Röll, [Victor] von (Hrsg.): Enzyklopädie des Eisenbahnwesens. 2. Aufl. Bd. 4. Berlin, Wien, 1913.

Die Bestrebungen nach Einführung eines Baustoffes von großer Festigkeit bei möglichst hoher Dehnbarkeit und Zähigkeit haben aber bis heute nicht aufgehört und, durch die Fortschritte in der Stahlfabrikation unterstützt, umsomehr Wichtigkeit gewonnen, je bedeutender die Aufgaben sind, die hinsichtlich der Bewältigung großer Spannweiten an den Brückenbau herantreten. Gewisse Zusätze, Nickel, Chrom, Vanadium u. a., verleihen dem Stahl bei großer Festigkeit eine erhöhte Zähigkeit. Die wichtigste Rolle unter diesen legierten Stahlsorten dürfte aber, wenigstens soweit es den Brückenbau angeht, dem Nickelstahl zukommen. Dieser neueste Baustoff, der zum ersten Male beim Bau der letzten zwei großen East-River-Brücken mit Spannweiten von 326 bis 450 m, der Blackwell-Insel-Brücke und der Manhattan-Brücke, zur Anwendung gelangte und nun auch für den Bau der Quebec-Brücke (mit rund 536 m Spannweite) in Aussicht genommen ist, scheint alle Anforderungen zu erfüllen, die an ein Material für Brückenbauzwecke zu stellen sind.

Der amerikanische Nickelstahl enthält etwa 3·25% Nickel, seine Zerreißfestigkeit schwankt zwischen 5960 und 7030 kg/cm2, seine Streckgrenze zwischen 3370 und 3870 kg/cm2, die Dehnung zwischen 19 und 15%. Neuestens haben auch die deutschen Werke (Gutehoffnungshütte in Oberhausen) dem Nickelstahl und seiner Anwendung im Brückenbau ihre Aufmerksamkeit zugewandt und einige kleinere Versuchsbauwerke, als größtes darunter den 118 m langen Versteifungsträger der Kieler Schwebefähre und die 60·6 m weite zweigleisige Hüttenbahnbrücke über den Herne-Kanal bei Oberhausen, ausgeführt. Viele der bei den letzten großen Brückenwettbewerben (Straßenbrücke in Köln) aufgestellten Entwürfe nehmen die Verwendung dieses neuen Materiales in Aussicht. Der deutsche Nickelstahl der Gutehoffnungshütte hat bei 2-2·5% Nickelgehalt eine Festigkeit von 5600-6500 kg/cm2, eine Streckgrenze von 3500 kg/cm2 bei einer Bruchdehnung von 20%. Auch in Österreich sind gegenwärtig anläßlich des Baues einer neuen Donaubrücke bei Wien-Studien und Versuche im Zuge, die die technische und wirtschaftliche Eignung eines mit Nickel legierten Stahles im vorliegenden Falle klarstellen sollen.

Schließlich wäre noch der Tiegelflußstahl zu erwähnen, der in der Form von Stahldraht mit 12.000- 15.000 kg/cm2 Festigkeit, einer hochgelegenen Streckgrenze aber mit nur 3-4% Dehnung zu den Kabeln weitgespannter Hängebrücken Verwendung gefunden hat.

B. Die zulässige Inanspruchnahme des Materiales der eisernen Brücken.

Als Grundsatz hat zu gelten, daß die in einer Brückentragkonstruktion in Wirklichkeit auftretenden größten Spannungen durchweg unter der Elastizitätsgrenze des Materiales bleiben müssen, damit nicht bleibende Formänderungen entstehen, die bei entsprechend häufiger Wiederholung der Belastung schließlich auch zum Bruche führen könnten. Es ist aber dabei zu berücksichtigen, daß die wirklichen Spannungen unter Umständen nicht unbeträchtlich höher sind als die nach der üblichen Theorie berechneten. Der Unterschied rührt her von verschiedenen, nicht in Rechnung gebrachten Zusatzkräften und Nebenspannungen und von der Nichtberücksichtigung der dynamischen Einwirkung der bewegten Verkehrslasten.

Bei Festsetzung der zulässigen Inanspruchnahme und der daraus folgenden Querschnittsermittlung der Glieder einer E. können in der Hauptsache drei verschiedene Verfahren zur Anwendung kommen:

1. Man führt für alle Teile eines Tragwerkes die gleiche zulässige Beanspruchung ein, nimmt aber letztere bis zu einer gewissen Grenze mit der Stützweite wachsend an. Es ist damit wenigstens grundsätzlich dem Umstände Rechnung getragen, daß die Wirkungen der Verkehrslast auf Tragwerke von kleiner Stützweite ungünstiger sind als auf solche von größeren Spannweiten. Bei dieser Berechnungsart wird die Annahme einer Beanspruchung für Flußeisen je nach der Stützweite von 800-1100 kg/cm2 noch hinreichende Sicherheit dafür bieten, daß auch beim Hinzutreten aller Nebenspannungen und der dynamischen Einwirkungen die bei etwa 1800 bis 2000 kg/cm2 gelegene Elastizitätsgrenze nicht überschritten wird. Es findet dieses Dimensionierungsverfahren in der Praxis am häufigsten Anwendung und liegt auch den Vorschriften der österr. Brückenverordnung sowie jenen der preußischen Staatsbahnen und der Reichsbahnen zu grunde.

2. Die Verkehrslast wird mit einem sog. Stoßkoeffizienten m > 1 multipliziert, dafür wird aber mit einer von der Stützweite unabhängigen Inanspruchnahme, die dann entsprechend größer angenommen werden kann, gerechnet. Angewendet in den Vorschriften der sächsischen und bayerischen Staatseisenbahnen, ferner nach den Schweizer Vorschriften für Brücken unter 15 m, und in Amerika

Die Bestrebungen nach Einführung eines Baustoffes von großer Festigkeit bei möglichst hoher Dehnbarkeit und Zähigkeit haben aber bis heute nicht aufgehört und, durch die Fortschritte in der Stahlfabrikation unterstützt, umsomehr Wichtigkeit gewonnen, je bedeutender die Aufgaben sind, die hinsichtlich der Bewältigung großer Spannweiten an den Brückenbau herantreten. Gewisse Zusätze, Nickel, Chrom, Vanadium u. a., verleihen dem Stahl bei großer Festigkeit eine erhöhte Zähigkeit. Die wichtigste Rolle unter diesen legierten Stahlsorten dürfte aber, wenigstens soweit es den Brückenbau angeht, dem Nickelstahl zukommen. Dieser neueste Baustoff, der zum ersten Male beim Bau der letzten zwei großen East-River-Brücken mit Spannweiten von 326 bis 450 m, der Blackwell-Insel-Brücke und der Manhattan-Brücke, zur Anwendung gelangte und nun auch für den Bau der Quebec-Brücke (mit rund 536 m Spannweite) in Aussicht genommen ist, scheint alle Anforderungen zu erfüllen, die an ein Material für Brückenbauzwecke zu stellen sind.

Der amerikanische Nickelstahl enthält etwa 3·25% Nickel, seine Zerreißfestigkeit schwankt zwischen 5960 und 7030 kg/cm2, seine Streckgrenze zwischen 3370 und 3870 kg/cm2, die Dehnung zwischen 19 und 15%. Neuestens haben auch die deutschen Werke (Gutehoffnungshütte in Oberhausen) dem Nickelstahl und seiner Anwendung im Brückenbau ihre Aufmerksamkeit zugewandt und einige kleinere Versuchsbauwerke, als größtes darunter den 118 m langen Versteifungsträger der Kieler Schwebefähre und die 60·6 m weite zweigleisige Hüttenbahnbrücke über den Herne-Kanal bei Oberhausen, ausgeführt. Viele der bei den letzten großen Brückenwettbewerben (Straßenbrücke in Köln) aufgestellten Entwürfe nehmen die Verwendung dieses neuen Materiales in Aussicht. Der deutsche Nickelstahl der Gutehoffnungshütte hat bei 2–2·5% Nickelgehalt eine Festigkeit von 5600–6500 kg/cm2, eine Streckgrenze von 3500 kg/cm2 bei einer Bruchdehnung von 20%. Auch in Österreich sind gegenwärtig anläßlich des Baues einer neuen Donaubrücke bei Wien-Studien und Versuche im Zuge, die die technische und wirtschaftliche Eignung eines mit Nickel legierten Stahles im vorliegenden Falle klarstellen sollen.

Schließlich wäre noch der Tiegelflußstahl zu erwähnen, der in der Form von Stahldraht mit 12.000- 15.000 kg/cm2 Festigkeit, einer hochgelegenen Streckgrenze aber mit nur 3–4% Dehnung zu den Kabeln weitgespannter Hängebrücken Verwendung gefunden hat.

B. Die zulässige Inanspruchnahme des Materiales der eisernen Brücken.

Als Grundsatz hat zu gelten, daß die in einer Brückentragkonstruktion in Wirklichkeit auftretenden größten Spannungen durchweg unter der Elastizitätsgrenze des Materiales bleiben müssen, damit nicht bleibende Formänderungen entstehen, die bei entsprechend häufiger Wiederholung der Belastung schließlich auch zum Bruche führen könnten. Es ist aber dabei zu berücksichtigen, daß die wirklichen Spannungen unter Umständen nicht unbeträchtlich höher sind als die nach der üblichen Theorie berechneten. Der Unterschied rührt her von verschiedenen, nicht in Rechnung gebrachten Zusatzkräften und Nebenspannungen und von der Nichtberücksichtigung der dynamischen Einwirkung der bewegten Verkehrslasten.

Bei Festsetzung der zulässigen Inanspruchnahme und der daraus folgenden Querschnittsermittlung der Glieder einer E. können in der Hauptsache drei verschiedene Verfahren zur Anwendung kommen:

1. Man führt für alle Teile eines Tragwerkes die gleiche zulässige Beanspruchung ein, nimmt aber letztere bis zu einer gewissen Grenze mit der Stützweite wachsend an. Es ist damit wenigstens grundsätzlich dem Umstände Rechnung getragen, daß die Wirkungen der Verkehrslast auf Tragwerke von kleiner Stützweite ungünstiger sind als auf solche von größeren Spannweiten. Bei dieser Berechnungsart wird die Annahme einer Beanspruchung für Flußeisen je nach der Stützweite von 800–1100 kg/cm2 noch hinreichende Sicherheit dafür bieten, daß auch beim Hinzutreten aller Nebenspannungen und der dynamischen Einwirkungen die bei etwa 1800 bis 2000 kg/cm2 gelegene Elastizitätsgrenze nicht überschritten wird. Es findet dieses Dimensionierungsverfahren in der Praxis am häufigsten Anwendung und liegt auch den Vorschriften der österr. Brückenverordnung sowie jenen der preußischen Staatsbahnen und der Reichsbahnen zu grunde.

2. Die Verkehrslast wird mit einem sog. Stoßkoeffizienten μ > 1 multipliziert, dafür wird aber mit einer von der Stützweite unabhängigen Inanspruchnahme, die dann entsprechend größer angenommen werden kann, gerechnet. Angewendet in den Vorschriften der sächsischen und bayerischen Staatseisenbahnen, ferner nach den Schweizer Vorschriften für Brücken unter 15 m, und in Amerika