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Ingenieure stellen das Brückenkonzept von Leonardo da Vinci auf die Probe

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Leornado da Vinci entwarf einst ein Brückenkonzept für das Goldene Horn. Es wäre die längste Brücke seiner Zeit gewesen. Forscher des MIT stellten sich nun die Frage: Hätte dieses Konstruktion wirklich funktioniert?

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Sie hätte funktioniert - Leonardo da Vinci`s Entwurf für eine Brücke über das Goldene Horn hat einmal mehr bewiesen, wie MIT-Teammitglied Karly Bast sagt:
Sie hätte funktioniert - Leonardo da Vinci`s Entwurf für eine Brücke über das Goldene Horn hat einmal mehr bewiesen, wie MIT-Teammitglied Karly Bast sagt: "Leonardo wusste, wie die physikalische Welt funktioniert."
(Bild: MIT)

Im Jahre 1502 n. Chr. suchte Sultan Bayezid II. über eine Ausschreibung nach einem Entwurf für eine Brücke, die Instanbul mit der Nachbarstadt Galata verbinden sollte. Leonardo da Vinci (1452-1519) war damals auf der Suche nach einem Auftrag und schrieb dem Sultan einen Brief, in dem er sein neuartiges Brückenkonzept skizzierte. Der Brief war monatelang unterwegs, blieb jedoch unbeantwortet. Für die damalige Technik war dies ein revolutionärer Entwurf, denn die Brücke sollte fast 300 m lang sein und nur einen einzigen Brückenbogen haben.

Leonardo da Vinci hatte seinen Brückenentwurf sorgfältig und durchdacht ausgearbeitet.
Leonardo da Vinci hatte seinen Brückenentwurf sorgfältig und durchdacht ausgearbeitet.
(Bild: gemeinfrei)

500 Jahre später haben sich Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) die Frage gestellt: Hätte die Brückenkonstruktion von Leonardo da Vinci wirklich funktioniert? Das Forscherteam um Professor John Ochsendorf analysierten die verfügbaren Dokumente, die damals verwendeten Materialien und Bauverfahren sowie die geologischen Bedingungen am Goldenen Horn.

Zu Leonardos Zeiten wurden die meisten gemauerten Brückenstützen in Form von herkömmlichen Rundbögen hergestellt. Für diese Brücke, die knapp 300 m lang sein sollte, hätte man damit zehn oder mehr Pfeiler entlang der Spannbreite benötigt.

Das Goldene Horn

Das Goldene Horn liegt an der westlichen, europäischen Seite des Bosporus kurz vor dessen Ausgang in das Marmarameer. Der Meeresarm ist eigentlich die gemeinsame Mündung der Flüsse Alibeyköy und Kağithane in den Bosporus. Von ihm aus flussaufwärts gesehen verläuft das Goldene Horn zunächst in westlicher, dann in nordwestlicher und schließlich in nördlicher Richtung bis zur Vereinigung der beiden Flüsse. Es ist an seinem Ausgang etwa 750 m breit und 40 m tief. Heute queren insgesamt vier Brücken den Meeresarm:
- Galatabrücke
- Metrobrücke über das Goldene Horn
- Atatürk-Brücke
- Haliç-Brücke

Leonardos Brückenkonzept war allerdings anders – er skizzierte einen abgeflachten Bogen, der hoch genug sein würde, um ein Segelboot mit aufgesetztem Mast untergehen zu lassen, aber der die weite Spannweite mit einem einzigen riesigen Bogen überqueren würde.

Zudem berücksichtigte Leonardo in seinem Entwurf. dass die Region anfällig für Erdbeben war und integrierte Merkmale wie gespreizte Fundamente, um die Spannweite gegen seitliche Bewegungen zu stabilisieren.

Das Team am MIT erstellte ein Modell im Maßstab 1:500, um die Stabilität der Brücke zu demonstrieren. Über die verwendeten Materialien und die Bauweise machte Leonardo in seinem Brief und seinen Notizbüchern keine Angaben. Das Forscherteam am MIT analysierten die damals verfügbaren Materialien und kamen zu dem Schluss, dass die Brücke nur aus Stein hätte gebaut werden können, da Holz oder Ziegel die Lasten einer so langen Spannweite nicht tragen können. Zudem kamen sie zu dem Schluss, dass die Brücke, wie die zur römischen Zeit gebauten klassischen Mauerwerksbrücken, allein mithilfe der Schwerkraft stehen würde, ohne Befestigungsmaterial oder Mörtel, um die Steine zusammenzuhalten.

Das Team am MIT erstellte ein Modell im Maßstab 1:500, um die Stabilität der Brücke zu demonstrieren.
Das Team am MIT erstellte ein Modell im Maßstab 1:500, um die Stabilität der Brücke zu demonstrieren.
(Bild: MIT)

126 Blöcke im 3D-Druck hergestellt

In ihrem Modell entschied sich das Forscherteam für einen Entwurf mit 126 Blöcken, die einzeln auf einem 3D-Drucker hergestellt wurden. Für diese Art der Herstellung wurden etwa sechs Stunden pro Block benötigt. „Es war zwar zeitaufwändig, aber der 3D-Druck ermöglichte uns, diese sehr komplexe Geometrie genau nachzubilden“, resümiert Teammitglied Karly Bast.

Mit ihrem Modell wollte das Team demonstrieren, dass alle Kräfte innerhalb der Struktur übertragen werden und die Brücke damit stabil steht und nicht kippt.

Weitere Gedanken machte sich das Team über die Art und Weise der Skizze: „War diese Skizze nur etwas, was er schnell gezeichnet hat, oder ist es etwas, worüber er sich wirklich Gedanken gemacht hat? Aus dem verfügbaren historischen Material geht dies nicht hervor“, sagt Bast. Aber die Effektivität des Designs deute darauf hin, dass Leonardo es sorgfältig und durchdacht ausgearbeitet hat. „Er wusste, wie die physikalische Welt funktioniert“, so Bast.

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