science >> Wetenschap >  >> Fysica

Voordelen en nadelen van soorten bruggen

Hoewel bruggen alle maten en vormen hebben, vertegenwoordigen ze bijna allemaal een van de vijf typen of varianten van de basistypes. Typische brugontwerpen omvatten balk, truss, ligger, ophanging, boog, kabel en cantilever. Krachten die bij brugontwerp en -techniek in het spel komen, zijn onder meer compressie, spanning of rek, dekflexibiliteit, torsie of draaien en afschuiving, de kracht die de brugmaterialen lateraal over het brugdek spant. Een van de oudste boogbruggen die nog steeds in gebruik is, een bewijs van zijn Romeinse techniek, omvat de Ponte dei Quattro Capi-brug die dateert uit 62 voor Christus en de helft van de Tiber in Rome Italië overspant.

Beam , Truss en ligger bruggen

De balk, truss en ligger bruggen werken eenvoudig, net als het leggen van een plank tussen twee banken. Pieren of palen aan beide uiteinden ondersteunen een vlak brugdek dat de opening tussen de palen overspant. Het brugdek bestaat uit balken, zoals holle kokerliggers, een open frame of truss dat de posten of steunen aan beide uiteinden overspant. Het brugdek moet bestand zijn tegen de compressie erboven en de spanning van onderaf. De meeste van de overdekte bruggen in New England, vertegenwoordigen dit soort bruggen gemaakt van hout. Economisch vanwege de overvloed aan hout, balkbruggen zijn niet zo sterk als staal en vereisen constant onderhoud.

De boogbrug

Hoewel het type brug een rol speelt in hoe goed het is gebouwd en bestand tegen slijtage, scheuren en verwering, de materialen in de brug spelen ook een rol bij de lange levensduur. Een van de oudste aangelegde bruggen, de boogbrug, ondersteunt een dek gebouwd boven twee landhoofden die dienen als de gebogen boog. Gemaakt van metselwerk en steen, voorkomt het ontwerp van de boog dat een deel van de brug te veel spanning krijgt. Met overvloedige bouwmaterialen zijn boogbruggen duurzaam en sterk, en vereisen ze weinig tot geen onderhoud. Het nadeel is dat metselwerk en steen geen grote treksterkte hebben.

Suspension Bridges

De eerste hangbruggen dateren uit de 15e eeuw en overspannen typisch waterwegen, omdat het brugdek weinig nodig heeft geen toegang van onderaf om te bouwen. Hoge pilaren ondersteunen deze brug, gelijkmatig verdeeld over de overspanning waar nodig, van waaruit massieve draden aan weerskanten van pijler naar pilaar vegen. Van deze veegdraden hangen bretels verticaal om het brugdek omhoog te houden. De spanning in de kabels en de compressie van de pilaren werken samen om de zwaartekracht te neutraliseren, waardoor ze sterk en efficiënt worden. Deze bruggen kunnen grote afstanden overspannen zodra de pilaren op hun plaats zijn, maar ze zijn duurder om te bouwen, vereisen een groot onderhoud en de brugdekken kunnen bewegen en draaien bij blootstelling aan hevige winden. De Brooklyn Bridge in de staat New York en de Golden Gate Bridge in San Francisco vertegenwoordigen beide hangbruggen.

Cantileverbruggen

Cantileverbruggen bieden een manier om een ​​continue brug te bouwen over meerdere ondersteuningen om verdeelt de lading gelijkmatig. Een deel van de brug biedt een anker dat een brugdek ondersteunt dat zich aan weerszijden van de ondersteuning uitstrekt en waarvoor precieze contragewichttechnieken vereist zijn. Het voordeel van het bouwen van dit brugontwerp komt tijdens de bouwfase. Cantilevers ontwerpen kosten minder vanwege hun uniformiteit en ze vereisen geen tijdelijke ondersteuning tijdens de constructie, wat helpt om het proces te versnellen. Maar cantileverbrugontwerpen vereisen nauwkeurige engineering omdat de tegengewichten hun sterkte kunnen beïnvloeden als ze niet juist zijn, vooral als aannemers de segmenten iets anders bouwen.