Drehbrücken

Drehbrücken (swing bridges, swivel bridges; ponts tournants; ponti girevoli), bewegliche Brücken (s.d.), bei denen die Bewegung um eine lotrechte, zwischen den Brückenenden gelegene Drehachse erfolgt.

Die Drehachse, der Drehzapfen oder Königszapfen, befindet sich meist auf einem Pfeiler, den man Drehpfeiler nennt. Je nachdem die Drehachse genau in der Brückenmitte oder zu einer Seite der Brückenmitte angebracht ist, unterscheidet man gleicharmige (Abb. 251) und ungleicharmige (Abb. 252) D. Die ersteren bieten gegenüber den letzteren mehrfache Vorteile. Zunächst sind zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts bei geöffneter Brücke keinerlei Gegengewichte notwendig. Außerdem werden bei der gleicharmigen D. zwei Öffnungen gleichzeitg frei. Dagegen verursacht der kreisrunde Mittelpfeiler eine bedeutende Verengung des Profils, die oft eine Verbreitung der Wasserstraße zu beiden Seiten der Brücke notwendig macht.

Wo eine Verengung des Profils nicht statthaft und eine stellenweise Verbreitung der Wasserstraße nicht möglich sowie auch dort, wo die Schiffahrt nur von geringer Bedeutung ist, wird öfters der Billigkeit wegen eine ungleicharmige D. zur Anwendung kommen. Diese wird auf dem kürzeren Arm mit einem Gegengewicht beschwert, das bei geöffneter Brücke das Gleichgewicht herstellt.

Bei großer zu überbrückender Spannweite hat man in einzelnen Fällen auf jedem Landpfeiler einen Drehzapfen und ein Gegengewicht angeordnet oder auch zwei Drehpfeiler gebaut und die Brücke aus zwei voneinander unabhängigen, ungleicharmigen D. hergestellt. Es entstand so eine zweiflügelige oder zweiteilige D. (Abb. 253).

Auflagerung während des Drehens. Diese kann auf 3 verschiedene Arten erfolgen.

1. Ganz auf einem Drehzapfen oder auf in einem Kreise gelagerte Rollen (Rollenkranz).

2. Zum Teil auf einem Drehzapfen und zum Teil auf einem oder mehreren Laufrädern.

3. Zum Teil auf einem Drehzapfen und zum Teil auf einem Rollenkranz.

Im ersten Falle ist der beim Drehen zu überwindende Reibungswiderstand am geringsten. Der Drehzapfen wird aus geschmiedetem Flußeisen oder Flußstahl (Abb. 254 u. 272), aus Gußstahl oder aus Gußeisen (Abb. 255) hergestellt. Er wird vielfach mit einem Stück aus gehärtetem Stahl abgedeckt, das als Drehfläche für den an der Brücke befestigten Lagerkörper aus Lagermetall dient.

Die Auflagerung am Drehzapfen erfolgt entweder, wie in Deutschland vielfach üblich, mittels an der Brücke befestigter Gußstücke (Abb. 255) oder mittels Hängebolzen, deren in den letzten Jahrzehnten in Holland der richtigen Kräfteverteilung wegen nur zwei angeordnet werden (Abb. 254). Bei der erstgenannten Anordnung ist der Drehzapfen mittels Keilen in lotrechter Richtung verstellbar, bei der zweiten Ausführungsart ist der Drehzapfen fest und die Regelung der Höhenlage der Brücke erfolgt durch die Muttern der Hängebolzen. Um die Reibung zu vermindern ordnet man bei größeren Brücken bisweilen Kugeln oder Rollen auf dem Drehzapfen an. Liegt der Schwerpunkt der Brücke nicht genügend tief unter der Oberkante des Drehzapfens, so müssen noch Laufräder vorgesehen werden, die lediglich den Zweck haben, ein Kippen der Brücke zu verhüten.

Die Auflagerung der Brücke auf einem Rollenkranz wird vielfach in Amerika, England und Frankreich angewendet (Abb. 256). Sie empfiehlt sich besonders bei schweren Brücken, wenn der Schwerpunkt des beweglichen Brückenteils über der Oberkante des Drehzapfens liegt oder wenn es unmöglich ist, einen kräftigen Querverband für die Übertragung des Brückengewichtes auf den Drehzapfen anzuordnen. Die meist aus Gußstahl hergestellten, genau konisch abgedrehten Rollen bewegen sich auf einer kreisförmigen, ebenfalls meist aus Gußstahl hergestellten Bahn (Laufkranz) auf dem Drehpfeiler und werden mittels eines an dem Königszapfen drehbar befestigten radförmigen Gestelles in der richtigen Lage gehalten. Auch die Brücke selbst hat eine Führung am Drehzapfen (Abb. 256).

Bei einigen neueren D. sind Tragkugeln (Patent Weickum) statt Rollen angewendet.

Die Auflagerung auf dem Königszapfen und den Laufrädern findet man bei den gleicharmigen D. nur bei besonderen Bauarten, namentlich bei Brücken, bei denen der bewegliche Teil in bezug auf den Drehzapfen nicht im Gleichgewichte ist (z.B. bei den Schwedlerbrücken). Bei ungleicharmigen und zweiteiligen D. kommt sie vielfach vor, weil der Landpfeiler öfters eine gute Gelegenheit für das Anbringen einer Laufschiene (Laufkranz) bietet.

Die eben genannte Schwedlersche D. ist in Deutschland sehr häufig zur Ausführung gelangt. Es treten dabei (Abb. 257) Zapfen (D) und Laufräder (E) nur beim Öffnen und Schließen der Brücke in Wirksamkeit. Die geschlossene Brücke findet auf dem Drehpfeiler ihre Unterstützung durch ein gesondertes Auflager, so daß Zapfen und Räder vollständig entlastet sind. Die Brücke stellt in diesem Zustande einen Träger auf drei Stützen, A, B, C, vor, und es ist AB > BC. Soll die Brücke geöffnet (ausgeschwenkt) werden, dann wird der Auflagerpunkt A durch Wegnahme der Stützen gesenkt, so daß sich die Brücke vom Auflager C abhebt und auf den Drehzapfen D und die Laufräder E auflegt, eine Bewegung, die durch ein bei A angebrachtes Gewicht gefördert wird.

Die Auflagerung des Brückengewichtes teilweise auf dem Königszapfen und teilweise auf einem Rollenkranz kommt mitunter vor, doch ist eine richtige Verteilung des Gewichts auf Zapfen und Rollen schwer zu erzielen und noch schwerer zu erhalten, es sei denn, daß man, wie z.B. bei der 1200 t schweren Tyne-Brücke New-Castle-on-Tyne, den Drehzapfen auf Druckwasser eines bestimmten Druckes lagert.


Auflagerung der D. in geschlossenem Zustand.


Im geschlossenen Zustand bilden D. entweder einen Träger auf zwei Stützen mit einem ausgekragten Ende (zweiteilige D.), oder einen kontinuierlichen Träger auf drei Stützpunkten (einteilige D. auf Drehzapfen gelagert mit höchstens einer Mittelstütze unter jedem Träger) oder einen kontinuierlichen Träger auf vier Stützpunkten (bei Auflagerung auf einem Rollenkranz oder wenn zwei Stützen unter jedem Träger auf dem Mittelpfeiler angeordnet sind). Bei zweiteiligen D. ist am kurzen Brückenende eine Hebevorrichtung und eine Verankerung am Widerlager angebracht; letztere nimmt die negativen Auflagerdrücke auf. Überdies findet eine Verriegelung beider Flügel an der Stoßfuge statt.

Einteilige D. müssen so unterstützt werden, daß bei einseitiger Belastung keines der Brückenenden sich von seinem Auflager abheben kann.

Dieses kann erzielt werden:

a) Durch Hebung eines oder beider Brückenenden nach dem Einschwenken.

b) Durch Verankerung der Brückenenden nach dem Eindrehen.

c) Durch Hebung der Brückenenden von ihren festen Auflagern vor dem Ausschwenken.

Zu a). Bei Hebung nur eines Endes spart man die Hebevorrichtung am anderen Brückenende. Ersteres muß aber ein wenig beschwert werden, so daß es sich beim Herunterlassen der Hebevorrichtung senkt, bis das über den Mittel- oder den Drehpfeiler anzubringende Laufrad auf der Laufschiene ruht. Das andere Brückenende ist dann von seinen festen Lagern abgehoben. Zum Heben der Brückenenden dienen Exzenter, Kurbelzapfen, (Abb. 258 ad), Keile, (Abb. 259), Schraubenwinden, (Abb. 260), (die Neigung der Keile oder Schraubengewinde soll geringer sein als der Reibungswinkel), Kniehebel (Abb. 261), Druckwasserpressen, oder sog. Auflaufräder, Keile und Schraubenwinden sind wegen der bedeutenden Reibung und letztere auch wegen der langsamen Hebung, für Handbetrieb weniger zu empfehlen. Hierfür eignet sich wohl die Hebung mittels Kurbelzapfen am besten. Jedoch haben diese den Nachteil, daß die Achsen sehr kräftig sein müssen, um die Stöße der Verkehrslast aufnehmen zu können und daß die Achsenlager durch diese Stöße stark schleißen; ebenso sind auch die Gelenke der Kniehebel einem starken Verschleiß ausgesetzt. Man gebraucht daher die Kurbelzapfen und Kniehebel vielfach nur zum Heben. Ist das Brückenende in seiner höchsten Lage, so werden Klötze oder Rollen untergeschoben und die Brücke darauf gesenkt.

In neuerer Zeit hat man in Holland Hebevorrichtungen gebaut, bei denen das Unterschieben der Klötze selbsttätig stattfindet, indem das Heben je nach Umständen durch Kurbelzapfen, Hebel u. dgl. erfolgt. In Abb. 258 a, b, c und d sind 4 verschiedene Stellungen dieser Vorrichtung für Hebung mittels Kurbelzapfen schematisch angegeben.

Bei den obengenannten Vorrichtungen mit Kurbelzapfen und Kniehebel werden öfters Gegengewichte angebracht, die beim Senken der Brückenenden gehoben werden und so die dabei freiwerdende Arbeit aufsparen, die nachher wieder zum Heben der Brückenenden benutzt wird.

Druckwasserpressen bedingen eine ziemlich teuere maschinelle Anlage mit Kraftsammler u.s.w. Sie dienen nur zur Hebung, damit Klötze oder Rollen untergeschoben werden können. Im allgemeinen dürften elektrisch angetriebene Keile den kostspieligen und überdies noch der Frostgefahr ausgesetzten Druckwassereinrichtungen vorzuziehen sein.

Auflaufräder sind auf die Widerlager oder Pfeiler aufgestellte Räder, die die Enden der eingedrehten Brücke unterstützen. In Amerika werden sie für Straßenbrücken verwendet, es bleibt dann ein Spiel von 1 bis 2 mm zwischen Rädern und Brückenende, so daß eine feste Lage nicht erreicht wird. Bei einer in den Jahren 1904–1905 gebauten zweigleisigen Eisenbahn-Drehbrücke im Duisburg-Ruhrorter Hafen sind Auflaufräder Bauart Loebell zur Anwendung gekommen (Abb. 262 und 263). Unter den Brückenenden sind Auflaufschuhe befestigt, deren Unterfläche teilweise geneigt, teilweise wagerecht ist. Beim Eindrehen bewegen sich die geneigten Flächen auf den Auflaufrädern, wodurch die Brückenenden gehoben werden. Im betriebsfähigen Zustand ruhen die wagerechten Flächen der Schuhe auf den Rädern und die Brückenenden sind so weit gehoben, daß sie sich bei einseitiger Belastung der D. nicht von den Auflaufrädern abheben können. Die Schuhe sind derart eingerichtet, daß sie als Kipplager wirken, die Räder, daß sie der Wärmeausdehnung der Hauptträger nicht im Wege stehen. (S. Zentralbl. d. Bauverw. 1907, Seite 484.) Die Auflaufräder können wegen der ziemlich großen Kraft, die geleistet werden muß, um die eingedrehte Brücke in Bewegung zu setzen, nicht bei Brücken, die mit Handkraft gedreht werden, Anwendung finden.

Zu b). Bei der Point-Street-Brücke in Providence werden die eingeschwenkten Trägerenden in ihrer durchgebogenen Stellung fest-geriegelt, so daß ein Abheben unmöglich ist. Weil die Riegel den Stößen der Verkehrslast und damit einem ziemlich starken Verschleiß ausgesetzt ist, kann eine feste Lage nicht beibehalten werden. Schmitt hat für die 1905 gebaute neue D. über die Hunte in Oldenburg eine Anordnung gewählt, wobei zwar der Grundgedanke, die Hauptträgerenden im durchgebogenen Zustande zu verankern nicht streng durchgeführt wird, anderseits aber auch bei Abnützung der Teile eine feste Lagerung beibehalten bleibt. Zu diesem Zweck kommen die Hauptträgerenden beim Einschwenken unter in den Widerlagern festgemauerten Verankerungen unter die sie beim Drehen mit einem Spiel von 12 bis 20 mm hinweggleiten. Sie werden mittels an der Brücke befestigter Schraubenwinden bis gegen die Verankerung angehoben. (Abb. 264, 265.) Die Konstruktion ist so ausgebildet, daß der Wärmeausdehnung der Brücke nichts entgegensteht (s. Organ 1907, Seite 173).

Zu c). Das Abheben der Brückenenden vor dem Ausschwenken erfolgt entweder durch Hebung der ganzen Brücke oder durch Hebung der Enden der Brückenarme. Die Hebung der ganzen Brücke wird erreicht:

1. Durch Hebung des Drehzapfens mittels Schraubenwinden (Brücke über den Canal Grande in Triest, Abb. 266). Der Drehzapfen ist mit Schraubengängen versehen, die in eine auf dem Pfeiler ruhende, als Schneckenrad ausgebildete Mutter eingreifen. Durch Drehung der Mutter wird der Drehzapfen und damit die Brücke gehoben oder gesenkt.

2. Durch Hebung des Drehzapfens mittels Druckwasser. (D. über den Kaiser-Wilhelm-Kanal, Pollet-Drehbrücke in Dieppe u.a.) Durch Einlassen des Druckwassers unter den als Kolben ausgebildeten Drehzapfen wird die Brücke von ihren Lagern gehoben. Bei den Brücken am Kaiser-Wilhelm-Kanal ruht die D. in geschlossenem Zustande bei A, C und B (Abb. 267) auf festen Auflagern, indem der Drehzapfen bei C und die Laufräder bei D unbelastet bleiben. Beim Heben des Drehzapfens hebt sich der lange Arm bei A vom Lager und kippt die Brücke um B, bis das Laufrad bei D auf der Laufschiene ruht. Bei weiterem Heben, wird die Brücke auch vom Lager B gehoben und kann ausgeschwenkt werden.

Bei Hebung des Drehzapfens mittels Druckwasser benutzt man bisweilen arbeitsparende Vorrichtungen, z.B. bei der Joliettebrücke, Marseille (Abb. 268), wo die untere Druckfläche des Kolbens (Drehzapfens) entsprechend dem Brückengewicht und einfachen Reibungswiderstande, dagegen die obere, ringförmige Druckfläche entsprechend dem doppelten Betrage der Reibungswiderstände ist. Die untere 5674∙5 cm2 große Fläche steht immer mit einem Kraftsammler, die obere 1256∙5 cm2 große abwechselnd mit der Ablaßöffnung oder mit dem Kraftsammler in Verbindung. Im ersten Falle wirkt nur der untere Druck und die Brücke steigt, im zweiten Falle vermehrt der obere Wasserdruck die Wirkung des Brückengewichts und treibt das Wasser in den Kraftsammler zurück. Man spart hierbei gegen 80% Druckwasser.

3. Durch Hebung der Brücke in bezug auf den Rollenkranz (Raritan Bay-Brücke, wobei die Hauptträger vor dem Ausschwenken durch vier auf dem Rollenkranz der ringförmigen Trommel stehende Druckwasserpressen 10 cm gehoben werden) oder auf den Drehzapfen (Ungleicharmige D. in Holland seit 1903 ausgeführt nach der folgenden, von Joosting erdachten Einrichtung.) Die ungleicharmige D. ruht nicht auf dem Drehzapfen, sondern ist in ihrem Schwerpunkt auf dem kurzen Arme eines Hebels A (Abb. 269a, der auf dem Drehzapfen S gelagert ist, unterstützt). Am Ende des langen Hebelarmes ist ein Gegengewicht B' angebracht, das mit dem Gewicht der Brücke im Gleichgewichte ist und, abgesehen vom Hebelgewicht, ebenso schwer ist, wie das Gegengewicht B bei der gewöhnlichen in Abb. 269 b angegebenen Anordnung. Das Gleichgewicht wird nicht gestört, wenn man den Hebel neigt. Dabei wird keine Arbeit geleistet, der Drehzapfen S bleibt in seiner Höhe, das Gewicht B' wird gehoben, und das Ende des kurzen Armes senkt sich mit der Brücke. Die auf E und D (in Abb. 269 c gestrichelt dargestellt) ruhende Brücke kann durch Senken von B' in die Höhenlage gehoben werden, die das Ausdrehen gestattet. Die dabei zu leistende Arbeit beschränkt sich auf die Überwindung der Reibung in der Bewegungsvorrichtung und auf die Massenbeschleunigung. In Abb. 270 ist die erste nach diesem Gedanken ausgeführte, kleine eingleisige D. dargestellt. In der Nähe des Drehzapfens sind noch feste Mittelstützen unter den Hauptträgern angebracht. (Organ 1906, Seite 117.)

Beschwert man den kurzen Brückenarm mit einem Gewicht b (Abb. 269 c), so rückt der Schwerpunkt nach rechts und das am Ende des langen Hebelarmes anzubringende Gegengewicht wird kleiner B = B' = b + B''.

Bei der zweigleisigen D. bei Moordrecht (Strecke Gouda-Rotterdam und Haag) ist das Gewicht b beweglich angeordnet und dient dazu, B'' noch zu heben, wenn die Brücke schon auf den Auflagern liegt und so der Drehzapfen vollständig zu entlasten.

Die Hebung der Enden der Brückenarme vor dem Ausschwenken geschieht durch Verkürzung der Obergurte. Bei der Passaic D. der New-York-Lake-Erie-Western-Eisenbahn wird die Verkürzung erzielt durch Auseinanderdrücken von Kniehebeln mittels Druckwasserpressen. Sind die Brückenarme in dieser Weise etwas gehoben, so werden Keile unter die Enden eingezogen. Bei D., die im geschlossenen Zustand auf den Drehzapfen ruhen, werden meistens in der Nähe des Zapfens noch besondere Stützlager unter den Hauptträgern angebracht; es sind dies entweder festgelagerte Rollen oder Lagerplatten, die erst in Wirkung treten, sobald sich die Hauptträger unter der Verkehrslast durchbiegen, um dem Ausdrehen der unbelasteten Brücke keinen Widerstand entgegenzusetzen, seltener aber bewegliche Stützen, die sich vor dem Ausschwenken der Brücke umlegen oder zurückziehen und beim Schließen wieder einstellen lassen.

Träger. Die Träger der D. wurden anfangs aus Holz, später aus Gußeisen, seit den Dreißigerjahren auch aus Schweißeisen, jetzt aber meist aus Flußeisen hergestellt. In den Siebzigerjahren sind in Holland einige D. aus hartem Bessemerstahl mit 60 bis 65 kg/mm2 Bruchfestigkeit gebaut worden, doch ist man später wieder auf Schweißeisen zurückgekommen.

Die Träger sind für kleinere Brücken meist Blechträger, für größere D. dagegen Fachwerkträger, weniger häufig Gitterträger, deren größte Höhe etwa zwischen 1/4 bis 1/12 der größten Armlänge ist. Die Träger nehmen nach den Enden gewöhnlich an Höhe ab. (Wegen Berechnung der Träger vgl. Wilhelm Dietz, Bewegliche Brücken, Leipzig bei Wilhelm Engelmann 1897; im Handbuch der Ingenieurwissenschaften. Zweiter Band, vierte Abteilung. Dritte Auflage 1907 u.a.) In den meisten Fällen ist die Berechnung eines kontinuierlichen Trägers auf 'drei oder vier in ungleicher Höhe liegenden Stützen durchzuführen. Die Höhenlage der Stützen wird man, wenn nicht eine Verankerung der Brückenenden stattfindet, um immer wiederkehrendem unnötigen Arbeitsverlust zu entgehen, meist so bestimmen, daß die Enden der Hauptträger nicht mehr gehoben zu werden brauchen, als nötig ist, um das Auftreten negativer Auflagerdrücke zu verhindern. Hebt man die Brückenenden mehr, so werden zwar die Biegungsmomente gegen die Mitte der Hauptträger geringer, nach den Brückenenden zu aber größer. Der Eisenaufwand für die Hauptträger dürfte wohl ungefähr der gleiche bleiben. Für die oben erwähnte Huntebrücke hat Schmitt berechnet, daß, während das theoretische Gewicht eines Hauptträgers bei nicht überhöhter Mittelstütze 90∙7 t beträgt, sich bei der zur Ausführung gelangten Überhöhung der Mittelstütze ein Gewicht von 90. 4 t ergibt. Es ist erwünscht und öfters sogar geboten, bei der Berechnung der D. auf die Veränderlichkeit der Trägerquerschnitte und auf den Einfluß einer ungleichen Erwärmung der Gürtungen Rücksicht zu nehmen.

Bei größeren amerikanischen und auch bei einigen deutschen Fachwerk-D. mit Rollenkranz hat man das Pfeilerfach so eingerichtet, daß es entweder keine oder nur sehr kleine Querkräfte aufnehmen kann. Hierdurch werden die durch Verkehrslast erzeugten Pfeilerstützendrücke auf das Kleinstmaß gebracht. Auch hat man wohl die Brücke statt unmittelbar auf der kreisförmigen Drehtrommel auf in den Trommeln als Bogensehnen angebrachte Träger gelagert, die als Federn wirken und zugleich den Druck auf mehrere Rollen verteilen. Um den Nachteilen kontinuierlicher Träger zu entgehen, hat man bei einigen Brücken in Amerika die Untergurte über dem Pfeiler durchschnitten und im Obergurte ein Gelenk angebracht, so daß die zwei Brückenarme im betriebsfähigen Zustand zwei voneinander unabhängige Brücken bilden und dagegen beim Ausschwenken eine einzige Brücke darstellen. Bei der von Dr. Proell und Scharowski vorgeschlagenen Bauart ruht der untere Laufkranz l (Abb. 271) der Brücke auf den kürzeren Armen eines Systems konzentrisch angeordneter, ungleicharmiger Hebel h, deren festliegende Drehpunkte in der Abb. 271 mit d bezeichnet sind. Diese tragen an ihren längeren Armen Gewichte g und erzeugen einen lotrecht nach aufwärts gerichteten Widerstand von ganz bestimmter Größe, der einen Teil des Eigengewichtes der Brücke aufnimmt, während der andere (nur geringe) Teil auf die Endstützen übertragen wird. Es sind sonach die Stützendrücke für das Eigengewicht mit Hilfe der Statik allein bestimmbar. Wegen der freien Beweglichkeit der Hebel, deren Drehachsen d auf dem Drehpfeiler festgelagert sind, ist ein Widerstand gegen die Senkung der Mittelstütze unter der Verkehrslast nicht vorhanden, so daß sich die Brücke in bezug auf letztere wie ein Träger ohne Mittelstütze verhält.

Die D. sind bedeutend heftigeren Stoßwirkungen der Verkehrslast und größerem Spannungswechsel ausgesetzt, wie die festen Brücken. Nach Angabe des Handbuchs der Ingenieurwissenschaften kann man dieser Tatsache bei der Querschnittsbemessung Rechnung tragen indem man die Spannung


Drehbrücken

setzt, wo, wenn man die denkbar ungünstigsten Belastungszustände berücksichtigt, k denselben Wert haben kann, wie für andere Eisenbahnbrücken. Die Teile, die den Stößen der auf die Brücke kommenden Räder unmittelbar ausgesetzt sind, sollen außerordentlich kräftig ausgebildet werden, weil sie sonst von den Stoßwirkungen zerstört oder doch ernstlich geschädigt werden.

Gewicht. Fränkel gibt für das Eigengewicht von Eisenbahndrehbrücken, mit zwei gleich großen, vom Drehzapfen bis zu den Endunterstützungen zu messenden Feldern l folgende Formel:


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wobei p das Eigengewicht in kg für das m eines Gleises, l die Feldlänge in m, q die Gesamtlast der Querkonstruktionen, einschließlich Fahrbahntafel und Gleise für das laufende m eines Gleises bedeutet.

Bezeichnet man für eine Straßenbrücke das Gewicht der Hauptträger mit t', das der Querkonstruktion und Fahrbahntafel mit q', das Eigengewicht mit p' die Verkehrslast mit k', ferner die entsprechenden Größen für eine ebensoweit gespannte Eisenbahnbrücke mit t'' q'' k'' p'', so kann man für eine rohe Näherungsrechnung annehmen, daß sich die Gewichte der Hauptträger für die beiden Brücken verhalten wie die Gesamtlasten


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Wenn also q' k' q'' k'' gegeben, so kann man nach Einführung von t'' = (25 + l/3)l die Größe t' wenigstens annähernd ermitteln.

Bewegungswiderstände. Der beim Drehen einer D. zu überwindende Widerstand setzt sich zusammen aus: a) Der Trägheit der Massen, b) den Reibungswiderständen des Drehzapfens oder der Rollen, c) dem Windruck (im Falle das Moment des Winddrucks auf einem Arm größer ist als auf dem andern, d) den Reibungswiderständen des Drehzapfens) oder der Rollen durch den Winddruck, e) den Reibungswiderständen des Getriebes. Das Moment der Drehzapfenreibung ist für verschiedene Formen der Stützfläche, für verschiedenen Baustoff und verschiedene Schmiermittel sehr verschieden. In Amerika nimmt man den Reibungsbeiwert = 0∙05 bis 0∙10 an bei einem Reibungshalbmesser r = 1/3 d, wenn d den Drehzapfendurchmesser bedeutet. Bei den Versuchen an der Rock Island Brücke, die nur vom Drehzapfen getragen wird, war nach Angabe Shaler Smiths die Reibung 9% des Brückengewichts. Das Reibungsmoment eines Rollenkranzes stellt sich, wenn man den Beiwert für rollende Reibung auf 0∙003 annimmt, das auf den Rollen tragende Gewicht G, den mittleren Abstand der Rollen von der Drehachse r nennt, auf


G . 0∙003 . r.


Shaler Shmith teilt mit, daß die bei mehreren amerikanischen, auf einem Rollenkranz ruhenden D. angestellten Versuche gezeigt haben, daß der Gesamtdrehwiderstand bezogen auf die Mittellinie des Rollenkranzes, im Mittel zu 7 des auf diesem ruhenden Gewichtes angenommen werden kann. Unter ungünstigen Umständen kann dieser Wert bis zum fünffachen Betrage steigen. Nach Smith hat der Rollendurchmesser keinen wesentlichen Einfluß auf den Widerstand, wenn nur der Durchmesser mit der Größe der Belastung wächst.

Bewegungsmechanismus. Für sehr kleine D. sind keine besonderen Drehvorrichtungen nötig; diese Arbeit kann von Hand unter Zuhilfenahme von Hebelstangen ausgeführt werden. Größere D. werden von Hand mittels einer Vorrichtung gedreht, die aus einem Zahnkranz am Drehpfeiler besteht, der mit dem Laufkranz (Laufschiene) verbunden oder von diesem getrennt hergestellt wird. In den Zahnkranz greift das mit der Brücke durch eine senkrechte Welle verbundene Triebrad ein. Die Welle wird durch Drehhebel oder ein Rädervorgelege bewegt. (Abb. 272.) Mittels einer solchen Vorrichtung wird eine 236 t schwere Eisenbahndrehbrücke in Chicago durch zwei Mann in 45 Sekunden geöffnet oder geschlossen. Große Brücken werden durch Kraftmaschinen gedreht. In England und Amerika wandte man öfters Dampfkraft an. Maschine und Kesselanlage wurden auf der Brücke angebracht; so wird z.B. die 350 t schwere Hudson-Brücke (Albany) durch eine Dampfmaschine von 10 PS in 2 Minuten 15 Sekunden geöffnet, geschlossen und festgestellt. Mehr noch als die Dampfkraft wird Wasserdruck zur Drehung schwerer Brücken in Anwendung gebracht, wobei Wasser unter einem hohen Druck in zwei hydraulischen Zylindern eine Kette hin- und herziehen, die um ein mit der Brücke verbundenes wagrechtes Kettenrad geschlungen ist. Die D. von Marseille, 700 t schwer, wird durch hydraulischen Druck binnen 3 Minuten ein- und ausgeschwenkt (Abb. 273).

Bei einigen D., wie z.B. der Eisenbahndrehbrücke bei Osterönfeld sind die hydraulischen Zylinder in der Brücke angebracht und ist das Seil um einen Rand auf dem Pfeiler geschlungen.

Wo man nur über Wasser unter einem geringen Druck verfügt (wenn man Wasser aus der gewöhnlichen städtischen Leitung verwendet), hat man meistens Motoren statt hydraulischer Zylinder angebracht z.B. bei einer Eisenbahndrehbrücke in Texas, die durch ein Pelton-Wasserrad; bei der Niederbaum-Brücke in Hamburg, die durch zwei, 4 PS leistende Schmidsche Motoren bewegt wird u.s.w.

In den letzten Jahren werden aber wohl die meisten größeren D. mit elektrischen Motoren ausgerüstet, z.B. die 1400 t schwere Eisenbahndrehbrücke bei Velzen (Holland) Abb. 256, die mittels 2 Motoren von 30 PS in 90 Sekunden aus- bzw. eingedreht werden kann. Als Vorteile des elektrischen Betriebs werden im Handbuch der Ingenieurwissenschaften genannt: Einfache Bauart des Antriebsmechanismus, geringer Kraftaufwand, rasche Dienstleistung, sofortige volle Kraftentfaltung, einfache Bedienung von einer Zentralstelle aus, und gegenüber dem Dampfbetrieb auch noch Verminderung der zu bewegenden Gewichte durch Wegfall der Dampfmaschinen und Kessel, der Wasser- und Kohlenbehälter u.s.w. Bei einigen Brücken hat man Gasmotoren verwendet, so u.a. bei der 120 t schweren D. über die Lothse bei Harburg, die mit einer 2 PS Deutzer Gaskraftmaschine in 60 Sekunden ausgedreht wird, dann bei der Breydon D. bei Great Yarmouth in England, die mittels eines Ottoschen Gasmotors von 11 PS bewegt wird. Bei beiden Brücken wird das Leuchtgas durch eine Leitung unter der Flußsohle zum Drehpfeiler geführt.

Benzinmotoren stehen in Gebrauch bei der 770 t schweren D. über dem Reiherstieg bei Neuhof.

Petroleummotoren. Die D. bei Crowle in England für die Axholme-Joint-Eisenbahn, wird mit Petroleummotor von 20 PS in 90 Sekunden ausgeschwenkt.

Die Explosionsmotoren haben den Nachteil, daß sie vorher in Gang gesetzt werden müssen und dann ihre größte Umdrehungszahl schon erreicht haben, wenn sie mit dem sich noch in Ruhe befindlichen Rädervorgelege der Brücke mittels einer Reibungskuppelung verbunden werden. Sogar wenn letztere mit großer Geschicklichkeit bedient wird, sind ziemlich starke Stöße dabei nicht zu vermeiden. Die im Bau begriffene 450 t schwere dreigleisige D. über die Gouwe bei Gouda (Holland) wurde daher mit einem Benzinmotor ausgerüstet, der eine Dynamomaschine von 11 Kilowatt bei 475 Umdrehungen in der Minute treibt. Der erzeugte Strom wird unmittelbar in die zwei 71/2 PS Motoren geführt, die das Ein- und Ausschwenken besorgen. Der Strom wird auch für die Motoren der Hebevorrichtungen benutzt.

Feststellvorrichtungen. Man hat zweierlei Feststellvorrichtungen; erstens solche, die dazu dienen, die eingedrehte D. in der richtigen Lage zu halten, während die Brückenenden gehoben oder verankert werden und zweitens solche, die seitliche Bewegungen der Brücke beim Befahren verhindern sollen.

Erstere sind bei kleineren Brücken einfache Klinken, die durch die Schwerkraft in einen dafür bestimmten Ausschnitt des Widerlagers fallen und vom Brückenwärter hochgezogen werden können, wenn die D. ausgeschwenkt werden soll. Bei größeren D. ist von der Maschinenbaugesellschaft Nürnberg öfters eine Verriegelungsvorrichtung angewendet worden, wobei Federn den Stoß beim Einschnappen der Klinke unschädlich machen.

Die zweite Art sind meist Riegel, die entweder von Hand oder durch Transmission bewegt werden. Sie sind überflüssig, wenn die Stützen unter den Brückenenden auf Verhinderung seitlicher Bewegungen eingerichtet sind. Bei Brückenenden, die vor dem Ausschwenken mehrere cm gehoben werden, hat man bisweilen auf der Brücke einen festen Stift angebracht, der in einem Ausschnitt des Widerlagers paßt und die Brücke in der richtigen Lage hält. Wird das Brückenende gehoben, so hebt sich der Stift aus dem Ausschnitt, und die Brücke kann ausgedreht werden. Bei Brückenenden, die vor dem Ausdrehen gesenkt werden, bringt man den Stift am Widerlager und den Ausschnitt im Brückenende an. Letzteres kann, wenn es gesenkt ist, unter den Stift weggedreht werden.

Bei zweiflügeligen D. muß außer an den Landenden auch an der Zusammenstoßstelle der Flügel für eine gehörige Feststellung gesorgt werden. Bei größeren D., die nur in einer Richtung aus- bzw. eingedreht werden, ordnet man bisweilen zur Vermeidung von Stößen hydraulische oder Federbuffer an.

Signale, die angeben, ob die Brücke fahrbar ist oder nicht, müssen so angeordnet werden, daß das Zeichen zur freien Fahrt nur dann erscheinen kann, wenn die Brücke vollständig geschlossen und festgeriegelt ist. Man findet öfters kleine Signale auf der Brücke, die mit der Hebevorrichtung der Brückenenden zwangläufig verbunden sind und sich nur dann auf freie Fahrt einstellen, wenn die Brücke vollständig betriebsfähig ist. Solche Signale haben aber wegen ihrer niedrigen Stellung für den Lokomotivführer wenig Wert und dienen mehr dazu dem Brückenwärter zu zeigen, daß die D. betriebsfähig ist. Dem Zugspersonal wird der Stand der D. durch höhere und in einiger Entfernung aufgestellte Signale angezeigt (s. Drehbrückensignale).

Oberbau, Brückenbedielung und seitliche Abschlüsse werden in ähnlicher Weise wie bei den Eisenbahnbrücken hergestellt. Ungleiche Erwärmung der Hauptträger größerer D. kann einen mangelhaften Anschluß der Gleise der D. an jene auf den Widerlagern oder anschließenden festen Brücken verursachen, weshalb man die Schienenenden auf den Widerlagern in seitlicher Richtung beweglich auflegt. Nach dem Einschwenken und Schließen der D. werden von der Brücke aus Riegel über die Stoßfuge vorgeschoben, die sich an der Außenseite der Schienen auf der D. sowie auf den Widerlagern anlegen und so die Schienenenden in die richtige Lage bringen. Auf diese Weise wird die Stoßfuge wie mit einer Stoßfangschiene überbrückt.

Widerlager, Pfeiler und Leitwerke.

Die Widerlager werden ungefähr in derselben Weise gebaut, wie bei festen Brücken. Für die Pfeiler verwendet man selten Holz oder Eisen, meistens nur Stein, Mauerwerk oder Beton; letzterer wird vielfach mit Ziegel- oder Quadermauerwerk umkleidet. Die Drehpfeiler haben, wenn die D. auf einen Rollenkranz gelagert ist meistens einen kreisförmigen Querschnitt. Ruht die D. auf einem Königszapfen, dann kommen oft auch unrunde Pfeiler zur Anwendung. Die Drehpfeiler sind in der Regel massiv, doch können auch Hohlräume ausgespart werden u.a. für die Bewegungsvorrichtungen (z.B. bei der obengenannten Eisenbahn-D. bei Crowle, bei der Eisenbahn- und Straßenbrücke über den Oberhafen in Hamburg, bei der Straßenbrücke über die Lothse in Harburg u.s.w.). Bei schlechtem Baugrund muß man besondere Sorgfalt auf eine äußerst solide Gründung verwenden, weil Bewegungen der Widerlager oder Pfeiler große Schwierigkeiten bereiten können. Für die obengenannte dreigleisige D. über die Gouwe bei Gouda, wo der Boden bis ungefähr 11 m unter Geländehöhe aus weichem Ton und Torf besteht, hat man für den Drehpfeiler einen kreisförmigen (13∙50 m Durchmesser) und für die Widerlager viereckige (13 × 11∙50 m und 13∙50 × 9∙50 m) Brunnen aus Eisenbeton bis 1∙50 m in den festen Sand gesenkt. Die Brunnen sind später mit Beton ausgefüllt worden. Es werden meistens in der Richtung des Wasserlaufes hölzerne Leitwerke und Dückdalben angebracht, die den Pfeiler gegen antreibendes Eis, die Brücke und die Pfeiler gegen den Anprall von Schiffen schützen sollen.


Anführung einiger bedeutenden D.


Eisenbahnbrücken: Interstate Brücke in Omaha (Nebr.) gleicharmig, zweigleisig, Länge 158∙49 m, Lichtweite 2 × 62∙70 m, Gewicht 1360 t. An den Trägeraußenseiten können noch Kragarme für Trambahnen und Fußwege gebaut werden, Gewicht dann 2000 t. Bewegung durch zwei 40 PS Dynamomaschinen.

Brücken bei Velzen und bei Zaandam (Holland), gleicharmig, zweigleisig, Länge 128 m, Lichtweite 2 × 55 m, Gewicht 1450 t. Bewegung durch zwei 30 PS Elektromotoren.

Harlemflußbrücke 134 Straße Newyork, gleicharmig, viergleisig, Länge 118∙56 m, Lichtweite 2 × 30∙48 m, Bewegung durch zwei 50 PS Dampfmaschinen.

Rock Islandbrücke, gleicharmig, oberes Geschoß zweigleisig, unteres Geschoß Straßenverkehr. Außerhalb der Hauptträger ausgekragte Fußwege. Länge 101∙38 m. Gewicht 1100 t. Bewegung durch einen 50 PS Elektromotor.

Osterrönfelder Brücke. Nord- Ostseekanal. Ungleicharmig, eingleisig, Länge 99'15 m, Lichtweite 50 m. Gewicht 510 t, Bewegung durch Druckwasser.

Oberhafenkanalbrücke in Hamburg, gleicharmig, oberes Geschoß viergleisig, unteres Geschoß Straßenverkehr. Länge ± 50 m, Gewicht ± 1000 t. Bewegung durch Benzinmotor, Preßluftmotor oder Hand u.s.w.

Straßenbrücken. Penfeldbrücke in Brest. Zweiteilig. Länge 174∙67 m, Lichtweite 106∙75 m. Breite 7 m, Gewicht 700 t Handbetrieb.

Traffordroad-Brücke, Manchester Schiffskanal. Ungleicharmig, einteilig. Länge 62∙48 m. Lichtweite 22∙86 m, Breite 14∙02 m, Gewicht 1800 t, Handbetrieb. D. über den großen Hafenkanal in Libau, zweiteilig. Länge 132∙38 m, Lichtweite 67∙22 w, Breite 9∙60 m. Gewicht 2 × 273 t u.s.w.

Schließlich muß noch die Bartonkanalbrücke, Manchester Schiffkanal genannt werden, die einzige der Schiffahrt dienende D. Gleicharmig. Länge 71∙67 m. Breite des Troges 5∙80 m. Gewicht 1600 t, Bewegung durch Druckwasser.


Literatur: Handbuch der Ingenieurwissenschaften. 2. Band, 4. Abteilung. 3. vermehrte Auflage. Leipzig 1907, bearbeitet von Prof. W. Dietz; Bewegliche Brücken von Prof. W. Dietz, Leipzig 1897 und die reichhaltige in diesen beiden Werken angegebene Literatur. Bulletin d. Int. Eis. Kongr. Verb. 1910. Abzweigungen und Drehbrücken; Vermeidung des Langsamfahrens.

Joosting.

Abb. 251.
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Abb. 262 u. 263.
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Abb. 269 a–c.
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http://www.zeno.org/Roell-1912. 1912–1923.

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