Auslegerbrücken

Was ist eine Auslegerbrücke ?

Einfache Auslegerbrücke in China

Die Auslegerbrücke ist im Prinzip eine Weiterentwicklung der Balkenbrücke und wird im Allgemeinen auch diesem Konstruktionstyp zugeordnet.

Die ersten Auslegerbrücken entstanden aus dem Wunsch heraus, die Spannweite, die sich mit einer Balkenbrücke aus einzelnen Baumstämmen erreichen liess, zu verlängern. Zu diesem Zweck wurden auf beiden Seiten des Hindernisses Baumstämme "eingespannt", so dass sich die beiden Enden als "Kragarme" über dem Hindernis direkt gegenüber lagen. Nun musste nur noch die Lücke durch weitere Baumstämme geschlossen werden und fertig war die Auslegerbrücke, die eine deutlich größere Spannweite hatte, als eine reine Balkenbrücke.

Auslegerbrücken (im englischen "Cantilever Bridge") bestehen also aus zwei gegenüber liegenden Kragarmen und einem Verbindungsstück dazwischen. Laienhaft ausgedrückt könnte man eine Auslegerbrücke auch so beschreiben: Denken sie sich ein Schwimmbad mit zwei Sprungtürmen, die sich direkt gegenüber stehen und die durch ein Brett miteinander verbunden sind. Ein Kragarm ist ein nur einseitig gestütztes horizontales Bauteil, wie z.B. bei einem Lastenkran oder eben bei einem Sprungbrett.


Vom Kragbogen zum Ausleger mit Gelenkträger

Die Auslegerbauweise in Form des "Kragbogens" ist aber auch das statische Verbindungsglied zwischen Balken und Bogen. So genannte "Kragbögen" wurden schon etwa um 1500 v.Chr. von den Griechen verwendet. Das nebenstehende Foto zeigt den Grabeingang der Klytämnestra in Mykene, dessen Sturz aus einem solchen Kragbogen besteht.

Kragbogen am Grab der Klytämnestra

Ähnlich wie Balkenbrücken lassen sich auch Auslegerbrücken nur aus Materialien herstellen, die ein gewisses Mindestmaß an Zugspannungen aufnehmen können. Vor der industriellen Gewinnung von Eisen und Stahl konnten

Ausleger = Kragarm

Auslegerbrücken daher nur aus Holz und damit wenig dauerhaft gebaut werden. Dort wo es auf hohe Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit ankam, wurden deshalb lange Zeit Steinbrücken bevorzugt und die Auslegerbrücke führte nur ein Schattendasein bei untergeordneten Bauwerken. Dies änderte sich erst durch die industrielle Revolution und die damit verbundene Möglichkeit Eisen preisgünstig in großen Mengen herzustellen.


Heinrich Gerber und der "Gerberträger"

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts sah es durch eine technische Neuerung sogar eine Zeit lang so aus, als ob die Auslegerbrücke zu dem Brückentyp der Zukunft werden könnte. Der in Hof geborene Ingenieur Heinrich Gerber ließ sich im Jahre 1866 den "Balkenträger mit frei schwebenden Stützpunkten" patentieren, der später unter dem Namen "Gerberträger" in der ganzen Welt bekannt wurde. Gerber war zu seiner Zeit der führende deutsche Eisenbauingenieur, vergleichbar etwa mit dem im selben Jahr geborenen Gustave Eiffel in Frankreich.

Der Gerberträger macht aus einem statisch unbestimmten Durchlaufträger mit mehreren Feldern mittels Einfügen von Gelenken ein statisch bestimmtes System. Durch die Gelenke ist der Verbindungsbalken zwischen den beiden Auslegern nicht starr befestigt, sondern beweglich zwischen den Kragarmen eingehängt.

Heinrich Gerber (1832 - 1912)

Da an einem Gelenk das Biegemoment immer gleich Null ist, entstehen beim Gerberträger wesentlich geringere Biegemomente als bei einer starren Verbindung. Dies bedeutet natürlich, dass mit dem Gerberträger größere Spannweiten verwirklicht werden können und die praktische Nutzung dieser Erfindung ließ nicht lange auf sich warten.


Die Auslegerbrücke zur Zeit der industriellen Revolution

Das neue System bestand seine erste Bewährungsprobe beim Bau der Friedrichsbrücke in Mannheim. Ein entscheidender Schritt für die weltweite Anerkennung der Auslegerbauweise mit Gelenkträger war jedoch der Bau der Firth of Forth Eisenbahnbrücke in Schottland. Da kurz zuvor ganz in der Nähe die Taybrücke eingestürzt war, verlangten die Auftraggeber der neuen Eisenbahnbrücke in erster Linie eine sichere, stabile Brücke. Der Vorschlag eine Auslegerbrücke mit Gerberträger zu bauen setzte sich unter anderem gegen zwei Entwürfe für Hängebrücken durch und überzeugte selbst größte Pessimisten.

Die im Jahre 1889 fertig gestellte Brücke wurde zu einem vollen Erfolg und machte die Auslegerbauweise in der ganzen Welt bekannt. Nach ihrer Fertigstellung war die Firth of Forth Bridge die am weitesten gespannte Brücke der Welt und brachte den Ingenieuren das Vertrauen der Öffentlichkeit in den Brückenbau und ganz allgemein in die Eisenbahn nach der Katastrophe am Tay wieder zurück. Obwohl der Materialverbrauch bei einer stählerenen Auslegerbrücke enorm war, wurden in der Folgezeit eine ganze Reihe solcher Brücken vor allem für den überall expandierenden Schienenverkehr gebaut. Für die immer schwerer und schneller werdenden Dampfloks kamen Hängebrücken wegen der starken dynamischen Belastung nicht in Frage und so wandten sich die Ingenieure hoffnungsvoll diesem Konstruktionsprinzip zu.

Statisches Prinzip einer Auslegerbrücke mit Gerberträger

Das Ende der großen Stahlauslegerbrücken

Als in Kanada gegen Ende des 19. Jahrhunderts eine noch weiter gespannte Brücke gebaut werden sollte, erhielten die Befürworter der Auslegerbauweise aber erstmals einen schmerzhaften Dämpfer. Beim Bau der Quebec-Brücke über den St. Lorenzstrom kam es gleich zu mehreren folgenschweren Unfällen, die auch mit den Besonderheiten der Auslegerbauweise in Zusammenhang standen. Die Brücke konnte erst einige Jahre später als geplant fertig gestellt werden und kostete letztendlich natürlich auch viel mehr als vorgesehen. Bis zum heutigen Tage ist sie die größte Auslegerbrücke der Welt aber die Fachwelt hatte sehr genau beobachtet, was sich in Quebec abspielte.

Brücken dieser Bauart und entsprechender Größe wurden danach immer seltener gebaut. Unter anderem entstand in Kalkutta/Indien unter englischer Bauleitung bis 1943 noch die Howrah Bridge über den Hooghly River. Mit einer Hauptspannweite von 457 m und Turmhöhen von 82 m setzte dieses Bauwerk noch einmal Maßstäbe. Indien hatte aber schon vorher eine Tradition im Bau von Auslegerbrücken. Im

Die Lansdowne Bridge in Indien

gleichen Jahr, in dem die Firth of Forth Brücke vollendet wurde, konnte auch die gewaltige Lansdowne Bridge bei Sukkur über den Indus für den Eisenbahnverkehr freigegeben werden.

Die große Zeit der Stahlauslegerbrücken neigte sich aber dem Ende entgegen, weil mit dem Stahlbeton ein besseres und billigeres Verbundmaterial erfunden worden war. Außerdem beendete die zunehmende Verbreitung des Automobils die weitere Expansion der Eisenbahn und der Autoverkehr stellt nicht ganz so große Anforderungen an eine Brücke wie die schwere Eisenbahn.

Die monströsen Auslegerbrücken mit ihrem Gewirr von Stahlrohren, Trägern und vernieteten Blechen entsprachen auch unter ästhetischen Gesichtspunkten nicht mehr dem Geschmack des angehenden 20. Jahrhunderts. So bezeichnete der deutsche Brückenbauer Fritz Leonhardt die Howrah Brücke in einem seiner Bücher einmal als eine der

Die Medway Bridge in England vor dem Einhängen des Gerberträgers

hässlichsten Brücken der Welt. Eine solche Konstruktion verschlingt nicht nur gewaltige Mengen an Stahl, sondern auch die Lohnkosten beim Bau sowie die Instandhaltungskosten sind enorm.

In Deutschland wurde bei Rendsburg im Jahre 1913 noch die Eisenbahnhochbrücke über den Nord-Ostsee-Kanal als reine Stahlauslegerbrücke fertig gestellt. Mit einer Hauptspannweite von 140 m ist sie bis heute die größte Brücke dieses Typs in Deutschland.

Allerdings verschwand die Auslegerbrücke nicht ganz von den Reißbrettern der Ingenieure, denn auch mit Stahlbeton oder Spannbeton lässt sich diese Konstruktionsart durchaus verwirklichen. So wurde z.B. beim Bau der Autobahn London-Kent im Jahre 1960 die Medway Bridge hergestellt. Der Stahlbetonauslegerbrücke mit eingehängtem Gerberträger sieht man die Verwandtschaft mit einer Brücke wie etwa der Firth of Forth allerdings kaum noch an. Die Medway Bridge verwendet wesentlich weniger Material und wirkt insgesamt deutlich schlanker und eleganter. Durch das neue Material und die geänderten Anforderungen konnte die Auslegerbauweise bis in die heutige Zeit weiter entwickelt werden.

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