Benutzer:AHert/HoBr

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Eine Holzbrücke ist eine Brücke, deren Tragwerk aus Holz besteht. Ihre Pfeiler sind häufig ebenfalls aus Holz, wurden aber schon früh auch aus Stein gebaut und sind heute in der Regel aus Beton. Holzbrücken wurden und werden bis heute in fast allen Bauarten gebaut, sind aber materialbedingt auf kurze Stützweiten beschränkt. Es gibt gedeckte und ungedeckte Holzbrücken.

In der Geschichte des Brückenbaus ist es der älteste Bautyp, beginnend mit dem Baumstamm, der über einen Bach gelegt wurde.

Bambusbrücken zählen nicht zu den Holzbrücken, sind aber in vielerlei Hinsicht vergleichbar.

Geschichte

Zusammenfassung

Bis zur Neuzeit wurden vor allem Pfahljochbrücken gebaut, in gebirgigen Gegenden auch Kragträgerbrücken. Komplexe Hänge- und Sprengwerke kamen erst im 15. Jahrhundert auf. Im Spätmittelalter begann der Bau von gedeckten Holzbrücken. Im 18. Jahrhundert kamen komplexere fächerförmige und geschachtelte Sprengwerke, doppelte Hängewerke und Kombinationen aus Spreng- und Hängewerken auf. Auch polygonale Stabbogentragwerke wurden mit Hängewerken kombiniert. Am Ende des 18. Jahrhunderts begannen die jungen USA mit dem Bau von Holzbrücken über die größeren Flüsse an ihrer Ostküste. Es gab dort noch viele Wälder, aber weder die für den Bau von Steinbrücken erforderlichen Fachleute noch die finanziellen Mittel dazu. In dem von keinen akademischen Traditionen eingeengten freien Markt wurden Fachwerkträger entwickelt. Für die rasch expandierenden Eisenbahnen wurden Trestle-Brücken mit dem Holz aus den umliegenden Wäldern gebaut. Im Amerikanischen Bürgerkrieg zwischen 1861 und 1865 wurden auf den Bahnstrecken standardisierte Trestle-Brücken aus rohen Stämmen eingesetzt, die nach ihrer Zerstörung in ein bis drei Tagen wieder aufgebaut werden konnten. Im 20. Jahrhundert eröffnete das Brettschichtholz neue Möglichkeiten.

Frühzeit, Römerzeit

Wegen der Vergänglichkeit des Materials ist nicht mehr feststellbar, wann und wo die ersten Holzbrücken gebaut wurden. Aus der Mittelsteinzeit sind Bohlenwege bekannt, auf denen Sümpfe überquert wurden. Bekannte Beispiele stammen aus den Somerset Levels in England und aus Niedersachsen.

Die prähistorischen Pfahlbausiedlungen aus der Zeit von 5000 bis 500 v. Chr., die man um die Alpen gefunden hat, waren in der Regel durch Stege miteinander verbunden. In der Schweiz wurden bronzezeitliche Reste der Brücken zwischen Rapperswil und Hurden und in London solche in der Themse bei Vauxhall gefunden. Reste einer eisenzeitlichen Holzbrücke fand man in La Tène in der Schweiz.

Keilschrifttexte aus altassyrischer Zeit belegen, dass es in Anatolien Brücken gab. So gab es eine Brücke in Purušhattum; ein assyrischer Kaufmann zahlte hier eine Maut von 15 Schekel Kupfer pro Esel. Eine andere Brücke lag zwischen Šalatuar und Wahušana.

In hethitischer Zeit ist eine Brücke bei Tapikka schriftlich belegt. Die Pfeiler am Ufer bestanden aus Stein, die Brücke selber aus Holz.

Die frühen Brücken waren einfache Balkenbrücken oder Pfahljochbrücken. Die älteste römische Holzbrücke war laut der Überlieferung die im 7. Jahrhundert v. Chr. errichtete Pons Sublicius über den Tiber. Caesars Rheinbrücken waren mit viel Expertise errichtete Pfahljochbrücken. In seinem Werk De bello Gallico erwähnt Caesar eine Reihe von Brücken über andere Flüsse.

Die Trajansbrücke, eine hölzernen Segmentbogenbrücke auf Steinpfeilern über die untere Donau, war die längste Brücke der Welt und blieb dies, nach etwa 165 Jahren zerstört, über ein Jahrtausend lang.

In gebirgigen Gegenden mit reißenden Bächen, in die keine Pfähle gesetzt werden konnten, hat man wohl sehr früh schon Kragträgerbrücken gebaut, bei denen über das Wasser ragende Stämme an beiden Ufern mit Steinpackungen so belastet wurden, dass sie weitere, in der Mitte zwischen ihnen befestigte Stämme oder Bretter tragen konnten.

Mittelalter

Mit den Untergang des römischen Reiches verfielen seine Städte und Straßen. Nur wenige Brücken wurden erhalten. Die Brücken in Paris am Ort der heutigen Petit Pont und der Pont au Change sowie die London Bridge sind Beispiele für die wenigen verbliebenen Holzbrücken, die immer wieder repariert oder erneuert wurden. Neue Brücken entstanden, von ganz wenigen abgesehen, erst im Hochmittelalter, wie zum Beispiel die Holzbrücken in Lyon (die heutige Pont de la Guillotière (1183, 1190 eingestürzt und erneuert)), in Basel (die heutige Mittlere Brücke (1225)), in Schaffhausen (die heutige Rheinbrücke Schaffhausen–Feuerthalen (1259)), in Bamberg die Sespruck (1312), am Zürichsee die Holzbrücke Rapperswil–Hurden (1360–1878) und in Luzern die Kapellbrücke (um 1365). Es waren meist einfach konstruierte Jochbrücken, komplexe Hänge- und Sprengwerke kamen erst im 15. Jahrhundert auf.

Größere Brücken, auch Holzbrücken, wurden im Mittelalter meist mit Häusern bebaut.

Im Spätmittelalter begann der Bau von gedeckten Holzbrücken, bei welchen das Tragwerk durch ein Dach und Seitenwände vor der Witterung geschützt wird. Frühe Beispiele sind die um 1365 erbaute Kapellbrücke in Luzern, die um 1350 bereits gedeckte Mittlere Brücke (Pont du Milieu) und die Sankt Johannbrücke (Pont de St. Jean) in Freiburg im Üechtland oder der 1569 von Andrea Palladio erbaute Ponte Vecchio, eine gedeckte Jochbrücke über die Brenta in Bassano del Grappa.

Im Jahr 1500 wurde in Toruń (Polen) eine Brücke über die Weichsel gebaut und 1573 wurde in Warschau die Most Zygmunta Augusta fertiggestellt. Sie waren zu ihrer Zeit jeweils die längsten Holzbrücken Polens und eine der längsten in Europa.

Neuzeit

Europa

Noch Mitte des 18. Jahrhunderts wurde Holzbrücken weithin der Vorzug gegeben gegenüber Steinbrücken, oft auch, weil sie billiger zu bauen waren.

Im 18. Jahrhundert entwickelte sich der Holzbrückenbau rasch vom einfachen Spreng- und Hängewerk zu immer komplexeren fächerförmigen und geschachtelten Sprengwerken, doppelten Hängewerken und Kombinationen aus Spreng- und Hängewerken. Auch polygonale Stabbogentragwerke wurden häufig mit Hängewerken kombiniert. Für stärkere Bogen- oder Randträger wurden einzelne Balken aufeinander gelegt und miteinander verzahnt oder verdübelt, was sehr genaues Arbeiten erforderte.

William Etheridge baute die Old Walton Bridge und entwarf 1749 die Mathematical Bridge in Cambridge, bei denen gerade Holzbalken eine Reihe von Tangenten an einem virtuellen Bogen bildeten. Radiale Streben fixierten die Balken und machten die Konstruktion starr und selbsttragend.

Etwa zur gleichen Zeit entwickelten Hans Ulrich und Johannes Grubenmann und kurz darauf auch Joseph Ritter einige Innovationen in der Konstruktion von gedeckten Brücken. Auf empirische Weise wurden Stabpolygone und Bogenkonstruktionen mit Spreng- und Hängewerk kombiniert, so dass Spannweiten bis zu sechzig Meter erreicht wurden. Diese Technik wurde dann auch im Bau weitgespannter Kirchendächer eingesetzt. Als bekanntestes Beispiel ihrer Brückenbauwerke gilt die Rheinbrücke Schaffhausen, die 120 m lang war und nur einen Zwischenpfeiler hatte.

Grubenmanns Holzbrücke Wettingen (1766) und Ritters Holzbrücke Mellingen (1794) gelten als die ersten hölzernen Bogenbrücken Europas. In Japan wurde die anders konstruierte Kintai-Brücke bereits 1673 fertiggestellt.

In Europa bekannt wurde auch die 1778 von Johann Christian Adam Etzel (1743–1801; Onkel von Gottlieb Christian Eberhard von Etzel) gebaute Neckarbrücke Plochingen mit einer Spannweite von rund 65 m, die 1907 völlig intakt der Erweiterung der Bahnhofanlagen weichen musste. Die 1955 original wieder aufgebaute gedeckte Holzbrücke Forbach (Nordschwarzwald) über die Murg, ursprünglich ab 1778 geplant und gebaut von Otto Lindemann, wird mit ihren 38 m Spannweite regional als die "längste freitragende, überdachte und aufgrund ihrer Stabilität befahrbare Holzbrücke in Europa" bezeichnet.

Die von Carl Friedrich von Wiebeking entworfene Bamberger Seesbrücke über die Regnitz von 1809 war mit 72 m Spannweite die größte hölzerne Bogenbrücke in Europa, zeigte aber bald Fäulnisschäden und musste schon 1826 abgebrochen werden.

Nordamerika

Die USA waren am Ende des 18. Jahrhunderts noch ein armes Land, in dem Holz jedoch reichlich vorhanden war. Langlebige Stein- und Eisenbrücken waren zu teuer und die für ihren Bau erforderlichen Fachleute kaum vorhanden. Holzbrücken konnten schnell errichtet werden, kleinere oft auch von den örtlichen Zimmerleuten, und bei Zinsen von nicht weniger als 6 % p.a. waren sie langfristig billiger, auch wenn sie nach zwölf bis fünfzehn Jahren erneuert werden mussten.

Die Old North Bridge, eine eigentlich unbedeutende, um 1760 errichtete Jochbrücke über den Concord River in Massachusetts, wurde berühmt durch die Gefechte von Lexington und Concord, die als Beginn des Amerikanischen Unabhängigkeitskrieges gelten.

Timothy Palmer, Lewis Wernwag, Theodore Burr und andere, weniger bekannte wie Enoch Hale (1743–1780), Moody Spofford (1744–1828), Jocob Spofford (1755–1812), Samuel Sewall Jr. (1724–1815), Lemuel Cox (1736–1806) und William Weston (1763–1833) gehörten zur ersten Generation von Brückenbauern, die Holzbrücken über größere Flüsse bauten. Timothy Palmer begann mit von ihm entwickelten Fachwerk-Bogenbrücken wie der Essex Merrimack Bridge (1792) oder der Piscataqua Bridge (1794), die seinerzeit mit 74,37 m die größte Spannweite weltweit hatte. Wenig später schlug er bei der Permanent Bridge (1805) über den Schuylkill River in Philadelphia vor, sie zur Verlängerung der Lebensdauer zu überdachen und seitlich zu verkleiden. Danach wurden in Nordamerika hölzerne Straßenbrücken häufig als gedeckte Brücken ausgeführt. Die 1809 eröffnete Washington Bridge über den Potomac River zwischen Washington, D.C. und dem Arlington County in Virginia war zwar eine ungedeckte Pfahljochbrücke, aber mit etwa 1500 m die damals längste Brücke der USA. 1813 folgte die Colossus Bridge von Lewis Wernwag über den Schuylkill River mit dem seinerzeit mit 103,7 m weitest gespannten Bogen der Welt und 1815 die McCall’s Ferry Bridge von Theodore Burr über den Susquehanna River mit der größten Stützweite aller Holzbrücken von 109,73 m (360 ft). Die ersten Tragwerke gedeckter Brücken waren Kombinationen aus Bogen und Fachwerkträgern mit auf dem Bogen liegender Fahrbahn. Für eine horizontale Fahrbahn entwickelte Theodore Burr schon bald den Burr-Träger, bei dem die Fahrbahn seitlich neben den Trägern angeordnet und die Bögen in den parallelgurtigen Fachwerkträgern integriert waren. Ein frühes Beispiel war die 1818 fertiggestellte 457 lange Monongahela Bridge von Lewis Wernwag in Pittsburgh. Wenig später entwickelte Ithiel Town einen Gitterträger, der 1820 patentiert und als Townscher Lattenträger (Town’s Lattice Truss) bekannt wurde, der auch von angelernten Arbeitern montiert werden konnte. William Howe rationalisierte 1840 den Bau weiter mit dem Howeträger aus zwei parallelen Längsträgern und wenigen schrägen Balken, die mit Hilfe von senkrechten eisernen Zugstangen an die Längsträger gepresst wurden.

Für die sich rasch ausbreitenden Eisenbahnen wurden anfangs meist hölzerne Trestle-Brücken mit Stämmen aus den Wäldern an der Strecke gebaut, zum Beispiel das Portageville Viaduct (1852) oder das wesentlich jüngere, noch existierende Goat Canyon Trestle (1933).
Siehe auch: Liste der größten Trestle-Brücken

1848 wurde die eingleisige Cascade Bridge fertiggestellt, deren 84 m weiter vollverkleideter hölzerner Fachwerkbogen die größte jemals gebaute Stützweite einer Eisenbahnbrücke aus Holz hatte.

Die 1852 gebaute Chain Bridge über den Potomac River hatte acht hölzerne Fachwerk-Bogenträger, die mit einem großen Windverband versteift waren.

Im Sezessionskrieg, in dem Eisenbahnen erstmals eine wichtige Rolle spielten, wurde die Long Bridge über den Potomac River 1863 als 1555,7 m lange Pfahljochbrücke und 1872 wieder als 1,6 km lange Fachwerkbrücke mit hölzernen Howe-Trägern erneuert. Herman Haupt entwickelte an der Potomac Creek Bridge eine mit Bögen verstärkte Fachwerkbrücke, die nach einer Zerstörung in ein eineinhalb Tagen wieder errichtet werden konnte. Die High Bridge am Appomattox River spielte eine entscheidende Rolle am Ende des Krieges.

Carl Ghega unternahm als designierter Gesamtplanungsleiter der zukünftigen südlichen Staatseisenbahn (k.k. Südliche Staatsbahn) 1842 eine Studienreise in die USA, um die dortigen Bahnstrecken in Gebirgen zu studieren. Dabei lernte er den Howeträger kennen, den er dann bei der Eisenbahnbrücke Maribor und später bei der Eisenbahnbrücke Piacenza einsetzte. Auch die König-Ludwig-Brücke (1851) in Kempten wurde mit Howeträgern errichtet. Karl Culmann brachte von seiner Amerikareise 1849 bis 1851 seine „Fachwerktheorie“ mit, die maßgeblich die Konstruktion europäischer Brücken beeinflusste.

Bauweisen

Balkenbrücken, Jochbrücken

Bei kurzen Distanzen genügt es, einzelne oder mehrere Stämme oder Balken nebeneinander zu legen. Größere Distanzen wurden meist durch Jochbrücken überbrückt. Einfachste Brücken wurden früh und werden auch heute noch aus in den Untergrund gesteckten, gekreuzten Stangen gebaut, über die Stangen als Gehweg gelegt und weitere Stangen als Geländer an ihnen befestigt werden. Caesars Rheinbrücken wurden dagegen von erfahrenen Brückenbauern auf Pfählen errichtet, die von einem Floß aus in den Fluss gerammt und dann zu einer Jochbrücke mit breiter Gehbahn ausgebaut wurden. Die Jochbrücke war und ist der häufigste Typ aller hölzernen Brücken. Sie verrotten allerdings leicht und werden oft durch Hochwasser, Treibgut, Eis oder Feuer beschädigt oder zerstört. Um schadhafte Teile schnell ersetzen zu können, wurden die Hölzer oft normiert. Der Verrottung begegnete man, indem man die Pfähle teilte in immer unter Wasser stehende und daher kaum anfällige Pfähle. Weiter oben in dem durch Wellen abwechselnd nass und trockenen und daher besonders anfälligen Bereich verwendete man andere Hölzer, die leicht ersetzbar waren.

• Baumstammbrücken
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  Balkenbrücke (~ 2018) in Nepal
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  Balkenbrücke
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  Balkenbrücke (~ 1912) über einer Schlucht im Himalaya
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  Balkenbrücke (~ 1928), Washington State, USA
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  Balkenbrücke bei Vallorcine, Frankreich

• Jochbrücken
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  Fußgängersteg in Vietnam
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  Jochbrücke in China
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  Jochbrücke in Indien
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  Jochbrücke, Finnland
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  Eisenbahnbrücke, Australien

Auslegerbrücken, Kragträgerbrücken

Wenn in einem reißenden Bach keine Pfähle gesetzt werden konnten und die verfügbaren Stämme zu kurz waren, hat man wohl sehr früh die Stämme mit einem Ende am Ufer in Felsspalten oder unter Steinpackungen so festgeklemmt, dass sie das Gewicht weiterer, in der Mitte zwischen ihnen aufgelegten Stämme und der über sie gehenden Leute tragen konnten. Bei größeren Gewässern wurden mehrere Stämme so übereinander befestigt, dass jeder dieser Kragträger etwas weiter über den Fluss ragte, bis man Stämme über die verbleibende Öffnung legen konnte. Um Fäulnis zu vermeiden, wurden die einzelnen Stämme durch Steine oder Querbalken voneinander getrennt.

Diese Kragträgerbrücken gab es bereits bei den Galliern. Sie wurden bis zur Neuzeit in den Alpen gebaut. In Bhutan wurde eine noch heute ausgeführte gedeckte Bauform mit Eingangsgebäuden an beiden Ufern entwickelt. In Japan waren Kragträgerbrücke weit verbreitet und werden bis heute gebaut. Auch im Himalaya wurden und werden sie häufig gebaut.

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  Kragträgerbrücke in Pakistan
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  Kragträgerbrücke (1902), St. Niklaus VS, Schweiz
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  Punakha-Brücke (erst­mals im 17. Jahr­hundert, 2008), Bhutan
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  Saru-Brücke (erstmals 1756), Ōtsuki, Japan
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  Kragträgerbrücke in Himachal Pradesh, Indien
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  Kragträgerbrücke bei Kagbeni, Mustang-Distrikt, Nepal

Spreng- und Hängewerke

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  Einfaches Sprengwerk
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  Zweifaches Sprengwerk
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  Einfaches Hängewerk
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  Zweifaches Hängewerk
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  Einfaches Hängesprengwerk
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  Zweifaches Hängesprengwerk

Spreng- und Hängewerke wurden beim Bau von Holzbrücken ebenfalls schon sehr früh verwendet. Beim einfachen Sprengwerk stützen zwei neben dem Fluss unter der Fahrbahn stehende schräge Streben den Streckbalken genannten Fahrbahnträger. Bei größeren Öffnungen wird zwischen den oberen Enden der Streben ein Spannriegel eingefügt, der den seitlichen Druck der Streben aufnimmt.

Beim Hängewerk tragen die beiden über der Fahrbahn stehenden schrägen Streben die Last mittels der zwischen ihnen angeordneten Hängesäule, die über ein Hängeeisen oder eine zimmermännische zugfeste Verbindung mit dem Streckbalken und dem Fahrbahnträger verbunden ist. Bei größeren Öffnungen wird auch hier zwischen den oberen Enden der Streben ein Spannriegel eingefügt und die Last mittels zwei Hängesäulen getragen.

Bei einer Kombination der beiden Systeme entstehen einfache oder doppelte Hängesprengwerke (Trapezhängewerke). In der umfangreichen Praxis des 17. und 18. Jahrhunderts wurden die Systeme vielfach abgewandelt, kombiniert und übereinander gelegt. Die schwedische Lejonströmsbron (1737) ist ein Beispiel eines ungedeckten einfachen Hängesprengwerks.

Die finnische Vihantasalmi-Brücke (1999) aus Brettschichtholz ist ein modernes Hängewerk. Sie gilt als die längste hölzerne Straßenbrücke der Welt.

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  Lejonströmsbron (1737), Schweden
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  Plan von Grubenmanns Brücke in Schaffhausen (1758)
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  Reussbrücke Sins–Hünenberg (1807), Kanton Zug
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  Suworowbrücke (1810), Kanton Schwyz
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  Brücke über den New Fork River (1917), Wyoming, USA
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  Vihantasalmi-Brücke (1999), Finnland

Fachwerkbrücken, Bogenbrücken

Kintai-Brücke (1673) Kiso-Brücke (1991) Japan moderne Bogenbrücke

Gitterträgerbrücken

Eisenbahnbrücke Maribor

Eisenbahnbrücke Piacenza

Crib bridges

Die Holzindustrie an der Westküste der USA baute um 1900 für ihre Waldeisenbahnen, da genügend Holz vorhanden war, sogenannte crib bridges, bei denen die Baumstämme wie bei einem Blockhaus horizontal kreuz und quer aufeinander gelegt wurden. Diese einfachste Bauweise hatte den Vorteil, dass keine Zimmerer, keinen Ramme und kein Kran benötigt wurden, so dass die Brücken bereits vor dem Bau des Bahngleises gebaut werden konnten.

Hängebrücken

Die ersten westlichen Ketten- und Hängebrücken hatten alle hölzerne Fahrbahnträger und gelten daher als Holzbrücken. Beispiele für moderne Hängebrücken mit hölzernen Fahrbahnträgern sind die Momosuke-Brücke in Japan oder die Danyor-Brücke im Kashmir.

Schrägseilbrücken

Eine moderne hölzerne Schrägseilbrücke ist die – auf Wunsch des Bauherrn als Touristenattraktion gebaute – Fußgängerbrücke Anaklia.

Weblinks

Commons: Holzbrücken – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• Stefan M. Holzer: Hölzerne Brücken – Systeme und Entwicklungsgeschichte auf ethz.ch