Bogenbrücke
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Eine Bogenbrücke ist eine aus einem oder mehreren Bögen bestehende Brücke. Der Bogen wird durch Druckkräfte so belastet, dass praktisch keine Zugspannungen entstehen. Daher kann man Baumaterial verwenden, das keine oder wenig Zugkräfte aufnehmen kann, wie Stein (Mauerwerk) und Beton. So konnte man schon im Altertum Bogenbrücken, Gewölbe und Kuppeln bauen und erreichte damit größere Spannweiten als mit Balken. Aber auch Stahl wird als Material für Bogenbrücken verwandt.
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[Bearbeiten] Beispiel
Diese Bogenbrücke in Wehlen (Sächsische Schweiz) ist in Bau. Die Sandsteinquader würden ohne Mörtel halten und sich selbst tragen, weil die Druckkräfte nur innerhalb des Bogens verlaufen. Man sieht auch die kräftigen Widerlager an den Seiten.
Tatsächlich aber sind die Steine in Beton eingebettet. Die Brücke würde sonst unter einzelnen oder unsymmetrischen Lasten zusammenbrechen. Außerdem fehlt bei dieser Brücke noch die Fahrbahn. - Im Hintergrund ist noch eine ältere Bogenbrücke.
[Bearbeiten] Fahrbahn
Der eigentliche Bogen ist zumeist nicht befahrbar bzw. für den allgemeinen Verkehr nicht begehbar. Die Fahrbahn befindet sich an Hängern unterhalb des Bogens oder auf Säulen (Stehern) aufgeständert über der Brücke. Sie kann auch in der Mitte dazwischen angebracht sein (wie zum Beispiel bei der neuen Svinesundbrücke).
Demzufolge unterscheidet man mehrere Arten von Bogenbrücken:
- mit unten liegender Fahrbahn
- mit oben liegender Fahrbahn
- mit in der Mitte liegender Fahrbahn
- mit einem Zugband (unechter Bogen), siehe unten
[Bearbeiten] Statisches Prinzip
Das statische Prinzip der Bogenbrücke besteht darin, dass die vertikalen Lasten, die durch Eigenlast, Verkehr etc. entstehen, allein durch Druckkräfte im Bogen in den Baugrund geleitet werden. Der Grund dafür ist die spezielle Form des Bogens, die einer gespiegelten Kettenlinie (Katenoide) entspricht; eine Kette aufgehängt zwischen zwei Widerlagen kann nur Zugkräfte aufnehmen und hängt daher in entsprechende Form durch. Diese Form entspricht vom ersten Eindruck her etwa dem Graphen einer Normalparabel. Mathematisch wird sie durch den Graphen der Funktion Cosinus hyperbolicus beschrieben, der durch keine Parabel dargestellt werden kann. Die Widerlager/Fundamente müssen neben lotrechten Kräften vor allem auch horizontale Kräfte aufnehmen; sie werden durch die Verformungen des Bogens und dem daraus resultierenden Bogenschub "auseinander gedrückt". Bei mehreren Bögen nebeneinander heben sich diese Druckkräfte an den inneren Pfeilern auf und wirken dann nur an den äußeren Widerlagern.
Die auf die Widerlager (Kämpfer) wirkenden Horizontalkräfte sind um so größer, je flacher der Bogen ist. Solche flachen Bögen sind zwar sehr elegant, aber sie setzen sehr massive seitliche Widerlager voraus.
Balkenbrücken mit dem statischen System "Balken auf zwei Stützen" haben dagegen bei vertikalen Lasten nur vertikale Auflagerkräfte.
[Bearbeiten] Unechte Bogenbrücken
Im Gegensatz zum echten Bogen gibt es bei "unechten" Bogenbrücken auch Zugkräfte im Tragwerk. Die Fahrbahn ist hier fest an den Bogenenden angeschlossen und nimmt die Horizontalkräfte aus dem Bogen auf statt sie in die Widerlager zu leiten. "Unechte" Bogenbrücken kann man deshalb auch bei weniger tragfähigem Baugrund bauen. Unechte Bogenbrücken bestehen meist aus Stahl oder Spannbeton, weil das Material auch Zugkräfte aufnehmen kann. Eigentlich ist so eine Brücke ein Balken auf zwei Stützen, der einen bogenförmiger Rahmen hat, der auch ein Trapez oder ein Rechteck sein könnte.
- Beispiel: Der Bogen der Golden Gate Bridge in San Francisco, der als Teil der Zufahrt das Fort Point überspannt.
[Bearbeiten] Beispiele bekannter Bogenbrücken
- Lupu-Brücke in Shanghai, China, 550 m Spannweite, momentan weltweit größte Bogenbrücke
- Banghwa-Brücke in Korea, Spannweite 540 m, die zweitgrößte Bogenbrücke der Welt (2000)
- Friedensbrücke in Plauen, Sachsen, größter Steinbogen (90m) der Welt (1903-05)
- Dreiländerbrücke zwischen Weil am Rhein und Huningue (F), weltweit längste freie Spannweite (230m) (2006)
- Navajo Bridge, Grand Canyon USA
- Ponte da Arrábida, Porto, Portugal (1963)
- Fehmarnsundbrücke, Schleswig-Holstein (1963)
- Bayonne Bridge, New York USA
- Teufelstalbrücke, Thüringen, an der Bundesautobahn 4 zwischen Gera und Jena (1938/2002)
- Teufelsbrücke, Schweiz (1830/1958)
- Argentobelbrücke, Bayern (1984)
- Römerbrücke in Alcantara, Spanien
- Eisenbrücke in Coalbrookdale, England
- Göltzschtalbrücke im Vogtland, Sachsen (1851)
- Müngstener Brücke, Solingen (1897)
- Sydney Harbour Bridge, Sydney, Australien
- Salginatobelbrücke, Schweiz
- Ponte Santa Trinità in Florenz (1567)
- Svinesundbrücke in Norwegen/Schweden (2005)
- Adolphe-Brücke in Luxemburg-Stadt, die grösste Steinbogenbrücke der Welt (1904)
- Talbrücke Wilde Gera an der A71 zwischen den Anschlussstellen Oberhof und Gräfenroda (Thüringen)
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Weblinks
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