Eiserner Steg

Aus MediaWiki des Fachgebietes KGBauko
Wechseln zu: Navigation, Suche

Inhaltsverzeichnis

Räumliche und zeitliche Zuordnung

Abb.1: Der Eiserne Steg
Der Eiserne Steg, auch Mainkai genannt, war die erste steife beziehungsweise versteifte Hängebrücke aus genietetem Eisenfachwerk. 1

Die Mainbrücke am Mainkilometer 35,26 2 mit den Koordinaten 50° 6′ 29″ N, 8° 40′ 56″ O verbindet die nördlich des Mains gelegene Frankfurter Altstadt mit dem südlich des Mains gelegenen Stadtteil Sachsenhausen, und zählt bis heute zu den bekanntesten Baudenkmälern der Stadt. 2 Die seit ihrer feierlichen Einweihung am 29.9.1869 bestehende Brücke im neugothischen Stil wurde seit jeher ausschließlich als Fußgängerbrücke genutzt, und ermöglicht somit die direkte Mainüberquerung zwischen dem südlichen Schaumainkai und dem nördlichen Mainkai. 4

Abb.2: Nördliches Mainufer
Der damalige Oberingenieur der Stadt Frankfurt am Main Johann Peter Wilhelm Schmick (geb. 4.9.1833, gest. 13.9.1899), begann im Jahre 1863 mit dem Entwurf der Brücke und übernahm gleichzeitig in den Baujahren 1868/1869 die Bauleitung. 5

Die Stahlkonstruktion, als eisern bezeichnet da dies der damals übliche Begriff für Stähle war, wurde von der Eisengießerei und Maschinenfabrik J.S.Fries&Sohn gefertigt und errichtet, den Bau der steinernen Strompfeiler sowie landseitigen Widerlager übernahm die Firma Knabenschuh&Wallot. 5 Über die gesamte Zeit seiner Nutzung hinweg erfuhr der Eiserne Steg zum Teil gravierende Umbau- beziehungsweise Wiederaufbaumaßnahmen, zu deren umfangreichsten der Umbau im Jahre 1911/1912, der Wiederaufbau

Abb.3: Südliches Mainufer
im Jahre 1946 nach der Brückensprengung, der nochmalige Umbau zur Erhöhung der Durchfahrtshöhe für den Schiffsverkehr 1969 sowie die grundhafte Erneuerung und Restaurierung in den Jahren 1992/9193 zählen. 6


Geschichtlicher Verlauf bis heute

Abb.4: Die Brückenbahn mit Obergurt
In seinem Buch "Ingenieurbaukunst in Frankfurt am Main 1806-1914" gibt Volker Rödel aufschlussreiche Einblicke in die Entstehung des Projektes und den weiteren Verlauf über die Jahre. Schon im ersten Drittel des 19. Jahrhunderts wird für die Stadt Frankfurt erkennbar, dass die "Alte Brücke", bis Mitte des 19. Jahrhunderts die einzige steinerne Brücke am Unterlauf des Mains, dem wachsenden Verkehr nicht mehr gerecht wird.

Die ca. 400 Meter des heutigen Eisernen Stegs gelegene Brücke diente nicht nur dem städtischen Verkehr zwischen Frankfurter Altstadt und Sachsenhausen, sondern war gleichzeitig wichtiger Bestandteil des überregionalen Verkehrs der alten Nord-Süd-Handelsroute. 7 So stieg in der Frankfurter Gesellschaft das Verlangen nach einer weiteren Brücke zur Überquerung des Mains, deren Diskussion sich um geschätzte 50 Jahre hinzog. 2 Erste Entwürfe, wie beispielsweise die von J. Riegand im Jahre 1855 für eine bewegliche Brücke, wurden abgelehnt und erst im Jahre 1861 kam es zu ernsthaften Projektplanungen aus Bürgerinitiativen, da die Stadt Frankfurt zu diesem Zeitpunkt keine rechte Entscheidungsfreude bezüglich eines Brückenbauvorhabens an den Tag legte. 7

Jedoch wurde durch den Ausbruch des Preußisch-Deutschen Krieges im Jahre 1866 die Realisierung

Abb.5: Eiserner Steg Ende des 19.Jhd.

etwaiger Projekte durch die Stadt Frankfurt aus finanziellen und politischen Gründen undenkbar, und so gründeten im Jahre 1867 ein Zusammenschluss von Bürgern eine "Aktiengesellschaft zur Errichtung einer Eisernen Brücke am Fahrtor". 8

Nach Erhalt der königlichen Konzession am 20.7.1868 begann der Bau des Eisernen Steges und wurde am 29.9.1869 feierlich eröffnet. 6 Da eine Straßenbrücke erhebliche Umbaumaßnahmen am rechten Mainufer nach sich gezogen hätte, und somit der Erhalt der historischen Bebauung nicht möglich gewesen wäre, wurde der Eiserne Steg als reine Fußgängerbrücke konzipiert, was jedoch zumindest eine Teilentlastung der "Alte Brücke" mit sich brachte. 7 Da die Baufinanzierung mit einer Baukostenfestlegung von 120.000 Gulden über die Anteilschiene der Aktiengesellschaft abgedeckt waren, war der Eiserne Steg

Abb.6: Eiserner Steg 1912
bis zu seiner Amortisationszeit im Jahre 1886 gebührenpflichtig. 2 Bereits im Jahre 1893 kommt es zu ersten Nutzungseinschränkungen der Brücke. Da die Belastbarkeit der Brücke bereits beim Genehmigungsverfahren ein heikles Thema war, verfügte der Regierungspräsident eine Polizeiverordnung, die besagte , dass zur weiteren Sicherstellung der einwandfreien Nutzung der Personenverkehr auf 1100 Menschen begrenzt werden müsste. Als im selben Jahr die Großherzoglich hessische Regierung eine Höherlegung der Brücke um 1.59 Meter zur Fortsetzung der Mainkanalisation bis Offenbach forderte, kam es in den Folgejahren zu etlichen Diskussionen und Verhandlungen zwischen Preußen und Hessen. Zeitweilig kam es im Jahr 1904 sogar so weit, dass der Eiserne Steg vollständig gesperrt wurde, da der 1897 entfernte Bohlenbelag der Brückenbahn durch einen Monier-Belag (heutiger
Abb.7: Nach der Sprengung 1945
Stahlbeton) ersetzt wurde, und dieser aufgrund seines höheren Eigengewichts nicht mehr mit der Statik der Brücke vereinbar war. Weiterhin ergaben Bohrprobenuntersuchungen im Jahre 1909 eine Erhebliche
Abb.8: Der Wiederaufbau 1946

Querschnittsschwächung infolge Koprrosion, und somit wurden schließlich im Jahre 1911 die Umbaumaßnahmen beschlossen. 7

Die Kosten für Umbau, Restaurierung und Höherlegung um 2,85 Meter beliefen sich in den Jahren 1911/1912 auf 300.000 Goldmark. 2 Die im ursprünglichen Zustand charakteristischen neugothischen Fialen am oberen Abschluss der Strompfeiler wurden entfernt, und im neuen Entwurf nicht mehr mit in die Planung einbezogen. 8

Am 25.3.1945 sprengt die Deutsche Wehrmacht aus Angst vor den anrückenden Allierten den Eisernen Steg. 6 Infolge der Zerstörung hängen auf der Frankfurter Seite das Randfeld und die Hälfte des Mittelfeldes in den Main, der Brückenüberbau auf Sachsenhausener Seite bleibt bis zu Brückenmitte stehen. 9 Da die Wiederherstellung der Brücke als eine der wichtigsten Aufgaben der Nachkriegszeit angesehen wurde, begann bereits 1946 der Wiederaufbau durch die Firma J.S.Fries & Sohn, und am 2.11.1946 erfolgte die Wiedereröffnung. 6 Die Umsetzung erfolgte nach den alten Plänen und unter Verwendung der bisherigen Konstruktion. 4 Die Kosten beliefen sich auf 220.000 Reichsmark. 2

Durch den Ausbau des Rhein-Main-Donau-Kanals und die damit einhergehende neue Klasse der Europaschiffe wurde im Jahre 1969 eine weitere Erhöhung des Brückenüberbaus um 0,4 Meter


erforderlich, was somit zu einer lichten Durchfahrtshöhe von 8 Metern führte. 2

Im Jahre 1992 führt das Fortschreiten der Korrosion zu erheblichen Renovierungsarbeiten mit einem Investitionsvolumen von ca. 16 Millionen DM. 4 Die Planung und Bauüberwachung erfolgte durch das Architekturbüro Albert Speer & Partner, die Stahlarbeiten wurden von der ARGE Lavis ausgeführt und der Brückenunterbau von der Schad Bauunternehmung übernommen. 2

Bis zur feierlichen Wiedereröffnung am 27.2.1993 wurde der stromabwärts liegende Hohlbeinsteg genutzt, welcher anfänglich nur als Ersatz geplant war, heute jedoch die optimale Verbindung zwischen Frankfurter City und Museumsufer darstellt. 6,4

Abb.9: Gelenkanschluss Obergurt am Strompfeiler 1868

Baubeschreibung

Die Konstruktion 1869-1911

Der Eiserne Steg war wie bereits erwähnt die erste steife Hängebrücke. Der wesentliche Unterschied zu den unversteiften Hängebrücken, den "echten" Hängebrücken, besteht zum einen darin, dass bei unversteiften Systemen die Brückenbahn bei Belastungsänderungen einen neuen Gleichgewichtszustand einnimmt, weiterhin muss bei den "echten" Hängebrücken das Tragband im Fundament verankert werden, um sowohl die vertikal wie auch die horizontal auftretenden Kräfte im Lager abtragen zu können. Bei den versteiften Häbgebrücken wird die horizontale Komponente des Seilzuges über die Versteifungsbalken abgetragen, d.h. die Fundamente beziehungsweise Lagerpunkte werden ausschließlich lotrecht belastet. 10

Im Verlauf der Baubeschreibung wird jedoch deutlich, dass der Eiserne Steg in seiner ursprünglichen Form durchaus noch Konstruktionsprinzipien der "echten" Hängebrücken beinhaltet.


Die Gründung der Strompfeiler erfolgte zur Bauzeit unter Zuhilfenahme von Spundwänden, welche eine Unterspülung der Baumaßnahmen verhinderte. Durch das Vorhandensein von tragfähigem Ton 2 Meter unter der Flusssohle bestand die Möglichkeit einer "einfachen" Betonbettung in eben dieser Schicht. Das Mauerwerk als soches, wie es auch heute noch zu sehen ist, besteht aus rotem Sandstein, wobei die Vorkörper aus Quadern gefertigt wurden, die Hauptmenge jedoch aus Verblendmauerwerk besteht. Am oberen Ende der Sandsteinkonstruktion gehen die Pfeiler in einen gusseisernen Aufbau über, dessen Ende mit den für die damalige Konstruktion charakteristischen neugothischen Fialen über den Obergurtgelenken

Abb.10: Fachwerk und Gelenkverbindung Obergurt im Mittelfeld 1868

ausgebildet waren, und somit den oberen Abschluss der 6,26 Meter hohen Pfeiler bildeten. Die Landpfeiler, beziehungsweise Widerlager der Brückenkonstruktion, ebenfalls aus Sandstein gefertigt, gleichen als Plattform den Höhenunterschied zwischen Brückenbahn und Ufer aus.

Der Brückenkörper selbst, bestehend aus einem Mittelfeld mit 79,688 Meter Spannweite und zwei Randfeldern zu je 39,844 Mter, besteht im Wesentlichen aus Obergurt, Untergurt und Ausfachung. Die Obergurte der 3 Felder hängen an über den Strompfeilern angeordneten, horizontal beweglichen Gelenkbolzen, desweiteren verband ein gusseiserner Gelenkbolzen die beiden Hälften des

Abb.11: Verankerung Obergurt am Widerlager 1868
Abb.12: Statisches System des Gerberträgers
Abb.13: Anschluss der Fachwerkstäbe
Abb.14: Kraftfluss

Obergurtes des Mittelfeldes in Scheitelhöhe. Der Untergurt, ein niedriger Fachwerkträger, war auf Höhen des Scheitelpunktes unterbrochen, und lagerte auf den Strompfeilern sowie auf den Widerlagern. Am Anschlusspunkt der Widerlager wurde, wie bei den unversteiften Hängebrücken üblich, der Obergurt in die Landpfeiler eingeführt, über gusseiserne Sättel um 90 Grad abgelenkt und mittels horizontaler Ankerplatten befestigt. Die damalige Brückenbahn, mit einer nutzbaren Breite von 4,269 Meter, bestand im Wesentlichen aus Querträgern, welche im selben Abstand wie die Fachwerkpfosten (2,846 Meter) angeordnet waren, einer darüberliegenden doppellagigen Konstruktion aus Holzbohlen und einem oberen Abschluss aus Asphalt. Im Jahre 1897 wird der abgenutzte Bohlenbelag samt Asphaltdeckung entfernt, und wie bereits erwähnt durch einen Monier-Belag (heutiger Stahlbeton) ersetzt. 7

Die Konstruktion 1912-1945

Die erforderlichen Umbaumaßnahmen der Jahre 1911/1912 erfolgten in Anlehnung an Schmicks Entwurf, jedoch ohne die Nachteile der Schwingungsanfälligkeit und Durchbiegung der Träger. Man entschied sich somit für eine Auslegerbrücke nach dem Prinzip des Gerberträgers. Die erste Maßnahme bestand im Wegfall der Verankerung des Obergurtes im Widerlager. Um den Mittelteil im Falle einer Überlastung vor dem Umkippen zu schützen, wurden die landseitigen Endfelder mit 0,5 Meter starken Stahlbetonplatten bestückt, welche als Gegengewicht dienten. Das eigentliche Prinzip des Gerberträgers entstand, als man die 6 mittleren Felder als einfachen Balken ausbildetet, und diesen mittels Bolzengelenken mit den Auslegern verband. Die zu diesem Zeitpunkt erforderliche Erhöhung der anzusetzenden Verkehrslasten führte bei der Konstruktion automatisch zu einer Überdimensionierung der Bauteile. Die Erhöhung der Feldweiten des Fachwerks von 2,85 Meter auf 4,15 Meter, sowie die Zunahme der Pfeilerhöhen auf 9,0 Meter, führten jedoch dazu, dass die veränderten Bauteilgeometrien optisch nicht sonderlich ins Gewicht fielen, und somit das ursprüngliche Erscheinungsbild zumindest relativ gesehen erhalten blieb. Als einziger gravierender Nachteil der Umbaumaßnahmen kann der Wegfall der neugothischen Fialen angesehen werden, eine Maßnahme die heutzutage aus denkmalschutzrechlichen Gesichtspunkten wohl nicht mehr zu vertreten wäre. Die geforderte Erhöhung des Überbaus für den Schiffsverkehr wurde mit 1,0 Meter hohen Stahlbetonquadern ausgeführt, auf denen hohe Lagerstühle aus Stahl die Last der Brücke aufnehmen konnten. Um dem Prinzip des Gerberträgers gerecht zu werden , und somit die statische Bestimmtheit des Systems zu gewährleisten, ruhte der Brückenüberbau auf drei Gleitlager und einem Festlager (nördlicher Strompfeiler). Auch die Widerlager unterlagen den Umbaumaßnahmen. So wurde der südliche Treppenaufgang um 8 Meter zurückversetzt und der nördliche, auf der Seite der Frankfurter Altstadt, um 2,05 Meter erhöht. Die wesentliche Besonderheit der gesamten Konstruktion bestand in der Berücksichtigung einer möglichen Demontage der Brücke. Sollte aufgrund der Erfordernisse eine Brücke mit motorisiertem Verkehr benötigt werden, war die Demontage, der Abtransport sowie die Neuerrichtung des Eisernen Steges an einer anderen Stelle stromabwärts möglich. 7

Die Konstruktion 1946-heute

Nach der Sprengung der Brücke begann im Jahre 1946 der Wideraufbau mit Kränen und aufwendigen Seilwindenkonstruktionen, um die in den Main gestürzten Bauteile an ihre ursprüngliche Stelle zu heben, und dort neu zu vernieten. 9

Die zweite Erhöhung für den Schiffsverkehr im Jahre 1969 erfolgte mittels Stahlaufsätzen, und erzielte somit eine lichte Durchfahrtshöhe von 8,0 Metern. 2

Abb.15: Gleitlager auf Uferseite
Abb.16: Gelenkausbildung Mittelfeld
Abb.17: Der Untergurt

Da der Wiederaufbau in der Nachkriegszeit keine wesentlichen konstruktiven Veränderungen mit sich brachte, befasst sich die nachfolgende Erläuterung mit dem Erscheinungsbild der Brücke wie sie heute wahrzunehmen ist.

Der Obergurt, welcher im Gegensatz zur ursprünglichen Konstruktion nicht mehr gelenkig ausgebildet ist sondern ebenso wie der Untergurt an den Stoßstellen vernietet ist, besteht aus doppelt angeordneten U-Profilen, welche auf der Oberseite mit zum Teil mehrlagigen Stahlblechen mittels Nieten verbunden beziehungsweise versteift sind. An den Stößen der einzelnen Segmente befinden sich zusätzlich vernietete Stegbleche. Der Anschluss der Pfosten und Schrägstäbe des Fachwerks erfolgt durch vernietete Fahnenbleche. Die Pfosten bestehen aus Doppel-T-Profilen ,wohingegen die Schrägstäbe aus 2 mit Flachblechen vernieteten U-Profilen bestehen. Pfosten wie Schrägstäbe sind statisch gesehen als Gitterdruckstäbe ausgebildet, und leiten die Kräfte des Obergurtes in den Untergurt. Der Untergurt besteht aus vier Winkeleisen, die kastenförmig seitlich sowie oben und unten mit Flachblechen vernietet sind. 11 Der Untergurt leitet die Kräfte in die vier Lagerpunkte der Auslegerbrücke, von denen drei als Gleitlager und eines als Festlager ausgebildet sind. Im Abstand der Pfostenanschlüsse (4,15 Meter) befinden sich unter dem Bahnbelag der Brücke auf Höhe der Untergurte Querträger mit gleicher Profilhöhe. An diese sind, um die Aussteifung der Konstruktion auch in der horizontalen Ebene zu gewährleisten, Schrägstäbe angeschlossen, welche somit einen liegenden Fachwerkverband bilden. In Längsrichtung der Brücke werden die Querträger des Untergurtes mittels Doppel-T-Profilen verbunden, welche die darüber liegende Brückenbahn aus Stahlbeton tragen. Da im Bereich des Untergurtes die Schrägstäbe genauso wie die innenliegenden Längsträger (Doppel-T-Profile) eine Profilhöhe haben, welche weniger als der halben Höhe der Querträger entspricht, können die Längsträger, welche den Gehbelag tragen, oben bündig an die Querträger angeschlossen werden, sowie die Schrägstäbe darunter, bündig mit der Unterseite der Querträger. Um die Ausdehnungen der Brücke infolge Temperaturänderung spannungsfrei zu ermöglichen, erfolgt der Übergang vom Widerlager-Pflasterbelag zur Brückenbahn mittels Dehnfugenblechen. Die für den Gerberträger typische Gelenkausbildung im mittleren Feld der Brücke ist vom Ufer aus aufgrund der Entfernung nicht deutlich erkennbar, wird jedoch offensichtlich, sobald man auf der Brücke das Mittelfeld betritt. Die beiden Dehnfugenbleche, welche die Unterbrechung des Deckbelages überbrücken, liefern den ersten Hinweise für dieses Konstruktionsprinzip und bei genauerem Hinsehen wird erkennbar, dass der Untergurt an eben dieser Stelle unterbrochen und gelenkig verbunden ist. Das Geländer des Brückenüberbaus, ausgestattet mit Beleuchtungsstrahlern in regelmäßigen Abständen, ist beidseitig auf Stahllängsträgern befestigt, welche auf den Querträgern des Untergurtes lagern. Der Übergang zwischen Stahlbeton-Deckplatte und Geländer, beziehungsweise zwischen Stahlbeton-Deckplatte und Längsträger unter dem Geländer, bildet die Regenrinne, welche mit bündig zur Brückenbahn abschließenden Gitterblechen verkleidet ist. Die vertikale Aussteifung in orthogonaler Richtung zur Längsachse der Brücke erfolgt mittels Querträgern über den Stahlpfeilern, und ist zusätzlich mit Vouten verstärkt. Die Tatsache, dass die Stahlpfeiler der Strompfeiler aus zwei Bauteilen mit integriertem Fachwerk bestehen, lässt die Konstruktion weniger wuchtig erscheinen. Um auch dem Schiffsverkehr ein gefahrloses Durchfahren bei Nacht zu ermöglichen, sind außenseitig zu beiden Seiten des Mittelfeldes Strahler angeordnet. Um Barrierefreiheit zu ermöglichen, befinden sich auf beiden Seiten des Ufers Aufzüge, am nördlichen Ufer in das sandsteinerne Widerlager eingebaut, am südlichen außerhalb angeordnet. Trotz der enormen Menge von 500 Tonnen Stahl, und den zum Teil großen Dimensionen der Bauteile wirkt der Eiserne Steg auf den Betrachter keinesfalls wuchtig, und ist aus optischen wie konstruktiven Gesichtspunkten betrachtet zurecht eines der bedeutendsten Baudenkmäler der Stadt Frankfurt.

Literaturverzeichnis

[1]: Dehio, G.: "Dehio - Handbuch der deutschen Kunstdenkmäler: Hessen 2. Handbuch der Deutschen Kunstdenkmäler: Der Regierungsbezirk Darmstadt", 2008

[2]: http://eisernersteg.de , Stand: November 2012

[3]: http://de.wikipedia.org/wiki/Eiserner_Steg , Stand: November 2012

[4]: http://frankfurtinteraktiv.de/frankfurt/stadtrundgang/sehenswuerdigkeiten/eisener_steg.html ,Stand: November 2012

[5]: Zeller, T.: "Die Architekten und ihre Bautätigkeit in Frankfurt am Main in der Zeit von 1870 bis 1950 ", 2004

[6]: Anschlagtafel am nördlichen Treppenaufgang

[7]: Rödel, V.: "Ingenieurbaukunst in Frankfurt am Main 1806-1914 ", 1983

[8]: Wustmann, S.; Setzepfand, C.: "Frankfurter Architektur", 2009

[9]: http://www.aufbau-ffm.de/ , Stand: November 2012

[10]: Heinrich, B.: "Brücken. Vom Balken zum Bogen", 1983

[11]: Melan, J.: "Handbuch der Ingenieurwissenschaften. Zweiter Teil. Der Brückenbau", 1925

Abbildungsverzeichnis

Abb.: 1-4, 12-17: Der Verfasser

Abb.: 5: http://eisernersteg.de , Stand: November 2012

Abb.: 6, 9-11: Rödel, V.: "Ingenieurbaukunst in Frankfurt am Main 1806-1914 ", 1983

Abb.: 7, 8: http://www.aufbau-ffm.de/ , Stand: November 2012

Meine Werkzeuge
Namensräume
Varianten
Aktionen
Navigation
WS 2012 / 2013
WS 2011 / 2012
Werkzeuge