Brücke
Eine Brücke ist ein Bauwerk, das zwei durch einen Gewässer (Fluss, Bach, Meeresbucht), einen Verkehrsweg (Straße, Eisenbahn, Kanal) oder ein Tal getrennte Landflächen so miteinander verbindet, dass dieses Hindernis leicht überquert werden kann.
Geschichte des Brückenbaus
.jpg?lang=de)
Die ersten Brücken waren sicher hölzerne Planken, umgestürzte Bäume und gelegentlich Steine, die mit nur geringer Spannweite nur kurze Distanzen wie Bäche überwanden.
Die erste Eisenkettenhängebrücke entstand nicht in Europa, sondern in China, wo um 65 n.Chr. bei der Stadt King-tung-fu in der Provinz Yünnan die erste dieses Typs bezeugt ist. 610 n.Chr. wurde von Li Chun die An-Chi-Brücke über den Chiao-Shui-Fluß im Süden der Provinz Hopei als Segmentbogenbrücke mit einer Spannweite von 37,5 m gebaut. Marco Polo berichtete von über 12 Brücken über zahlreiche Kanäle allein in der Provinzhauptstadt Yangtschou. Arabische und persische Zeitgenossen bewunderten die historischen Bogenbrücke Lugou Qiao in der Nähe Pekings, die noch heute existiert.
In Südamerika hatten die Inkas innerhalb von ca. 200 Jahren an einigen der unzugänglichsten Flecken unseres Planeten ein ausgedehntes Straßennetz entlang der pazifischen Küste und in den Anden gebaut, wobei sie teilweise schon bestehende Wege der Vorgängerkulturen, wie der Pucará ausbauten. Auch um die Tieflandindígenas nicht zu einer Invasion zu ermutigen, verlief eine 4800 km lange Inkastraße auf schwindelerregender Höhe über hohe Berggrate von bis zu 5000 m Höhe, überwandt tiefe Schluchten z.T. mit Hängebrücken keshwa chacas (quechua = Brücken) aus 7000 m handgefertigter Seile, darunter die 60 m lange Hängebrücke über den Río Apurímac, an anderen werden Holz- und Steinbrücken auf steinernen Stützpfeilern errichtet. Ihre Hängebrücken bestanden aus Seilen und Schilfmatten, deren Spannbreite auch schon einmal 30 Meter betragen konnte. Einzelne waren eher für die Schnellläufer, die Chasquis gedacht und bestanden aus nur wenigen Seilen, andere mussten die Überquerung einer Lamaherde ermöglichen, was bei einer Brücke, durch die Tiere nach unten in die Schlucht sehen können, ausgeschlossen ist. In der Umgebung der legendären Inkastadt Machu Picchu ist an einem schmalen Inkatrail sogar noch eine Klappbrücke erhalten. Noch heute sind einzelne Inkastraßen in Gebrauch. Die Hängebrücken erfordern regelmäßige Instandhaltung und Erneuerung, da die handgefertigten Seile zwar erstaunlich gut den Belastungen täglicher Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen standhalten, aber einem Alterungsprozeß unterliegen.
Die Etrusker und Römer waren in Europa die ersten, die Brücken und Aquädukte bauten, von denen heute noch einige zeugen, weil sie bereits Beton benutzten, um Natursteine in Bogenbrücken zusammenzufügen. Durch Beton konnten sie die unterschiedliche Belastbarkeit verschiedener Natursteine erhöhen. In Apt überspannt der etwa 70 m lange Pont Julien, eine Römerbrücke, den Calavon, die bereits 3 v. Chr. gebaut wurde. Auch in Vaison la Romaine überquert der 17,2 m breite Pont Romaine in 12 m Höhe die Ouvèze.
Die berühmteste Römerbrücke dürfte die Brücke von Alcántara sein, die 98 bis 106 n.Chr. von Gajus Julius Lacer vollständig aus Granit ohne Verwendung von Mörtel erbaut wurde. Die Brücke führt in einer Länge von 188 m in 8 m Breite über den Tajo. Dabei wird eine maximale Spannweite von 34 bzw. 36 m in den beiden Mittelbogen erreicht. In Deutschland errichteten sie in Trier im Laufe der Zeit drei Bauwerke nacheinander über die Mosel. Zu den Berühmtesten dieser Epoche dürfte die auf Veranlassung von Julius Cäsar über den Rhein errichtete Brücke zählen, die in 10 Tagen errichtet wurde. Ferner ist die Trajans-Brücke über die Donau am Eisernen Tor zu nennen. Der Pont du Gard und die Aquädukte von Tarragona und Segovia zeugen ebenfalls vom hohen Stand römischer Brückenbaukunst. Im frühen Mittelalter, als die Technologie des Beton verloren ging, begnügte man sich häufig mit Ziegelstein und Mörtel. Viele Brücken, die durch Hochwasser, Eis und laufende schwere Belastung beschädigt wurden, verfielen.
Der Puento Romano mit 16 Bögen über den Río Guadalquivir in Córdoba, der aus der Zeit Augustus stammt, wurde, wie andere Römerbrücken in Spanien und Portugal, z.B. die siebenbogige Römerbrücke in Tavira, von den Mauren erhalten und gepflegt.
Im Verlauf des Mittelalters werden unter dem Einfluß der Begegnung mit den Mauren und den Seldschuken Fragen der Empirie wieder mehr Aufmerksamkeit geschenkt, auf denen Erfindungen, wie Stadtmauer oder die Gotik beruhen. Ganz Europa war vom Bau vergleichsweise hoher Kirchen und Türme in der Gotik geradezu berauscht. Große Pilgerströme zogen durch Europa, teils auf dem Weg ins Heilige Land, teils auf dem Weg nach Santiago de Compostela und anderen Orten, an denen Reliquien aus dem Heiligen Land verehrt wurden, deren Menschenmassen den Brückenbau erforderlich machten. So entstand bereits im 11. Jahrhundert die Puente la Reina über den Arga am Jakobsweg. Im 13. Jahrhundert erbauten die Seldschuken im Tal des Köprü Cay unweit von Aspendos eine Buckelbrücke.
Im andalusischen Ronda wölben sich 3 eindrucksvolle Brücken übereinander über die ca. 100 m tiefe Tajo Schlucht über den Río Guadalevín: Im 14. Jahrhundert erbauten die Mauren die Puente Romano; 1616 entstand auf den Fundamenten einer arabischen Konstruktion die Puente Viejo, die im 18. Jahrhundert noch durch die Puente Nuevo überwölbt wurde, die im unteren Teil als einbogige, im oberen Teil als dreibogige Brücke ausgeführt wurde.
Mit der mittelalterlichen Burg verbindet sich die Vorstellung von einem Burggraben, der durch eine Zugbrücke überspannt wurde, die bei Gefahr hochgezogen und so der Zugang zur Burg geschlossen werden konnte.
Nachdem der Brückenzoll als Einnahmequelle und die Bedeutung von Verkehrswegen für den Handel auf Märkten erkannt worden war, ließen Fürsten, Bischöfen und Äbten an Straßen vielfach Holzbrücken errichten, die teilweise als gedeckte Brücken ausgeführt wurden. Die Ponts Couverts über die Ill in Straßburg und die in Bad Säckingen sind Beispiele aus dieser Zeit. Der bayrische Brückenfrevel, bei dem 1158 der bayerische Herzog Heinrich der Löwe die zu Freising gehörende Zollbrücke bei Föhring abreißen ließ, um die Salzstraße durch sein Besitztum, die neugegründete Stadt München, verlaufen zu lassen und damit Geld zu verdienen, zeigt das finanzwirtschaftliche Interesse mancher Landesherren, das zum Brückenbau führte.
So wurde die Steinerne Brücke 1135 bis 1146 in Regensburg errichtet, die über 16 Bögen über die Donau führt.
In dieser Zeit im 12. Jahrhundert wurde auch die hölzerne Brücke über die Rhône bei Avignon durch den berühmten Pont St. Bénézet ersetzt, eine steinerne Bogenbrücke mit 22 Brückenbogen, von denen seit einer Flut 1660 nur noch 4 stehen. Im 13. Jahrhundert überspann in Dresden erstmals die Augustusbrücke die Elbe. 1230 ließ der Bischof von Lorenzo bei Orense eine Bogenbrücke über den Río Miño erbauen. Im 14. Jahrhundert wurde die eigenwillig gewinkelte Bogenbrücke über den Río Fluvia in Besalú gebaut, die noch stark an römische Vorbilder erinnert. 1284 entstand auch in Heidelberg eine Holzbrücke, die 1786 im Auftrag von Kurfürst Karl Theodor durch eine steinerne ersetzt wurde.
Die 1325 errichtete originelle Krämerbrücke in Erfurt über die Gera weist erstmals Ladenzeilen auf einer Brücke nördlich der Alpen auf, ein Konzept, das 1333 in Florenz Nachahmung fand, als an Stelle einer durch Hochwasser zerstörten Holzbrücke eine steinerne mit einer Ladenzeile gebaut wurde, die den Namen Ponte Vecchio trägt und anfangs von den Metzgern für Schlachtungen benutzt wurde, von wo sie ihre Abfälle in den Arno entsorgen konnten. Seit der Zeit Karl des Großen führt die Via Francigena (= Frankenstraße) als Kaiser- und Pilgerstraße von Pavia über Piacenza nach Parma und weiter über den Cisa-Paß, Massa, Lucca, Siena, Bolsena bis nach Rom. An ihrem Beginn in Pavia überquert der Ponte Coperto, eine auf römischen Pfeilern ruhende, steinernen Brücke, die 1351 bis 1354 gedeckt und mit Türmen an ihren Enden versehen wurde, den Ticino. 1565 wurde durch Giorgio Vasari im Auftrage Cosimo I. de Medici ein Übergang über die Ladenzeile gebaut, der den Palazzo Vecchio mit dem Palazzo Pitti verbindet. Auch in Venedig entstand 1588 bis 1592 an Stelle einer hölzernen Brücke die Rialtobrücke über den Canal Grande mit zwei Ladenzeilen.
Die längste mittelalterliche Steinbogenbrücke mit einer Länge von nahezu 516 m und einer Breite von 9,5 m ist die erhaltene, 17 Bögen umfassende Karlsbrücke in Prag über die Moldau, die 1357 unter Kaiser Karl IV. in Auftrag gegeben wurde. Diese Brücke erhielt durch ihre Brückentürme und ihre Statuen ihr unverwechselbares Aussehen.
Der osmanische Architekt Mimar Hajrudin baute 1566 bis 1567 in Mostar die Stari Most, die alte Brücke, als Einbogenbrücke über die Neretwa. Sie stellte einen Meilenstein dar, wurden doch andere unter den osmanischen Herrschern errichtete Brücken zwar weniger steil, jedoch mit einer größeren Zahl von Bögen, die einzeln eine geringe Spannweite überwanden, wie z.B. die Brücke von Arta, geschaffen. Auch an anderen Stellen des Osmanischen Reiches, z.B. in Zagorahoria und auf Kreta wurden steile Einbogenbrücken errichtet.
In der gleichen Epoche legte König Henri III. am 31. Mai 1578 den Grundstein für eine neue Brücke, den Pont Neuf, eine Bogenbrücke über die Seine in Paris, die noch ganz nach römischem Vorbild gegliedert war und heute die älteste Brücke Paris ist.
Während des 18. Jahrhunderts entwickelten Hans Ulrich und Johannes Grubenmann einige Innovationen in der Konstruktion von Plankenbrücken.
Die Ironbridge über den Severn zwischen England und Wales in der Nähe von Shrewsbury markiert ein neues Zeitalter im Brückenbau. Sie wurde 1779 aus Gusseisen errichtet. 1796 folgte in Laasan in Schlesien die erste deutsche Gusseisenbrücke. Ein Bild dieser Brücke ist bei Handelswege in Niederschlesien zu sehen.
Ein weiterer Meilenstein im Brückenbau stellt die Göltzschtalbrücke als die größte Ziegelbrücke der Welt dar, die die Sächsisch-Bayrische Eisenbahn im Elstertal 1846 bis 1851 bauen ließ. Sie wendete noch die Technik der Bogenbrücke an, bei der im Laufe des Baus die Spannweite der Bögen variiert wurde und erinnert ein wenig an römische Aquädukte.
Während der Industriellen Revolution im 19. Jahrhundert trug geschmiedetes Eisen zur Entwicklung von Kettenbrücken größerer Spannweite bei, aber Eisen hat keine so große Zugfestigkeit, um sehr viel größerer Brücken zu tragen. 1827 wurde in Europa erstmals in Malapane, Oberschlesien eine Kettenbrücke gebaut. Mit dem Aufkommen von Stahl, der höhere Zug- und Druckfestigkeit besitzt, wurden größere Brücken gebaut, wovon viele die Ideen von Gustave Eiffel aufgreifen. 1871 bis 1877 entstand die Firth-of-Tay-Brücke, mit der erstmals im Eisengussbau in einer Höhe von 30 m über der Hochwassermarke als Fachwerkbrücke gebaut, die allerdings bereits 2 Jahre nach der Einweihung bei einem Sturm zusammenbrach und 76 Menschen das Leben kostete. 1867 plante John August Roebling die Brooklyn Bridge, die bis 1883 von seinem Sohn Washington August Roebling als zu ihrer Zeit längste Stahlbrücke von 486 m Spannweite mit einer Gesamtlänge von 1091 m an galvanisierten Stahldrahtseilen erstmals Brooklyn mit Manhattan noch vor dem Zeitalter des Automobils verband.
Beispielhaft wird in Deutschland hierfür die 1893 bis 1897 von Anton von Rieppel die Müngstener Brücke, eine Eisenbahnbrücke aus Stahl, die als genietete Bogenbrücke in 107 m Höhe die Wupper überquert. 1893 wurde auch das Blaue Wunder in Dresden als Fachwerkbrücke gebaut.
Einer der größten Brückenbaupioniere war der Eisenbahningenieur Isambard Kingdom Brunel, der die meisten seiner Brücken in Holz konstruierte. Seit 1831 beschäftigte er sich auch mit einer Eisenbahnbrücke über den Avon bei Clifton, für die er eine Hängebrücke plante, deren Fertigstellung er nicht mehr erlebte. Fünf Jahre nach seinem Tod vollendeten seine Freunde 1864 nach seinen Plänen die Clifton Suspension Bridge als Kettenbrücke mit 214m Spannweite. Eine von Brunels legendären bleibenden Konstruktionen ist jedoch die 1853 aus Stahl und Stein errichtete Royal Albert Bridge bei Saltash in Cornwall über den Tamar-Fluss. Hier wandte er erstmals das Caissonverfahren für die Errichtung der Pylone im 25 m tiefen Tamar an.
Das Wahrzeichen Portos, die schmiedeeiserne Bogenbrücke Ponte Rodoviária Luís I. mit einer Bogenstützweite von 172 m über den Douro wurde 1886 von der belgischen Firma Wellebroeck errichtet. Auf der obersten Brückentafel befindet sich eine zweispurige Straße mit einem Gehweg für Fußgänger, während sich darunter eine Gleisebene befindet.
Ein Meilenstein im Brückenbau stellte die Golden Gate Bridge dar, mit deren Planung bereits 1872 begonnen wurde. In den 1920er Jahren entwickelte der Ingenieur Josef B. Strauss den Plan, den Eingang der Bucht von San Francisco, Kalifornien mit einer Kombination aus Fachwerk-, Bogen- und Hängebrücke zu überspannen. Dieser Plan wird bis zu seiner Realisierung 1938 mehrfach heftig überarbeitet. Heute überspannt die 2,73 km lange und bis zu 235 m hohe Hängebrücke in ihrem markanten Rostschutzrot die Bucht.
Das Wahrzeichen von Sydney, die Harbour-Bridge wurde 1932 als Bogenfachwerkbrücke mit einer Spannweite von 495,6 m eingeweiht. Ihr nicht völlig unähnlich, wurde 1962 die Thatcher-Ferry-Brücke als Bogenfachwerkbrücke über den Panama-Kanal errichtet, die aufgrund ihrer enormen Höhe Ozean-Riesen die Unterquerung der Brücke ermöglicht.
Die erste Stahlbetonbalkenbrücke wurde 1875 von Joseph Monier auf einem Landsitz bei Chazelet über einen Bach erbaut. Die erste Spannbetonbrücke stand in Aue und überführte eine Strasse mit einer maximalen Spannweite von 69 m über das Bahnhofsgelände. Diese wurde von Franz Dischinger entworfen und 1937 erbaut. Die Brücke hatte eine externe Vorspannung, welche allerdings viel zu gering war, sodass die Brücke später aufgrund nicht durchgeführter Nachspannungen große Durchbiegungen aufwies. Wegen größeren Baumängeln musste der Brückenüberbau schließlich abgerissen werden und wurde anschließend entsprechend dem denkmalgeschützten Bauwerk neuaufgebaut.
Im November 1962 begann in Lissabon der Bau einer 2278 m langen Hängebrücke über den Tejo, die an zwei 190 m hohen Pylonen aufgehängt im August 1966 als längstes hängendes Bauwerk unter dem Namen Salazar-Brücke eingeweiht und bei der Nelkenrevolution in Ponte 25 de Abril umbenannt wurde. Die Brücke war auf den nachträglichen Einbau von zwei Eisenbahngleisen nach dem Vorbild des Ponte Rodoviária Luís I. in Porto ausgelegt, diese wurden bei der Verstärkung der Brücke 1998 mit eingebaut, und seit Juli 1999 verkehren Züge.
Weltweites Aufsehen erregte die Oberkasseler Brücke in Düsseldorf: Neben einer schmalen Fachwerkbrücke, die für den Verkehr nicht mehr ausreichte, wurde 1973 eine moderne Schrägseilbrücke mit einer Spannweite von 257,75 m fertiggestellt und dem Verkehr übergeben. Danach erfolgte der Abbruch der alten Fachwerkbrücke, bis 1976 die komplette neue Schrägseilbrücke von einem Gesamtgewicht von 12.500 t mit einem Pylon um 47,5 m hydraulisch verschoben wurde.
1995 wurde auf Usedom die 508 m lange Heringsdorfer Seebrücke eröffnet, die als längste ihrer Art an den Ufern des europäischen Kontinents gilt. Der Architekt Ben van Berkel baute 1994 bis 1996 die faszinierende, 802 m lange Erasmusbrücke in Rotterdam, die z.T. geklappt werden kann, z.T. als Schrägseilbrücke mit einem angewinkelten Pylon asymmetrisch geplant und errichtet wurde. 1998 erregte der Bau der Brücke über den Großen Belt zwischen Dänemark und Schweden mit einer Spannweite von 1624 m weltweit große Aufmerksamkeit. Am 10. Juni 2005 eröffneten der norwegische König Harald V. und der schwedische König Carl XVI. Gustaf die neue Svinesundbrücke, eine 700 m lange, 90 m hohe, 28 m breite Einbogenbrücke auf der Autobahn E6 zwischen Oslo und Göteborg. Aber schon wird der nächste Superlativ geplant: Nahe der chinesischen Stadt Hangdzhou ist eine über 50 km lange Brücke über das ostchinesische Meer geplant, die bis zum Jahre 2009 fertiggestellt werden soll.
Einteilung
Eine Brücke kann nach mehreren Kriterien eingeteilt werden:
Feste und bewegliche Brücken
Feste Brücken sind Brücken, die sich nicht bewegen lassen. Sie stellen einen Großteil der Brücken dar.
Bewegliche Brücken werden eingesetzt, wenn sich aus den örtlichen Gegebenheiten ergibt, dass sich eine feste Brücke nicht einsetzen lässt. Dies kann sein, wenn zum Beispiel in flachen Gebieten eine Anrampung zu teuer wäre und ohne Anrampung eine zu geringe Durchfahrtshöhe für die untenliegende Verkehrslinie bliebe.
Dabei wird die Brücke durch die Art der Bewegung genauer beschrieben:
- Klappbrücke: Tower_Bridge
- Drehbrücke: siehe Structurae
- Hubbrücke: Beispiel einer Hubbrücke
- Zugbrücke: ähnlich der Klappbrücke, nur die Art der Konstruktion ist unterschiedlich
- schwimmende Brücke: aus Schiffen oder anderem schwimmenden Material (Pontonbrücke)
Nach dem Material
Holz
Holz ist in Form von einem über ein Tal oder Gewässer gefallenen Baumstamm das älteste Brückenbaumaterial. Größere Holzbrücken wurden häufig mit einer Vekleidung und einem Dach gegen Witterungseinflüsse geschützt (gedeckte Brücke).
Auch heute verwendet man noch Holz bei:
Selten wird Holz auch für größere Brücken verwendet. In der Nähe des finnischen Mäntyharju wurde 1999 die höchste für den Straßenverkehr zugelassene Holzbrücke der Welt fertiggestellt.
Stein
Ebenfalls schon früh wurde Stein als Brückenbaumaterial eingesetzt und zwar in Form von Naturbrücken (Steinbögen) oder auch später in bearbeiteter Form (Bogenbrücken, Viadukte). Heute ist Stein beim Brückenbau nur noch von untergeordneter Bedeutung in Form von Verkleidungen.
Seil
Mehrere Arten der Verwendung von Seilen:
- 2-Seilbrücke: besteht aus einem Tragseil (unten) und einem Halteseil (oben). Dies ist eine sehr wackelige Angelegenheit, weil sich Trag- und Halteseil horizontal zueinander verschieben können.
- 3-Seilbrücke: Verbesserung der 2-Seilbrücke durch ein weiteres Halteseil und Verbindungen zwischen Halteseilen und Tragseil. Dadurch erreicht man eine höhere Stabilität und das Benutzen der Brücke wird sicherer.
- 4-Seilbrücke: Verbesserung gegenüber der 3-Seilbrücke durch ein weiteres Tragseil. Dabei wird zwischen den beiden Tragseilen ein Belag (meistens aus Holz) befestigt. Dies erhöht den Komfort bei Benutzung.
Heute sind in Europa nur mehr als Hängebrücke oder Schrägseilbrücke in Verwendung. Reine Seilbrücken findet man noch bei Völkern in Afrika, Südamerika und Mikronesien noch in Verwendung.
Das Seil besteht meistens aus Naturfasern, manchmal auch aus Stahl.
Beton
Beton ist ein Gemisch aus Zement, Gesteinskörnung (Sand und Kies) und Wasser. Er kann außerdem Betonzusatzstoffe und Zusatzmittel enthalten. Dieses Material eignet sich hervorragend, um Brücken zu bauen, weil er sich flüssig in jede Form gießen lässt und nach Aushärtung (ca. 24 Tage) einen gut auf Druck beanspruchbaren künstlichen Stein ergibt. Leider ist Beton (wie auch Stein) in der Lage, große Druckkräfte und nur sehr geringe Zugkräfte aufzunehmen.
Gusseisen
Gusseisen ist eine Eisen-Legierung mit niedrigerem Schmelzpunkt als Stahl und ist daher leichter verarbeitbar. Auf Grund der geringeren Stabilität hat Gusseisen bei Konstruktionsbauten keine Bedeutung mehr und wurde von Stahl abgelöst. Viele Brücken wurden früher aus Gusseisen gebaut, zum Beispiel die Gusseisenbrücke über den Severn.
Die meisten der Gusseisenbrücken waren der steigenden Belastung nicht gewachsen und wurden daher durch Stahlbrücken ersetzt.
Stahl
Stahl ist eine Veredelung des Roheisens in Form von Legierungen. Dabei weist er eine sehr gute Aufnahmefähigkeit gegenüber Druck- sowie Zugkräften auf. Ein entscheidender Nachteil ist jedoch das Rosten (Korrosion), was zu einem hohen Wartungsaufwand führt.
Siehe auch: Stahlbau
Stahlbeton
Stahlbeton vereint in sich die Vorteile von Beton und Stahl. Dabei umschließt der Beton den Stahl normalerweise (außer bei einigen Spannbetonsystemen) und schützt ihn so vor Korrosion. Der Stahl bringt seine Zugfestigkeit in diese Verbindung mit ein. Sie ist nur möglich, weil beide Stoffe einen sehr ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizient haben.
Es gibt mehrere Arten von Stahlbeton:
- Stahlbeton: In eine Schalung wird die Bewehrung gelegt und diese dann mit Beton ausgegossen. Diese Stahlbetonart wird auch als schlaff-bewehrt bezeichnet.
- Spannbeton: Hier wird ein Teil der Bewehrung vorbelastet (gezogen). Dadurch ergibt sich eine Entlastungsreaktion.
- interne Vorspannung Die interne Vorspannung wird im Betonquerschnitt geführt. Sie ist nicht auswechselbar.
- externe Vorspannung Die externe Vorspannung wird außerhalb des Betonquerschnittes geführt. Sie ist auswechselbar.
Verbundtragwerk
Bestehen aus mehreren Baustoffen die räumlich getrennt sind (vergleiche Stahlbeton).
Zum Beispiel:
Stahlträger, auf denen eine Stahlbetonplatte liegt. Der Verbund zwischen den Stahlträgern und der Stahlbetonplatte wird über Dübel gewährleistet. Dadurch kommt es zu einer kraftschlüssigen Verbindung.
Pontonbrücken
 Ein Ponton ist ein Schwimmkörper, der über keinen eigenen Antrieb verfügt. Da bei einer solchen Brücke die Pontons sehr eng beieinander stehen müssen, ist kein Verkehr auf dem Wasser mehr möglich. Daher werden sie im Notfall eingesetzt, um eine zerstörte Verkehrsverbindung, wie durch ein Hochwasser, schnell wieder herzustellen. |
Nach dem statischen System
Das statische System beschreibt, wie eine Brücke zu berechnen ist und davon abhängig zum Beispiel, welche Materialen in Frage kommen.
Balken
Der Balken, der eine Sonderform der Platte mit einer sehr geringen Breite darstellt, ist eine der einfachsten Brücken. Um eine entsprechende Breite zu erreichen, muss man mehrere Balken nebeneinander legen. Dabei überträgt sich die Belastung nur auf dem Balken, der gerade belastet wird.
Je nach Auflageranzahl und -art unterscheidet man zwischen statisch bestimmten Balken und statisch unbestimmten Balken. Statisch bestimmte Balken besitzen 1 festes Auflager und beliebig viele bewegliche Auflager. Statisch unbestimmte Balken besitzen beliebig viele feste und bewegliche Auflager.
Als fest bezeichnet man ein Auflager dann, wenn es horizontal gehalten wird, es sich also nicht bewegen kann. Ein bewegliches Auflager hingegen kann sich horizontal bewegen. Diese Bewegungsmöglichkeit ist nötig, da sich sonst die Ausdehnung einer Brücke durch Wärmeeinfluss nicht abbauen kann. Diese Bewegung wirkt dann als zusätzliche Belastung auf die Brücke und es kann im schlimmsten Fall zum Einsturz der Brücke kommen.
Platte
Die Platte ist vom statischem System her ähnlich einem Balken. Der Vorteil gegenüber dem Balken ist jedoch, dass sich die auftredenden Kräfte über eine größere Fläche verteilen (Verteilungswirkung). Daher kann die Platte im Regelfall dünner ausgeführt werden. Dabei muss jedoch auf die Ecken besondere Rücksicht genommen werden, da dort stärkere Belastungen auftreten.
Plattenbalken
Der Plattenbalken ist eine Verbindung von den positiven Eigenschaften einer Platte und denen des Balkens. Da bei Brücken mit großer Länge eine Platte sehr dick wird, werden unter die Platte ein oder mehrere Balken eingefügt. Dadurch leitet die Platte die Belastungen nur die kurze Strecke zu den Balken (anders als alleine, die weite Strecke zum Auflager). Dadurch kann die Platte wiederum dünner ausgeführt werden. Die Balken leiten dann die Belastungen zu den Auflagern.
Hohlkasten
Ergänzt man den Plattenbalken mit einer unteren Platte, so hat man einen geschlossenen Querschnitt, den Hohlkasten. Insbesondere bei Balkenbrücken mit mittleren und größeren Spannweiten oder bei gekrümmter Linienführung werden Hohlkastenquerschnitte eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine große Biege- und Torsionssteifigkeit aus, wodurch große Schlankheiten und rationelle Bauverfahren wie das Taktschiebeverfahren möglich sind.
Rahmen
Ein Rahmen ist eine Brücke, die keine bauliche Trennung zwischen dem Tragwerk und den Widerlagern (siehe Punkt C) vorsieht. Daher ist sie sehr wartungsarm.
Fachwerke
Fachwerke sind aufgelöste Tragwerke. Diese weisen den Vorteil auf, dass sie einen geringeren Materialverbrauch haben, als vergleichbare Brücken aus Platten oder Balken. Dabei werden die Stäbe des Fachwerks vorwiegend auf Zug und Druck belastet.
Ein Fachwerk verbirgt sich in der Regel auch unter der Verkleidung von gedeckten Holzbrücken.
Es gibt mehrere Arten von Fachwerken (auf den Brückenbau bezogen):
 |
 |
Ein berühmtes Beispiel einer großen Fachwerkbrücke, das zudem ohne Strompfeiler auskommt, ist das 1893 fertiggestellte Blaue Wunder in Dresden.
Bogenbrücken
Eine Bogenbrücke besteht aus einem Bogen, der Fahrbahn und den Hängern bzw. Stehern. Ein Bogen hat den Vorteil, dass er nur durch Druckkräfte belastet wird. Daher kann man Materialen verwenden, die keine Zugkräfte aufnehmen können, wie Stein und Beton. Daher ist diese Art der Konstruktion bei vielen alten Brücken zu sehen.
Es gibt mehrere Arten von Bogenbrücken:
Spannbandbrücke
Das tragende Element einer Spannbandbrücke sind mehrere Spannbänder, die eine Fahrbahn tragen und an den Auflagern auf Zug befestigt sind. Charakteristisch ist das konkave Durchhängen, denn je größer der Krümmungsradius ist, desto stärker wird die Zugspannung aufgrund des (Eigen-) Gewichts. Zur Begrenzung der Durchhängetiefe können Zwischenpfeiler eingefügt werden, wobei dann die Spannbandbrücke ein schlangenlinienförmiges Höhenprofil einnimmt. Ein bekannter Vertreter dieser Brückengattung ist die Holzbrücke bei Essing über den Rhein-Main-Donau-Kanal, die neben der ungewöhnlichen Verwendung von verleimten Holzlatten als Spannband mit 193 m zugleich die längste Holzbrücke Europas ist.
Eine Schrägseilbrücke besteht aus den Pylonen, der Fahrbahn und den Seilen. Sie eignet sich gut, um weite Strecken freitragend zu überwinden. Alle Kräfte der Brücke werden über die Seile in den Pylon eingebracht, der diese dann senkrecht als reine Druckkräfte in den Untergrund einbringt. Da die Seile im Pylon umgelenkt werden, entsteht ein Gleichgewicht, das die Fahrbahn trägt.
Sie sind jedoch bei weiten Spannweiten sehr gegen Windschwingungen anfällig.
Hängebrücke
Die Hängebrücke ist ähnlich der Schrägseilbrücke und der Bogenbrücke mit untenliegender Fahrbahn. Bei der Hängebrücke wird zwischen Pylonen ein Tragseil aufgehängt. An diesem Tragseil werden Hänger befestigt, senkrechte Seile, welche die Fahrbahn tragen.
Berühmtes Beispiel einer Hängebrücke ist die Golden Gate Bridge in San Franzisko USA.
Sie sind jedoch bei weiten Spannweiten sehr gegen Windschwingungen anfällig, wie es der Einsturz der Tacoma-Narrows-Brücke in den USA am 1. Juli 1940 gezeigt hat.
 |
 |
Nach Bestimmungszweck
Verkehrsmittel
Brücken werden nach der wichtigsten Verkehrs- oder Transportlast unterteilt, z.B.
- Straßenbrücken
- Autobahnbrücke
- Hangbrücke
- Behelfsbrücke
- Pionierbrücke
- Eisenbahnbrücken
- Radwegbrücken
- Fußgängerbrücken
- Förderbandbrücken
- Leitungsbrücken
- Trogbrücke - ein Brücke für Schiffe (Flussbrücke)
Sonstige
- Grünbrücke (für Tiere)
Nach der Grundrissgestaltung
Da sich bei einer Straßenbrücke die Straße und das Gewässer unter verschiedenen Winkel kreuzen, wird unterschieden in:
- gerade Brücken
- schiefe Brücken
Weites ist es auch möglich, dass sich die Straße in einer Kurve befindet, man spricht dann von einer
- gekrümmten Brücke
Sonderformen
Viadukt
Ein Viadukt ist einer Brücke ähnlich. Bei einem Viadukt ist aber nicht das Überwinden eines Hindernisses, sondern das steigungsarme Überqueren einer Senke das Hauptziel. Ähnliche Konstruktionen, die Aquädukte, wurden von den alten Römern zur Trinkwasserversorgung benutzt. Derartige Bauwerke wurden aber auch im Eisenbahnbau häufig eingesetzt.
Durchlass
Als Durchlass gilt ein Bauwerk mit einer lichten Weite von weniger als 2 m. Er wird dann verwendet, wenn eine Brücke wirtschaftlich zu teuer käme. Ein Beispiel wäre, wenn eine Straße auf einem sehr hohen Damm verläuft und ein kleiner Bach zu überqueren ist.
Bestandteile
Werden anhand einer Straßenbrücke aufgezählt. Andere Brückenarten haben mache Teile nicht, andere dafür zusätzlich, die eine Straßenbrücke nicht hat (vergleiche feste und bewegliche Brücken). Auch besitzt nicht jede Straßenbrücke alle Teile, sondern werden für jede Brücke nach den Erfordernissen vom Planer ausgewählt.
Überbau
Tragwerk
Das Tragwerk ist der Teil einer Brücke, der die Last, die auf der Fahrbahn ruht, auf die Auflager und Widerlager überträgt.
Widerlager
Sind die Teile einer Brücke, die die Belastungen einer Brücke in den Untergrund leiten. Sie befinden sich am Brückenanfang und -ende. Gleichzeitig ist das Widerlager das Übergangsbauwerk zwischen der Brücke und der angrenzenden Straße.
Sind jene Teile, die Belastungen in der Mitte einer Brücke in den Untergrund leiten.
Pylon
Sind ähnlich Pfeilern, nur dass sie über das Tragwerk hinausreichen. (Siehe 3.7 Schrägseilbrücken und 3.8 Hängebrücke)
Kämpfer
Sind eine besondere Bezeichnung eines Widerlagers bei einer Bogenbrücke.
Sind jene Teile der Brücke, die direkt auf dem Untergrund stehen. Siehe auch: Gründung_(Bauwesen)
Dienen der Übertragung der Belastung vom Tragwerk auf die Wiederlager, Pfeiler, ...
Rollenlager
Bestehen aus Stahlzylindern, die seitlich gehalten werden und Auflagerflächen ebenfalls aus Stahl. Kann sehr große Bewegungen der Brücke ausgleichen.
Elastomerlager
Bestehen aus einem flexiblen Kunststoff, in den Stahlplatten eingearbeitet wurden. Es kann nicht so große Bewegungen wie ein Rollenlager aufnehmen, jedoch sind diese wartungsärmer, weil der Stahl nicht mit Luft und Feuchtigkeit in Berührung kommt und deshalb nicht rosten kann.
Steckeisenlager
Bei kleinen Brücken wird diese Form der Lagerung angewendet. Da diese Lagerungsart nicht beweglich ist, entstehen Spannungen durch die Ausdehnung der Brücke. Da diese Brücken klein sind, können diese Kräfte durch die Steckeisen aufgenommen werden.
Kappen
Sind dem Rad- und Fußgängerverkehr vorbehalten. Sie dienen ebenfalls als Grenze zur Fahrbahn. Die Kappen sind gegenüber der Fahrbahn um 15 - 25 cm erhöht. Auf den Kappen werden Geländer und Schutzplanken befestigt.
Abdichtung und Entwässerung
Abdichtung
Ist dazu vorhanden, dass durchsickerndes Wasser aus dem Belag das Tragwerk nicht durchfeuchten kann. Dadurch wird verhindert, dass die Bewehrung zu rosten beginnt.
Entwässerung
Durch die Entwässerung wird das Wasser, dass auf der Brücke abläuft, von der Fahrbahn abtransportiert und damit die Verkehrssicherheit gewährleistet.
Beläge
Ist der Teil einer Brücke, auf dem der Verkehr stattfindet. Ist meist aus Asphalt oder Beton. Auf untergeordneten Wegen, wie Forstwegen oder Hauszufahrten, auch aus Holz möglich. Bei alten Brücken (z.B. Römerbrücken) wurde Naturstein verwendet.
Ausrüstung
Geländer
Dienen als Absturzsicherung der Fußgänger zu ihrer Sicherheit. Bei Straßenbrücken über 20 m Länge enthält der Handlauf ein Drahtseil, um das Abstürzen von Fahrzeugen zu verhindern.
Schutz- bzw. Leitplanken
Dienen als Schutz der Fußgänger vor von der Spur abgekommenen Fahrzeugen und als Absturzsicherung dieser.
Fahrbahnübergang
Werden gebraucht, um Bewegungen von Brücken auszugleichen. Diese Bewegungen kommen von der Wärmeausdehnung des verwendeten Materials und aus Bremsen des Fahrzeugverkehrs. Sie machen sich beim darüber fahren meist durch ein Rumpeln bemerkbar und sind durch ihre glatte Oberfläche für Motorradfahrer höchst gefährlich.
Hier mehrere Konstruktionen von Fahrbahnübergängen
- Fingerkonstruktion
- MAURER-Dehnfugen
- Scherenkonstruktion
- elastische Belagsdehnfugen
- Fahrbahnübergänge aus Asphalt.
Anderes
Schilder, Ampeln, Leitbacken, ....
Sonstige Begriffe
Wichtige Begriffe einer Brücke sind u.a.:
- Spannweite: die Strecke zwischen den Auflagerpunkten
- lichte Weite: die Strecke zwischen den Widerlagern (kann normal zum Bach oder in Fahrbahnachse gemmessen werden)
- lichte Höhe: die Strecke zwischen Untergrund und Tragwerksunterkante
Gestaltung
Herstellung
Brücken mit geringer Höhe über Gelände können kostengünstig mit einem Lehrgerüst hergestellt werden. Bei mehrfeldrigen Brücken wird der Überbau meist abschnittsweise betoniert, wozu ein Lehrgerüst oder bei hohen Brücken ein Vorschubgerüst verwendet werden kannn. Vorschubgerüste sind Gerüste, die sich selbständig von einem Brückenfeld zum nächsten verschieben. Anwendung finden diese Art von Gerüsten vor allem bei Brücken mit wechselnden Kurvenradien, unterschiedlichen Steigungen, wechselnden Spannweiten und Eisenbahnbrücken, die aus einer Kette von Einfeldträgern bestehen. Sonst werden längere Spannbetonbrücken, Durchlaufträger mit regelmäßigen Stützenabstände, oft mit dem weit verbreiteten wirtschaftlichen Taktschiebeverfahren hergestellt (Taktschiebebbrücken). Bei großen Spannweiten findet man auch Freivorbaubrücken, insbesondere zum Überbauen von breiten Gewässern. Dabei wird am frei auskragenden Ende der jeweils folgende Bauabschnitt angefügt.
Katastrophen
Immer wieder gab es aus den verschiedensten Gründen Brückeneinstürze. Ursachen waren entweder Naturkatastrophen, Schiffskollisionen, Materialfehler oder Sabotageakte.
| Ort | Datum | Bauart und Nutzung der Brücke | Ursache | Zahl Toter/Verletzter | Sachschaden | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Brücke von Angers (Frankreich) | 16. April 1850 | Hängebrücke über den Fluss Maine | Resonanz infolge in Gleichschritt marschierender Soldaten führte zum Einsturz | 226/? | Brücke Totalschaden | Brücken werden seitdem nicht mehr im Gleichschritt überquert |
| Firth-of-Tay-Brücke | 28. Dezember 1879 | Balkenbrücke, Stahlfachwerk auf Gusseisenpfeilern, Eisenbahnbrücke | unzureichende Berücksichtigung der Windlast, mangelhafte Ausführung, Einsturz bei Überfahrt eines Zuges im Sturm | 75/0 | Brücke unbrauchbar, Träger z.T. wiederverwendet, Zug schwer beschädigt | Lokomotive wurde aus dem Tay geborgen und fuhr noch 19 Jahre als "The Diver". |
| Quebec-Brücke | 29. August 1907 | Auslegerbrücke, Stahlfachwerk, Eisenbahnbrücke | keine Festigkeitsberechnung mit tatsächlichen Maßen: unterdimensioniert, Einsturz beim Bau | 74/11 | Brücke Totalschaden | |
| Tacoma-Narrows-Brücke | 7. November 1940 | Hängebrücke, Straßenbrücke | aerodynamisch ungünstige Gestaltung bei niedriger Steifigkeit führte zu spektakulärer und zerstörerischer selbsterregter Schwingung | keine | Brücke und 1 Pkw Totalschaden | Spitzname "Galloping Gertie", 4 Monate von Eröffnung bis Einsturz, seither Brückenmodelle im Windkanal |
| Maracaibobrücke | 1964 | Straßenbrücke | Schiffskollision | |||
| Südbrücke in Koblenz | 10. November 1971 | Straßenbrücke | Brückenhälfte knickte in den Rhein ab | 13/? | Brücke Totalschaden | |
| Reichsbrücke in Wien | 1. August 1976 | Straßenbrücke mit Straßenbahn | Abscheren eines Pfeilers | 1/0 | Brücke, ein Autobus und ein Lieferwagen zerstört; einige Schiffe beschädigt | Beton des Pfeilers konnte nie untersucht werden, war innerlich total zerstört; "höhere Gewalt" |
| Schweden bei Göteborg | 1980 | Betonbrücke | Schiffskollision | |||
| Eschede | 3. Juni 1998 | Straßenbrücke | Zugkollision | 101/105 | Durch Zuganprall auf die Mittelpfeiler stürzte die Brücke ein | |
| Aschaffenburg | 1988 | Brücke der A 3 über den Main | Ausführungsfehler | 1/0 | Brücke Totalschaden | Teileinsturz beim Taktschieben |
Gesetzliche Definition
Deutschland
"Als Brücken gelten alle Überführungen eines Verkehrsweges über einen anderen Verkehrsweg, über ein Gewässer oder über tieferliegendes Gelände, wenn ihre lichte Weite zwischen den Widerlagern 2,00 m oder mehr beträgt. (...)"
(Definition nach DIN1076 aus Verkehrsblatt-Dokument Nr. B 5276 Vers. 07/97)
Österreich
Wird in der RVS Kapitel 4 Kunstbauten definiert.
- Von allem, was der Mensch baut und aufbaut, gibt es nichts Besseres und Wertvolleres als Brücken. (Ivo Andrić, Jugoslawischer Nobelpreisträger, 1892 - 1975)
Bilder
-
Korbbogenbrücke in Vach -
Rendsburger Hochbrücke -
Akashi-Kaikyo-Brücke, von der Insel Awaji aus gesehen
-
Kettenbrücke in Budapest bei Nacht
-
-
Das Innere der Müngstener Brücke -
Brücke der Erzbahn -
Schrägseilbrücke und Fachwerkbrücke bei Wörth am Rhein
Literatur
- Lucien F. Trueb: Betonbrücken - Symbiose von Ingenieurwissenschaft und Kunst. Naturwissenschaftliche Rundschau 57 (10), S. 537 - 543 (2004), ISSN 0028 - 1050
Siehe auch
Weblinks
Vorlage:Wiktionary1 Vorlage:Commons2
- http://www.deutsche-bruecken.de/ - „Ingenieur Bau Kunst in Deutschland“
- http://www.bernd-nebel.de/bruecken/
- http://www.brueckenbau-links.de/ – Brückendatenbank
- http://www.brueckenweb.de
- http://www.karl-gotsch.de/
- http://www.structurae.de/ – Internationale Galerie und Datenbank des Ingenieurbaus mit über 10 000 Brücken
- http://www.bridgebuilder-game.com/ - Computerspiel, das den Brückenbau simuliert
- http://www.vce.at/ - Eine Firma, die Schwingungen von Brücken misst
- http://www.3sat.de/3sat.php?http://www.3sat.de/nano/cstuecke/52866/index.html Zugreisen per Saitenbahn?