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Rammbarer stählerner Pfahl Der bekannte Holzmangel zwingt in zunehmendem
Maße dazu, sich anderer Baustoffe zu bedienen. Das trifft insbesondere für Pfähle
zu. Stahl- und Stahlbetonpfähle sind z. B. seit langem bekannt. Sie weisen aber
ein gegenüber Holz höheres Elastizitätsmaß auf, so daß Holzpfähle und sonstige Hölzer
dort, wo sie bei Konstruktionen Verwendung finden, die so auf Biegung beansprucht
werden, daß sie ruckartige Stöße oder Zugkräfte aufzunehmen haben, den entsprechenden
Konstruktionsgliedern aus Stahlbeton oder Stahl wegen ihrer größeren Nachgiebigkeit
und der damit erhöhten Bremswirkung überlegen sind. Dies trifft dort zu, wo derartige
Konstruktionsglieder z. B. ' in Bewegung befindliche Fahrzeuge abzubremsen haben,
also beispielsweise bei Leitwerken, Festmachepfählen und Dalben in Wasserstraßen
und Häfen. Für derartige Einbauten wurden gewöhnlich Eichenpfähle benutzt. Infolge
der Zunahme der Fahrwassertiefen wächst die erforderliche Länge der benötigten Pfähle.
Ihre Beschaffung wird daher immer schwieriger. Auch machen Holzschädlinge die Verwendung
von Holz gebietsweise unmöglich. Der Gegenstand der Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten,
nutzt die günstigeren Festigkeitseigenschaften des Stahles gegenüber Holz aus und
steht den bisher verwendeten Holzpfählen auch hinsichtlich der elastischen Nachgiebigkeit
nicht nach. Seine Anwendung soll sich nicht auf die Bauaufgaben des Wasserbaues
beschränken.
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Das Wesen der Erfindung wird an Festmachepfählen und Dalben erläutert.
Gemäß der Erfindung werden mehrere Stahlstäbe beliebigen Querschnittes, vorzugsweise
Hohlprofile, in einem mit einer Stahlspitze versehenen Fußrohr eingespannt, während
die freien Enden derselben durch eine nicht schubfeste Verbindung vereinigt sind.
Die erforderliche Pfahllänge
wird gegebenenfalls durch Zusammenfügen
mehrerer Einzelstäbe erreicht, wobei es zweckmäßig ist, an verschiedenen Stellen
des Pfahles mehr oder weniger Einzelstäbe vorzusehen. Weiterhin wird empfohlen,
die Profilquerschnitte über die ganze Länge des Pfahles so zu gestalten, daß sie
an verschiedenen Stellen jedes Einzelstabes verschieden sind. Im Wasserbau sind
Reibehölzer zweckmäßig, die es verhindern sollen, daß in Bewegung befindliche Gegenstände
den bzw. die Pfähle unmittelbar berühren. Das Fußrohr wird an seinem den Einzelstäben
zugewandten Ende mit Haltemitteln versehen, die die vorübergehende Befestigung von
Rammmitteln zulassen. So kann man die entsprechend kurzzeitig zu verbindenden Teile
nach Art einer Klauenkupplung ausbilden. Mehrere solcher erfindungsgemäß gestalteter
Pfähle kann man zu einem Dalben vereinigen. Hier ist es zweckmäßig, die einzelnen
Pfähle in einer oder in mehreren horizontalen Ebenen derart durch gelenkig angeschlossene
Stäbe miteinander zu verbinden, daß sich die durch äußere Kräfte hervorgerufene
Bewegung eines Pfahles auf die übrigen Pfähle in gleicher Weise überträgt.
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Die gegenüber den bisher verwendeten Stahlpfählen bei gleicher Biegungsbeanspruchung
eintretende größere Durchbiegung der erfindungsgemäßen Pfähle ist im Schiffsverkehr
insofern von günstigem Einfluß, als damit die auf die Schiffswandungen ausgeübten
Stoßkräfte und auch die Zugbeanspruchungen der Trossen in dem für Holzkonstruktionen
zutreffenden Rahmen bleiben, ja darüber hinaus noch weiter abgemindert werden können.
Soweit außerdem die erforderliche Rammtiefe der Pfähle durch die Größe dieser Kräfte
bestimmt wird, läßt sie sich bei den neuen Pfählen gegenüber den üblichen Stahlpfählen
verringern.
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Bekanntlich verhalten sich
Die Größe der Durchbiegung ist u. a. umgekehrt proportional dem Produkt
E - J. Da weiterhin das Verhältnis von JJW beispielsweise für Kreisflächen
oder auch Kreisringflächen o,5 d bzw. o,5 D ist, so bietet sich die
Möglichkeit, durch Aufgliederung eines stählernen Pfahles in eine Anzahl schwächerer
Stäbe, wie oben bereits erwähnt, und bei Wahrung eines ausreichenden statischen
Zusammenwirkens aller Stäbe die notwendige Biegungsfestigkeit sicherzustellen, zugleich
aber eine elastische Durchbiegung der erfindungsgemäßen Pfähle zu erreichen, die
derjenigen eines Holzpfahles entsprechender Festigkeit nicht nachsteht.
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Für den Rammvorgang wird ein loses Mantelrohr aufgesetzt, das nach
dem Einbringen des Pfahles wiedergewonnen wird.
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Es sind zwar schon Pfähle oder Dalben bekannt, bei denen die aus kastenförmigen
Spundbohlen gebildeten Stäbe auf etwa die Länge des einzurammenden Teiles durch
Schloßteile und Verschweißen starr und in ihrem oberen Teil nicht schubfest miteinander
verbunden sind, in ihrem statischen Verhalten also dem Pfahl nach der vorliegenden
Erfindung im wesentlichen entsprechen.
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Der Pfahl nach der Erfindung hat jedoch infolge der Anordnung eines
gemeinsamen Fußrohres für mehrere Stäbe den bekannten Pfählen gegenüber den Vorteil
der einfacheren und zweckmäßigeren Befestigung im Untergrund.
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Ferner ist es bekannt, den Querschnitt von Pfählen oder Dalben aus
starr miteinander verbundenen Stäben dem Momentenverlauf entsprechend verschieden
stark auszubilden. In Verbindung mit Pfählen, die wie der Erfindungsgegenstand aus
in einem gemeinsamen Fußrohr befestigten Stäben bestehen, ist diese Ausbildung jedoch
neu und besonders vorteilhaft wegen der Möglichkeit der gemeinsamen Rammung trotz
abgestufter Stablängen.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden in den Abb.
i bis ii veranschaulicht.
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Abb. i zeigt einen Pfahl, dessen Stäbe unverändert bis zur Oberkante
des Pfahles durchlaufen; Abb. 2 zeigt einen Pfahl, bei dem sich die Querschnitte
nach oben zu verringern (abschnittsweise oder konisch) ; Abb.3 zeigt eine Anordnung,
bei der sich die Stabzahl nach oben zu verringert; Abb. 4 zeigt ein Mantelrohr;
Abb. 5 und 6 beziehen sich auf die Abb. i und 2 und zeigen Einzelheiten bei Verwendung
von Rohren für die Stäbe; Abb. 7 zeigt einen Schnitt durch den Pfahl der Abb.3.
Stäbe aus Rohren; Abb.8 bis io .zeigen Stäbe aus Walzprofilen; Abb. ii zeigt die
Zusammenfassung mehrerer Pfähle zu einer Dalbe.
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Die Stäbe a werden zweckmäßigerweise an Land mit dem Fußteil f vereinigt,
z. B. durch Einbetonieren. Möglich ist es auch, die Stäbe an ihrem unteren Ende
durch kräftige Stahlbunde zusammenzufassen, die in das Fußrohr genau eingepaßt und
mit ihm fest verbunden werden. An den Stellen b werden sie so gehalten, daß sich
die einzelnen Stäbe noch gegeneinander bewegen können. An seinem Standort wird der
Pfahl abgesenkt, nachdem vorher das Mantelrohr der Abb. 4 zum Rammen auf den z.
B. keilförmigen Sitz des Anschlußflansches des Fußrohres aufgesetzt und zentriert
wurde. Es empfiehlt sich, die Bunde b, soweit möglich, erst nach dem Einrammen des
Pfahles und Entfernen des Mantelrohres anzubringen. Gewöhnlich verdienen Hohlquerschnitte
der Stäbe den Vorzug. Vor dem Zusammenbau der Stäbe erhalten sie eine übliche Außenisolierung.
Hohlquerschnitte lassen sich an beiden Enden schließen und sind damit innen völlig
korrosionssicher.
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Das Beispiel der Abb. 2 zeigt eine Ausbildung des Pfahles, bei der
die Querschnitte entsprechend dem Momentenverlauf abschnittsweise nach oben zu verringert
werden. Es lassen sich auch konische Stäbe verwenden. Die Anordnung der Bunde b
richtet sich hier nach der Veränderung des Querschnittes.
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Wie Abb. 3 zeigt, wird die Verringerung des Gesamtquerschnittes in
Anpassung an den Momentenverlauf
dadurch erreicht, daß nicht alle
Stäbe bis nach oben hin durchgeführt werden. Die Längenstaffelung kann beliebig
erfolgen.
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Versieht man das Mantelrohr der Abb. 4 am unteren Ende mit einer konischen
Klauenkupplung, durch die beim Aufsetzen des Mantelrohres auf das Fußrohr f durch
Drehung der sichere Sitz erreicht wird, der für den Rammvorgang notwendig ist, so
läßt sich auch ein Ziehen des Pfahles auf diese Weise erzielen.
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Die Bunde b halten die Stäbe nicht schubfest zusammen. Sie bestehen
aus mehrteiligen Schellen, deren Verbolzungen mit Federringen ausgestattet sind.
In geeigneten Fällen lassen sich die Halteglieder der Bunde mit Gelenken, auch mit
Doppelgelenken g, ausrüsten, wie es die Abb. 6 zeigt. Zwischen den Stäben, in den
Abb. 5 und 6 sind es z. B. Rohre, befinden sich Stützkörper s, die nach Art stählerner
Knaggen ausgebildet und einseitig aufgeschweißt sind. Sie sind gewöhnlich nur in
den Bundebenen nötig. Wo erforderlich, erhalten die Pfähle Reibehölzer y.
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An Stelle von Rohren können auch andere Querschnitte, beispielsweise
handelsübliche Formstahlwalzprofile, verwendet werden. Beispiele hierfür zeigen
die Abb. 8 bis io. Die Abb. 9 und io geben zugleich ein Beispiel dafür, daß man
im Bedarfsfalle die Längenstaffelung der Stäbe nicht nur zentral, sondern auch einseitig
in bestimmter Richtung (Hauptachse) abgestuft vornehmen kann. Das ist beispielsweise
dann von Bedeutung, wenn man es bei Verwendung des erfindungsgemäßen Pfahles als
Reibe- und Festmachepfahl in einem Gewässer mit bedeutenden Wasserspiegelschwankungen
ohne zusätzliche Maßnahmen vermeiden will, daß Schiffskörper mit ihren Wallschienen
festkommen. Die Hauptachsen sind zweckmäßig auf den Pfahl bzw. Dalbenmittelpunkt
gerichtet.
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Bei den Abb. 2 und 3 ergibt sich gegenüber der Abb. i (bei gleicher
Pfahlgestaltung auf die untere Länge hin bis zum ersten Bund) eine um bis zu etwa
50 °/o höhere Durchbiegung, während das Einspannungsmoment in der Sohle nur unwesentlich
größer ist. Die konstruktive Lösung der erfindungsgemäßen Pfähle gestattet also
eine ausgezeichnete Anpassung an die im Einzelfall der Praxis vorliegenden Verhältnisse.
Besonders günstig lassen sich neben Winkeleisen (Abb.8 bis io) auch paarweise zusammengenietete
Belagstähle oder der Kreuzquerschnitt aus zwei DIN-T-Eisen zur Herstellung solcher
Pfähle verwenden. Die Abb. ii zeigt das Grundsätzliche für die Zusammenfassung der
erfindungsgemäß gestalteten Pfähle zu einer Dalbe. Dargestellt wurde eine neunpfählige
Dalbe. Die Anzahl der Pfähle P richtet sich nach den Verhältnissen des Einzelfalles.
Das Wesentliche ist darin zu sehen, daß die Bunde Anschlußbleche erhalten, mit deren
Hilfe benachbarte Pfähle durch horizontale Stahlverbindungen gelenkig (g) angeschlossen
werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich jede Beanspruchung eines Pfahles
auf die übrigen Pfähle überträgt und daß sich alle Pfähle in gleicher Weise bewegen.