Brückenbauweisen: Warum sind römische Brücken so stabil?
Die römische Architektur steht im Mittelpunkt des visuellen Reizes Europas. Anspruchsvolle römische Bauwerke haben Hunderte von Jahrhunderten ohne Renovierung überlebt und dem Christentum, den Franken, den Eroberungen und sogar Boris Johnson getrotzt.
Erinnern Sie sich, wie stolz Sie waren, als Sie die Brücke in der Lego-Stadt Ihres Sohnes gebaut haben? Nun, im Jahr 103 n. Chr. baute der römische Ingenieur Apollodorus von Damaskus eine 1,1 km lange Brücke aus Stein und Holz. Die Trajansbrücke war 19 m hoch, 15 m breit und konnte das Gewicht von Hunderten von römischen Soldaten tragen, die den Fluss überquerten. Sie war nur wenige Meter kürzer als die Hafenbrücke von Sydney.
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Die Römer bauten viele der am längsten bestehenden Gebäude des Westens. Sie waren auch die erste Zivilisation, die Brücken aus Beton baute. Einige dieser antiken Brücken stehen heute noch genauso da wie am Tag ihrer Erbauung. Dies ist den strukturellen Innovationen zu verdanken, die erstmals von den Römern eingesetzt wurden. Und Innovationen, die schließlich den heutigen Brückenbau mitprägten. Die Alcántara-Brücke ist eine solche Brücke, die seit 104 n. Chr. in Spanien steht. Der römische Bauingenieur Caius Julius Lacer war der Mann hinter dieser Brücke. Sein Grab steht in der Nähe, mit einer Grabinschrift, die lautet: „Ich hinterlasse eine Brücke für immer in den Jahrhunderten der Welt“. Er hat sich nicht geirrt.
Warum sind sie so stark?
Im Internet macht das Gerücht die Runde, dass die römischen Ingenieure, die mit dem Bau der Brücken beauftragt waren, unter ihnen stehen mussten, als die Gerüste entfernt wurden. Offenbar führte die Angst vor herabstürzenden Tonnen von Gestein und Schutt, die einen zermalmten, zu einer ziemlich straffen Bauplanung.
Eine wahrscheinlichere Geschichte findet sich in der militärischen Expansion des Römischen Reiches. Um die römischen Zugangswege zu verbessern, bildete das Reich Zünfte von Facharbeitern und Denkern, die Ideen und Bauprinzipien austauschten. Diese frühen Ingenieurgilden machten wichtige Entdeckungen bei der Konstruktion, den Materialien und den Pfeilern, die die Beine der Brücken stützten.
Der Voussoir-Bogen
Die Römer hatten die traditionelle Fußgängerbrücke verbessert, indem sie eine Brücke schufen, die ihre strukturelle Integrität in der Mitte beibehielt. Um dies zu erreichen, verließen sich die Römer nicht auf Stahlträger, die durch die Steinteile verliefen, sondern auf die Zugfestigkeit der Steine selbst.
Die Form des Bogens erlaubte es, die Steine in einem gekrümmten Winkel einzusetzen, bis sie sich an der Spitze des Bogens mit einem Schlussstein verbanden. Dieser Schlussstein hatte die Form eines Trapezes, das das Gewicht der Steine und des Betons in der Brücke nutzte, um die verjüngten Steine zusammenzudrücken. Dieser Druck bildete eine Struktur im Bogen, die nur mit enormer Kraft zerbrechen konnte. Wo herkömmliche Brücken in der Mitte am schwächsten waren, war der Bogen am stärksten.
Wenn Sie sich beim Lesen dieser Zeilen fühlen, als hätten Sie die tatsächlichen Anweisungen gelesen, die die römischen Ingenieure ihren Arbeitern im Jahr 100 n. Chr. gaben, sehen Sie sich das folgende Video an.
Pozzolanazement
Der Bogen war eine strukturelle Innovation im Bauwesen. Aber er war nicht das Einzige, was das Römische Reich zum Bauwesen beitrug. Die Römer waren auch in Bezug auf die Materialien, die sie zum Bauen verwendeten, einzigartig. Ein natürlicher Zement namens Puzzolana wurde von den Römern als Mörtel für die Pfeiler (die Beine) ihrer Brücken verwendet. Dieser Zement gilt nicht nur als ökologisch sauberer als die heutigen Zementmischungen, sondern ist auch ein Zement, der mit der Zeit stärker wird.
Pozzolana wird noch in einigen Ländern verwendet. Es wird hergestellt, indem man zwei Teile Puzzolan (eine Art Schlacke, die sich auf natürliche Weise aus vulkanischem Gestein bildet) mit einem Teil pulverisiertem Kalk kombiniert. Bereits im 3. Jahrhundert v. Chr. verwendeten die Römer Puzzolan anstelle von Sand in ihrem Betonbau. Dies verlieh ihren Bauwerken höchste Festigkeit und Stabilität.
Kofferdämme
Da nicht jede von den Römern gebaute Brücke den Luxus hatte, ihre Pfeiler an Land zu bauen, verwendeten die Römer Kofferdämme, wenn die Pfeiler in einem Gewässer lagen. Die Römer benutzten den Kofferdamm als provisorische Konstruktion, die den Bau eines Brückenpfeilers in einem Wasserraum ermöglichte.
Die von den Römern benutzten Kofferdämme waren einfacher als die im heutigen Bauwesen verwendeten, aber ihre Funktion ist identisch. Zunächst gruben die Römer einen Ring aus Holzstämmen in das Flussbett. Dann füllten sie die Lücken zwischen den Baumstämmen mit Lehm, um sie abzudichten, bevor sie das Wasser aus dem Inneren des Baumstammrings pumpten. Auf dem nun trockenen Flussbett errichteten die Römer dann Puzzolan und Steinpfeiler. Nach Abschluss der Bauarbeiten wurde der Ring aus Baumstämmen entfernt, und die Pfeiler standen wie von Zauberhand im Flussbett.
Die Römer selbst
Die Römer waren eine stolze und wohlhabende Zivilisation. Über ihre architektonischen Errungenschaften sind sie nicht einfach gestolpert. Bevor sie die Brücken perfektionierten, hatten sie bereits einige der besten baulichen Ideen der Griechen gestohlen und verbessert. Die Römer verfügten auch über ein hohes Maß an zivilem Handwerk und einen militärischen Hintergrund, der ihnen ein Verständnis dafür vermittelte, wie man die stärksten Befestigungen und Mauern baut. Wie die meisten frühen Zivilisationen kannten auch sie keine Gewerkschaften. Das bedeutet, dass sie Kosten und Arbeitskräfte nie als Hindernis bei der Errichtung ihrer monolithischen Strukturen sahen.
