Balken en bogen zijn twee van de oudste, eenvoudigste bruggen in de geschiedenis en worden nog steeds gebouwd. De stijlen worden gemakkelijk onderscheiden door de vorm van de ondersteuning. Balkbruggen gebruiken eenvoudige, verticale stijlen om een ​​rechte, horizontale brug op te hangen, terwijl boogbruggen een gebogen draagstructuur gebruiken.

Balkbrug Gewichtsverdeling

In hun basisvorm zijn balken de eenvoudigste brug ontwerp met alles van een stuk verhoogde snelweg tot planken van hout over een kleine sloot die een balkbrug vormt. Het gewicht dat op een balkbrug wordt geplaatst, wordt rechtstreeks naar beneden gedrukt, naar elke onderzijde van de steun, waardoor het middelste gedeelte van de brug het zwakst is. Balkbruggen gebruiken verticale steunen om het gewicht over langere afstanden te beveiligen. Maar ongeacht het aantal ondersteuningen of hoe ze zich op een afstand van elkaar bevinden, is het zwakste punt altijd direct in het midden, op het verste punt tussen elke ondersteuning.

Gewichtsverdeling over de boogbrug

Beroemd gebruikt door de Romeinen voor aquaducten en loopbruggen, boogbruggen maken gebruik van een afgeronde structuur om het gewicht vanuit het midden naar buiten te duwen naar elk uiteinde toe. In plaats van enig punt op de brug alleen te dragen, duwen de bogen het gewicht gelijkmatig naar de steunen. Door ontwerp is geen enkel punt van een boog zwakker dan enig ander, met de boog in feite werkend om zichzelf op te houden. Dit gelijkmatige gewichtsverdelingmodel informeert het ontwerp van de brug, waarbij het middelpunt van de brug vrij dun is in vergelijking met elk ander punt. Dit is vooral merkbaar in afgeronde bruggen met één boog waar het midden de hoogste en de dunste plaats in de constructie is.

Kracht

Een boogbrug is sterker dan een balkbrug, simpelweg omdat balk heeft een zwak punt in het midden waar geen verticale ondersteuning is, terwijl bogen het gewicht naar buiten naar de steun drukken. Dit is een reden waarom straalbruggen doorgaans beperkt zijn tot korte overspanningen, zelden meer dan 250 voet, hoewel een reeks balkbruggen, een "ononderbroken overspanning" genoemd, vaak wordt gebruikt om de lengte van de brug te verlengen. Ondertussen zijn boogbruggen gebruikt om zeer lange afstanden af ​​te leggen, met maximaal 800 voet voor een enkele boog. De langste enkelboogsbrug (vanaf mei 2011), de Chaotianmen-brug in China, heeft een hoofdoverspanning van meer dan 1800 voet en een totaal van meer dan 5.700 voet. De langste ononderbroken overspanningsbrug ter wereld, de Ponchartrain Causeway in Louisiana, strekt zich uit over 24 mijl lang, maar de twee overspanningen van de verhoogde weg gebruiken 2,243 en 1500 individuele balkbruggen om die lengte te overbruggen.

Voordelen en nadelen

Hoewel beide soorten bruggen kunnen worden gebouwd om stevige ondersteuning te bieden over lange afstanden, zijn het vaak esthetica, materialen en klaring die het verschil maken. Er moeten veel steunen worden gebruikt om een ​​balkbrug over een lange afstand te strekken, zoals te zien is bij de Ponchartrian Causeway, en balkbruggen zijn laag gebouwd om minder materialen te gebruiken, waardoor het erg moeilijk is voor boten om onder de brug door te steken. De benodigde hoeveelheid balken kan de brug ook onooglijk maken. Bogen kunnen ondertussen hoger worden gebouwd met minder steunbalken, waardoor de vrije ruimte onder de brug een groot voordeel is. De grote overspanning van de boog en het onbelemmerd uitzicht eronder maken boogbruggen tot een spectaculair gezicht. De middelen om een ​​boogbrug te bouwen, beginnend aan beide uiteinden en naar buiten toe uitbouwen totdat ze elkaar in het midden ontmoeten, maken ze ingewikkelder en duurder om te bouwen.