispiel: Die Wirtschaftlichkeit eines 0,7 m weiten eiförmigen und eines gleichwertigen kreisförmigen Zementrohres sind miteinander zu vergleichen. Es betragen die Kosten für das Verlegen von 1 m Rohr = 7,0 M. und für 1 m Kanalgraben von 0,8 m Breite = 10,0 M.

Bei einem 0,7 m weiten eiförmigen Rohr ist q = 14,2 und bei einem 0,9 m weiten kreisförmigen Rohr ist q = 17,8; beide sind gleichwertig. Es ist für das eiförmige Rohr:

- Q = 0,0247 Q

18,5 + 7,0+1,5.10,0 und für das kreisförmige Rohr:

W =

• Q - 0,0238 Q.

16,0 + 7,0 + 1,9.10,0 Folglich ist das Rohr mit eiförmigem Querschnitt das wirtschaftlichste.

§125. Tiefenlage und Gefällveryältnisse der Kanäle.

1. Tiefenlage. Mischkanäle, sowie die Brauchwafserleitungen sind so tief zu legen, daß auch die Keller in dieselben frei entwässern können. Die Regenwasserkanäle des Trennsystems können höher gelegt werden. Die Strecke der Hauptsammler, die nicht mehr zur Aufnahme der Abwässer, sondern lediglich zur Weiterführung derselben nach dem Vorfluter oder der Reinigungsanlage dienen, erhalten meist eine flachere Lage und können, wenn sie durch unbebaute Gebiete führen, oftmals sogar als offene Leitungen ausgeführt werden. Die Tiefenlage wird ferner

bedingt durch die Boden- und Grundwasserverhältnisse, durch die Hochwasserstände des Vorfluters und durch die gewählte Profilform der Kanäle, ferner durch den Verkehr, die vorhandenen Leitungsnetze und durch die Tiefenlage der Kellersohlen. Es soll die Entfernung des höchsten Wasserspiegels im Kanal bis zur Straßenkrone mindestens betragen: mit Rücksicht auf die Frostgefahr und den Druck der Wagenräder. .    .    .

etwa 1,20 m,

„    „    „    „ vorhandenen Gas- und

Wasserleitungen.... etwa 1,6—1,8 „

etwa 3,0 „.

„    „    „    „ Kellerentwässerung . .

Liegen einzelne Kellersohlen ausnahmsweise tiefer, so kann hierauf nicht Rücksicht genommen werden, weil sonst die Kanalisation wesentlich verteuert wird.

2. Gefällverhältnisse. Im großen und ganzen soll das Gefälle der Kanäle dem Straßengefälle gleichlaufen. Das Gefälle soll nicht zu groß sein. Starke Gefälle haben bei kleinen, mit unregelmäßigein Wasserzufluß versehenen Leitungen leicht die Folge, daß das Wasser vorauseilt, ohne die Sink- und Schwimmstoffe mitzunehmen, die trotz der vermehrten Stoßkraft des Wassers nicht immer mitgerissen werden, sondern zum Teil als Ablagerungen zurückbleiben. Auch kann der Fall eintreten, daß bei den durchströmenden Brauchwassermengen Wassertiefen (Schwimmtiefen) unter 2 cm entstehen, wobei gröbere Schwimmstoffe nicht mehr schwimmen können. Namentlich haben aber zu starke Gefälle den Nachteil, daß die vom Wasser mitgeführten Sandteilchen die Kanalwandungen und besonders die Kanalsohlen angreifen. Eine Geschwindigkeit des ständigen Wasserablaufes (Brauchwasser) über 2 m und bei nicht ständig laufenden größten Regenwassermengen über 4—5 m, in Ausnahmefällen bis 6 m sollte nicht überschritten werden.

Andrerseits soll das Gefälle aber auch nicht zu klein sein. Es sollte mindestens eine solche Größe haben, daß auch beim Trockenwetterabfluß eine Geschwindigkeit von wenigstens 0,6 m/s vorhanden ist, weil eine solche Geschwindigkeit erforderlich ist, um die im Kanalwasser mitgeführten Schwebestoffe fortzutragen. Diese Mindestgeschwindigkeit läßt sich aber nicht immer erreichen. Namentlich in den oberen Enden des Kanalnetzes ist die abfließende Wassermenge zeitweise so gering, daß es unmöglich ist, fortdauernd eine ausreichende Geschwindigkeit und nötige Schwimmtiefe zu erhalten; in den Nachtstunden kann sogar vollständiges Trockenlaufen eintreten. Demgemäß sind solche Gefälle als die günstigsten zu betrachten, welche die zur Fortbewegung der mitgeführten und zur Weiterspülung der abgelagerten Stoffe erforderliche Geschwindigkeit möglichst oft herbeiführen. Bei kleineren Profilen ist der verhältnismäßig größeren Reibung wegen ein größeres Gefälle nötig als bei Kanälen mit größerem Wasserquerschnitt. Für verschiedene Kanalgrößen sind die kleinsten und größten, sowie die günstigsten Gefälle in nachstehender Tabelle angegeben.

Tabelle 57.

KanakgefäLe.

Kanäle

kleinste

Gefälle

größte

günstigste

1: 100 1: 250 1: 500 1:1000 1:3000

1:10 1:15 1:25 1:50 1:75

1: 15 bis 1:

1: 30 bis 1:150 33 3 1: 50 bis 1: 200 1: 200 bis 1: 500 1: 300 bis 1: 750

Hauswasserkanäle.......

Straßenkanäle (0,25-0,30 m l. W.)

Sammler (0,30—0,60 m I. W.) . .

Hauptkanäle (0,60-1,0 m l. W.)    .

Stammkanäle (1,0—2,0 m l. W.)    .

Wo hiernach das Kanalgefälle dem Gefälle der Straße folgend zu klein wird, muß die Kanaltiefe allmählich vergrößert, wo das Kanalgefälle zu groß wird, müssen Abstürze eingebaut werden. Bei Hausentwässerungen bildet man die Abstürze durch senkrechte Fallrohre aus, bei Straßenkanälen als gekrümmte Gerinne in den Schächten, in den Hauptsammlern als Abtreppungen.

Sohlen- und Spiegelgefälle. Spricht man schlechtweg vom Gefälle eines Kanals, so versteht man darunter dasjenige der Sohle. Nach dem Sohlengefälle richtet sich die Geschwindigkeit des abfließenden Wassers bei niedrigem Wasserstande, demnach die Fortbewegung der vom Brauchwasser mitgeführten Sinkstoffe oder die Reinspülung des Kanals. Das Spiegelgefälle, das ist dasjenige Gefälle, welches sich im Wasserspiegel während eines Sturzregens bildet, ist bestimmend für die Größe des Kanalquerschnittes. Beide Gefälle sind oft verschieden, Sohle und Spiegel nicht gleichlaufend.

Sohlengefälle. Das kleinste Sohlengefälle kann aus vorstehender Tabelle entnommen werden. Soll bei der Einmündung von Nebenkanälen im Hauptkanal ein Rückstau (durch Vermehrung des Wassers) nicht entstehen, so muß dort ein Gefällabsatz angebracht oder die Sohle des Hauptkanals auf eine kurze Strecke mit stärkerem Gefäll versehen werden. Soll in dem Nebenkanale kein Rückstau eintreten, so muß der Hochwasserspiegel in beiden Kanälen die gleiche Höhe haben, die Scheitel des Haupt- und Nebenkanals müssen gleich hoch liegen. Dieses läßt sich jedoch nicht immer erreichen, der Nebenkanal muß oft tiefer angesetzt werden mit Rücksicht auf sein Gefälle. Stets soll aber der Nebenkanal so hoch liegen, daß bei Trockenwetterabfluß der Wasserspiegel im Nebenkanal etwas höher liegt als der im Hauptkanal.

Die Erweiterung des Hauptkanals geschieht am vorteilhaftesten an der Mündung eines Nebenkanals durch einen Gefällabsatz, mitunter auch durch einen Absatz in der Decke. Gefällabsätze vermeiden den Rückstau im Hauptkanal, vermindern aber das Sohlengefälle; bei Deckenabsätzen wird das Sohlengesälle größer, der Rückstau aber nicht verhindert. Beide Anordnungen kommen vor; welche von beiden anzuwenden ist, muß von Fall zu Fall entschieden werden.

Spiegelgefälle. Bei der Berechnung der Kanalquerschnitte wird man zunächst das Spiegelgefälle ermitteln aus der Höhenlage der zu entwässernden Keller und der Hochwasserspiegel des Vorfluters an den Notauslässen und der Mündung des Kanals und hierbei beachten, daß an allen Einmündungen und Brechpunkten der Wasserstand im Kanal um ein bestimmtes Maß unter Straßenpflaster bleibt. Alsdann kann die Berechnung nach folgender Tabelle ausgeführt werden.

Tabelle 58.

Kanaktaöekte.

Kanal

Höhen-

zahl

Größte Abflußmenge

Trockenwetter-

abfluß

Bezeichnung

Länge

Straßenkrone

Kanalsohle

Kanalweite

Spiegelordinate

Spiegelgesälle

B Füllhöhe JL Geschwindigkeit

«©

Sohlengefälle

B Füllhöhe ü Geschwindigkeit

B Breite des Rohrgrabens

2    3    4    5    6    7    8    9    10 11    12    13    14    15

Hauptkanal (1) 100

80,3 76,77

Hauptkanal (2) 100

79,3 75,77 79,3 75,88

0,70 800

77,3

76,3

1:100 0,53 2,63

1:100 0,07 0,78 1,20

Nebenkanal (3)    80

,3 74,88 ,3 75,94 78,5 75,05

CO OD

0,60 500

76,3

75,3

0,45 250

1:100 42 2,40    1:1000,050,71 1,10

76,3

75,5

1:100

0,45

1,80 5 1: 90 0,04 0,60 0,90

In der Tabelle bedeutet die Zahl:

„ Auslauf.

über dem Bruchstrich die Höhe am Einlauf, unter „

zu führen 800 sl oder

Für den Hauptkanal (1) findet man z. B. aus der Wassermenge Q und dem Spiegelgefälle (Spalte 6 und 8) mit Hilfe der Tabelle 54 die Kanalweite d — 0,70 m. Ein solcher Kanal kann bei 0,01 Gefälle 875 sl führen, bei einer Geschwindigkeit von 2,27 m. Der Kanal hat

- Q — 0,91 Q. Diesem Wert entspricht nach

800

875

Tabelle 55 eine Füllhöhe von 0,75 d (Zwischenwert). Mithin ist die Füllhöhe 0,75 . 0,70 = 0,53 m und die Geschwindigkeit 1,16 v = 1,16.2,27 — 2,63 m/s (Zwischenwert in Tabelle 55). Aus der Füllhöhe und der Spiegelordinate ergibt sich alsdann die Ordinate der Kanalsohle. Die Werte für die übrigen Kanäle findet man auf ähnliche Weise, ebenso die Werte für den Trockenwetterabfluß. Beim Trockenwetterabfluß berechnet sich das Gefälle ans den Ordinaten der Kanalsohle.

§ 126. Verlegen der Rohre.

Soll eine längere Leitung in dem Gefälle 1 : n verlegt werden, so kann man in 1 Meter Entfernung (Visierweite) zwei Latten quer über den Kanal befestigen derart, daß die Oberkante der einen Latte um 1: n höher liegt als die Oberkante der anderen Latte. Eine Parallele zu der Visnr über diese Latten muß ebenfalls das Gefälle 1: n haben, folglich auch die Kanalsohle, wenn sie parallel zur Visnrlinie verlegt wird. Man erreicht dieses dadurch, daß man am Anslauf ein Rohr (mit der Spitzmuffe kanalabwärts zeigend) verlegt, die Entfernung von Kanalsohle bis zur Visurlinie mißt und jedes weitere Rohr in derselben Entfernung von der Visurlinie verlegt.

Steinzeugrohre sollen mit Rücksicht auf die Verkehrslast in die Steinbahn eingebettet werden:

bei 100—150 mm Lichtweite mindestens 1,5 m tief,

2,2 „ „

co

Die Rohre sollen bei schlechtem, steinigem Erdreich in feinen Sand gebettet werden. Der eingefüllte Boden ist gehörig festzustampfen, damit der lockere Boden sich wieder mit dem festen Erdreich verbindet, wodurch sowohl der Einfluß des Erddrucks, als auch die Verkehrslast auf die Röhren erheblich abgeschwächt wird. Bei Tiefen von 5 m und darüber wirkt die Verkehrslast überhaupt nicht mehr. Bei einer Einbettung in Beton kann der Rücken des Rohres sich der Fahrbahnkrone bis etwa 0,30 m nähern.

Man dichtet Steinzeugrohre, indem man einen Teerstrick in die Muffe einführt und einstemmt, dann Ton dahinterstopft und zum Schluß die Dichtungsstelle durch einen Zementaufstrich säurefest und undurchlässig verkleidet. Besser noch ist es, die Muffe mit Asphaltkitt auszugießen. Der Asphaltkitt verbindet sich mit dem Steinzeug zu einem Körper, bleibt dabei aber derart elastisch, daß beim Senken der Rohrleitung keinerlei Undichtigkeiten in der Muffe entstehen. Man führt zu dem Zweck zuerst einen Teerstrick in die Dichtungsfuge, den man gut einstemmt, damit der flüssige Asphaltkitt nicht in das Innere des Kanals laufen kann. Alsdann wird ein dickes Tauende mit Ton bestrichen und so um das Rohr vor die Muffe gelegt, daß eben eine Gußöffnung bleibt. Der erwärmte Asphaltkitt wird eingegossen; nach dem Erkalten wird das Tauende entfernt; die Dichtung ist fertig.

Fig. 176. Rohre mit Asphaltrillendichtung.

Zu empfehlen ist auch die Asphaltrillendichtung von Bechtel und Biedendorf in Fritzlar (Fig. 176). An den beiden Stirnseiten eines jeden Rohres befindet sich eine Rille mit halbkreisförmigem oder dreieckigem Querschnitt, die sich gegen den Rohrboden, der größeren Wandstärke entsprechend, verbreitert. Die Stirnflächen selbst sind abgesetzt und verhindern so die lotrechte Bewegung der einzelnen Rohre bei der Versetzungsarbeit. Anr Scheitel der Rohrenden sind halbkreisförmige Öffnungen nach oben angebracht, die nach der Zusammenfügung der Rohre runde Löcher bilden. Die Verbindung und Dichtung des in der Baugrube verlegten Stranges erfolgt dadurch, daß in die runden Öffnungen am Scheitel heißer Asphalt eingegossen wird.

Zementrohre werden vorteilhaft nach den vom Deutschen Betonverein aufgestellten „Leitsätzen für die Ausführung von Zementrohrleitungen" verlegt. Nach diesen Leitsätzen soll die Baugrube so breit sein, daß auf jeder Seite des Rohrstranges ein freier.Raum von 15 bis 25 cm verbleibt. Ist der Baugrund nicht tragfähig, so wird eine tragfähige Bausohle durch Sand-, Kies-, Steinschüttung u. dergl. geschaffen.

Felsengrund soll ein ausgleichendes Sandbett, eine zu tief angelegte Baugrube, eine Aufschüttung von festgestampftem Kies oder Magerbeton erhalten.

Das Verlegen der Rohre soll an der tiefsten Stelle der Baugrube beginnen. Das gut gereinigte Rohr wird in die Baugrube versenkt, dann die Spitzmuffe des neu versenkten Rohres auf der oberen Hälfte, die Stumpfmuffe des bereits verlegten Rohres auf der unteren Hälfte mit Zementmörtel verstrichen, hierauf das Rohr nach Richtung und Gefälle festgelegt.

Beim Verfüllen der Baugrube soll auf beiden Seiten des Rohres gleichzeitig begonnen werden. Die Erde ist schichtenweise einzubringen und festzustampfen.

Fig. 177. Keilrohr.

Wenn Betonrohre nur eine geringe Überschüttung erhalten können, mithin einem einseitigen Druck durch die Fuhrwerke ausgesetzt sind, so kann man sie dadurch verstärken, daß man die Rohre in Beton einbettet. In zusammen-drückbarem Boden, wo das Rohr durch die aufgelagerten Erdschichten einem besonders starken Vertikaldrucke ausgesetzt ist, verwendet man vorteilhaft Keilrohre (Fig. 177). Das Keilrohr —

D. R.-G.-M. der Finna Hüser & Co. — durchdringt mit seiner scharfen Schneide die sinkenden Erdmassen und drängt sie zur Seite, >vo sie dann den seitlich lagernden Boden dichter pressen.

§ 127. Beseitigung des Grundwassers.

Am einfächsten geschieht die Ableitung des Grundwassers durch Sickerleitungen, welche man unter die Sohle des zukünftigen Kanals oder seitlich verlegt, und an den Mündungsstellen der Kanäle oder Notauslässe in den Vorfluter einführt. Bei massigem Wasserzudrange genügen gewöhnliche Drainrohre, welche mit möglichst sandsreiem Kies umhüllt werden. Demselben Zweck dienen auch hohle Sohlstücke aus Sleinzeug (Fig. 178), in welche das Grundwasser durch die seitwärts oder unten offen gelassenen Stoßfugen eintritt. Auch Sohlstücke aus Beton erhalten mitunter in der Längs- und Querrichtung Öffnungen zur Aufnahme und Fortführung des Grundwassers.

§ 128. Kanalverbindungen.

In welcher Höhenlage Nebenkanäle in die Hauptkanäle übergeführt werden sollen, ist in § 125 angegeben. An den Verbindungsstellen zweier

21

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. J. Band.

Sammelkanäle wird stets ein Einsteigeschacht eingebaut. Die Sohle des Einsteigeschachtes wird zweckmäßig mit Beton derart befestigt, daß der

Fig. 178. Sohlstein aus Steinzeug.

untere Teil der Rohrquerschnitte, etwa bis zur Rohrmitte oder bis zum Kämpfer in den Beton eingeschnitten wird. Es sollen niemals zwei Sammelkanäle unter einem rechten Winkel zusammenstoßen, weil sonst Ablagerungen an der Verbindungsstelle entstehen. Vielmehr müssen die Seitenrohre mit einem Bogen angeschlossen werden, dessen Halbmesser mit der Weite des Rohres »nächst. Bei kleineren Rohren genügt eine Krümmung der Rinne, welche in das Betonsnndament des Einsteigeschachtes eingeschnitten wird (Fig. 181).

Ji

PROFILVO/oso

ZWEIRIN6IG.

.1

C-j

Fig. 179. Kanal mit Einlässen.

Die Verbindung der Anschlnßleitnngen für Hausentwässernngen, Regenrohre uni) Straßeneinlässe mit den gemauerten oder ans einzelnen Formstücken zusammengesetzten Sammelkanälen erfolgt mittels stumpf abgeschnittener Steinzeugrohre oder besser mittels besonderer Einlaßstücke aus Steinzeug oder Zementbeton, welche den vorher ermittelten Stellen ein-

lllllt

Fig. 180. Kanal mit Einlässen.

gemauert oder eingeformt werden und so gestaltet sind, daß sie zugleich einen schräg gerichteten Einlauf des Wassers bewirken (Fig. 179 u. 180).

§ 129. Ducker und Heberleitungen.

Unterführungen unter Eisenbahnlinien, Wasserläufen usw. ztvingen manchmal die Kanäle !_|=fötmig zu führen, sie bilden dann einen Dücker. Seltener sind Heberleitungen im Kanalbau erforderlich.

Beim Dücker werden an beiden Enden Einsteigeschächte vorgesehen, von denen aus die etwa erforderlichen Reinigungsarbeiten vorgenommen werden. Der Einlausschacht erhält größere Abmessungen und einen Schlammfang, um die von dem Wasser mitgeführten Sinkstoffe möglichst vor dem Einlauf abzusetzen und von dem Dücker fernzuhalten. Von dem Schacht zweigt außerdem noch ein Notauslaß nach dem vorbeiziehenden Wasserlauf ab, einmal um den Dücker zu entlasten, zum andern aber, um bei einer etwaigen Ausbesserung oder Außerbetriebsetzung Vorflut für das Kanalwasser zu haben. Der Dücker erhält zu diesem Zwecke auch am Ein- und

21*

Auslauf eiserne Schieber, von denen der Schieber im Auslaufschacht so angebracht wird, daß der Dücker vom Schachte aus zugänglich bleibt, das Wasser aus der Vorflut aber von ihm ferngehalten werden kann.

Die Berechnung der Dücker erfolgt in ähnlicher Weise, wie die der Kanäle und Rohrleitungen; ihr Durchmesser ergibt sich aus dem zur Verfügung stehenden Gefälle und der abzuleitenden größten Wassermenge.

Nach Prof. Frühlings können zur Berechnung der Dücker die für die Berechnung der übrigen Kanäle angegebenen Forineln und Tabellen benutzt werden. Oft werden Dücker mit kreisrundem Querschnitt auch nach der Weiß b ach scheu Formel

(81)

V2 g h

V i + £o + S

berechnet. 2) Zur Erleichterung der Berechnung können alsdann die vom Ober-Landmesser Hürten aufgestellten „Kurventafeln zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit unter Druck liegender Bauwerke" dienen.

Die Heberleitungen gestatten eine Hebung des Wassers über die Gefällinie, und zwar bis zur Höhe H = 10 m — h, wenn H die Erhebung des Wassers über den Wasserspiegel tut Zuflußkanal und h das zur Bewegung des Wassers erforderliche Gefälle bezeichnet. Zur Sicherung des Betriebs setzt man H < 9 m — h.

Das Heberrohr muß so angeordnet werden, daß keine Luft in dasselbe eintreten kann. Aus diesem Grunde wird das Heberrohr am Einlauf möglichst tief in das Wasser eingesenkt und am Auslauf nach oben gekrümmt, damit es an beiden Enden stets durch das Wasser verschlossen bleibt. Um die in dem Abwasser befindliche Luft, welche sich an der höchsten Stelle im Heberrohr sammelt und nach einiger Zeit die Wirkung des Hebers aufheben würde, zu beseitigen, wird an dieser Stelle eine Entlüftungseinrichtung (Wasserstrahlpumpe, Luftpumpe usw.) angebracht. Auch die Heberleitungen müssen am Ein- und Auslauf besondere Einsteigeschächte erhalten, welche die Anlage zugänglich machen. Als Baustoff für Heberleitungen wird wie auch für viele Dücker oft Schmiedeeisen verwendet. Die Berechnung der Heberleitung ist in meiner „Hydraulik" S. 152 angegeben.

*) Handbuch der Jng.-Wissenschaften, III. Teil, 4. Band, S. 195.

²) Gamann, Hydraulik und ihre Anwendung in der Kulturtechnik, S. 26.

V. Bauwerke.

§ 130. Anlagen zur llntersuchung und Reinhaltung der Kanäle.

*K

rtf.

1. Einsteigeschächte. - Die Einsteigeschächte, in Berlin Einsteigebrunnen und in Mitteldeutschland auch wohl Schrote genannt, sollen die Leitung zugänglich machen. In nicht begehbaren Kanälen werden sie in 40—70 in Abstand und sonst überall da angeordnet, wo Kanäle miteinander verbunden werden, oder das Profil oder die Richtung wechselt.

>0

P:

■t)

Bei kleinen Kanälen werden die Schächte enger gestellt als bei großen. Die Schächte werden meist kreisförmig gestaltet; sie erhalten unten 0,8—1,0 m und oben etwa 0,70 m Durchmesser. Meist werden sie aus fertigen Betonformstücken (Schachtringen) aufgebaut (Fig. 181).

i';

SL

;o.

IM

Fig. 181. Einsteigeschacht.

Die Sohle wird gewöhnlich aus Stampfbeton gebildet. Die Leitungen werden rinnenartig durch den Schacht geführt. Bei Profiländerungen wird die Rinne kegelförmig, bei seitlich einmündenden Leitungen gekrümmt gestaltet; Absätze in der Sohle werden durch entsprechend stärkeres Gefälle ausgeglichen. Manchmal werden die Rinnen auch durch halbe Steinzeugrohre gebildet oder mit denselben ausgekleidet. Zum Besteigen der Schächte dienen Steigeisen, welche man in Deutschland fast ausschließlich aus Gußeisen herstellt (Fig. 182). Die Eisen werden zum Schutz gegen Rost mit einem Überzüge von Asphaltlack versehen und in zwei senkrechten, etwa 0,4 m von Mitte bis Mitte entfernten Reihen in etwa 0,30 m Höhenabstand eingesetzt.

In Straßenhöhe erhält der Schacht eine gußeiserne, quadratisch oder kreisförmig gestaltete Schachtabdeckung, bestehend aus Rahmen und Deckel. Die abhebbaren Deckel erhalten in der Regel Öffnungen zum Entweichen der Luft bei starken Regengüssen und auch zur Entlüftung des Kanalnetzes. Gewöhnlich werden die Deckel zwischen Rippen mit

Bei den begehbaren Kanälen werden die Einsteigeschächte ähnlich gestaltet. Bei engen Straßen und starkein Verkehr wird mitunter der Kanalzugang in den Bürgersteig verlegt. Alsdann wird der Einsteigeschacht senkrecht oder schräg bis annähernd Kanalsohle niedergeführt und dann Schacht und Kanal durch einen überwölbten Gang miteinander verbunden. Auf dem Bürgersteig genügen schwächere Schachtabdeckungen, die statt der Holzklötze Gußasphalt erhalten können.

Holzklötzen ausgekeilt, um ein Ausgleiten der Pferde zu verhüten (Fig. 183).

—-......Dl.......—

M I „

Will

£.VV

2. Lampenlöcher. Um an Schächten zu sparen, wechseln diese manchmal mit Lampenlöchern ab, welche in der Anlage billiger sind und zur Beobachtung des Abflußvorganges ausreichen. Nachdem der Deckel abgehoben ist, kann man hinunterschauen, oder man läßt eine Lampe hinab und beobachtet den Kanal vom nächsten Schachte aus unmittelbar oder mit Hilfe eines Spiegels. Meistens gibt schon die Art des Abflusses Aufschluß darüber, ob alles in Ordnung ist, oder ob eine Störung

MS

225 —

li

mK

r 85 .

Fig. 182. Steigeisen.

Fig. 183. Schachtabdeckungen.

besteht und ob deren Ursache sich oberhalb oder unterhalb des Lampenloches befindet. Man verwendet zu Lampenlöchern meist Rohre aus Steinzeug, Zement oder Eisen, selten aus Mauerwerk. Eine Abdeckung zeigt Fig. 184.

3. Lüftungsvorrichtimgen. Öffnungen zum Austritt der Kanalluft sind schon deshalb erforderlich, weil die Luft beim Eintritt eines Sturzregens aus dem Kanal entweichen muß. Zu einer gründlichen Entlüftung ist es notwendig, daß die Öffnungen vom Scheitel der Rohre aus abgehen. Als Entlüftungsrohr können die Einsteigeschächte und Lampenlöcher dienen; die Deckel dieser Bauwerke müssen zu dein Ende durchlocht werden. Mitunter werden auch besondere Entlüftungsrohre angebracht, welche man an geeigneten Punkten, z. B. öffentlichen Bedürfnisstellen, in Dachrinnen usw. münden läßt. Bei den Hausentwässerungen muß bei einer Schwemmkanalisation das Entlüftungsrohr gradlinig bis über das Dach geführt werden. Meistens wird ein Temperaturunterschied und somit auch ein Unterschied im Gewicht zwischen Kanalluft und der Außenluft vorhanden sein, der eine Luftströmung hervorruft.

4. Spülvorrichtungen. Auch an den mit guten Gefällen versehenen Kanälen reichen Geschwindigkeit und Schwimmtiefe nicht immer aus, um die Stoffe, welche in dem absatzweise zufließenden Brauchwasser enthalten sind, weiter zu führen; sie bleiben auf der Sohle liegen. Durch starke Regen werden diese Sinkstoffe allerdings infolge größerer Spülkraft des Wassers teilweise wieder entfernt, doch treten jene so selten auf, daß sich inzwischen die Ablagerungen festgesetzt haben und nur noch mit der Hand herauszubringen sind.

Fig. 184. Lampenlochdeckel.

Soll dieser Ubelstand vermieden werden, so muß der Kanal von Zeit zu Zeit künstlich gespült werden. Die Spülung hat zugleich die günstige Nebenwirknng, daß jedesmal eine bestimmte Menge Kanalluft nach außen gedrängt und durch reine Luft ersetzt wird.

a) Wirkungsweise. Die Spülung erfolgt in der Weise, daß man in das obere Ende der Kanäle so viel Wasser einläßt, daß eine starke Strömung entsteht. Die Anfangsgeschwindigkeit der Spülwelle findet man bei Stauschleusen annähernd aus der Formel

Vi-l'V, ₌ V2igh, +yr2gh₈ :

In dieser Formel bedeutet:

v = 2,2 (Vhi +Vh₂).

(82)

ht die Entfernung vom Stauspiegel bis zur Sohle der Schleusenöffnung, h₂ „ Stauhöhe oder den Unterschied zwischen Ober- und Unterwasserspiegel.

Ist z. B. hj — 1,0 m und h₂ — 0,64 in, so wird v — 3,96 m. Bei dem weiteren Fortschreiten der Welle, welche den Querschnitt kleiner Kanäle eine Strecke weit vollständig ausfüllen kann, wirkt die Reibung an den Kanalwandungen verzögernd, das Gefälle des Kanals dagegen beschleunigend ein; die Höhe der Welle nimmt infolge des auf der durch-

laufenen Strecke zurückgelassenen Wassers immer mehr ab; ebenso die Geschwindigkeit. Beträgt die Höhe der Welle noch 6—8 cm, ihre Geschwindigkeit noch etwa 0,9 m, so hört ihre Wirksamkeit aus. Die Abschwächung tritt um so früher ein, je kleiner man die Menge und die Stauhöhe des Spülwassers gewählt hatte, je weniger Gefälle die Spülstrecke besitzt und je größer der Widerstand ist, den Ablagerungen und Beschaffenheit der Rohrwandungen der Spülwelle bereiten. Auch das im Kanal vorhandene Wasser wirkt nachteilig ein, da es die lebendige Kraft des Spülwassers schwächt. Alle diese Umstände, welche bei den einzelnen Fällen verschieden sind, bewirken, daß die Wirkungslänge der Spülung stark wechselt; sie kann sich auf 100 m beschränken, kann aber auch mehrere hundert Meter betragen.

b) Technische Einrichtung. Das Spülwasser kann nur in Ausnahmefällen einem hoch gelegenen See oder Flusse entnommen werden,

meist muß man dasselbe in besonderen Behältern ansammeln. Als Sammelbehälter können Teiche, überdeckte Behälter oder auch Einsteigeschächte dienen.

Fig. 185. Versetzbare Spültür.

In den Einsteigeschächten werden die Abflußrohre durch Klappen oder Schieber verschlossen; das Wasser wird dadurch angestaut. Öffnet man den Verschluß, so tritt das Wasser mit großer Geschwindigkeit in den zu spülenden Kanal und reißt die abgelagerten Stoffe mit sich fort. Die Spülverschlüssc können fest und auch versetzbar angeordnet werden, sie können sich selbsttätig öffnen oder mit der Hand bedient werden (Fig. 185 u. 186). Damit kein schädlicher Rückstau für die oberhalb gelegenen Hausanschlüsse entsteht, kann ein Überlaufrvhr angebracht werden, welches bei einem gewissen Wasserstande das gestaute Wasser dem Abzugskanal zuführt. Bei größeren Kanalquerschnitten verwendet man zu dem Zweck Überfalltüren, die sich auch noch selbsttätig öffnen können. — Die Einführung des Spülwassers in die Rohrkanäle kann auch durch fahrbare Spülbehälter erfolgen, welche in die Abfallschächte entleert werden.

Bei den Selbstspülern wird das Spülwasser in einem über der Kanalsohle gelegenen Behälter gesammelt. Sobald der Wasserstand eine bestimmte Höhe erreicht hat, entleert sich der Behälter selbsttätig und plötzlich. In den meisten Fällen erfolgt die Entleerung durch entsprechend angeordnete Heber. Der in Fig. 187 dargestellte Selbstspüler¹) besteht aus einem Glockenheber, dessen inneres Rohr mit seinem unteren Ende in einen Wasserverschluß taucht. Am oberen Ende des inneren Rohres ist ein trichterförmiger Ansatz, welcher bewirkt, daß das überlaufende Wasser nicht an den Innenwänden herabrieselt, sondern als Kegel frei

■I

ns

MI

v mmmmm

immi

as

Fig. 186. Selbsttätige Spültür.

herabfällt. Sobald der Sammelbehälter genügend gefüllt ist, beginnt das Wasser über den Trichter des inneren Rohres überzulaufen. Infolge des sich beim Überlaufen bildenden Wasserkegels wird die Luft im inneren Oberteil der äußeren Glocke mitgerissen und ein Unterdrück erzeugt, der gegen den Kanal durch den unteren Wasserverschluß wirksam geschützt ist.

Kurze Zeit nach Beginn des Überlaufens ist die Luft in der Glocke so verdünnt, daß der Druck der äußeren Atmosphäre den Heber in Tätigkeit

setzt. Es entleert sich alsdann der ganze Inhalt des Spülbehälters, das Ablaufrohr strömt voll Wasser, und zwar so lange, bis Luft unter die Glocke tritt und die Saugwirkung desHebers gestört wird. DerSpüler bleibt dann in Ruhe, bis der Behälter wieder so weit gefüllt ist, daß das Wasser in den Trichter läuft.

c) Spülbetrieb. Die Spülung beginnt an den oberen Enden der Kanalstrecke und wird unter SSfSlillji teilweiser Wiederverwendung der benutzten Wassermengen nach unten hin fortgesetzt, so daß die Schmutzstoffe ablvärts geschwemmt werden und schließlich zum Ausgang ge-

ÜL.J #

'V///////////////////A

irrn

WAAAÄ AAAA/,

AAÄAAAAA,

'AÄÄ/^ÄW//A

^ÄimAAAA.

AAÄmÄAA.

OjjjÄaaaaaa,

ÄAAÄÄAAA

mm

35

■AAÄaaA'^.

AAÄ AAAAAAA/AAAÄ v, mAAAA\v/AAA>.

AA/AAAAAA$m

Fig. 187. Selbstsvüler.

1    SS A M 8

-, V-1 s> D - e Gs - .v „ % A N k>, S*»

G- K %

e. $ v- es»4-/V-..

¹

-V-v;    " : .    >

% v r, >- -• Ä. 7 v.:, i

'5

Fig. 188. Kanalbürste (Kreisform).

Fig. 189. Kanalbürste (Eiform).

L3

Fig. 190. Kanalschaufel.

langen, wenn nicht vorher eine Ausräumung der zusammengespülten Massen stattfindet. In Hamburg werden Kanäle mit sehr schwachem

Gefälle alle paar Tage, Kanäle mit starkem Gefälle nach mehreren Monaten wieder gespült. In Danzig und Frankfurt a. M. findet ein Ausspülen der Kanäle etwa alle 3 Wochen statt.

Die Menge des erforderlichen Spülwassers richtet sich nach dem Gefälle und der Bauart der Kanäle, sie hängt aber auch von der Brauchwassermenge und den Vorrichtungen zum Zurückhalten der Schmutz- und Smkstoffe in das Kanalnetz ab.

5. Sonstige Vorkehrungen zum Reinigen der Kanäle. Zum Reinigen der nicht begehbaren Kanäle werden besonders folgende Geräte verwendet:

a) Die Kanalbürste, aus Piassava oder Stahldraht hergestellt, dient zur Entfernung loser Sinkstoffe; sie wird der Form des Kanals entsprechend gestaltet, nach Fig. 188 für kreisförmige, nach Fig. 189 für eiförmige Profile, kugelförmig für Dücker.

fcaaiMM

Fig. 191. Kanaleimer.

b)    Die Kanalschaufel (Fig. 190), der Kanaleimer (Fig. 191) und ähnliche Geräte werden bei stark versandeten Kanälen besonders zum Aufwühlen des Sandes benutzt; meist wird mit der Bürste nachgereinigt.

c)    Der Kanalpflug (Fig. 192) soll starke Verwachsungen int Kanal losreißen, damit sie mit der Bürste oder durch Spülung usw. beseitigt werden können.

Sn

Fig. 192. Kanalpflug.

Diese Geräte werden mittels Drahtseil und Winde durch den Kanal gezogen, wie in Fig. 193 gezeigt wird. Das Seil wird mit einem Schwimmer, mit einer biegsamen Welle (Fig. 194) oder mit aneinandergekuppelten „Seildurchführungsstäben" durch den Kanal gebracht. Meist wird außer der gezeichneten noch eine zweite Winde über dein benachbarten Einsteigeschacht aufgestellt, damit die Bürste oder ein anderer „Kanalreiniger" in dem Kanal hin und her bewegt werden kann.

Um die spülende Wirkung des Wassers zu verstärken, verwendet man bei Dückern Holzkngeln, in geraden Kanälen „Spülwagen" oder

V.r-

1:

■m

| '///////////////////////////ZS.

j'////////////////////////s

NN

Fig. 193. Kanalwinde.

„Spülschieber". Die Holzkugeln haben einen etwas kleineren Durchmesser als das Rohr. Läßt man eine solche Kugel durch den Kanal hindurchtreiben,, so rollt sie infolge des Auftriebs nicht ans der Sohle, sondern am Scheitel des Rohres vorwärts; das sich hinter ihr aufstauende Wasser fließt mit verstärkter Geschwindigkeit durch den sichelförmigen Raum zwischen Kugel und Innenwand, wühlt die auf dem Boden lagernden Sinkstoffe auf, und schiebt sie vor sich her bis zum Ausgang des Rohres.

Demselben Zweck soll auch der in Fig. 195 dargestellte Kanalspülwagen dienen. Das Stauschild des Wagens verschließt den unteren Teil des Kanals bis auf eine kleine Öffnung, durch welche das gestaute Wasser mit großer Geschwindigkeit hindurchströmt und die auf dem Boden sitzenden Stoffe mit sich fortreißt. Meist kann die Größe der Durchflußöffnung durch eine Schützeutafel verändert werden. Ähnlich arbeitet der in Fig. 196 dargestellte Spülschieber, der auch, wie die Kanalbürste, hin- und hergezogen werden kann.

TTirn

r4Bs

HÜ

mm

Fig. 194. Biegsame Welle.

Begehbare Kanäle werden durch Handarbeit gereinigt, mittels fahrbarer Kratzen oder mittels Spülwagen u. dergl. Die Spülwagen haben Ähnlichkeit mit dem vorbeschriebenen Wagen. Ein solcher Spülwagen ist im wesentlichen ein fahrbares Schütz, welches das Wasser anstaut und dadurch unter der Schützentafel eine starke Strömung und somit ein Fortspülen der Ablagerungen erzeugt.

§ 181. Kanaleinlässe.

1. Einläufe für Strahenwasser. Straßeneinläufe, auch Straßensinkkasten, Straßeneinlässe, Rinneneinlässe, Einfallschächte usw. genannt, nehmen das Wasser von den Straßen auf und führen es den Kanälen zu. Sie werden im allgemeinen in 30—50 m Abstand in den Straßen-rinnen angeordnet. An jedem Straßeneinlanf unterscheidet man die Einflußöffnung, den Schlammfang, den Wasserverschlnß und die Abflußleitnng.

Fig. 195. Kanalspülwagen.

Die Einflnßöffnnng tvird (m mit einem kräftigen, abhebbaren ™ Rost abgedeckt (Fig. 197). Die Schlammfänge werden ans Steinzeng, Backstein oder Beton, in seltenen Fällen ans Eisen hergestellt. Sie bestehen meist ans einem zylindrischen, etwa 40 cm weiten Schachte und einem Schlammeimer. Der Wasserverschlnß besteht im wesentlichen aus einem Wasserbehälter, dessen Abfluß unter dem Wasserspiegel liegt. Durch diesen Verschluß soll ein Entweichen der Kanalgase verhindert werden (Fig. 198). Die Ableitung der Wassers vom Schlammsammler aus erfolgt meist in 15—20 cm weiten Steinzeugröhren unter einem Winkel von etwa 60 ⁰ gegen die Kanalachse. Kanaleinlaßstücke aus Stein-zeug sind in den Fig. 179 u. 199 dargestellt.

WMM

r-.....• ?

ff/

*,/

Fig. 196. Spülschieber.

2. Schneeschächte. Das ans dem Straßenschnee sich bildende Schmelzwasser fließt durch die Straßeneinläufe ab. Bei stärkeren Schneefällen kann jedoch das Schmelzen nicht immer abgewartet werden, die Schneemassen sind dann nach den Wasserläufen oder den Lagerplätzen außerhalb der Stadt abzufahren. In der neueren Zeit benutzt man zur Aufnahnie der zusammengefahrenen Schneemassen besondere Schneeschächte, in die man den Schnee einschaufelt. Diese Schneeschächte münden in die Straßenkanäle; das Kanalwasser, welches auch in den kältesten Wintertagen eine Temperatur von etwa + 10° C. ' hat, schmilzt den Schnee und führt das Schmelzwasser mit sich fort. Mitunter benutzt man i hierzu auch gewöhnliche Einsteigeschächte, welche über Kanälen mit starker Wasserführung und weitem Querschnitt stehen, z. B. in Hamburg. In Dresden wird ähnlich Verfahren; doch ist eine Brause zum Zerstäuben derSchneemassen angebracht und

400-----

t)OV

b-

Dl-------->\

F--------D-—

iim

/\

Fig. 197. Rost.

Fig. 198. Sinkkasten.

man wählt möglichst Schächte, in denen ein Gefällabsturz stattfindet. Auch in Köln werden die eingeschaufelten Schneemassen in den Schneeschächten durch Spritzwasser zerteilt.

§ 132. Kanalausläufe.

1. Mündung der Hauptkanäle. Die Mündung der Hauptkanäle in ein offenes Gewässer erfolgt stets unterhalb der bebauten Ortsteile derart, daß die Mischung von Fluß- und Kanalwasser möglichst begünstigt wird.

Die Mündungsstelle ist tunlichst so zu wählen, daß vor der Mündung auch bei Niedrigwasser eine lebendige Strömung vorhanden ist.

p Ll-j U

vz

JIlJ''i i

#1 Ui

I    }

M i i i

[JU-JL

Fig. 199. Scheitel- und Seiteneinlässe.

|B)

I:    ■

Fig. 200. Kanalklappe.

In geraden Strecken eines Flußlaufes kommen Stellen dieser Art unmittelbar am Ufer seltener und meist nur da vor, wo dieses mit Ufer-inauern und Bohlwerken eingefaßt ist; in den gekrümmten Strecken ist das einbuchtende Ufer geeigneter als das ausbuchtende. Fehlt dem Flusse in der Uferlinie des Mittelwassers eine ausreichende Wasserführung bei niedrigem Wasserstande, so muß zwischen der Kanalmündung und der Niedrigwasserrinne eine Verbindung hergestellt werden, die das Schmutzwasser abführt. In Köln z. B. ist an der Auslaufstelle des Kanalwassers in den Rhein unterhalb der Stadt bei Niehl ein Schmutzwasserrohr angebracht, welches bei Mittelwasser 145 m, bei Niedrigwasser noch 35 m weit in den Strom reicht. Der höher gelegene Kanal ist durch eine Klappe geschlossen, die so angeordnet ist, daß sie sich erst bei einem Überdruck von 0,4—0,5 in öffnet?)

Ist bei Hochwasser ein weitgehender Rückstau im Kanal zu befürchten, so ist ein besonderer Hochwasserabschluß erforderlich. Der Abschluß wirkt entweder selbsttätig oder erfordert eine Bedienung durch die

l) Frühling, Prof., Handbuch der Jng.-Wissenschasten, III. Teil, 4. Band

S. 334.

Hand. Zu den selbsttätigen Kanalabschlüssen zählen die Klappen (Fig. 200); Kanalschieber dagegen werden durch die Hand bedient (Fig. 201).

11

2. Notauslässe. Die Größe der Hauptkanäle hat nur der Abführung einer bestimmten Regenmenge zu genügen; wird diese Abflußmenge überschritten, so muß der Hauptkanal durch besondere Not- oder Regenauslässe entlastet werden. Diese Notauslässe bestehen aus Zweig-kanälen, welche bei starken Regengüssen einen Teil des Wassers aufnehmen und dem Vorfluter zuführen.

Fig. 201. Kanalschieber.

Die Entlastungsanlagen (Notauslässe) sind meist selbsttätig; sie treten dann in Tätigkeit, wenn der Wasserstand im Hauptkanal eine gewisse Höhe erreicht hat, wenn das Brauchwasser so weit verdünnt ist, daß schädliche Ablagerungen im Vorfluter nicht mehr zu befürchten sind, wenn auf 1 1 Brauchwasser etwa 4 1 Regenwasser entfallen.

u fache Verdünnung.

Regenwasser

Brauchwasser

0,9

ff//''

Man erreicht dieses dadurch, daß man breite Überfallwehre anordnet (Fig. 202), oder flache Entlastungskanäle, deren Sohle höher liegt als die des Hauptkanals. Seltener bringt man zur Entlastung der Haupt-kanäle Schieber an, durch die man den Abfluß im Haupt- und Entlastungskanal regelt. Die Mündung der Entlastungskanäle in den Vorfluter wird nach Erfordernis mit einer Hochwasser-Abschlußklappe versehen.

Fig. 202. Notauslaß.

Die Überfälle der Regenauslässe werden berechnet wie die der Wehre.

Zunächst sucht man den Wasserstand, bei dem die gewünschte Verdünnung eintritt; dies gibt die Höhe der Wehrkrone.

Bezeichnet (ch die vom Regenauslaß abzuführende Wassermenge in Sekundenkubikmetern, h die Höhe vom Wasserspiegel bis zur Wehrkrone im unentlasteten Kanal in Metern, hx diese Höhe im entlasteten Kanal

in Metern und b die Breite des Überfalls in Metern, so hat man beim vollkommenen Überfall annähernd:

Ql —

y^bhv/2 gh + y/MbklX/2gh₁

2

Setzt man -^-^ = 0,57, so wird:

(83)

Q, = 1,263 b (h IV),

Qi

(84)

1,263 (h a +    2 )

Für den unvollkommenen Überfall findet man auf ähnliche Weise:

(85)

2,&25 ( h₂ a + h₃ 2 ) +3,10 a(h₂2+h₃a)

wenn a den Abstand des Wasserspiegels im Notauslaß (Unterwasserspiegel) von der Wehrkrone in Metern, h₂ = h — a und h₃ = h, — a bedeutet und der Abflußkoeffizient für den eingetauchten Teil — 0,70 gesetzt wird.

Beispiel: Ein eiförmiger Kanal von 80/120 cm Lichtweite und 0,01 Gefälle führt 12 sl Brauchwasser. Derselbe soll einen Regenauslaß erhalten, der bei vierfacher Verdünnung des Brauchwassers in Tätigkeit tritt und den Wasserspiegel des vvlllaufenden Kanals auf 40 cm senkt.

Nach Tabelle J>4 ist für den volllaufenden Kanal q — 20,4; nach Tabelle 53 ist y 0,01 = 0,1; folglich Abfiußmenge bei gefülltem Kanal Q = 0,1.20,4 — 2,04 s/cbm. Die Brauchwassermenge beträgt 12 sl; bei vierfacher Verdünnung wird die Wassermenge = 5.12 = 60 sl = 0,060

0,060 cbm =

2,04

Q = 0,03 Q. Dem entspricht nach Tabelle 55 eine

Füllhöhe von 0,2 d — 0,20.0,80 — 0,16 m — Höhe der Wehrkrone. Durch den Regenanslaß soll der Wasserspiegel auf 0,40 m gesenkt werden; ■ folglich verbleiben für den entlasteten Kanal (nach Tabelle 55) — 0,20 Q — 0,408 s/cbm und der Regenauslaß hat abzuführen Qx = 2,04 — 0,408 — 1,632 s/cbm. Es ist h — 1,20 — 0,16 = 1,04 m und lq — 0,40 — 0,16 = 0,24 m.

1,632

1,1 in.

(l,04

Um sicher zu gehen, daß der Regenauslaß die vorgesehene Wassermenge abführt, wird man meist bei der Bemessung der Breite über das berechnete Mindestmaß hinausgehen.

1,263

2 + 0,24 2

VI. Hausentwässerung.

§ 133. Allgemeines.

Die Hausentwässerung umfaßt denjenigen Teil der Kanalisation, der das meiste Schmutzwasser zuerst aufnimmt. Ihre Aufgabe ist es, alles Schmutzwasser von Haus und Hof, auch das dort sich sammelnde Tagewasser aufzunehmen und den Straßenkanälen zuzuführen, die gröbsten Schmutzteile aber von den Kanälen fernzuhalten, auch den Kanalgasen den Eintritt in bewohnte Räume zu verwehren, diese Gase vielmehr über Dach in die freie Luft abzuleiten. Wir können dementsprechend unterscheiden die Rohrleitung, die Einlässe mit ihren Verschlüssen, die Reinigungs- und Lüftungsanlagen. Die näheren Bestimmungen für die Anlage der Hausentwässerung und deren Anschluß an den Straßenkanal werben meist durch Ortsstatut festgesetzt. Unter Anlehnung an die „Technische Vorschriften für die Anlage und den Betrieb der Grundstücksentwässerungen" in Siegen sind nachstehend einige Erklärungen und allgemein gültige Regeln gegeben.

§ 134. Rohrleitungen.

Sämtliche Rohrleitungen sind luft- und wasserdicht herzustellen. Das vorhandene Gefälle ist möglichst auszunutzen; bei sehr starkem Gefälle sind Abstürze durch senkrechte Fallrohre anzubringen. Man kann alsdann die Abflußleitungen einteilen in Ableitungen und Fallröhren.

Bei den Ableitungen kann man wieder unterscheiden: Haupt-(Sainmel-) und Nebenleitungen. Die Ableitungen sollen so geführt werden, daß sie möglichst kurz und geradlinig sind und daß Haupt- und Nebenleitungen ein einheitliches Entwässerungsnetz bilden. Die Hauptleitungen werden vorzugsweise außerhalb der Gebäude gelegt; die Nebenleitungen führen das Wasser von den einzelnen Einlaufstellen in oder außer dem Gebäude den Hauptkanälen zu. Richtungsänderungen werden bei unterirdischen Leitungen fast stets durch Bogenröhren (Fig. 203), nur in Ausnahmefällen durch Knieröhren (Fig. 204) bewirkt. Die Einführung der Nebenkanäle erfolgt durch besondere Abzwcigrohre (Fig. 205), und zwar fast stets unter einem spitzen Winkel von 45—70°. Das günstigste Gefälle ist 1:15 bis 1: 50; geringeres Gefälle, etwa bis 1: 100, ist anwendbar, wenn eine ausreichende Spülung durch Selbstspüler gesichert ist. Die Weite der Rohre richtet sich nach dem Gefälle und der abzuführenden Wassermenge; sie wird für die Hauptleitung selten unter 15 cm, in den Nebenleitungen unter 10 cm angenommen. Meist erhalten die Rohre Lichtweiten von 10, 12,5, 15 oder 20 cm.

Es sind dieses die gebräuchlichen Abmessungen der „deutschen Normal-Abflußröhren" für Gußeisen und der Normal-Steinzeugrohre. Übergänge von einem kleinen Durchmesser in einen größeren sind durch Übergangsröhren (Fig. 206) herzustellen.

Die Fallrohre werden mit Ausnahme der Regenfallrohre im Inneren der Häuser angebracht. Fallrohre sind möglichst senkrecht zu

st

il

llf

S—y

310,1s¹

cr-bü'

k-D~>

Fig. 203. Bogenrohr.

Fig. 205. Abzweigrohr.

Fig. 204. Knierohr.

führen und an die Ableitung mittels Fußbogen (Fig. 207) anzuschließen. Das Schleifen (Schrägziehen) der Fallröhren ist nach Möglichkeit zu vermeiden; Mauerabsätze u. dergl. werden durch Sprungröhren (Fig. 208) umgangen. Die Weite der Fallröhren soll in der Regel nicht unter 5 cm betragen, Röhren von 4 cm und noch geringerem Durchmesser werden nur für die Anschlußleitungen einzelner Eingußstellen usw. angewandt.

Fig. 206. Übergangsrohr.

Fig. 207. Fußbogen.

" C™«

Fig. 208. Sprungrohr.

Als Baustoff für die Abflußleitungen dient hauptsächlich Gußeisen, Steinzeug und für kleinere Rohre Blei oder Zink. Die Ableitungen bestehen meist aus asphaltierten, gußeisernen Muffenröhren, die mit Blei gedichtet sind oder aus innen und außen glasierten Steinzeugröhren, deren Muffendichtung am besten durch Asphalt erfolgt. Fallröhren für Schmutzwasser werden fast stets aus Gußeisen oder Blei, solche für Niederschlagswasser aus Gußeisen, Zink oder Kupfer hergestellt.

¹

Kanalspüler von Rudolf Bücking & Cie. in Halbergerhütte.

§ 135. Einläufe.

wJäiI

wt.

r-

Bi

Wir unterscheiden Einläufe in die Hausentwässerung und Einläufe in die Straßenkanäle. Jeder Einlauf in das Hausentwässerungsnetz soll — wie jeder Straßeneinlauf — so beschaffen sein, daß gröbere Verunreinigungen nicht in den Kanal gelangen und die Kanalgase nicht durch den Einlauf entweichen können; er wird mit einem Rost und Wasserverschluß, manchmal auch mit einem besonderen Schmutz- oder Fettfang versehen. Nur wenn ein Einlauf unter einem Regenabfallrohre liegt, das gleichzeitig zur Lüftung des Kanals dient, fällt der Wasserverschluß weg.

SS

Fig. 209. Regenrohrsandfang.

Der Einlauf der Ableitung in den Straßenkanal wird in vielen Fällen nur gegen den Angriff durch die unverdünnten Schmutzwässer geschützt; bloß in Ausnahmefällen (wenn Rückstau zu befürchten ist) wird eine besondere Verschlußklappe angeordnet. — Die wichtigsten Einläufe sind folgende:

1.    Regenrohrsandfänge (Fig. 209). Diese

dienen zum Abfangen der von den Dächern in die Regenabfallröhren gelangenden Sink- und Schwebestoffe, wie Ruß, Sand, Ziegel- und Schieferteile, Laub usw. Ihre Einrichtung entspricht im wesentlichen den Straßensinkkasten. Sollen die Regenabfallröhren zur Entlüftung des Kanalnetzes dienen, so werden    •*

solche Regenrohrsinkkasten ver-    i-

UJ

.....Wt

Bill

T'l

l-M

mm

Fig. 210. Fettfang.

wendet, welche den Abzug der Kanalluft nicht behindern. Man nennt diese Sandfänge ventilierende, während jene mit Wasserverschluß nicht ventilierende Regenrohrsandfänge genannt werden. Damit die durch das herabfallendeRegenwasser mitgerissene Luft entweichen kann, sind int Deckel Schlitze angebracht.

2.    Fettfänge (Fig. 210). Leitungen, welche die Abwässer von größeren Küchen, Metzgereien, Schlachthöfen usw. entwässern, werden zweckmäßig mit besonderen Fettfängen versehen. Die Fettstoffe, welche mit den warmen Abwässern in flüssigem Zustande in die Kanäle gelangten, würden in dem Kanal erkalten, sich festsetzen und in Verbindung mit

fang werden die Fettstoffe zurückgehalten und können dort leicht entfernt tverden. Der Fettfang hat einen größeren Querschnitt als das Leitungsrohr und ist mit mehreren Zwischenwänden versehen. Das Wasser muß sich deshalb mehreremal langsam ab- und aufbewegen, das

anderen Schmutz- und Schwebestoffen den Abfluß behindern. Im Fett-

i<" -r¹

'    Fett gerinnt hierbei und setzt sich ab.

B    3. Hof- und Futzbodeneinläufe für Schmutz

Fig. 211. Hofsinkkasten.

>1

1 (Uffl sin m /i /ul J IXx .il'llllHIIIIIIIII','' )h

: *■

wasser sind mit einem Rost und mit Geruch-verschluß zu versehen (Fig. 211 u. 212). Wenn solche Einläufe viel begangene oder unbefestigte Flächen entwässern oder für Spülzwecke benutzt werden, so ist ein Sandfang anzubringen.

......:

fr

Wt

Hi

Fig. 213. Wandbrunnen.

-B—>1

iJJN

Fig. 212. Hofsinkkasten.

Fig. 214. Küchenausguß.

4. Einläufe über dem Fußboden (Wandeinläufe), wie Wandbrunnen (Fig. 213), Küchenausgüsse(Fig.214) usw. erhalten stets ein Sieb und einen Geruchverschluß (Siphon). Solche Geruchverschlüsse sind in den Fig. 215 bis 217 dargestellt. Soll der Siphon in Fig. 216 gereinigt werden, so wird die Schlammschale abgeschraubt, wodurch ■Tf sich die ganze I h Wassermenge des M,i Siphons in die jf c Schlammschale entleert und hier mit dem Schlamm beseitigt werden kann.

5. Pissoirbecken

und Spülaborte, welche an die Kanalisation angeschlossen sind, erhalten stets einen Geruchverschluß, welcher ein Austreten der Kanalgase ver-hindert. In Fig. 218 ist eine Abortanlage mit selbsttätiger Spülung dargestellt, wie sie in Schulen, Gerichtsgebäuden usw. in Anwendung kommt.

6.    Rückstand er

(( 1

1!H

schlösse arbeiten selbsttätig oder werden mit der Hand bewegt. Mit der Hand bewegt werden

Mi

Fig. 215. Geruchverschluß.

Fig. 216. Geruchverschluß.

Fig. 217. Geruchverschluß.

Kanalschieber (Fig. 219). Bei Ableitungen, die selten benutzt werden, wie in Waschküchen u. bergt., hält man sie meist geschlossen und öffnet sie nur

m.

rrF

Fig. 218. Schulabort.

zum jedesmaligen Gebrauch. Die selbsttätig wirkenden Rückstauverschlüsse bestehen im wesentlichen aus Schwimmkugeln oder Klappen (Fig. 220).

§ 136. Reinigung und Lüftung.

Die Einrichtungen zur Fernhaltung der Schmutzteile von dem Rohrinneren sind bereits beschrieben, auch die Reinigung eines Siphons in Fig. 213 gezeigt. Wie in dem Bogenstück des Siphons, so werden auch in geraden Rohrstücken manchmal besondere Verschraubungen oder Deckel angebracht, welche eine Besichtigung und Reinigung der Leitung ermöglichen. Fig. 221 zeigt eine solche „Putzröhre" und Fig. 222 einen „Spundkasten". Am einfachsten erfolgt die Reinigung durch Spülung.

11 :

Ir i

/f-'

wt

BS

mf -mm

#i. | :

[~1

Fig. 220. Hochwasserverschlüsse.

Für die Lüftung der Kanalisation sind die Fallröhren, namentlich die im Inneren des Hauses, sehr geeignet. Zu dem Zweck werden die Fallrohre mit vollem Querschnitt, möglichst senkrecht und ohne Krümmung bis zu einer gewissen Höhe über Dach geführt und dort mit einer geeigneten Dunst- oder Schutzhaube (Fig. 223) versehen. Weil die Temperatur im

Fig. 219. Absperrschieber.

nr

El

B;

LI

Fig. 221. Putzröhre.

Fig. 222. Spundkasten.

Fig. 223. Dunsthaube.

Hause meist eine höhere ist als die im Kanal, so wird die Kanalluft durch die Fallröhre emporsteigen. Diese Luftbewegung ist um so lebhafter, je größer der Temperaturunterschied ist und je weniger Widerstände sich der Bewegung durch Krümmungen usw. entgegensetzen. Regenfallröhren können nur dann zur Lüftung dienen, wenn sie nicht unter oder in unmittelbarer Nähe von Fenstern bewohnter Räume münden.

VII. Anlagen ZUM Heben des Kanalwassers.

§ 137. Pumpwerke.

Das Kanalwasser ist zu heben, wenn sein natürlicher Abfluß gar nicht oder nicht mit dem erforderlichen Gefälle möglich ist. Die Hebung erfolgt in das als Vorflut dienende Gewässer, in das Kanalnetz einer höher gelegenen Zone, nach Rieselfeldern, Reinigungsanlagen usw. Sie kann einheitlich für das ganze Entwässerungsgebiet erfolgen oder sich auf verschiedene Punkte des Netzes verteilen. Die Hubhöhe ist in den meisten Fällen nicht erheblich. Wird das Kanallvasser in einen offenen Wasserlauf gehoben, so wechselt die Hubhöhe mit der Höhe des Wasserstandes. Die Lage des Pumpwerks ist im allgemeinen durch die Lage der Wassersammelstelle bedingt, sie ist dort so zu wählen, daß die Anlage am einfachsten den beabsichtigten Zweck erfüllt, daß das Baugelände die passende Höhenlage und Bodenbeschaffenheit hat, daß es leicht zugänglich ist usw.

Jedes Pumpwerk ist zunächst mit einem „Sandfang" zu versehen, in dem die in den Zuflüssen vorhandenen gröberen Sink- und Schwimmstoffe wegen ihrer nachteiligen Einwirkung auf die Pumpen zurückbleiben. Diese Vorreinigung des Kanalwassers wird jedoch auf das zulässige Maß beschränkt, wenn die Hauptreinigungsanlage von dem Pumpwerk entfernt liegt, weil der Transport der Schwimm-, Schwebe- und Sinkstoffe durch das Druckrohr billiger wird als die Abfuhr von der Pumpstation durch Wagön. Näheres über den „Sandfang" wird unter „Abwasserreinigung" angegeben.

Die Pumpen selbst müssen sich in ihrer Leistung leicht der wechselnden Tageswassermenge anpassen. Es kommen deshalb in neuerer Zeit fast nur schnellaufende Maschinen mit 15—80 Umläufen in der Minute und gesteuerten Pumpventilen in Anwendung. Für die Bewältigung der Sturzregen sind Gaskraft- und elektrisch angetriebene Maschinen oder Dieselmotoren zweckmäßig zu verwenden, die sofort betriebsfähig sind.

Von den sonstigen zum Heben des Kanalwassers geeigneten Vorrichtungen kommen Schöpfrad (Wurf- und Pumprad) und Wasserschraube oder Wasserschnecke, welche früher recht gebräuchlich waren, nur noch vereinzelt vor, dagegen findet ein Heben durch Druckluft (System Schone) in bestimmten Fällen öfters statt. Je nach der Gestaltung des Geländes und den örtlichen Verhältnissen ist es manchmal zweckmäßiger, statt eine Sammelstelle mit einem Pumpwerk für das ganze Kanalnetz zu bauen, das Entwässerungsgebiet in mehrere Bezirke zu teilen, von denen jeder nach einem tiefliegenden Behälter entwässert. Dadurch kann sich die Leitung dem Gelände besser anpassen; auch erhalten die Kanäle in nahezu wagerechten Gebieten ein genügendes Gefälle, ohne daß die Ausführungs-

tiefe zu groß wird. Aus diesen einzelnen Sammelbehältern wird dann das Kanalwasser durch Druckluft in Druckleitungen der Reinigungsstelle oder dem Mündungspunkte zugeführt (Schöne-System). Das Heben des Wassers geschieht beim Schöne-System wie folgt: Das Kanalwasser fließt zunächst in einen geschlossenen Behälter und wird ans diesem durch Druckluft emporgehoben. Sobald der Behälter vom Wasser entleert ist, schließt sich das Wasserabflußrohr, die Luft im Behälter entweicht, der Behälter füllt sich von neuem mit Wasser; dann wird der Wasserzufluß abgesperrt, die Druckluft tritt von neuem in den Behälter und so fort. Die Druckluft wird gewissermaßen als Pumpenkolben benutzt. Die Steuerung erfolgt meist durch Schwimmer, welche in dem Behälter angebracht sind.

§ 138. Druckrohrleitungen.

Druckrohre werden mit ungefähr 1 m Scheiteldeckung in den Boden verlegt und folgen im allgemeinen dem Geländegefälle. Ist es ohne besondere Schwierigkeiten durchzuführen, so wird man das Rohr so verlegen, daß es leer laufen kann, man wird die einmal erstiegene Höhe nicht wieder verlassen. Im anderen Falle muß man dort, wo das Steigen in Fallen übergeht, an der höchsten Stelle einen Lufthahn, und dort, wo aus dem Fallen ein Steigen wird, an der tiefsten Stelle ein Entleerungsrohr anbringen. Auch scharfe Krümmungen soll man tunlichst vermeiden, weil durch solche die Rohrleitung meist verteuert und der Widerstand des durchfließenden Wassers vergrößert wird. Die Widerstandshöhe für gerade oder schwach gekrümmte Rohre von 100 m Länge findet man nach der „Hütte" (20. Ausl., L, S. 269) aus folgender Tabelle.

Tabelle 59.

Die Widerftandshöhen in Millimetern für ein 100 m langes Itohr.

Geschwindig-

feit

Rohrdurchmesser in Zentimetern

m/s

20

25

30    35    40    50    60    70

80

0,50

89

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

1,25

1,50

1,75

77

60

109

146

189

237

291

864

86

115

149

187

o o >o

iQ [>• 02 CM iQ

42 |    36

60

81

CO >o

104

131

230

355

506

190

293

419

570

161

249

356

485

52

70

91

114

140

217

310

420

Beispiel: Wie viel Pferdestärken sind erforderlich, mit durch eine 120 m lange und 0,5 m weite Rohrleitung jede Sekunde 0,30 cbm Wasser 2,0 m hoch zu heben?

Nach Tabelle 54 ist der Rohrquerschnitt F = 0,196 qm, demnach die Durchflußgeschwindigkeit 0,30 : 0,196 — 1,5 in. Dieser Geschwindigkeit entspricht nach Tabelle 59 für ein 100 m langes Rohr eine Widerstandshöhe von 506 mm = 0,506 m; für ein Rohr von 120 m Länge demnach 1,2.0,506 = 0,607 m; mithin Gesamtdruckhöhe 2,0 + 0,607 = 2,607 m

und erforderliche Pferdestärken — ³⁰⁰    = 10,5.

Als Bausto ff wählte man früher ausschließlich Gußeisen, in neuerer Zeit oft Schmiedeeisen. Die Wandstärken entsprechen bei gußeisernen Muffenrohren den deutschen Rohrnormalien des Vereins Deutscher Ingenieure und des Vereins Deutscher Gas- und Wasserfachmänner. Schmiedeeiserne Rohre werden meist aus Siemens-Martin-Flußeisen-blechen gebildet, deren Nähte mittels Wassergasgebläse zusammengeschweißt sind. Geschweißte Rohre haben eine größere Baulänge als gußeiserne; sie erfordern daher weniger Dichtungsstellen. Schmiedeeiserne Rohre sind auch zäher als gußeiserne; Rohrbrüche können daher bei gußeisernen Leitungen leichter eintreten als bei schmiedeeisernen. Die Verbindung der schmiedeeisernen wie der gußeisernen Rohre geschieht meist durch Muffen, in die ein Teerstrick eingebracht und Blei eingestemmt wird. Das Verlegen der Rohre erfolgt wie bei den Wasserleitungen J) unter Beachtung der für das Verlegen der Kanalrohre gegebenen Regeln.

VIII. Abwasserreinigung.

Die städtischen Abwässer dürfen nur in Ausnahmefällen in ungereinigtem Zustande den öffentlichen Wasserläufen zugeführt werden; ihre Schwimm-, Schwebe- und Sinkstoffe, die in ihm gelösten Bestandteile, sowie die mitgeführten Bakterien können das Wasser der Vorfluter so verunreinigen, daß die Uferbewohner und Benutzer des Flußwassers in wirtschaftlicher und gesundheitlicher Beziehung Schaden leiden. Durch die dem Vorfluter zugeführten Schmutzstoffe werden namentlich die auf die Benutzung des Wassers angewiesenen landwirtschaftlichen und gewerblichen Betriebe geschädigt, dann auch die Fischzucht, sowie der Verkehr an den Ufern und in den Badeanstalten. In gesundheitlicher Beziehung sind es besonders die im Wasser gelösten Stoffe und die Bakterien, welche

*) Vergl. Heinemann, Leitfaden und Normal'Entwürfe für die Aufstellung und Ausführung von Wasserleitungsprojekten.

Schaden bringen, denn neben vielen für die Gesundheit unschädlichen führt das Abwasser auch manchmal sehr gefährliche Bakterienarten, welche als die Erreger vieler ansteckender Krankheiten (Typhus, Cholera usw.) nachgewiesen sind.

Deshalb werden im allgemeinen wirtschaftlichen und gesundheitlichen Interesse von den Behörden die Vorflutgewässer sorgfältig überwacht und es dürfen umfangreiche, zur Abführung von unreinen Abgängen bestimmte Kanalisationsanlagen erst dann ausgeführt werden, wenn die Entwürfe seitens der Staatsbehörden genehmigt sind?)

Die Reinigung der Abwässer vollzieht sich

a)    int Kanalnetz selbst durch Ablagerung und Verfaulung,

b)    in besonderen Reinigungsanlagen,

c)    int Vorfluter durch die „Selbstreinigung".

Die Selbstreinigung im Vorfluter ist abhängig von der Menge und Beschaffenheit des Abwassers und von der Wasserführung und Beschaffenheit des Vorfluters. Sie beruht teils auf chemischen, teils auf biologischen Vorgängen. Namentlich die biologische Reinigung ist ein Naturvorgang von ganz bedeutender Wirkung. Pflanzliche wie tierische Organismen wirken hierbei zusammen, um schädliche organische Stoffe in unschädliche abzuführen. Unter den pflanzlichen sind es namentlich die Bakterien und gewisse Abwässerpilze, welche die Stoffe in ihre letzten Bestandteile auflösen oder sie zu ihrer Nahrung verwerten und dadurch dem Wasser entziehen. Ebenso wirkt reinigend das Heer der niederen Tiere: Wurzelfüßler, Würmer der verschiedensten Art, Insektenlarven, Schnecken, bis hinauf zu den Fischen nehmen die ins Wasser eingeleiteten organischen Stoffe auf und verzehren sie?) — In den besonderen Reinigungsanlagen kann die Reinigung oder Klärung auf verschiedene Weise erfolgen.

§ 139. Die Reinigungsanlagen.

1. Übersicht der Reinigungsverfahren. Durch die Abwasserreinigung sollen dem Wasser möglichst alle Verunreinigungen entzogen werden. Bei der Klärung werden nur die sichtbaren Schmutzteile ausgeschieden; das geklärte Wasser ist weder blank noch vollständig geruchlos. Die gebräuchlichsten Reinigungsverfahren sind folgende:

*) Durch Ministerialerlaß vom 20. Februar 1901 ist bestimmt, unter welchen Bedingungen in Preußen die Zuführung des Kanalwassers in öffentliche Flüsse erfolgen darf.

a)    das chemische Verfahren, bei welchem dem Abwasser besondere Klärmittel zugesetzt werden, um eine rasche und gründliche Fällung der Verunreinigungen hervorzubringen;

b)    das mechanische Verfahren, welches in der Hauptsache nur eine Klärung des Kanalwassers durch Fällung der Schmutzstoffe bewirkt;

c)    das biologische Verfahren, bei dem das Abwasser unter Einwirkung von Kleinlebewesen noch weiter gereinigt wird;

d)    die Bodenfiltration und das Rieselverfahren, bei welchem das Abwasser auf landwirtschaftlich betriebene, mit einer Draineinrichtung versehene Felder geleitet wird, in denen es versickert, während die Schmutzstoffe von dem Boden zurückgehalten, zersetzt und von der Pflanzenwelt aufgezehrt werden.

2. Das chemische Verfahren. In besonderen Fällungsbecken werden dem ganz langsam fließenden Kanalwasser besondere Stoffe beigegeben, welche die Füllung der mitgeführten Verunreinigungen befördern sollen. Meist werden beigegeben: Kalk, Eisen-und Tonsalze; diese wirken auch als Fällungsmittel vieler Bestandteile der Abwässer recht günstig, sie bilden aber ungemein viel Schlamm, mehr als ohnehin vorhanden ist. Besonders der Kalk, der noch vor wenig Jahren in erster Reihe stand, erzeugt bedeutende Schlammassen, die landwirtschaftlich kaum zu verwerten sind. Außerdem scheiden sich bei der Anwendung von Kalk im Vorfluter große Kalkmengen ans, was oft unangenehm empfunden wird. Weil außerdem durch das Verfahren auch keine einwandfreie Reinigung des Kanalwassers erreicht wird, so kommt die chemische Reinigung bei Neuanlagen kaum noch in Betracht, und Städte, welche seither ausschließlich mit chemischen Zusätzen arbeiteten, haben das Verfahren bereits aufgegeben oder streben eine Veränderung an (Wiesbaden, Frankfurt a. M.).

3. Die mechanische Reinigung. Die mechanische Reinigung kommt vor als selbständiges Verfahren dort, wo das Abwasser nach Beseitigung der gröberen Verunreinigung ohne Schaden in den Vorfluter geleitet werden kann, oder als Vorstufe für eine nachfolgende gründlichere Reinigung durch ein anderes (biologisches) Verfahren. Im ersten Falle muß das Wasser frisch in den Vorfluter kommen, die Kläranlage also möglichst rasch durchlaufen, im zweiten Falle kann das Wasser angefault sein. In beiden Fällen kann die mechanische Klärung erfolgen im Sandfang, ferner im ersten Fall in Schlammbecken oder Schlammbrunnen, im zweiten Falle in Faulräumen (Faulbecken oder Faulkammern).

a) Der Sandfang. Dieser hat den Zweck, die schweren Sinkstoffe und gröberen Schwimm- und Schwebestoffe abzufangen. Die

Sinkstoffe werden dadurch abgefangen, daß man die Durchfluß öffnung vergrößert, die Geschwindigkeit und Schleppkraft des Wassers mithin verkleinert. Die Schwimm- und Schwebestoffe werden durch Gitter oder Rechen zurückgehalten. Die Reinigung der Sohle und Gitter geschieht bei größeren Anlagen auf mechanischem Wege. Die Sinkstoffe werden ausgebaggert, der Rechen wird beweglich angeordnet, entweder an einer wagerechten Welle befestigt und als Rad gestaltet oder über zwei Trommeln geführt.

Fig. 224 zeigt einen „Frankfurter Klärrechen" in der Seitenansicht. *) Die als Radrechen ausgebildete Einrichtung besteht aus fünf Tafeln, die

■r

tfi,

Ml

muspc/irsiNi 1

Fig. 224. Klärrechen.

dem Schmutzwasserstrom entgegen, gleichförmig bewegt werden. Die Tafeln sind gitterartig; sie fangen die Schwimm- und Schwebestoffe durch Feingitter von 10 mm Abstand und weniger und heben sie über Wasser. Eine Abstreifbürste streift die aufgefischten Stoffe nach vorn auf eine Auffangeplatte, von der sie leicht beseitigt werden können.

b) Schlammbecken und Schlammbrunnen. Nachdem alle gröberen Schmutzstoffe aus dem Wasser beseitigt sind, werden die feinen Schlammteilchen niedergeschlagen; dieses geschieht in Schlanrinbecken oder Schlammbrunnen, in denen sich das Wasser mit sehr geringer Geschwindigkeit bewegt. In den Brunnen fließt das Wasser lotrecht von unten nach

’) Der Klärrechen ist durch D. R.-P. geschützt; das ausschließliche Vertretungsrecht für Deutschland und die Schweiz steht der Halbergerhütte zu.

oben, in den Becken wagerecht. Schlammbrunnen werden dort angelegt, wo es an Platz für langgestreckte Becken fehlt. Ihr Grundriß ist gewöhnlich kreisrund, ihre Sohle zum bequemeren Ablassen des Schlammes trichterförmig gestaltet. Schlammbecken erhalten eine langgestreckte, meist rechteckige Form. Günstige Beckentiefen sind 0,5—2,0 in. Weil an der Einlausstelle sich der meiste Schlamm ablagert, so legt man wohl dort die Sohle am tiefsten und läßt sie bis zum Auslauf langsam ansteigen. Die Geschwindigkeit des Wassers soll int Becken nicht über 20—40 nun, im Brunnen 1—2 mm betragen. Die Wirkung der Schlammbecken wird um so besser, je gleichmäßiger der Durchfluß stattfindet, deshalb soll der Wasserzufluß und Wasserabfluß möglichst über den ganzen Querschnitt verteilt werden. Man erreicht eine günstige Verteilung dadurch, daß man an den Stirnwänden des Beckens Rinnen anbringt, über deren Rand das Wasser in einem dünnen Strahl hinweg fließt und vor diese Rinnen Tauchplatten anordnet, welche das zu- und abfließende Wasser nötigen, unterzutauchen.

Wird das Wasser aus den Schlammbrunnen oder Schlammbecken unmittelbar dem Vorfluter zugeführt, so darf der Schlamm nicht in Fäulnis geraten, er muß in frischem Zustande (im Sommer alle 2 bis 3 Tage) entfernt werden, weil frisches Abwasser schneller vom Vorfluter verdaut wird als angefaultes. Soll das mechanisch geklärte Wasser vor seiner Ableitung in den Vorfluter aber noch weiter gereinigt werden, so läßt man oftmals den Schlamm absichtlich faulen; es entstehen dann die sog. Faulbecken.

c) Faulbecken sind größere Schlammbecken, in denen der Schlamm längere Zeit liegen bleibt und fault. Beim Faulverfahren entstehen im Schlamm Gasblasen, die den Schlamm zur Beckenfläche heben. Wenn er auch nach Entweichen der Gase wieder zu Boden sinkt, so bildet sich doch nach und nach eine Schwimmdecke, die bei Faulkammern dauernd bleibt und immer dicker wird. Im Wasser findet dann eine Abnahme der gelösten fäulnisfähigen Stoffe statt. Die schleimigen Bestandteile des Kanalwassers, nebst Fett, Seife, auch Giftstoffe werden verändert und unschädlich gemacht. Z Hierzu kommt, daß der Schlamm dichter wird, also weniger Raum einnimmt und seltener entfernt zu werden braucht, als beim einfachen Schlammbecken. Nachteilig ist, daß der Faulvorgang üble Gerüche erzeugt, deshalb werden die Faulräume manchmal überdeckt. Liegt ihr Dach hoch, so bleibt der Name Faulbecken, ist die Decke nahe dem Wasserspiegel angebracht, so entstehen Faulkammern.

1906, S. 82.

4. Das biologische Verfahren. Beim biologischen Verfahren wird das vorgereinigte Wasser durch Brockenkörper (Filter) geführt, welche stark durchlüftet werden. Man unterscheidet zwischen dem „Füllverfahren" und dem „Tropfverfahren".

Beim Füllverfahren benutzt man Filter, welche in wasserdicht gemauerten Becken aus Schlacke, Koks usw. aufgeschichtet sind. Diese Becken oder Filter iverden mit dem vorgereinigten Abwasser gefüllt, das Wasser verbleibt in diesen Becken 0,5—2 Stunden, dann wird es abgelassen und der Filter wird mindestens 2 Stunden lang der Einwirkung der durchstreichenden Luft ausgesetzt. Ist das abfließende Wasser noch nicht genügend gereinigt, so wird es einem zweiten oder dritten Filter zugeführt; man spricht dann von Stufenfilter. Beim Stufenfilter müssen die zweiten Filter feineres Korn erhalten. Die Höhe der Filter beträgt 1,5—2,0 m bei grobem Korn über 8 mm; sie nimmt ab mit der Korngröße und beträgt noch etwa 0,5 m bei 1 mm großem Korn.

Beim Tropfverfahren verwendet man Tropfkörper, die ähnlich wie die Filter aufgeschichtet werden, aber frei, und auf vielen kleinen Kanälen ruhend, so daß die Luft von allen Seiten durchstreichen kann. Die Höhe der Tropfkörper ist fast unbegrenzt, 3,0 m Höhe ist etwa die untere Grenze. Der aus gröberen Stücken aufgebaute Tropfkörper wird zweckmäßig mit einer 0,1—0,5 m hohen Deckschicht versehen, die aus mehreren Übergangsschichten zusammengesetzt ist. Die oberste feine Deckschicht von 2—4 mm Korngröße ist zu walzen. Das Abwasser wird nun über die Deckschicht durch Überstauung, Rieselrinnen, drehbare Spreng-rohre usw. verteilt, so daß es tropfenweise durch den Körper sickert und sich der Vorgang der Füllung und Durchlüftung gewissermaßen gleichzeitig vollzieht.

Für den Aufbau der Tropfkörper und Filter eignet sich jeder wetterfeste Stoff, vornehmlich Koks und Schlacke, die auch zackig und blasig, nicht rund sind. Nach Prof. Dr. Thumm sind für 1 cbm tägliches Abwasser 2,2 cbm Filterstoff (Koks oder Schlacke) bei zweistufigen und 1,7 cbm bei einstufigen Anlagen zu nehmen und bei Tropfkörpern 1,4 cbm, einschließlich der erforderlichen Reserveanlagen.

Die Erklärung der Reinigungsvorgänge in den Füllkörpern ist derzeit noch keine einheitliche?) Nach Prof. Dr. Dunber kommen hierbei drei Kräfte in Betracht: 1. die rein mechanische des Filters (Abseihen), 2. die physikalisch-chemische der Absorption (Verschluckung), 3. die biologische,

S. 513.

das ist die Tätigkeit der Kleinlebewesen. Privatdozent Knaufs sagt, daß namentlich bestimmte Bakterien und andere Mikroben das gewollte Reinigungsverfahren herbeiführen, d. h. sie besorgen die Umwandlung der stickstoffhaltigen organischen Faulstvffe in unschädliche mineralische Verbindungen. Dazu ist die Gegenwart von Luftsauerstoff erforderlich.

Die älteste biologische Anlage stammt bei uns aus dem Jahre 1898, die älteste städtische Anlage aus dem Jahre 1902; das biologische Reinigungsverfahren ist noch mitten in der Entwickelung begriffen.

5. Bodenfiltration und Rieselung. An Stelle der künstlichen Brockenkörper wird bei der Bodenfiltration und Rieselung der natürliche, gut durchlässige Erdboden zur Reinigung der Abwässer benutzt. Die Bodenfiltration hat den Hauptzweck, das Abwasser zu reinigen; bei der Rieselung soll das Abwasser gereinigt, gleichzeitig aber auch als Dünger für Nutzpflanzen verwendet werden. Prof. Dr. Dünkelberg*) schreibt darüber: „Vorurteilsfreie Hygieniker haben anerkannt, daß die Reinigung des Abwassers am natürlichsten durch Überrieselung von Kulturländereien, also durch die Ausbeutung seiner Düngerschätze erreicht und dauernd gesichert werden kann, wenn die Rieselanlagen selbst sachgemäß angeordnet und verständnisvoll gepflegt werden. Leider ist diese Maßregel nicht überall anwendbar, weil es an der dazu erforderlichen größeren Landfläche in geeigneter Lage zur Abwässerung mangelt. Diesem Mangel aber kann in sehr vielen Fällen auf dazu geeigneten Bodenarten durch Bodenfiltration auf sehr beengten Flächen erfolgreich und billig dadurch abgeholfen werden, daß man den Boden als den natürlichsten und billigsten Oxydationskörper benutzt und sich von allen künstlich ersonnenen Ersatzmitteln frei macht."

a) Bodenfiltration. Der Boden hierzu muß in erster Linie durchlässig sein; am besten eignet sich Sandboden, ferner lehmiger Sand oder sandiger Lehm, aber auch Schiefer- und Schotterboden können verwendet werden, wenn man sie mit Drainzügen durchzieht, und diese um so näher aneinander legt, je mehr die natürliche Durchlässigkeit des Bodens nachläßt. Die Oberfläche des Erdsilters soll eine wagerechte Ebene bilden, damit das auffließende Wasser sich gleichförmig darüber ergießt und zur Versickerung gelangt, so daß auf jeden Quadratmeter eines normalen Bodens 1 cbm Abwasser an einem Tage in den Untergrund versinken und gereinigt werden kann.

Es darf dieselbe Fläche nur 24 Stunden mit der obigen Wassermenge beschickt werden, dann muß sie ungefähr 72 Stunden trocken liegen, damit sie sich bis auf 1,5 m Tiefe wieder mit Luft und Wärme

y Zentralblatt für Wasserbau und Wasserwirtschaft 1909, S. 323.

23

Gamann, Kulturtechnische Baukunde. I; Band.

sättigen kann und die darin angesiedelten sauerstoffbedürftigen Bakterienkolonien sich mittels ihrer organischen Nahrung üppig entwickeln und die Reinigung des Abwassers genügend bewirken zu können.

b) Rieselung. Schon im Jahre 1559 ist in Bunzlau eine Riesclanlage in Betrieb gekommen. Freilich wird bei der Anlage der dortigen Rieselfelder mehr die Absicht bestanden haben, durch die Düngung mit Jauche die Fruchtbarkeit des Landes zu erhöhen als die Abwässer der Stadt zu reinigen und zu beseitigen. Im Siegerlande sind die Abwässer der Ortschaften zum Bewässern der Wiesen noch viel früher benutzt worden. In England wurden um die Mitte des abgelaufenen Jahrhunderts Versuche angestellt, das Abwasser durch Berieselung der Ländereien zu reinigen. Prof. Dr. Dünkelberg, welcher die englischen Einrichtungen an Ort und Stelle kennen lernte, hat festgestellt, „daß die dort geübte Rieselpraxis weit hinter den Methoden zurückstand, die in Deutschland seit langen Jahren in weit gründlicherer Weise Gemeingut der Landwirte und empirischer Techniker einzelner Gegenden, z. B. in Siegen auf Wässerungswiesen mit weit besserem Erfolg bereits durchgeführt und erprobt worden waren"?) Die ausgedehntesten Rieselfelder der Welt finden wir in Berlin und Paris.

Zu Rieselfeldern eignet sich, wie zur Bodenfiltration, durchlässiger Boden, der aber auch stark geneigt sein darf. Alle Rieselfelder werden drainiert; man benutzt weitere Röhren als bei gewöhnlicher Drainage und legt die Stränge enger, um reichlich Wasser ab- und Luft zuzuführen. Bei stark geneigtem Gelände kann zur Grasgewinnung Hangbau wie auf vielen Kunstwiesen benutzt werden. Schwach geneigtes Gelände wird ebenfalls zum Grasbau oder auch für den Anbau von Gemüsen und Futterrüben benutzt. Auf ebenen Flächen werden Beete errichtet; dort wird auch Stauberieselung angewandt, eine Vereinigung der Berieselung mit zeitweiser Überstauung. In der neuesten Zeit wird das durch einfache Rieselung gereinigte Wasser noch einmal zum Rieseln benutzt (Doppelberieselung). Die Leistung wechselt sehr mit der Bodenbeschaffenheit; auf 1 ha Rieselland kommen die Abwässer folgender Einwohnerzahl:

Berlin

200

Breslau 400

Das Drainwasser, das aus den Rieselfeldern abfließt, ist so rein, daß in demselben Forellen und andere Edelfische üppig gedeihen. In Berlin hat man von 1 ha Teichfläche Fischwerte bis zu 800 M. erzielt.

Besprengen der Felder mit Abwasser.2) In Deutschland ist dieses Verfahren zuerst in den Jahren 1898—1902 auf dem Gut Eduards-

*) Zentralblatt für Wasserbau und Wasserwirtschaft 1909, S. 305.

²) Zentralblatt für Wasserbau und Wasserwirtschaft 1906, S. 102.

Paris

400

Englische Städte

450

selbe bei Posen mit Erfolg angewendet worden. Von dem Hauptdruckrohr zweigt ein Netz von frostsicher verlegten Zweigleitungen ab, an denen verschließbare Anschlußstutzen angebracht worden sind. An diese Stutzen werden vor dem Sprengen schmiedeeiserne Rohre befestigt, die das Abwasser den zum Besprengen dienenden Schläuchen zuführen.

§ 140. Schlußfolgerungen.

Ein für alle Fälle passendes, allgemein befriedigendes und allgemein anwendbares Verfahren der Abwasserreinigung gibt es nicht; stets muß das Verfahren den örtlichen Verhältnissen angepaßt werden. Die Abwasserbehandlung muß namentlich ästhetischen, gesundheitlichen und wirtschaftlichen Anforderungen genügen. Diese Anforderungen sind nicht feststehend; stets soll aber:

1.    kein häßliches Aussehen und kein übler Geruch im Vorfluter entstehen;

2.    das Wasser so weit gereinigt werden, daß Schädigungen der Gesundheit beim Gebrauch des Vorflutwassers nicht vorkommen;

3.    das Reinigungsverfahren nicht zu teuer werden durch kostspielige, schwierig zu bedienende Anlagen und eine zu weitgehende Reinigung. Auch sollen die den Abwässern entzogenen Stoffe möglichst wirtschaftlich verwertet werden.

Die vollkommenste Reinigung der Abwässer und Verwertung der entzogenen Stoffe bietet die Verteilung auf ausreichende Landflächen von geeigneter Beschaffenheit (Bodenfiltration, Berieselung, Eduardfelder-Ver-fahren).

Liebig sagt in seinen chemischen Briefen: „An der äußeren Kruste der Erde soll sich unter dem Einfluß der Sonne das organische Leben entwickeln, und so verlieh der große Baumeister den Trümmern dieser Kruste das Vermögen, alle diejenigen Elemente, welche zur Ernährung der Tiere dienen, anzuziehen und festzuhalten, wie der Magnet Eisenteile an sich zieht. In dieses Gesetz schloß der Schöpfer ein zweites ein, wodurch die pflanzentragende Erde ein ungeheurer Reinigungsapparat für das Wasser wird, aus dem sie durch das nämliche Vermögen alle der Gesundheit der Menschen und Tiere schädlichen Stoffe, alle Produkte der Fäulnis und Verwesung untergegangener Pflanzen und Tiergenerationen entfernt."

Dort, wo die Lage und Beschaffenheit des Bodens eine Rieselanlage nicht gestatten, hat man den Naturvorgang nachzuahmen gesucht, man baute „biologische Brockenkörper", durch die man, wie bei der Bodenfiltration, die Abwässer zeitweilig hindurchführt (Füllverfahren) oder

23*

stetig hindurchfließen läßt (Tropfverfahren). Man kann das Füllverfahren auch vergleichen mit dem Petersenscheu Be- und Entwässerungssystem, das Tropfverfahren mit einer gut drainierten Rieselwiese. Beim biologischen Verfahren muß man die Filter erst künstlich schaffen, die auf den Rieselanlagen bereits vorhanden sind, auch können beim biologischen Verfahren die düngenden Stoffe des Abwassers nicht unmittelbar nutzbar gemacht werden.

Bei der mechanischen Klärung und chemischen Reinigung geschieht die Reinigung und Ausnutzung des Abwassers noch unvollkommener, wie früher bereits nachgewiesen worden ist. Aber trotzdem haben diese Verfahren auch ihre Berechtiguug, namentlich dann, wenn der erzielte Reinigungsgrad genügt und die Anlage am billigsten wird. Unter-Reinigungsanlagen von derselben Leistungsfähigkeit wird diejenige am billigsten, bei der der Ausdruck

(86)

k = lq + k₂ + k₃ - k₄

am kleinsten wird. In diesem Ausdruck bedeutet

k[ das Neubaukapital;

k₂ ein Kapital, aus dessen Zinseszinsen man die Anlage ant Ende ihrer Lebensdauer wieder neu errichten kann;

k₃ ein Kapital, dessen Zinsen für den Betrieb und die Unterhaltung ausreichen;

k₄ der kapitalisierte jährliche Nutzen.

Ein in Geldeswert auszudrückender Nutzen ergibt sich bei einer Schwemmkanalisation dadurch, daß

1.    die Abwasserstoffe verwertet werden;

2.    die Anlage von Abortgruben bei Neubauten unnötig wird;

3.    die Kosten für die Leerung und Unterhaltung der vorhandenen Abortgruben in Fortfall kommen;

4.    die Kosten, welche durch das Aufeisen der Straßenrinnsteine und durch die Beseitigung der Eisbildungen auf den von den Niederschlagswässern der Höfe und Dächer überströmten Bürgersteige entstehen, sich ganz bedeutend verringern.

Der Hauptnutzen einer Kanalisation kann aber nicht mit Geld berechnet werden, er liegt darin, daß der Gesundheitszustand in der kanalisierten Stadt sich hebt, die Sterblichkeitsziffer aber abnimmt.

Die Unterhaltung der

Wege und Fahrstraßen.

Von

H. Gamann,

Lehrer an der Wiesen- und Wegebauschule in Siegen.

Mit 108 Textabbildungen. Kartoniert, Preis 5 M.

Das Buch umfaßt die Unterhaltung, Instandsetzung und den Ausbau der Landstraßen, der Feld- und Waldwege, sowie die Herstellung und Unterhaltung der Verkehrsbahn von städtischen Straßen, von Fuß-, Reit-, Radfahr- und Automobilwegen und wird daher allen, in deren Hand die Unterhaltung der Wege liegt, Wegebautechnikern wie Verwaltungsbeamten, Forst- und Landwirten, sehr willkommen sein.

Hydraulik und ihre

Anwendung in der Kulturtechnik.

Von

H. Gainann,

Lehrer an der Wiesen- und Wegebauschule in Siegen.

Mit 153 Textabbildungen und 2 Tafeln. Gebunden, Preis 5 M. 50 Pf.

Das Buch ist zur Verwendung in kulturtechnischen Lehranstalten und Tiefbauschulen bestimmt und soll namentlich auch in der Praxis bei der Lösung wasserbautechnischer Aufgaben ein nützliches Werk zum Nachschlagen sein. Es enthält in seinem ersten Teile das Wichtigste aus der Mechanik des Wassers und behandelt im zweiten Teile, der angewandten Hydraulik, Hydrologie, Hydrometrie, offene Wasserläufe, Stauwerke, Brücken und Durchlässe, Kanalisation, Dränage, Wasserversorgung, Wasserkraftmaschinen und Wasserhebemaschinen.

Leitfaden und Normal-Entwürfe

für die

Aufstellung und Ausführung

von

Was serleitungs Projekten

für Landgemeinden.

Aus der Praxis entnommen und für die Praxis bearbeitet

von

A. Heinemann,

Kgl. Wiesenbaumeister und Lehrer an der Wiesenbauschule zu Siegen i. Wests.

Zweite, neubearbeitete und vermehrte Auflage.

Mit 107 Textabbildungen und 19 Tafeln. Kartoniert, Preis 7 M.

Das Werk ist auf Veranlassung und mit Unterstützung des Ministers für Landwirtschaft verfaßt und herausgegeben, um kleinbäuerlichen, ländlichen Gemeinden die Vorteile einer Versorgung mit gutem Wasser darzulegen und ihnen eine Reihe von Musterentwürfen als Beispiele zu bieten.

Die Ausnutzung der Windkräfte unter besonderer Berücksichtigung

der ländlichen Gemeinde-, Wasser-u Elektrizitätsversorgung.

Leitfaden für Fachleute, Gewerbetreibende, Landwirte, Landgemeinden usw., die sich mit der Nutzbarmachung der Windkräfte befassen.

Von

Ludwig Hammel,

Zivilingenieur in Frankfurt a. M.

Mit 104 Textabbildungen. Kartoniert, Preis 4 M.

Der Verfasser behandelt die Ausnutzung der Windkräfte unter dem Gesichtspunkte der Technik und des Wirtschaftslebens. Er ging dabei von dem Gedanken aus, daß die Windkraft mit Rücksicht auf die wesentlichen Verbesserungen der Windmotoren in den letzten Jahren viel zu wenig ausgenutzt wird, weil zurzeit noch ein zu großes Vorurteil besteht, dessen Gründe einerseits in der großen Unkenntnis der Windkraftausnutzung, anderseits in den bei Windkraftanlagen eigentümlichen Betriebsschwankungen zu suchen sind.

Leitfaden der Maschinen- und Elektro-Technik für Landwirte.

Unter Mitwirkung von Fachlehrern am Kyffhäuser-Technikum und im Aufträge des Königl. Preuß. Ministeriums für Landwirtschaft, Domänen und Forsten

herausgegeben von

Huppert,

Ingenieur, Direktor des Kyffhäuser-Technikums in Frankenhausen.

Mit 102 Textabbildungen. Kartoniert, Preis 3 M.

Dieser ursprünglich für die Lehrkurse in Frankenhausen bestimmte Leitfaden bietet eine Zusammenstellung und kurze Ableitung der wichtigsten Grundlehren der Maschinentechnik, soweit sie für das Verständnis landwirtschaftlicher und verwandter Maschinen notwendig sind.

Elektrotechnik der Landwirte.

Leitfaden für landwirtschaftliche Lehranstalten und Landwirte mit besonderer Berücksichtigung der landwirtschaftlichen Praxis. Im Auftrage des Königl. Preuß. Ministeriums für Landwirtschaft, Domänen und Forsten

verfaßt von

Rudolf Wotruba,

Ingenieur am Polytechnischen Institute Flankenhausen am Kyffhäuser.

Mit 43 Textabbildungen. Kartoniert, Preis 1 M. 80 Pf.

Das Buch enthält in kurzen Zügen das Wesentlichste aus dem Gebiete der Elektrotechnik und sei Landwirten, die sich darüber informieren wollen, zum Studium bestens empfohlen.

Grundlehren der Kulturtechnik.

Unter Mitwirkung von Dr. M. Fleischer, Geh. Ober-Reg.-Rat, Prof, in Berlin, P. Gerhardt, Geh. Oberbaurat in Berlin, Dr. E. Gieseler, Geh. Reg.-Rat, Prof, in Poppelsdorf, M. Grantz, Geh. Reg-Rat, Prof, in Berlin, A. Hüser, Oberlandmesser in Kassel, H. Mahraun, Geh. Reg.-Rat in Kassel, W. v. Schlebach, Oberfinanzrat in Stuttgart, Dr. W Strecker, Prof, in Leipzig, Dr. L. Wittmack, Geh. Reg.-Rat, Prof, in Berlin, herausgegeben von Dr. Ch. August Vogler,

Geh. Reg.-Rat, Professor an der Landwirtschaftlichen Hochschule zu Berlin.

Erster Band: Naturwissenschaftlicher und technischer Teil. Vierte Auflage.

Mit 912 Textabbildungen und 9 Tafeln, ln zwei Bände gebunden, Preis 36 M. Zweiter Band: Kameralistischer Teil. Dritte Auflage.

Mit 21 Textabbildungen und 9 Tafeln. Gebunden, Preis 18 M.

Kulturtechnischer Wasserbau.

Handbuch für Praktiker und Studierende

von

Adolf Friedrich,

k. k. Hofrat, o. ö. Professor an der k. k. Hochschule für Bodenkultur in Wien.

Zweite, umgearbeitete und erweiterte Auflage.

Erster Band: Allgemeine Bodenmeliorationslehre. — Hydrometrie.— Erdbau. — Bodenentwässerung. Bodenbewässerung. — Ausgeführte Anlagen.

Mit 488 Textabbildungen und 22 Tafeln. Gebunden, Preis 18 M.

Zweiter Band: Die Wasserversorgung der Ortschaften. — Die Stauweiherbauten. — Die Kanalisation der Ortschaften, Reinigung und landwirtschaftliche Verwertung der Abwässer.

Mit 211 Textabbildungen und 23 Tafeln. Gebunden, Preis 18 M.

Der Landwirt

als

Kulturingenieur.

Von

J. F. Zajicek

Professor an der Landwirtschaft!. Lehranstalt Francisco-Josephinum in Mödling.

Zweite, verbesserte Auflage.

Mit 196 Textabbildungen. Gebunden, Preis 2 M. 50 Pf.

Engel-Schuberts

Handbuch des

Landwirtschaftlichen Bauwesens

mit Einschluß der Gebäude für landwirtschaftliche Gewerbe. Neunte Auflage,

vollständig neubearbeitet von

Alfred Schubert,

Professor und Baumeister in Kassel.

Mit 1466 Textabbildungen. Gebunden, Preis 20 M.

Engels Bauausführung.

Zweite Auflage, neubearbeitet von

Conrad Bauer,

Ingenieur und Kgl. Reallehrer für Baukunde an der Kgl. Baugewerkschule in Würzburg. Mit 1017 Textabbildungen. Gebunden, Preis 12 M.

Eine gemeinverständliche Anleitung zur praktischen Ausführung und zur Beurteilung aller vorkommenden Bau arbeiten.

Elementar-Geometrie

in Anwendung auf die Gewerbe der Bodenkultur.

Anleitung zur Ausführung von Flächen-, Körper- u. Höhenmessungen.

Für den Gebrauch an Fachlehranstalten und zum Selbstunterricht

bearbeitet von

Dr. Adolf Kraemer,

Professor in Zürich.

Mit 478 Textabbildungen und 4 Plänen. Gebunden, Preis 14 M.

Der Hausschwamm

und die wichtigsten Trockenfäuleschwämme

vom» botanischen, bautechnischen und juristischen Standpunkte.

Von

Dr. E. Schaffnit, Baumeister J. Swensitzky, Rechtsanwalt Dr. Schlemm. Mit 21 Textabbildungen und 1 Tafel. Kartoniert, Preis 2 M.

Zu beziehen durch jede Buchhandlung.

es?

CT3

ss:

er»

INI

5. 61 1

ätIA&Ö W

.

t

Mentzel und von Lengerkes

landwirtschaftlicher

Hülfs- und Schreibkalender.

65. Jahrgang.

Herausgegeben von Dr. Hugo Thiel,

Wirkt. Geheimer Rat und Ministerialdirektor im Kgl. Pr. Ministerium

für Landwirtschaft.

I. Teil (Taschenbuch) gebunden. II. Teil (Jahrbuch) geheftet.

Ausgabe mit einer halben Seite weiß Papier pro Tag.

In Leinen geb. 2,50 M., in Leder geb. 3 M.

Ausgabe mit einer ganzen Seite weiß Papier pro Tag.

In Leinen geb. 3 M., in Leder geb. 4 M.

Der Mentzelsche Kalender folgt mit seinem ganzen Inhalt den modernen Bedürfnissen der Landwirtschaft und ist der zuverlässigste tägliche Begleiter des Landwirts.

Der I. Teil, das mit besonderer Sorgfalt solide gebundene Taschenbuch, enthält außer den bekannten Wirtschaftsformularen 77 Tabellen für Berechnungen aller Art, über Aussaat und Ernteverhältnisse der Kulturpflanzen, Wiesenbau, Düngung, Fütterung, Angaben über Tierheilkunde, Tierzucht, Bau- und Maschinenwesen, landw. Gewerbe, Maße, Gewichte, Gerichtskosten usw.

Der II. Teil, das Jahrbuch, enthält eine Zusammenstellung der landw. Behörden, Berufsgenossenschaften, Landwirtschaftskammern, Zuchtgenossenschaften, landw. Vereine, landw. Unterrichtsanstalten und Versuchsstationen. Es kann gar nicht oft genug wiederholt werden, welcher Schatz von Informationen für jeden Landwirt in diesem zweiten, 600 Seiten starken, Teile des „Mentzel“ enthalten ist, welche Fülle von Angaben er bringt, die nirgends sonst zu finden sind.

Die unübertroffene Reichhaltigkeit, der hohe wissenschaftliche und praktische Wert des Inhaltes und der hierbei außerordentlich niedrige Preis lassen den „Mentzel" hoch über den zahlreichen Nachahmungen stehen, die er in den letzten Jahren gefunden hat, zumal er auch die

neuen Kellnerschen Fütterungstabellen

enthält, die kein anderer Kalender bringen kann.

Illustriertes

Landwirtschafts-Lexikon.

Vierte, neubearbeitete Auflage.

Unter Mitwirkung von B. Dürigen-Berlin, Dr. M. Fesca-Witzenhausen, Dr. H. v. Fürst-Aschaffenburg, Dr. P. Gisevius-Gießen, M. Hesdörffer-Berlin, Dr. 0. Kellner-Möckern, Dr. W. Kirchner-Leipzig, H. Kutscher-Hohenwestedt, 6. Lehzen-Hannover, Dr. C. J. Lintner-München, 6. Meyer-Potsdam, Dr. S. v. Nathusius-Jena, Dr. 0. Röder-Dresden, Dr. P. Schiemenz-Berlin, Dr. J. Schumacher-Köln, Dr. P. Sorauer-Berlin, Dr. W. Strecker-Leipzig, Dr. A. Stutzer-Königsberg, Dr. F. Waterstradt-Breslau herausgeg. von Dr. H. Werner-Berlin.

Mit 60 Porträts und 1250 Textabbildungen. In Halbleder gebunden, Preis 23 M.

So mancher praktische Landwirt hat vielfach nicht die Zeit und auch keine so große Bibliothek, um durch Nachlesen in Spezialwerken Belehrung zu suchen; für ihn handelt es sich meist darum, sofort und ohne vieles Suchen eine Auskunft zu finden. Diesem Bedürfnis entspricht das „Illustrierte Landwirtschafts-Lexikon“.

Durch bereits drei Auflagen hat es seine Existenzberechtigung längst erwiesen; es ist heimisch geworden bei dem größeren wie dem kleinen Landwirt, es gehört längst zum eisernen Bestand jeder Wirtschaft.

Das Landwirtschafts-Lexikon enthält Tausende einzelner Artikel und gibt — aufgeschlagen an der betreffenden Stelle des Alphabets — eine augenblickliche, klare und bündige Antwort auf alle Fragen, wie sie sich täglich im Betriebe auswerfen.

Der bei alledem niedrige Preis für ein Werk dieses Inhalts und Umfangs konnte nur gestellt werden im Vertrauen auf einen großen Absatz auch dieser neuen Auflage sowie in der Überzeugung, daß das Landwirtschafts-Lexikon immer mehr sich auf jedem Gut als unentbehrliches Hausbuch einbürgern wird.

Herde der Fürstlich Schaumburg-Lippeschen Merino-Stammzucht zu Vietgest. Verkleinerte Abbildung einer farbigen Kunstbeilage aus der „Deutschen Landwirtschaftlichen Presse“.

t

■

.

,

:

•I

j

j

i

\:

'

r

"SK-----    -----; .

. ⁴

W

—MWWlW

4    r.'s-

MM

';!'a,X:;:/.-

zMi

ii

xZ24£bS

liil

' V

m

M

.

"'■.*..1

0 '

KW

M

Kwr

M

KMZ 4

44

,

U'

M

■

? 4lfeL

■

:

, 1 tdL \ A

» LE

ML

>A;d

'

II

L

|

4:55

m

4>;

M

fclL¹;

I

: : '

ii

emSs

J

MW-

I

s

■

Ir ?

|4

1

%

i

*

»

H - «... lt-1 VW»«*

MdlmrUMiihk SrtfTr

Deutsche

Begründet 1874.

Wöchentlich zwei starke, reich illustrierte Nummern

(Mittwochs und Sonnabends).

Jede Nummer enthält eine eigene Handelsbeilage.

Jeden Monat eine künstlerisch ausgeführte farbige Beilage.

Durch jedes Postamt bezogen, Preis vierteljährlich 5 Mark.

Unter Kreuzband bezogen: In Deutschland, Österreich und Luxemburg vierteljährlich 6 Mark. Im Weltpostverein jährlich 30 Mark.

Die „Deutsche Landw. Presse“ ist nach Inhalt und Ausstattung die bedeutendste landwirtschaftliche Fachzeitung des deutschen Sprachgebietes. Sie zeichnet sich aus durch:

Strengste Sachlichkeit und wissenschaftliche Gründlichkeit

in der Erörterung aller bedeutenden Vorgänge und Fragen der landwirtschaftlichen Technik und des landwirtschaftlichen Betriebes durch

Originalartikel erstklassiger Autoren.

Rege Berichterstattung über alle beachtenswerten landwirtschaftlichen Verhältnisse im Auslande und in den deutschen Kolonien.

Freien „Meinungsaustausch“ für Vertreter verschiedener Rieh tungen und Ansichten im Leserkreis.

Ausgedehnten kostenfreien „Fragekasten“ mit zuverlässiger Auskunftserteilung.

Wöchentlich zweimalige „Handelsbeilage“ in übersichtlicher Stoff - Gruppierung mit fachmännischen Originalartikeln über die Marktlage, mit Statistiken etc.

Beste künstlerische Textabbildungen u. farbige Kunstbeilagen. Feuilletons unterhaltenden und belehrenden Charakters.

Die im Verhältnis sehr geringe Ausgabe für das Abonnement dieses hervorragenden landwirtschaftlichen Organs macht sich vielfältig bezahlt.

Man achte bei der Bestellung auf den genauen Titel: „Deutsche Landwirtschaftliche Presse“.

Berlin.

Probenummem auf Verlangen umsonst und postfrei.

)

f

■

flufgabestempel

;

\

Tlbsenöer (Itomc, Wohnort, Straße, Hausnummer, Gebauüetett, Stockwerk)

Siegtisilßiler Werte

vorm. Fried. Hoffmann

Aktiengesellschaft

Siegersdoif i. Schl.

f

t

pnbet

lotet.....

L

Bitte kn feües Paket obenauf ein Doppel Ar Mufschrist zu (fegen!

sjjO{ OV

$-96

:

*

•l!

.

-

i '.M""

! iiiiin

I »<!{•• Hill

rin

'

• :•

(| I .v

%

.

MZ

M

IflS.

m

Biblioteka Politechniki Krakowskiej

11-351316

Politechniki Krakowskiej