Englands älteste gußeiserne Eisenbahnbrücke geht auf Reisen / Brückenbau

[Harka]

Man mag es sich kaum vorstellen, aber im Mittelalter hatte man gar nicht die Möglichkeit alles so genau zu berechnen. Zum einen fehlten die Meßmittel, zum anderen die Mathematik. Adam Ries lebte erst nach dem Mittelalter im 16. Jh. und ihm verdanken wir die arabisch-indischen Ziffern und Lösungen für Formeln mit Variablen. Er beschrieb die vier Grundrechenarten und das war schon revolutionär. Griechen und Römern war die Null unbekannt, die Adam Ries mit seinen arabisch-indischen Ziffern und dem Dezimalsystem in Europa (außer Italien - dort hatte Leonardo Fibonacci die Null bereits im 13. Jh. eingeführt, aber sie setzte sich nicht durch) überhaupt erst einführte.
Erst im 17. Jh. entdeckten Newton und Leibniz die Infinitesimalrechnung, aber es brauchte erst die Mathematik eines Leonhard Euler im 18. Jh. um endlich komplexe Figuren berechnen zu können. Euler leistete bahnbrechende Arbeiten zur Infinitesimalrechnung, der Graphentheorie, der mathematischen Topologie und der analytischen Zahlentheorie. Ohne seine Arbeiten konnte man zum Beispiel Gitterstrukturen gar nicht richtig berechnen.

 

[Ralf_2]

Schon mal von Thales und Pytagoras gehört? Oder Archimedes?
Soviel Zauber braucht man für Statik und Konstruktion nun auch wieder nicht.
Immerhin rechneten die früher „von Hand“.

Grüße Ralf

 

[jmh67]

Mag sein, dass man als Architekt nur eine überschaubare Menge Formeln braucht. Aber man muss auch wissen, womit man rechnet, und das beruhte und beruht noch auf Erfahrung. Die muss man hin und wieder erst noch machen, zum Beispiel bei neuen Baustoffen oder früher vernachlässigten Effekten wie dynamischen Belastungen durch Wind, Wasser, Fahrzeuge ... (siehe obige Beispiele).

Martin

 

[Harka]

@jmh67
Wenn man sich nur auf Erfahrungen stützt, kommt so was wie die Göltzschtalbrücke dabei raus. Zweifellos ein imposantes Bauwerk, aber schon zum Zeitpunkt ihrer Erbauung völlig veraltet. Die vielen engen Bögen waren schon damals eine totale Fehlkonstruktion. Die Brücke erinnert eher an ein 2000 Jahre altes römisches Viadukt und sie beweist selber, dass sie eine völlige Fehlkonstruktion und eine ökonomische Katastrophe ist. Die mehr als doppelt so große Spannweite der Mittelöffnung hätte man auch für alle anderen Öffnungen nutzen können und somit mindestens ein Drittel der nötigen Backsteine und sehr viel Bauzeit und Kosten eingespart. Die zeitgleich entstandene Elstertalbrücke wurde komplett mit größeren Spannweiten gebaut und in England baute man zur gleichen Zeit Eisenbrücken mit der sechsfachen Spannweite!
Das berechnen solcher Bauwerke musste damals erst noch erfunden werden. Die antiken Mathematiker wie Pythagoras konnten zwar endlich mathematisch fundierte rechte Winkel berechnen, aber ihre Mathematik geht kaum über heutiges Grundschulwissen hinaus. Fürs Abi hätte deren Wissen nie und nimmer gereicht, vermutlich nicht mal für einen Hauptschulabschluss.
Die Mathematik wurde selbst von Alfred Nobel nur als Hilfswissenschaft bezeichnet, weshalb es bis heute auch keinen Nobelpreis für Mathematik gibt. Nur, die Mathematik ist spätestens seit Leonhard Euler wesentlich komplexer geworden und auch wenn es sich viele Menschen nicht vorstellen können, liegen nicht alle Zahlen auf dem Zahlenstrahl der Grundschule sondern im Raum drum herum. Die Wurzel aus -1 ist eben nicht nicht lösbar und es gibt mehr als drei Dimensionen. Das klingt akademisch, ist es aber nicht, denn solche Modelle der höheren Mathematik kann man dann doch wieder auf reale Konstruktionen einkürzen.
Beispiel gefällig? Zur Berechnung von elektronischen Cauer-Filtern braucht man eine Lösung für zweifach hyperbolische Integrale. Die Formel dafür kann man aufschreiben, nur eine mathematische Lösung ist noch nicht dafür gefunden, es gibt nur Näherungsverfahren. Das Problem ist im Internet gut dokumentiert. Ähnliche mathematische Probleme gibt es auch in der Architektur bei der Konstruktion von Strukturen. Selbst moderne Computer brauchen Lösungsformeln, um Ergebnisse zu erbringen, aber die Lösungen gibt es mitunter selbst heute noch nicht.

 

[Ralf_2]

Zu seiner Zeit war das die einzige Möglichkeit, solches Tal zu überwinden.

Und:
Nicht lachen:
Diese Konstruktion wird alle ganz toll sparsam konstruierten Spannbetonbrücken überleben.
Als ich Anfang der achziger in Dresden studiert habe, warnten die Fachleute schon vor dem Spannbeton - kein Wunder - wir sollten ja Stahlbauer werden 🤣

Für mich heute noch Mittel der Wahl. Stahlbrücken sind gut zu überwachen - Korrosion ist sichtbar und kann weitgehend vermieden werden.

Vor zwei Jahren stand in endlich mal unter der Forth-Brücke bei Edinburgh. Gebaut um1896 - von da ist unser alter Brockhaus. Die Brücke wurde im Bau dort erwähnt und hat mich schon als Kind fasziniert.
Freilich sind die da immer am Konservieren.
„Painting the Forth-Bridge“ soll dort ein Gleichnis für sysiphus sein.

Aber wenn die nicht damit aufhören, hält die noch 130 Jahre.
Und das war damals noch nicht mal richtiger Stahl nach heutigen Maßstäben.

Und Wurzel -1 brauchen eher die Elektrotechniker.

Auf dem Bau haben mir lebenslänglich die „normalen“ Zahlen genügt. Geschäftlich schätze ich vor allem schwarze Zahlen.

Grüße Ralf

 

[jmh67]

@Harka - wohl wahr, das mit der Göltzschtalbrücke, aber es ging mir um den Input für die wie auch immer gearteten Rechnungen. Weiß man nichts vom Material, nützt alle Rechnung nichts. Die Deutschen kannten sich damals noch nicht so gut mit Eisen aus, drum haben sie in Ziegel gebaut. Haben sich zwar trotzdem geirrt, aber in die richtige - sichere - Richtung. Damit ist die Brücke vielleicht massiv überdimensioniert und total unökonomisch, aber keine Fehlkonstruktion, denn sie hält! Anders als eine Kettenbrücke, deren Konstrukteur die Last auf zwei Laschen verteilte - nur als eine entzwei ging, hielt die andere auch nicht mehr, weil sie plötzlich die volle Last tragen musste und dafür nicht ausgelegt war. Ein System ist eben nur so stark wie sein schwächstes Glied, das wusste man schon von alters her. Erfahrung ignoriert - Unglück geschehen. Richtig gerechnet, aber mit falschen Annahmen.

Ansonsten scheint mir, du predigst den Bekehrten ;-) Praktische Anforderungen treiben die Entwicklung der Rechenmethoden voran. Die Mathematik entwickelt sich auch aus sich selbst heraus weiter. Theoretische Konstrukte erlangen plötzlich praktische Bedeutung. Näherungsverfahren helfen, wo eine exakte Lösung (noch) nicht möglich oder zu aufwendig ist. Alles richtig. Aber Rechnung verlangt nach Daten, die zumeist experimentell (Experiment = Erfahrung, im Französischen sogar wörtlich: expérience) gewonnen werden, und bisweilen wirft ein Experiment neue Fragen auf, die mathematisch zu behandeln sind, womit sich ein Kreis schließt.

Martin

 

[Ralf_2]

Mathematik ist meist überbewertet.
Rechnen muss man können - das genügt.

Und man darf den Überblick nicht verlieren.
Hatten vor Jahren mal einen Statiker, der meinte, die Oderturmbrücke würde sich infolge Wind um 12 cm verschieben. Geht zwar nicht - müsste das gegenüberliegende Gebäude mitnehmen, aber sein „Programm“ hat das so errechnet.
Der Bauleiter hat den nach Hause geschickt und gemeint, ich soll 20 mm Langlöcher vorsehen.
Ohne Rechnung - sah das auch so und das Ding steht … 🤣

Heute werden auch Stahlkonstruktionen mit FE gerechnet.
Der Prüfer meint - ja - außenrum stimmt alles.

Nun möchtest Du als Praktiker gern Anschlüsse rechnen. Stabkräfte auszuweisen fällt den Statikern dann oft schwer.
Die streben die Triviallösung an: Alles vor Ort voll verschweißen. Und dann geht das Theater los …
Bei den Planern hast du heute kaum noch Leute, die das Handwerk mal gelernt und sich dann weiterentwickelt haben.

Die verstehen das Problem gar nicht.

Grüße Ralf

 

[hgwrossi]

den Statikern dann oft schwer.

Die letzten Worte des Statikers? "Mir ist da gerade was eingefallen."

 

[Harka]

@Ralf_2
So wenig, wie man praktische Erfahrung nicht unterbewerten darf, darf man sie aber auch nicht überbewerten. Gerade in den USA wurden europäische Ingenieure und deren Ausbildung im 19. Jh. belächelt und für überflüssig gehalten. In den USA konnte sich jeder zum Ingenieur selber ernennen und Brücken bauen. Das endete tragisch, als am 29.12.1876 die Brücke über den Ashtabula zusammenbrach. Ein bis dahin erfolgreicher Brückenbauer mit langer Tradition und selbsternannter Ingenieur scheiterte mit seiner Konstruktion völlig. 90 Menschen fanden den Tod, weil er seine pratischen Erfahrungen über die Warnungen echter Ingenieure setzte.

 

[Ralf_2]

Weiß nicht, wie das zum Thema und zum Brückenbau allgemein passt.
Bei uns werden schon die Pläne für solche Bauwerke geprüft und nur entsprechend zertifizierte Betriebe dürfen sowas bauen. Da kommen selbsternannte Experten nur selten zum Zug. Gab es aber beim BER wo die Belüftung und die Brandschutzanlagen von einem Friseur (?) geplant wurde. Hat paar Jahre gedauert, bis das erkannt und behoben wurde. Aber immerhin hat man das vor Inbetriebnahme bemerkt.

Übrigens - der Statiker, der die Rendsburger Brücke über den Nord-Ostseekanal berechnet hat, soll sich vor Inbetriebnahme derselben das Leben genommen haben.
Für mich ein schönes Beispiel dafür, daß erst dann Schluss ist, wenn wirklich vorbei. Bis dahin lebt die Hoffnung.

Letztlich, und das erkläre ich gern auch meinen Leuten:
Es gibt nicht nur Konstruktions- und Rechenfehler. Es gibt auch Fertigungsmängel und lose Schrauben, die bei der Montage vergessen oder gestalterisch unerwünscht waren.
Für das Versagen eines Bauteils, so tragisch die Folgen sein können, gibt es mehrere Möglichkeiten.

Da war noch der Träger am Berliner Hauptbahnhof, der wohl nicht ordentlich befestigt wurde, weil der Architekt keine Schrauben sehen wollte....
Irgendwann kam der erste runter. Das Tragwerk vibriert ja manchmal spürbar - da kann sowas schon mal vorkommen.

Grüße Ralf

 

[RAL]

Die KI hält den Friseur am BER für eine Metapher, wer weiss...