Ein Baukastensystem aus Stahl

Die Konstruktion
Das Schwebebahngerüst besteht aus 'Normstützen' und 'Normbrücken'. Die Stützen sind als Pendel- und Ankerstützen auf der Strecke sowie als schwere Pendel- und Ankerstützen in den Haltestellen konstruiert.

		'Normbrücke'
		'Normstütze'

Die Normbrücken wurden in den Längen 21 m, 24 m, 27 m, 30 m und 33 m angefertigt. Die Brücken stellen räumliche Fachwerke dar, mit einem mittleren senkrechten Hauptträger (SH), dessen Obergurt wiederum zu einem horizontal liegenden Fachwerkträger (OH) aufgelöst ist. In gleicher Ebene mit dem Untergurt des senkrechten Hauptträgers (SH) ist der untere Horizontalträger (UH) mit den außen liegenden Schienenträgern angeordnet.

Um das System, das die Last der Fahrzeuge von der Fahrschiene in den Hauptträger überträgt, tragfähig zu machen, wurden seinerzeit die so genannten 'Hängestäbe' vorgesehen. Dieser konstruktive Kunstgriff ist das eigentlich Besondere des eingangs erwähnten Patentes von Anton Rieppel.

Die im Rahmen des Ausbaues neu eingesetzten Stützen haben nach wie vor eine Höhe von ca. 15 m über der Wupper und eine Höhe von ca. 8 m über den Straßen auf der Landstrecke. Die Fahrschiene der Schwebebahn liegt auf beiden Seiten der Brücken auf dem Fahrschienenträger auf. Die Fahrschienenträger stehen unverändert in einem Abstand von ca. 4 m zueinander.

Die Berechnung
Der Stahlbau war am Ende des 19. Jahrhunderts eine noch relativ junge Bauform. Erst nach der Erstellung erster großer Stahlbauten, wie der Schwebebahn, fand eine wirkliche Erprobung und Bestätigung der jungen Berechnungen statt. Viele Erkenntnisse um die Jahrhundertwende flossen in die Konstruktion des damaligen Bauwerkes nicht mehr ein.

Zur Berechnung der neuen Tragkonstruktion waren die statischen und physikalischen Größen der Eigengewichte der Stahlkonstruktion, der Ausrüstungsteile, der Windkräfte, der Temperaturschwankungen, der schwingenden und stoßartigen Belastungen aus Anfahr- und Bremskräften der Schwebebahnen sowie deren Eigengewicht einzubeziehen.

Den heutigen Berechnungen liegen komplexe mathematische Modelle zugrunde, die mit Hilfe moderner Rechner zuverlässig und wirtschaftlich erstellt werden. Alle Berechnungen werden von unabhängigen Ingenieuren auf Vollständigkeit und Richtigkeit geprüft, damit die Sicherheit des Bauwerkes garantiert ist und die entsprechenden baurechtlichen Vorschriften erfüllt werden.

Beispiel der heutigen Lastannahmen: Verkehrslast Gelenktriebwagen

Der Werkstoff
Die neuen Baustähle entsprechen heute im Wesentlichen den europäischen Regelwerken für Baustoffe. Teilweise müssen diese Anforderungen aufgrund der spezifischen Nutzungsvoraussetzungen um zusätzliche Qualitätsmerkmale erweitert werden. Baustähle, Nieten und Schmiedestähle besitzen exakte Werkstoffbezeichnungen. Das Grundmaterial wird jeweils direkt in den Stahlwerken von unabhängigen Instituten auf Qualität geprüft.

Das Ergebnis der Überwachung wird in einem Abnahmeprüfzeugnis dokumentiert und der Bauwerksakte beigefügt.

Die Herstellung
Durch die im späteren Betrieb auftretenden hohen und wechselnden Belastungen muss die Herstellung der einzelnen Bauteile ausnahmslos sehr sorgfältig vorgenommen und überprüft werden.

		Niettechnik

Die Niettechnik wird eigentlich im Stahlbau seit den 60er Jahren nicht mehr eingesetzt. Grundsätzlich hat sich diese Verfahrenstechnik aber nicht verändert. Lediglich die damals aufzubringende Muskelkraft wird heute durch Maschinenkraft ersetzt.

Der im Elektroofen bis zur Weißglut erhitzte Niet wird noch mit der Nietzange aufgenommen, entzundert und dann in das vorbereitet Loch gesteckt. Der Setzkopf muss nun vom Gegenhalter des Nietwerkzeuges aufgenommen und fest an das Werkstück gepresst werden. Dieses Werkzeug hat die gleiche Form wie der Kopf des Nietes. Auch die genaue Länge des Nietes muss festgestellt werden. Die Bildung des Schließkopfes erfolgt mit dem in dem Nietbügel eingebauten Kopfmacher. Die erforderliche Kraft, bis zu 500 kN, wird durch einen Hydraulikzylinder erzeugt. Die Brückenkonstruktionen werden in den Werkstätten komplett zusammengebaut und in einem Stück angeliefert.

		Schutzsystem

Der Korrosionsschutz

Hinsichtlich des neuen Korrosionsschutzes wird ein Schutzsystem angewendet, welches aus Feuerverzinkung und einer anschließenden Beschichtung mit Lacken besteht.
Nach der sorgfältig durchzuführenden Strahlentrostung aller Bauteile erfolgt die Feuerverzinkung. Sofort im Anschluss daran wird ein Primer als Voranstrich aufgebracht. Nietköpfe und Schweißnähte werden nach dem Zusammenbau durch zwei Beschichtungen besonders behandelt.
Nach Abschluss sämtlicher Arbeitsvorgänge, wie Transport- und Montagearbeiten, wird nach fachgerechter Ausbesserung der entstandenen Schadstellen die letzte Deckbeschichtung aufgebracht.
Die Farbtöne für die neue Tragkonstruktion entsprechen dem historischen Vorbild.

Zu diesem Thema existiert eine Broschüre, die Sie hier downloaden können.