Kettenbrücke (Bauform)

mini|Horkstow Bridge, England Eine Kettenbrücke ist eine heute praktisch nicht mehr verwendete Bauform einer Hängebrücke, bei der nicht Drahtseile, sondern Augenstäbe oder Ketten verwendet werden, um das Brückendeck zu tragen.

Sprachgebrauch Der Sprachgebrauch unterscheidet meist nicht, ob es sich im technischen Sinn um eine Hängebrücke handelt, bei der die Ketten an den Spitzen der Pylone befestigt sind und mittels senkrechter Hänger das fast waagerechte Brückendeck tragen, oder ob es sich um eine der Seilbrücke ähnelnde Kettenbrücke handelt, bei der das regelmäßig nur für Fußgänger vorgesehene Brückendeck auf den Ketten liegt und damit die gleiche durchhängende Kurve wie die Ketten beschreibt.

Der Sprachgebrauch ist außerdem insofern irreführend, als immer von Kettenbrücken gesprochen wird, obwohl nur bei den frühen tibetischen und chinesischen Brücken tatsächlich (speziell für diesen Zweck angefertigte) Ketten verwendet wurden, während bei den ab dem frühen 19. Jahrhundert in Europa gebauten Brücken die Kettenglieder aus Augenstäben (längeren Eisen- bzw. später Stahlstäben oder -stangen) bestanden, die mittels Augen und Bolzen beweglich miteinander verbunden waren.

Beschreibung Bauarten Man kann Kettenbrücken – ebenso wie Hängebrücken – einteilen in „Echte“ Hängebrücken, bei denen die Ketten über Pylone gehängt und der Fahrbahnträger an diesen Ketten gehängt wird, wobei die Tragketten außerhalb der Pylone und mit erheblichem Abstand zu ihnen in großen Ankerblöcken verankert werden. Da die Zugspannung der Ketten von der Erdverankerung aufgenommen wird, bleibt der Fahrbahnträger davon unbelastet und kann sehr leicht ausgeführt werden. Die Mehrzahl der Kettenbrücken sind solche „echten“ Hängebrücken. Bekannte Beispiele sind Thomas Telfords Menai-Brücke zur Insel Anglesey, die nach den Plänen von Isambard Kingdom Brunel gebaute Clifton Suspension Bridge in Bristol oder die Széchenyi-Kettenbrücke in Budapest. „Unechte“ Hängebrücken, bei denen die über die Pylone gehängten Ketten nicht im Baugrund verankert, sondern an den Enden des Fahrbahnträgers befestigt sind, so dass sich die Zugspannung der Tragketten dort als Druckkraft auf den Fahrbahnträger auswirkt, der dementsprechend kräftig ausgebildet sein muss. Diese Variante kam nur selten zum Einsatz bei so nachgiebigem Baugrund, dass Ankerblöcke den Zugkräften auf Dauer nicht standgehalten hätten. Beispiele sind die 1899 eröffnete Mühlentorbrücke in Lübeck als wohl erste selbstverankerte Kettenbrücke, die Deutzer Hängebrücke von 1915, die 1924–1928 gebauten, nahezu identischen Three Sisters in Pittsburgh, Pennsylvania, USA und die 1937 eröffnete zweite Reichsbrücke in Wien. Historische Kettenbrücken, bei denen mehrere Ketten parallel nebeneinander an meist steilen und hohen Ufern oder in massiven, gemauerten Widerlagern verankert werden. Auf diesen durchhängenden Ketten werden Bretter befestigt, die den Gehweg bilden; regelmäßig wird aus höher angebrachten Ketten ein Geländer gebildet. Ein Beispiel für diese Bauart ist die chinesische Luding-Brücke. Sonderformen, wie die Tower Bridge, bei der anstelle der Tragketten eiserne Fachwerkkonstruktionen verwendet wurden, und die Albert Bridge in London, bei der Tragseile mit schrägen Ketten kombiniert wurden.

Pylone Die Pylone der ersten echten Ketten-Hängebrücke, der tibetischen Chagsam-Brücke, bestanden aus großen gemauerten, kegelförmigen Pfeilern. Die ersten kleinen europäischen Kettenbrücken hatten an beiden Enden je zwei gusseiserne Pfeiler, die in der Regel durch eine Querverbindung versteift waren. Fast alle weiteren, größeren Kettenbrücken hatten mächtige Mauerwerkspfeiler, die meist in Form eines großen Torbogens ausgeführt waren.

Tragketten In der Regel sind zu beiden Seiten des Fahrbahnträgers mehrere Tragketten dicht nebeneinander angeordnet, die häufig auch ihre eigenen Bolzenverbindungen haben. Damit soll vermieden werden, dass der Bruch eines Kettengliedes oder eines Bolzens zum Einsturz der Brücke führt, was bei der Broughton Suspension Bridge, der Silver Bridge über den Ohio River oder der Brücke in Great Yarmouth geschah.

Fahrbahnträger Der Fahrbahnträger einer Kettenbrücke unterscheidet sich praktisch nicht von dem einer frühen Hängebrücke. Die ursprüngliche Methode, an den Hängern Querbalken zu befestigen und auf ihnen Bretter in Längsrichtung zu verlegen, führte zu erheblichen Schwingungen. Deshalb wurden ebenso wie bei der Hängebrücke versteifte Fahrbahnträger verwendet.

Wirtschaftliche Bedeutung Die Kettenbrücke ermöglichte erstmals den Bau von Spannweiten, die die von Holz- oder Steinbrücken bei weitem übertrafen. Gleichzeitig konnten die Baukosten wie auch die Bauzeit deutlich gesenkt werden.Robert Stevenson: Description of Bridges of Suspension. In: The Edinburgh Philosophical Journal. herausgegeben von Sir David Brewster, Robert Jameson. Band 5 Nr. 10, Edinburgh 1821, S. 237.

Geschichte Vorgeschichte

Hängebrücken waren – abgesehen von den Fußgängerbrücken aus natürlichen Materialien – ursprünglich fast immer Kettenbrücken, weil geschlagene Drahtseile erst 1834 von Oberbergrat Julius Albert in Clausthal erfunden wurden und Eisen und insbesondere Draht anfänglich noch nicht in so gleichbleibender Qualität hergestellt werden konnte, dass man Paralleldrahtseile im Brückenbau eingesetzt hätte.William Humber: A Complete Treatise on Cast and Wrought Iron Bridge Construction. Lockwood & Co., London 1870, S. 74 f.

Eine chinesische Brücke mit zwanzig Ketten und einer Spannweite von 60 bis 70 m, die angeblich im Jahr 65 n. Chr. in Yunnan gebaut worden sein soll, wird von manchen Autoren als erste Kettenbrücke angesehen. Sie ist wohl nur aus einem 1667 veröffentlichten Bericht von Athanasius Kircher bekannt, der selbst betont, dass es sich um eine Überlieferung handele.Athanasius Kircher: China monumentis, qua sacris qua profanis, nec non variis naturae et artis spectaculis, aliarumque rerum memorabilium argumentis illustrata. Chinae illustratae; Pars V, de Architectonice. 1667, S. 215/298 (Buch/Datei).Der Abschnitt lautet:„In provincia Iunnan supra profundissimam vallem, per quam torrens rapidissimo aquarum fluxu, atque impetu volvitur, pons spectatur, quem Mingus Hamae familiae Imperator anno Christi 65 condidisse fertur. non lateritio opere, aut ingentium saxorum coagmentatione, sed crassissimis ferreis catenis ad annulos hamis, uncisque, et utraque montium parte, ita firmatos, ut superimpositis afferibus pontem extruxerit; catenae sunt 20, quarum unaquaeque 20 perticarum, id est, 300 palmorum longitudinem habet, quem cum plures simul transeunt, pons titubat ac hinc indè movetur, non absque transeuntium metu ruinae percullsorum, horrore & vertigine; ut proindè satis mirari non possim Sinensium Architectorum dexteritatem, qua ad itinerantium commoditatem tot ac tam ardua opera attentare sind ausi.“„In der Provinz Junnan sieht man eine Brücke über einem sehr tiefen Tal mit einem sehr schnell fließenden Bach, die angeblich im Jahr 65 a.d. durch den Kaiser Ming aus der Han-Dynastie erbaut wurde, und die nicht aus Ziegeln oder aus Steinmauerwerk besteht, sondern aus sehr starken Eisenketten, die mit Ringen und Haken so an beiden Enden an den Bergen befestigt sind, dass durch die darauf befestigten Bretter eine Brücke entsteht. Es gibt 20 Ketten, die jeweils 20 Maßstangen (pertica), d. h. 300 Handspannen lang sind. Wenn mehrere Personen gleichzeitig über die Brücke gehen, schwingt und bewegt sie sich von einer Seite zur anderen, so dass die Leute nicht ohne Furcht, Schwindelgefühle und Angst vor dem Herunterfallen so schnell wie möglich hinübergehen. Ich kann die Fähigkeiten der chinesischen Architekten nicht genug bewundern, die es gewagt haben, für die Bequemlichkeit der Reisenden ein so großes und schwieriges Werk in Angriff zu nehmen.“

Die Twärrenbrücke, die um 1220 den Weg durch die schweizerische Schöllenenschlucht erschloss, war keine Brücke, sondern ein mit Ketten an einer fast senkrechten Felswand befestigter Holzsteg.

In Moustiers-Sainte-Marie wurde wohl im 13. Jahrhundert eine aus nichtrostendem Eisen bestehende 135 m lange Kette zwischen zwei Felsspitzen gespannt, um einen Stern über dem französischen Bergdorf erscheinen zu lassen.

Die ersten nachweisbaren Kettenbrücken waren wohl die von dem buddhistischen Philosoph und Brückenbauer Thangtong Gyelpo in Tibet und Bhutan ebenfalls aus nichtrostendem Eisen erbauten Kettenbrücken. Deren wichtigste war die 1430 erbaute Chagsam-Brücke über den Yarlung Tsangpo (Brahmaputra) mit einer Spannweite von ca. 137 m. Diese Brücken existierten bis in die Neuzeit und existieren zum Teil immer noch.

In Europa stellte Fausto Veranzio in seinen 1616 veröffentlichten Machinae Novae zwei Skizzen nicht ganz ausgereifter Kettenbrücken vor.

mini|Luding-Brücke

Die 1706 errichtete Luding-Brücke in Sichuan, China wird bis heute benutzt.

Ippolito Desideri verfasste nach seinem Aufenthalt in Tibet von 1715 bis 1721 zwar sein großes Werk Bericht über Tibet, in dem auch die Chagsam-Brücke erwähnt wird. Aufgrund des Streits zwischen den Jesuiten und den Kapuzinern über die Zuständigkeit für Tibet durfte das Manuskript aber nicht veröffentlicht werden und verschwand bis zum Ende des 19. Jahrhunderts in den Archiven der Jesuiten und einer privaten Sammlung.

1726 veröffentlichte Jacob Leupold eine Abbildung einer Kettenbrücke mit dem Titel Eine der wundersamen Ketten Brücken in Sina welche bey der Statt Kingtung mit Brettern auf 20 eisernen Ketten von einer Bergspitze zur anderen gebauet,Jacob Leupold: Theatrum pontificiale, oder Schau-Platz der Brücken und Brücken-Baues. Leipzig 1726. Tab: LVII; Datei S. 300. die tatsächlich wundersam erscheint, als kein Grund ersichtlich ist, zwei Bergspitzen durch eine Brücke zu verbinden.

Jean-Baptiste Du Halde beschreibt in seinem 1735 veröffentlichten und 1736 neuaufgelegten Werk Description de la Chine et de la Tartarie chinoise (Beschreibung Chinas und der chinesischen Tartarei) eine Kettenbrücke mit vier Tragketten und einigen Verbindungsketten in der Provinz Koei tcheou.

Er berichtet von einer weiteren im Ort King Tong Fou in der Provinz Yunnan, bei der er besonders die furchteinflößenden Schwingungen bei der Benutzung durch mehrere Personen erwähnt.

Erste westliche Kettenbrücken

Die erste Kettenbrücke in Europa war die ungefähr 1741 über den Tees in Nordengland gebaute Winch Bridge. aus British Library, online Gallery Die etwa 21 m lange und 61 cm breite Brücke unterhalb des Low Force Wasserfalles etwa zwei Meilen nördlich von Middleton-in-Teesdale diente vor allem Bergarbeitern als Zugang zu einer nahegelegenen Mine. Sie stürzte 1802 ein, wurde wieder aufgebaut und 1830 durch eine Hängebrücke mit Tragketten ersetzt.

In Philadelphia, Pennsylvania, USA schlug Thomas Gilpin 1774 vor, den Schuylkill River mit einer Kettenbrücke nach Art der chinesischen Brücken mit einer Spannweite von 100 m zu überqueren; es blieb jedoch bei dem Vorschlag.Eda Kranakis: Constructing a Bridge: An Exploration of Engineering Culture, Design, and Research in Nineteenth-Century France and America. Massachusetts Institute of Technology, 1997, ISBN 0-262-11217-5, S. 32.

Die Stadt Weilburg an der Lahn verlor 1784 durch ein Hochwasser die Brücke für die Rohre der Wasserversorgung. In der Not spannte man zunächst eine, später insgesamt acht eiserne Stangenketten über die Lahn, an der die Wasserrohre aufgehängt wurden.

Im Wörlitzer Park wurde in den 1780er und 1790er Jahren eine Kettenbrücke gebaut, die zwischen künstlichen Felsen einen kleinen Kanal überspannt. Die Schwankungen der sehr leichten Konstruktion waren gewollt, um beim Besucher der Romantischen Partie des Parks intensive sinnliche Empfindungen zu wecken.Kettenbrücke zu Wörlitz, colorierte Umrissradierung von Johann Friedrich Nagel, ca. 1790Foto der Kettenbrücke im Wörlitzer Park

Die Parkanlage Steinfurter Bagno bei Burgsteinfurt erhielt 1794 eine Kettenbrücke.

mini|Ansicht einer Kettenbrücke von James Finley