Der Einsturz der Birsbrücke bei Münchenstein

Münchenstein / Schweiz, 14. Juni 1891

Die Überreste der Birsbrücke am Tag nach dem Einsturz

© Wilhelm Ritter / Ludwig von Tetmajer: "Bericht über die Mönchensteiner Brückenkatastrophe" (Zürich 1891)

Name:	Birsbrücke Münchenstein
Ort:	Münchenstein (bei Basel)
Land:	Schweiz
Überbautes Hindernis:	Birs
Konstruktionstyp:	Fachwerk-Balkenbrücke
Material:	Eisen
Baujahr:	1875
Beteiligte Personen:	Alexandre Gustave Eiffel Oberingenieur Bridel
Verkehrsart:	Eisenbahn
Gesamtlänge:	42 m
Größte Spannweite:	42 m
Einsturz:	14.06.1891
Tote:	73
Verletzte:	171
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Die Eisenbahnbrücke über die Birs bei Münchenstein in der Nähe von Basel war von der Firma des berühmten Eisenbauers Gustave Eiffel entworfen und gebaut worden. Sie war keine besonders große oder bedeutende Brücke. Dennoch wurde sie weit über die Grenzen der Schweiz hinaus bekannt, weil sie am 14.06.1891 unter einem voll besetzten Eisenbahnzug einbrach.

Mit ihrer herrlichen Gebirgslandschaft stellte die Schweiz Verkehrsingenieure schon immer vor ganz besondere Herausforderungen. Egal ob es um die Anlegung einfacher Saumpfade, den Bau von Straßen oder Eisenbahnlinien geht, fast immer sind schwierige topografische Verhältnisse zu meistern. Das macht den Verkehrswegebau nicht nur anspruchsvoll, sondern auch viel teuer als im Flachland, denn es müssen zahlreiche Tunnel und Brücken gebaut werden.

Verkehrswegebau in den Bergen

Aufgrund der geringen Reibung zwischen Schiene und Radreifen verträgt die Eisenbahn keine großen Steigungen, was gerade für die Alpenregionen in der Schweiz besondere technische Lösungen erfordert. So werden die steilsten Streckenabschnitte mit Zahnradstangen ausgestattet oder es werden sogenannte Kehren Wie z.B. der Kreisviadukt von Brusio auf der Berninabahn angelegt, auf denen sich die Züge regelrecht in die Höhe schrauben.

Aber auch auf den weniger steilen Abschnitten sind viele Brücken, Tunnel und Galerien notwendig, um Gebirgsmassive, wilde Flüsse, Schluchten und Täler zu bezwingen. Hier konnten nur Baumeister und Ingenieure bestehen, die mit allen Schwierigkeiten fertig wurden. Insoweit ist es nicht ganz überraschend, dass gerade die Schweiz eine ganze Reihe von berühmten Brückenbauern hervorgebracht hat. Stellvertretend für viele andere seien hier nur Robert Maillart, Othmar Hermann Ammann und Christian Menn genannt.

Werbeplakat der Jura-Simplon-Bahn in englischer Sprache

Während in vielen Ländern Europas bereits in den 1820er Jahren die ersten Bahnlinien gebaut wurden, begann die Eisenbahngeschichte der Schweiz erst mit einer Verzögerung von zwei Jahrzehnten. Dennoch erregten die anspruchsvollen Strecken mit zahlreichen Sonderbauwerken schon bald die Aufmerksamkeit der internationalen Fachwelt. In- und ausländische Fachzeitschriften berichteten über die spektakulären Eisenbahnlinien in der Schweiz und machten sie in der ganzen Welt bekannt.

Die Eisenbahnlinien der Schweiz

Die ersten Eisenbahngesellschaften der Schweiz waren private Unternehmen und entwickelten sich regional und kantonsbezogen. In der Regel baute eine Eisenbahngesellschaft eine einzige Linie und versuchte damit einen Gewinn einzufahren. Diejenigen, die sich im Wettbewerb nicht halten konnten, wurden von anderen geschluckt, sodass sich bald größere Gesellschaften mit längeren Streckennetzen etablieren konnten.

Ein Beispiel für ein frühes Unternehmen dieser Art ist die 'Chemins de fer du Jura bernois' (JB), deren Strecken mehrmals von größeren Eisenbahngesellschaften übernommen wurden, bis sie mit der legendären Jura-Simplonbahn im Jahr 1903 als größter Gesellschafter von den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) verstaatlicht wurde.

Die 'Chemins de fer du Jura bernois' baute unter anderem den Streckenabschnitt von Basel nach Delémont (Delsberg), der 1875 eröffnet wurde. Auch diese Strecke machte den Bau vieler Tunnel und Brücken erforderlich. Da war die kleine Brücke über die Birs bei dem Örtchen Münchenstein, Von 1421 bis 1881 - also auch noch beim Bau der Birsbrücke - hieß der Ort allerdings Mönchenstein etwa fünf Kilometer südlich von Basel, bei weitem nicht die größte Herausforderung. Die Birs ist ein Nebengewässer des jungen Rheins und hat bei Münchenstein eine Breite von ca. 20 m bei normalem Wasserstand.

Die Eisenbahngesellschaft beauftragte im Jahre 1873 die Juragewässer-Correction mit der Ausarbeitung von Entwürfen für die erforderlichen Eisenbahnbrücken. Darunter war auch die Birsbrücke bei Münchenstein, für die man einen eingleisigen, parabelförmigen Fachwerkträger mit einer Spannweite von ca. 44 m projektiert hatte. Die Spannweite war deutlich größer als die Flussbreite, weil die Trassierung der Strecke eine spitzwinklige Querung der Birs erforderte. Die Genehmigung zum Bau aller Brücken auf der Strecke, wurde 1874 vom schweizerischen Bundesrat erteilt.

Gustave Eiffel baut die Birsbrücke

Den Auftrag für den Bau der Birsbrücke sicherte sich ein aufstrebendes Unternehmen aus Frankreich, dessen Inhaber zu diesem Zeitpunkt international noch weitgehend unbekannt war. Die Rede ist von Alexandre Gustave Eiffel, dem schon damals ein glänzender Ruf vorauseilte, obwohl seine große Zeit mit Bauwerken wie der Maria-Pia-Brücke in Porto, dem Garabitviadukt und dem Eiffelturm, erst noch kommen sollte. Eiffels Firma hatte vor dem Bau der Birsbrücke aber schon eine ganze Reihe von Eisenbrücken gebaut, darunter vier große Viadukte für die französischen Bahngesellschaften.

Die Birsbrücke bei Münchenstein bestand aus einem trapezförmigen Fachwerkträger nach dem System 'Warren'. In Ansicht und Grundriss
ist die um ein Feld versetzte Stellung der Pfosten und Streben zu erkennen, die sich aus der schrägen Stellung der Brücke zum Fluss ergab.

© Schweizerische Bauzeitung vom 27.06.1891

Der Vertrag erlaubte Eiffel Planänderungen im Einvernehmen mit der Bahndirektion vorzunehmen, wovon er auch reichlich Gebrauch machte. Er verwarf den Parabelträger und projektierte eine Balkenbrücke mit parallelgurtigem Strebenfachwerk nach dem System Warren. Der britische Ingenieur James Warren hatte sich den Fachwerkträger mit den typischen Dreiecksverbänden schon 1848 patentieren lassen. In einem Abstand von 3,50 m wechselten sich steigende und fallende diagonale Streben ab und in jedem zweiten Feld gab es zusätzlich einen vertikalen Pfosten. Die Spannweite der eingleisigen Brücke betrug nun 42 Meter, wobei sich die Gleise etwa fünf Meter über dem Wasserspiegel der Birs befanden. Die Brücke kreuzte den Fluss unter einem Winkel von etwa 51°, sodass die beiden Fachwerkgitter in der Frontalansicht um ein Feld gegeneinander versetzt waren.

Beschädigungen und Reparaturen

Schematische Darstellung der Verformung des Brückenträgers durch das Hochwasser 1881 (stark überzeichnet). © Conrad Stamm: "Brückeneinstürze und ihre Lehren" (Zürich 1952)

Die Brücke wurde im Jahre 1875 fertig gestellt und nahm am 23. September mit der gesamten Bahnlinie den Regelbetrieb auf. Die ersten Jahre versah sie ihren Dienst ohne nennenswerte Probleme, bis es im Spätsommer 1881 infolge eines Hochwassers zum Absinken eines Widerlagers kam. Die dabei entstandenen sichtbaren Schäden (z.B. lockere und gerissene Niete) wurden schnell beseitigt und die Brücke konnte wenige Tage später wieder freigegeben werden. Wie der Untersuchungsbericht später zeigen sollte, erlitt die Brücke bei diesem Ereignis aber wohl doch statische Beschädigungen, die sich erst viele Jahre später auswirken sollten.

In den folgenden Jahren nahm die Entwicklung der Eisenbahn und insbesondere der Zugmaschinen einen rasanten Verlauf, so dass die zu bewältigenden Verkehrslasten immer größer wurden. Den höheren Geschwindigkeiten der Züge und dem damit verbundenen Anstieg der Fliehkräfte bei Kurvenfahrten, begegnete man mit einem größeren Eigengewicht der Lokomotiven und Wagen. Diese stetige Zunahme der statischen Belastungen und auch der Anstieg der Verkehrsdichte, machten vielen Eisenbahngesellschaften bei der Unterhaltung ihrer Bauwerke erheblich zu schaffen.

Im Zusammenhang mit der Einführung eines neuen Zugmaschinentyps musste auch die Birsbrücke im Jahre 1890 durch konstruktive Verstärkungen an die gestiegenen Anforderungen angepasst werden. Das Tragwerk wurde von einer schweizerischen Firma verstärkt, ohne aber eine Belastungsprobe durchzuführen. Trotz dieser Instandsetzungsmaßnahmen genoss die Birsbrücke jedoch auch in den kommenden Jahren das uneingeschränkte Vertrauen der Jura-Simplonbahn-Gesellschaft, zu deren Netz die Strecke Basel-Delémont ab 1890 gehörte.

Von der Festtagsstimmung in die Katastrophe

Doch am 14. Juni 1891 gegen 14:30 Uhr geschah das völlig Unerwartete: die Brücke stürzte unter einem voll besetzten Zug ein und riss zahlreiche Menschen in den Tod. Das Zuggespann bestand aus zwei Lokomotiven, zehn Personenwagen und drei Gepäck- und Postwagen. Die Brücke brach unter der Last der beiden Zugmaschinen ein und riss die beiden Lokomotiven sowie sechs Wagen mit in die Tiefe, davon vier Personenwagen. Unglücklicherweise waren die Personenwagen sehr voll besetzt, teilweise sogar überfüllt, weil viele Reisende aus Basel zu einem Gesangsfest in das nahegelegene Münchenstein reisten, welches an diesem Tag stattfinden sollte. Allein für die kurze Strecke von Basel nach Münchenstein waren aus diesem Grund über 300 Billets gelöst worden. Im Untersuchungsbericht zu dem Unglück wurde die Gesamtzahl der Zuginsassen später mit 530 bis 550 Personen beziffert.

Den ersten Helfern boten sich grauenhafte Szenen mit getöteten und verletzten Menschen © Wilhelm Ritter / Ludwig von Tetmajer: "Bericht über die Mönchensteiner Brückenkatastrophe" (Zürich 1891)

Beim Einsturz der Brücke wurden auch die über den Träger laufenden Telegrafenleitungen zerstört, sodass die Überlebenden nur zu Fuß Hilfe aus der Umgebung herbeiholen konnten. Das Gesangsfest in Münchenstein wurde sofort abgebrochen und jeder der helfen konnte, machte sich auf den Weg zur Unfallstelle. Etwa eine Stunde nach dem Unglück traf ein Hilfszug mit Ärzten und anderen Rettungskräften aus Basel ein. Den Helfern zeigte sich ein erschütternder Anblick: überall zwischen den Trümmern aus zerborstenen Wagenteilen und den Überresten der Brücke lagen Tote und Verletzte. Eine Wiese am Ufer der Birs diente als provisorisches Notlazarett und Sammelplatz für Verwundete und Tote.

Erst Tage später stellte sich das ganze Ausmaß der Katastrophe heraus: insgesamt 73 Menschen hatten ihr Leben verloren und 171 wurden verletzt, teilweise auch schwer. In der internationalen Presse und anderen Veröffentlichungen wurde das Ereignis später als "Das größte kontinentale Eisenbahnunglück" bezeichnet. Bis dahin hatte es in Europa überhaupt nur eine vergleichbare Katastrophe gegeben, nämlich den Einsturz der Eisenbahnbrücke über den Firth of Tay Beim Einsturz der Taybrücke am 28. Dezember 1879 hatten 75 Menschen ihr Leben verloren. am 28. Dezember 1879.

Ursachenforschung

Ähnlich wie bei dem Unglück in Schottland führte der Einsturz der Birsbrücke in weiten Teilen der Bevölkerung zu einem Misstrauen gegen die Eisenbahn und insbesondere gegen Brücken aus Eisen. Um die Ursache des Einsturzes zu klären und das verlorene Vertrauen möglichst schnell zurückzugewinnen, beauftragte der schweizerische Bundesrat die einige Jahre vorher gegründete "Eidgenössische Anstalt zur Prüfung von Baumaterialien" mit der Untersuchung des Einsturzes. Diese staatliche Einrichtung zählte schon damals eine Reihe von namhaften Fachleuten zu ihren Mitarbeitern. Mit dem Einsturz der Birsbrücke beschäftigten sich vor allem Wilhelm Ritter und Ludwig von Tetmajer, die beide anerkannte Professoren am Eidgenössischen Polytechnikum in Zürich waren.

Die beiden abgestürzten Loks in der Birs. Im Hintergrund werden gerade die Telegrafenleitungen repariert, die bei dem Brückeneinsturz zerstört wurden. © Wilhelm Ritter / Ludwig von Tetmajer: "Bericht über die Mönchensteiner Brückenkatastrophe" (Zürich 1891)

Um der Ursache des Einsturzes auf die Spur zu kommen, entnahm die Prüfanstalt viele Materialproben von den Trümmern der Brücke und unterzog sie eingehenden Prüfungen. Zahlreiche Augenzeugen der Katastrophe wurden befragt und statische Berechnungen nach dem neuesten Stand der Technik vorgenommen. Bei einem Eisenbahnunfall dieser Konstellation war natürlich auch die Frage zu klären, ob nicht vielleicht zuerst der Zug entgleiste und die Zerstörung der Brücke nur eine Folge davon war. Das Ergebnis der Untersuchung wurde am 24. August 1891 unter dem Titel "Bericht über die Mönchensteiner Brücken-Katastrophe" veröffentlicht.

Der Bericht kam zu dem Resultat, dass der Unfall kein grundsätzliches Misstrauen gegen Brücken aus Eisen rechtfertige. Im vorliegenden Falle sei aber der Fehler gemacht worden, eine ursprünglich für eine Nebenlinie konstruierte Brücke ohne weitere Verstärkung zu einem Bauwerk in einer internationalen Hauptlinie gemacht zu haben.

Der Bericht endete mit folgender Zusammenfassung:

• eine Entgleisung des Zuges hatte vor dem Einsturz der Brücke nicht stattgefunden
• einzelne Teile der Brücke waren von Anfang an zu schwach dimensioniert und konstruktiv mangelhaft
• das verwendete Eisen entsprach in Bezug auf Festigkeit und Zähigkeit größtenteils nicht den Anforderungen für eine Eisenbahnlinie dieser Bedeutung
• die Brücke erfuhr beim Hochwassers im Jahre 1881 eine bleibende Schwächung ihrer Tragfähigkeit, die nicht vollständig behoben wurde
• die im Jahre 1890 angebrachten Verstärkungen erstreckten sich nur auf einzelne Teile der Brücke, während wesentliche Schwächen unverändert blieben
• die Hauptursache des Einsturzes lag in den zu schwachen Mittelstreben
• die exzentrische Befestigung der Streben und die geringe Qualität des Eisens hatten den Einsturz wesentlich befördert

Eine der Loks unter dem zerborstenen Eisenträger © Wilhelm Ritter / Ludwig von Tetmajer: "Bericht über die Mönchensteiner Brückenkatastrophe" (Zürich 1891)

Ausser der Eidgenössischen Prüfanstalt setzten sich aber auch andere Experten mit dem Unglück von Münchenstein auseinander, darunter zum Beispiel August Föppl, der an der Technischen Hochschule in München lehrte. Er kam zu dem Schluss, dass die Fachwerkträger beiderseits der Geleise durch den schrägen Querungswinkel zur Birs nur als zweidimensionales Tragwerk gewirkt hätten, als räumliche Einheit betrachtet aber instabil waren. Zur Abhilfe schlug er stärker stabilisierende Verbindungen zwischen den Obergurten vor, die aus den vorher getrennt wirkenden Trägern einen Rahmen und somit eine statische Einheit gebildet hätten. Ein weiterer Kritikpunkt Föppl´s war die verwendete Knickformel für die Streben. Diese war von dem Mathematiker Leonhard Euler im 18. Jahrhundert für die hölzernen Masten von Kriegsschiffen entwickelt worden, sei für die Berechnung von Bauteilen aus Eisen aber ungeeignet.

Weitere Folgen

Als Hauptschuldiger für das Unglück wurde die Jura-Simplonbahn-Gesellschaft Allerdings war die Birsbrücke zu diesem Zeitpunkt erst seit 18 Monaten unter Verwaltung der Jura-Simplon-Bahn ausgemacht, die bei ihren Expansionsbestrebungen die Erfordernisse der Sicherheit vernachlässigt habe. Um ihren Gewinn zu maximieren seien immer schnellere und schwerere Lokomotiven eingesetzt worden. Gleichzeitig sei die Länge der Gespanne und die Verkehrsdichte erhöht worden, ohne ausreichende Verstärkungen bei den Brückenbauwerken vorzunehmen.

Mit dieser Kritik leistete der Bericht nicht zuletzt der Verstaatlichung der schweizerischen Bahnen Vorschub, die schließlich im Jahre 1900 erfolgte. Der Staat bemängelte die fehlende Sorgfaltspflicht bei den Privatbahnen und wollte die Sicherheit der Reisenden nicht länger den Gesetzen des freien Marktes überlassen. Aus heutiger Sicht ein erstaunlicher Schritt, aber die Politiker kamen zu diese Entscheidung aus ihrer Fürsorgepflicht gegenüber den Bürgern. Heutzutage wird häufig genau gegensätzlich argumentiert, und in vielen Bereichen wird die "Privatisierung" zum Allheilmittel gegen leere öffentliche Kassen erhoben.

In dem Bericht von Wilhelm Ritter und Ludwig Tetmajer wurde allerdings auch der Firma von Gustave Eiffel eine gehörige Mitschuld an dem Einsturz der Brücke zugesprochen, obwohl ihr Bau schon 16 Jahre zurücklag. Eiffel hatte die Pläne für die Brücke ja entscheidend abgeändert und auch die technischen Berechnungen selbst durchgeführt. Das Unglück kam für Eiffels Kariere zu einem denkbar ungünstigen Zeitpunkt, weil er durch den Konkurs der französischen Panamagesellschaft sowieso schon stark unter Druck war. Letztendlich konnte Eiffel in beiden Fällen juristisch nicht belangt werden aber die ganzen Schwierigkeiten trugen wohl auch dazu bei, dass er die Lust am Unternehmertum verlor und sich aus den Geschäften seiner Firma weitgehend zurückzog. Eiffel war zu diesem Zeitpunkt 60 Jahre alt.

Einer der Wagen blieb am westlichen Widerlager hängen und entging dem Absturz in die Birs © Wilhelm Ritter / Ludwig von Tetmajer: "Bericht über die Mönchensteiner Brückenkatastrophe" (Zürich 1891)

Neben der schon erwähnten Verstaatlichung der Bahnen führte die Katastrophe in der Schweiz zu einer gründlichen Überprüfung sämtlicher Bahnbrücken aus Eisen. Dabei wurden vielerlei Mängel festgestellt, die zu umfangreichen Sanierungsmaßnahmen im ganzen Land führten. Außerdem wurde schon ein Jahr nach dem Unglück die erste allgemein gültige Brückenbauvorschrift für die Schweiz veröffentlicht.

Für die noch junge "Eidgenössische Anstalt zur Prüfung von Baumaterialien" wurde die Untersuchung zur ersten großen Bewährungsprobe, die ihr viel Anerkennung einbrachte. Aus der Anstalt entwickelte sich die "Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt" www.empa.ch, die bis heute internationales Ansehen genießt. So wurde der EMPA zum Beispiel die Aufgabe zuteil, nach dem Brückeneinsturz in Genua am 14.08.2018 die Trümmer der Morandibrücke zu untersuchen. Im Sommer 2020 feierte die EMPA ihr 140-jähriges Bestehen.

Am Originalschauplatz des Unglücks befindet sich auch heute noch eine Eisenbahnbrücke, jetzt aber mit zwei Gleisen. Immer noch ist es ein trapezförmiger Fachwerkträger mit parallelem Ober- und Untergurt. Und immer noch ist der Winkel der Brücke zur Birs genauso spitz wie bei der ersten Brücke. Allerdings ist die ganze Konstruktion heute wesentlich stärker ausgebildet. Offenbar ist man auch August Föppl´s Rat gefolgt und hat das Tragwerk nun als statisch wirkenden Rahmen ausgebildet.