Natuurkrachten

Dood- en levend gewicht zijn in wezen verticale belastingen, terwijl natuurkrachten zowel verticaal als horizontaal kunnen zijn. De wind veroorzaakt twee belangrijke belastingen, de ene heet statisch en de andere dynamisch. Statische windbelasting is de horizontale druk die een brug zijwaarts probeert te duwen. Dynamische windbelasting geeft aanleiding tot verticale beweging, waardoor oscillaties in alle richtingen ontstaan. Net als het breken van een te veel gebruikte vioolsnaar, zijn oscillaties trillingen die een brug kunnen doen falen. Als een dek dun is en niet goed is gevormd en ondersteund, kan het gevaarlijke verticale of torsie (verdraaiing) bewegingen ondergaan.

uitzettingsvoeg

Een uitzettingsvoeg in een stalen plaatliggerbrug.

Met toestemming van Matt Wade (CC-BY-SA-3.0)

Het uitzetten en krimpen van brugmaterialen door warmte en koude is geminimaliseerd door het gebruik van dilatatievoegen in het dek samen met lagers op de landhoofden en op de toppen van de pijlers. Door de lagers kan de brug op temperatuurschommelingen reageren zonder schadelijke spanningen in het materiaal te veroorzaken. In bogen ontwerpen ingenieurs soms scharnieren om spanningen als gevolg van temperatuurschommelingen te verminderen.

Moderne bruggen moeten ook bestand zijn tegen natuurrampen zoals tropische cyclonen en aardbevingen. In het algemeen zijn aardbevingen het best bestand tegen constructies met een zo licht mogelijk eigen gewicht, omdat de horizontale krachten die ontstaan door grondversnellingen evenredig zijn met het gewicht van de constructie. (Dit verschijnsel wordt verklaard door de fundamentele Newtoniaanse wet: kracht is gelijk aan massa maal versnelling). Voor cyclonen is het over het algemeen het beste dat de brug aërodynamisch ontworpen is zodat er weinig vast materiaal tegenover de winden staat, zodat zij door of om de brug heen kunnen zonder gevaarlijke oscillaties te veroorzaken.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.