"This Bridge was cast at Coalbrookdale and erected in the year MDCCLXXIX".
© David Morgan
Ironbridge Town / Coalbrookdale, England
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Die Iron Bridge erstrahlt seit 2017 wieder im historischen "Braun-Rot". Der Text auf dem unteren Bogen lautet: "This Bridge was cast at Coalbrookdale and erected in the year MDCCLXXIX". © David Morgan |
| Offizieller Name: | Iron Bridge |
| Ort: | Ironbridge Town |
| Land: | England |
| Überbautes Hindernis: | Severn |
| Konstruktionstyp: | Bogenbrücke |
| Material: | Gusseisen |
| Bauzeit: | 1777 - 1779 |
| Verkehrsart: | Straße |
| Gesamtlänge: | 60 m (heute) |
| Größte Spannweite: | 30,5 m |
| Beteiligte: | Abraham Darby III Thomas Farnolls Pritchard John Wilkinson |
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Brief summary:The Iron Bridge in the English county of Shropshire was the first bridge in the world whose supporting structure was made entirely of iron. Its construction coincides with the dawn of the age of the Industrial Revolution, which began here in Coalbrookdale. The Iron Bridge was the prototype of a technical development that would one day lead to huge steel bridges and which is still ongoing today. |
Das Coalbrookdale ist ein 40 km nordwestlich von Birmingham gelegener pittoresker Abschnitt des Flusses Severn, der hier aber bei weitem noch nicht seine volle Breite erreicht hat, mit der er bei Bristol in die Nordsee mündet. Schon zu Beginn des 18. Jhd. gab es hier zahlreiche Schmieden und Hütten zur Eisenerzeugung und -bearbeitung. Um das Jahr 1750 machte hier Abraham Darby II (1711-1763) Dessen Vater Abraham Darby I (1676-1717) war der Erfinder des Sandformgusses, den er sich 1707 patentieren ließ. , ein Pionier des Hüttenwesens, eine bahnbrechende Erfindung, die gerade in England auch dringend notwendig war.
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Das Ornament im Geländer trägt die Inschrift "Erected in 1779". Wie alle Eisenteile der Brücke zeigt auch das Geländer die raue Oberflächenstruktur, die auf den Guss in offenen Sandformen zurückzuführen ist. © Bernd Nebel |
Darby gelang es nach vielen erfolglosen Versuchen, aus Kohle Koks herzustellen und diesen als Energielieferant bei der Eisenverhüttung einzusetzen. Dadurch machte er die energieintensive Eisenherstellung unabhängig vom Holz bzw. der bis dahin verwendeten Holzkohle. Zu diesem Zeitpunkt waren die Waldbestände Englands durch den Schiffsbau und die Eisenverhüttung schon so stark dezimiert, dass man durchaus von einer ersten Energiekrise sprechen kann. Die Kohle erzeugte sogar höhere Temperaturen und hatte daher einen besseren Wirkungsgrad. Die neue Erfindung schuf somit die Voraussetzung, große Mengen Eisen kostengünstig herzustellen.
Für Eisenprodukte aller Art gab es schon damals einen enormen Bedarf. Der technologische Vorsprung durch Darbys Erfindung machte aus dem nur wenige Quadratkilometer großen Coalbrookdale eine der dynamischsten Wirtschaftsregionen der Welt. Die Feuer der Hütten brannten und qualmten Tag und Nacht. Durch die Eisenerzeugung nahm auch der Transportverkehr stark zu, denn es mussten Rohstoffe und Kohle herbeigeschafft werden, und die produzierten Waren mussten an die Auftraggeber geliefert werden. Natürlich wurde auch der Severn für den Warentransport genutzt aber das deckte nur einen Teil des Verkehrsströme ab. Der Fluss war einerseits ein Segen für den Verkehr, andererseits aber auch ein Hindernis, auf dem zahlreiche Fähren verkehrten.
Zur Entlastung waren auch schon mehrere Holzbrücken über den Severn errichtet worden, aber die Idee für eine Eisenbrücke hatte Thomas F. Pritchard (1723-1777). Pritchard war eigentlich ein gelernter Tischler aus Shrewsbury, hatte sich aber - in angelsächsischer Tradition - durch praktische Tätigkeit zum Architekten weitergebildet und einen guten Ruf als Fachmann für Gebäudesanierungen erworben. Er brachte den Stein ins Rollen, indem er 1772 einen Brief an John Wilkinson (1728-1808) schrieb, in dem er ihm den Bau einer eisernen Brücke über den Severn vorschlug.
Wilkinson war zu diesem Zeitpunkt Großbritanniens angesehenster Experte für das Hüttenwesen. Er erhielt 1774 ein Patent für ein neues Verfahren zum Gießen und Ausbohren von Kanonen. Später lieferte er präzise gearbeitete Druckzylinder an James Watt, die dessen Dampfmaschinen erst ermöglichten. Der Volksmund nannte ihn "Iron Mad Wilkinson", Jahre später erregte Wilkinson in der britischen Öffentlichkeit zunächst große Heiterkeit, als er vorschlug, ein vollständig aus Eisen bestehendes Schiff zu bauen. Er setzte seine Idee, die er theoretisch aus den Prinzipien des Archimedes entwickelt hatte, aber im Jahr 1787 in die Tat um. Es war das erste Wasserfahrzeug der Welt aus Eisen. denn er war ständig auf der Suche nach neuen Anwendungsbereichen für "sein" Material. Pritchard wusste, dass seine Idee bei ihm auf fruchtbaren Boden fallen würde und er sollte sich nicht täuschten.
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Der ursprüngliche Entwurf von Thomas F. Pritchard sah einen flachen Segmentbogen mit 120 Fuß Spannweite vor. Dadurch wäre der Bogen auch deutlich niedriger geworden. © The Iron Bridge George Museum |
Obwohl es auch Widerstände gegen den Brückenbau gab (z.B. von den Fährleuten), schaffte es Wilkinson die Unternehmer im Tal von den Vorzügen einer Eisenbrücke zu überzeugen. Pritchard fertigte 1775 erste Zeichnungen sowie ein Modell der Brücke nach seinen Vorstellungen an. Im Gegensatz zum später verwirklichten Bauwerk sah sein Entwurf einen relativ flachen Segmentbogen mit einer Spannweite von 120 Fuß (36,5 m) vor. Dabei konnte er seine Herkunft vom Holzbau nicht verbergen, denn mangels Erfahrungen mit dem neuen Material hatte er Verbindungstechniken wie Schwalbenschwänze, Zapfen und Keile vorgesehen. Diese Details sind an dem Bauwerk auch tatsächlich zu sehen. Erst viel später wurden neue Fügetechniken für das Eisen entwickelt, zunächst das Nieten und später das Schweißen.
Wilkinson leitete auch die erforderlichen Schritte für die königliche Baugenehmigung ein und kümmerte sich um die Finanzierung des Vorhabens. Um den Widerstand der Fährleute zu brechen, kaufte man ihnen die Konzessionen ab und sicherte ihnen außerdem die kostenlose Benutzung der Brücke zu. Noch 1775 wurde eine Aktiengesellschaft gegründet, deren Stammkapital £ 3.200 betrug. Dieser Betrag resultierte aus einer Kostenschätzung mit der Abraham Darby III beauftragt worden war, der die Gussteile auch herstellen sollte.
Darby war der führende Eisenhersteller im Coalbrookdale und der Sohn des schon erwähnten Abraham Darby II. Über den reinen Verkehrszweck hinaus, sah Darby durch die Brücke auch eine glänzende Gelegenheit, um für sein Unternehmen zu werben. Es war völlig klar, dass die erste vollständig aus Eisen bestehende Brücke der Welt große Aufmerksamkeit erregen würde. 1776 wurde die Genehmigung zum Bau der Brücke sowie zur Erhebung einer Nutzungsgebühr erteilt, aber der Baubeginn verzögerte sich noch ein weiteres Jahr. Das lag daran, dass einige der potentiellen Aktionäre Zweifel an der Kostenkalkulation hatten. Sie führten an, es gäbe keine Erfahrungen mit Bauwerken aus Eisen und brachten wieder die althergebrachten Materialien Stein und Holz ins Spiel.
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Die einzige erhaltene bildliche Darstellung vom Bau der Brücke. Das Original befindet sich heute in einem Stockholmer Museum und wurde erst 1997 als Darstellung des Baus der Iron Bridge identifiziert. Gemälde des schwedischen Künstlers Elias Martin (1779, Ausschnitt) |
Die Situation konnte nur dadurch gerettet werden, dass Darby die volle Verantwortung für alle über seine Kalkulation hinausgehenden Kosten übernahm. Dadurch war die Finanzierung der Brücke in trockenen Tüchern aber Darby sollte dieser mutige Schritt später teuer zu stehen kommen. Es wurden 64 Aktien zu £50 ausgegeben, insgesamt also die von Darby kalkulierten £3.200. Darby selbst zeichnete 15 der Aktien selbst und Wilkinson 12. Zusammen mit dem Pfarrer Edward Harris, der 10 Aktien erwarb, hielten die drei Aktionäre also die Mehrheit an der Gesellschaft.
Abraham Darby III wurde zum Generalunternehmer für das Gießen der Eisenbauteile und die sonstigen Arbeiten bestimmt. Darby besaß zu dieser Zeit mehrere Eisenhütten im Coalbrookdale und hatte selbst schon wichtige Erfindungen im Hüttenwesen gemacht. Z.B. hatte er in seinem Werk die ersten brauchbaren Schienen gegossen, die für den Kohletransport mittels Pferdewagen Der Transport von Kohle und Erz in Bergwerken mit auf Schienen fahrenden Loren die von Eseln oder Pferden gezogen wurden, war eine der Grundlagen für die Erfindung der Eisenbahn. Davor hatte man im Bergbau Schienen aus Holz verwendet. in einem Bergwerk bestimmt waren .
Die Vorbereitungen begannen im November 1777 mit den Gründungsarbeiten nach den Plänen Pritchards. Unglücklicherweise erkrankte Pritchard kurz nach Beginn der Arbeiten schwer und starb am 21. Dezember 1777. Damit wurde das Projekt zunächst seines technischen Leiters beraubt und Darby war von nun an auf sich allein gestellt. Vermutlich während der Herstellung der Widerlager änderte Darby die ursprünglichen Pläne Pritchards in zwei wesentlichen Punkten: um seitlichen Druck auf die Widerlager zu vermeiden machte er aus dem geplanten Segmentbogen einen fast vollständigen Halbkreis, der auf Konsolen an den Widerlagern aufliegt. Die zweite Änderung betraf die Spannweite des Bogens, die er von 120 auf 100 Fuß (30,63 m) reduzierte.
Pritchards ursprünglicher Entwurf mit den Segmentbögen wäre natürlich deutlich kühner und auch ästhetischer gewesen. Vermutlich hätte er sogar, trotz größerer Spannweite, weniger Material verbraucht. Man muss sich aber in die Lage des Hüttenbetreibers Darby versetzen, dem nun plötzlich die gesamte Verantwortung für das Projekt zugefallen war und zwar sowohl in finanzieller als auch in technischer Hinsicht. Es ist daher verständlich, dass er kein unnötiges Risiko eingehen wollte und sich auf verlässliche, aus dem Bau von Steinbogenbrücken bekannten Grundsätze zurückzog.
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Dieses Gemälde gab Abraham Darby 1780 in Auftrag, um damit für die Brücke und sein Unternehmen zu werben. Das Original galt 150 Jahre lang als verschollen. Es zeigt die ursprünglichen massiven Widerlager sowie den original rot-braunen Anstrich. "The Cast Iron Bridge near Coalbroodale" von William Williams (1780, Ausschnitt). |
Das Tragwerk der Brücke besteht aus fünf hintereinanderliegenden Bögen, die in Abständen von 1,49 Metern jeweils aus zwei vorgefertigten Segmenten (1/4 Kreisen) zusammengesetzt wurden. Um den Druck aus den punktförmigen Lasten besser auf die Fundamente zu verteilen, wurde auf jeder Seite der Brücke eine gusseiserne Platte unter die Bogenenden gelegt. Jedes der Bogensegmente (1/4 Kreise) ist 21,3 m lang und 6 Tonnen schwer. Insgesamt wurden 384 Tonnen reines Gusseisen verbaut. Gusseisen ist sehr spröde und kann nur sehr geringe Zugspannungen aufnehmen. Das bedeutet, es kann nicht auf Zugkräfte und Biegung beansprucht werden. Gusseisen hat in dieser Hinsicht daher ähnliche bautechnische Eigenschaften wie Naturstein oder unbewehrter Beton. Im Brückenbau eignet es sich daher im Grunde nur zum Bau einer Bogenbrücke, weil in einem Bogen ausschließlich Druckkräfte auftreten.
Alle Einzelteile der Brücke wurden in Darbys ortsansässigen Hütten im offenen Sandbett gegossen, wodurch sich die raue Oberfläche der Eisenbauteile erklärt. Von dort aus wurden sie mit Kähnen auf dem Severn zur Baustelle transportiert und in nur 3 Monaten Bauzeit montiert. Obwohl Darby keinerlei Erfahrungen mit dem Aufrichten so großer Eisenteile hatte - und insbesondere nicht mit dem Bau von Brücken -, kam es weder beim Herstellungsprozess in den Hütten, noch bei der Montage auf der Baustelle zu irgendwelchen Unfällen. Es ist Darbys Umsicht zu verdanken, dass auch der Schiffsverkehr auf dem Severn in keiner Weise behindert wurde.
Im August 1778 waren alle fünf Bögen über dem Severn aufgerichtet, aber damit war die Brücke noch lange nicht benutzbar. Erst nach umfangreichen Restarbeiten, dem Herstellen der Fahrbahn, dem Bau der Zufahrtstraßen und die Errichtung eines Zollhauses, konnte die Brücke schließlich am 1.1.1781 offiziell eröffnet werden.
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Blick vom höchsten Punkt der Brücke zum "Tollhouse", dem Haus des Brückenwärters, der die Benutzungsgebühr vereinnahmte. © Bernd Nebel |
Die Gesamtkosten der Brücke betrugen letztendlich über £6.000, von denen Darby aufgrund seiner Zusage £2.800 persönlich zu tragen hatte. Da Darby für sein Aktienpaket weitere £750 bezahlt hatte, belief sich sein Anteil an den Kosten auf £3.550, also über die Hälfte der Gesamtinvestition. Das war für die damalige Zeit eine ungeheure Summe. Für Darby wurde das Projekt dadurch zu einem finanziellen Fiasko, denn er blieb bis an sein Lebensende hoch verschuldet.
Der Gebrauch der Brücke war kostenpflichtig. Für jeden Benutzer, ob Mensch oder Tier, war nach einem differenzierten Gebührenkatalog eine Maut zu bezahlen, die im Zollhaus auf der Südseite einkassiert wurde. Die Brücke selbst wurde in den Jahren nach ihrer Eröffnung durch die Einnahmen durchaus zu einem wirtschaftlichen Erfolg.
Immerhin erhielt Darby 1788 für die Iron Bridge eine Auszeichnung von der englischen Gesellschaft der Künste, denn man betrachtete die Brücke durchaus auch als Kunstwerk. Sie symbolisierte den Aufbruch in eine neue Zeit und die Menschen schöpften aus diesem Bauwerk große Hoffnungen für eine bessere Zukunft. An den Wochenenden wurde sie bereits kurz nach ihrer Fertigstellung zu einem Pilgerort für Ingenieure aus der ganzen Welt, aber auch für Schriftsteller und Künstler, die das Bauwerk in zahlreichen Bildern darstellten.
Da es sich um ein völlig neuartiges Bauwerk handelte, beobachtete man Veränderungen unter den Verkehrslasten sehr genau. Schon kurze Zeit nach der Verkehrsfreigabe stellte man in den massiven Widerlagern feine Risse fest, die sich rasch ausbreiteten. Die Ursache dafür war schnell gefunden: die beiden Ufer bestanden in ihrem Untergrund zum großen Teil aus weichen, plastischen Bodenschichten, die sich langsam aufeinander zu bewegten. Dadurch verringerte sich der Abstand zwischen den Widerlagern millimeterweise und die Fahrbahn wurde am Bogenscheitel nach oben gedrückt.
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Die am Zollhaus angeschlagene Gebührenliste. Man beachte auch den letzten Satz, nach dem ausdrücklich auch die Königliche Familie für die Brückennutzung bezahlen musste. © Bernd Nebel |
Wahrscheinlich war Darby der Meinung, er müsste die Widerlager nicht allzu massiv ausbilden, weil sein halbkreisförmiger Bogen die Kräfte ja vertikal in das Fundament ableiten würde. Mit einem so starken horizontalen Erddruck aus den Uferböschungen hatte er sicher nicht gerechnet. Natürlich hatte es für die Iron Bridge noch keine statische Berechnung im heutigen Sinne gegeben. Später begegnete man solchen Problemen durch die Anordnung von Gelenken, entweder nur am Bogenscheitel oder durch Dreigelenkbögen. Das Vertrauen der Bevölkerung in die Stabilität der Brücke war durch die Risse zunächst etwas erschüttert. Das änderte sich aber wieder nach einem Hochwasser im Jahr 1795, bei dem alle Holzbrücken am Severn zerstörte wurden und nur die Iron Bridge unversehrt blieb.
Dennoch hatten sich die Schäden bis 1802 so weit ausgedehnt, dass auch einzelne Eisenteile brachen und vorübergehend durch Holz ersetzt werden mussten. Man entschloss sich daher eine grundlegende Sanierung durchzuführen, die aber erst 1821 zum Abschluss kam. Dabei wurde das steinerne Widerlager auf der Südseite durch die heute vorhandenen eisernen Bögen ersetzt. Diese Maßnahme zeigte zunächst positive Wirkung, konnte die Bewegungen im Untergrund aber nicht zum Stillstand bringen, sodass sich die Fahrbahn in Brückenmitte immer mehr aufwölbte.
Endgültige Abhilfe schaffte man erst durch eine zweite, groß angelegte Sanierung von 1972-1975. Zentrale Maßnahme war dabei die Ergänzung der Bögen und Widerlager zu einer geschlossenen Rahmenkonstruktion. Zu diesem Zweck verband man die Bogenfundamente durch das Flussbett unterhalb der Brücke mit einer Platte aus Stahlbeton, die ein weiteres Zusammenschieben der gegenüberliegenden Widerlager verhindert. Die Platte liegt so tief im Flusssediment, dass sie auch bei Niedrigwasser nicht sichtbar ist.
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Das verwendetete Gusseisen ist sehr spröde und reagiert empfindlich auf Biegung. Das Foto aus dem Jahr 2011 zeigt zerbrochene Radialstreben, die vermutlich dem seitlichen Druck aus den Widerlagern zum Opfer fielen. Diese Schäden wurden bei der umfassenden Sanierung im Jahr 2018 beseitigt. Danach wurde die Brücke wieder in der original rot-braunen Farbe lackiert. © Bernd Nebel |
Bereits 1934 wurde die Brücke in die Liste des "National British Heritage" aufgenommen und für Fahrzeuge aller Art gesperrt. Bis zu diesem Zeitpunkt durfte sie auch von Autos benutzt werden. Über all die Jahrzehnte war die Brücke im Privatbesitz der Nachkommen der Aktionäre, also vor allem der Familie Darby. Sie war für alle Benutzer (sogar für die königliche Familie) gebührenpflichtig. Das änderte sich erst 1950, als die Grafschaft Shropshire die Eigentumsrechte an dem Bauwerk erwarb. Die Brücke war nun nicht mehr in erster Linie ein Verkehrsbauwerk, sondern wandelte sich zu einer Art "Open Air Kunstwerk".
Der Verkauf stand im Zusammenhang mit einer Umwandlung des gesamten Coalbrookdales in ein Museumsdorf, das seither den Namen "Ironbridge Gorge" trägt. Auch der kleine Ort entstand übrigens erst nach dem Bau der Brücke und trägt dementsprechend den Namen Ironbridge. 1986 wurde das gesamte Tal von der UNESCO zum Weltkulturerbe erhoben und darf sich nun "Geburtsort der industriellen Revolution" nennen. Heute gibt es mehr als 10 Museen im Coalbrookdale, die sich vorwiegend mit der Eisenherstellung und der Industrialisierung Europas beschäftigen. Die Iron Bridge bildet dabei das (kostenlos zu besichtigende) Herzstück der ganzen Anlage.
Entsprechend ihrer historischen Bedeutung wird die Brücke heute aufwändig gepflegt und regelmäßig verschiedenen Sanierungsmaßnahmen unterzogen. Der Anstrich mit einem schützenden Lack ist nur einer dieser Schritte. So wurde sie 1980 und 1999 komplett mit Planen verhüllt und das gesamte Eisenwerk samt Geländer sandgestrahlt. Nur so konnten die vielen Farbschichten abgetragen werden, die sich im Laufe von zwei Jahrhunderten angesammelt hatten. Dabei stellte man fest, dass sie Anfangs in einem rot-braunen Farbton angestrichen war, der aber schon früh in ein Grau-Blau geändert worden war. Der originale Farbton wurde auch durch ein Gemälde von William Williams aus dem Jahr 1780 bestätigt. Das Bild galt 150 Jahre als verschollen, bis es 1992 vom Ironbridge Gorge Museum erworben werden konnte.
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Ein Bild aus der Zeit, in der die Brücke in einem schlichten Grau-Blau gehalten war (2011).
© Bernd Nebel |
Der Entschluss, beim nächsten Anstrich wieder den ursprünglichen Farbton zu verwenden, wurde im Rahmen einer größeren Renovierung im Jahr 2018 Die Sanierung von 2017 bis 2018 kostete insgesamt £1,2 Millionen, die zum größten Teil (1 Million €) von der deutschen Reemtsma-Stiftung zur Verfügung gestellt wurden. umgesetzt. Bei der Wahl des Anstrichs legte man großen Wert darauf, dass die aus dem Guss im offenen Sandbett stammende raue Oberflächenstruktur sichtbar blieb. Bei der Sanierung 2018 wurden auch gebrochene Eisenteile ersetzt bzw. repariert, die schon Jahre vorher für den Besucher sichtbar waren.
Die Wirkung der Iron Bridge auf die Entwicklung der Bautechnik und gerade auch den Brückenbau, kann gar nicht hoch genug eingeschätzt werden. In Großbritannien nahmen sich Baumeister wie z.B. Thomas Telford ganz dem neuen Material an, und es entstanden schon kurz darauf weitere Gusseisenbrücken mit größeren Spannweiten und größerer Tragfähigkeit. In Großbritannien war die Verwendung des Eisens im Brückenbau nun nicht mehr aufzuhalten. Gerade auch für das wenige Jahrzehnte später beginnende Zeitalter der Eisenbahnen als Massenverkehrsmittel, war die Entwicklung von leichten aber extrem tragfähigen eisernen Brücken unverzichtbar. Weitere Erfindungen wie das Puddel-Verfahren (1784), die Niettechnik (ca. 1850) und später das Schweißen, setzten der Verwendung von Eisen immer weniger Grenzen.
Nach dem Bau der Iron Bridge dauerte es noch etwa ein Jahrzehnt, bis man auch auf dem europäischen Kontinent genug Vertrauen in das Eisen gefasst hatte, um eine Brücke daraus zu bauen. Im Schlosspark von Wörlitz wurde 1791 eine verkleinerte Nachbildung der Iron Bridge gebaut, die jedoch lediglich für Fußgänger geeignet war. Die erste gusseiserne Brücke für Fuhrwerke und Pferdekutschen auf (damals) deutschem Boden war die Brücke über das Striegauer Wasser in Laasan (Schlesien). Sie wurde 1794 im königlichen Eisenhüttenwerk in Malapane (heute Ozimek / Polen) gegossen und 1796 aufgestellt. Sie war gleichzeitig die erste straßenverkehrstaugliche Eisenbrücke auf dem europäischen Festland.
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