Project - Brug bouwen

• ozt-wo
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 1

Project bruggen

1VE

Project - Brug bouwen

Wetenschapsoriëntatie

 klas 1 vwo-extra

Vaste bruggen 

Balkbrug (of liggerbrug)

- vlakke brug

- eenvoudigste type vaste brug

- plank of plaat (met bij grote overspanning pijlers die
   ondersteunen)

- hout (maar nu ook van metaal, beton)

Vakwerkbrug 

- dragend vermogen door een
  vakwerk: een (meestal) stalen
  constructie aan beide zijden van het    brugdek, die is opgebouwd uit       
  driehoekige delen.

- driehoeken zijn vormvast en bieden
  de constructie daardoor de 
  benodigde stevigheid

- gewicht en belasting van de brug
  worden via brugpijlers afgevoerd   
  naar de fundering

Boogbrug

- ook wel welfbrug

- veelvuldig gebruikt door de oude Grieken en
   Romeinen (aquaducten)

- van oorsprong van steen (en cement)

- moderne boogbruggen ook van staal en
   beton of gelamineerd hout

- werking berust op het feit dat in een
   gelijkmatig belaste boog uitsluitend
   drukkrachten optreden

zuivere boogbrug

boogbrug met trekband

Boogbrug

Bogen: 

- twee, soms, vier, soms maar één

Hangers: 

- verticaal

- diagonaal

- netwerk 

bovenaanzicht verschillende typen bogen

Cantileverbrug

- ook wel gerberligger

- eenzijdige ophanging 

- één zijde wordt ingeklemd of rust op twee
   steunpunten en heeft een uitstekend gedeelte
- gewicht en tegengewicht 

- de 'armen' ontmoeten elkaar in het midden boven het water

- óf de armen van de liggers ontmoeten elkaar niet,
   maar wordt er onderstunt door een middengedeelte 

- staal, gewapend beton, soms hout

Hangbrug

- opgebouwd uit twee (soms één) hoge pijlers of     
   pylonen waartussen een of meer (vaak twee)     
   dikke kabels gespannen zijn

- aan deze dikke kabels worden enkele dunnere
   kabels (hangers) gehangen om de weg te
   dragen en horizontaal te houden

- door de symmetrie worden de pijlers
   hoofdzakelijk verticaal belast

- pijlers uit te voeren als een lichte
   betonconstructie 

- tussen de pijlers hangt een hoofddraagkabel,
   volgens een kettinglijn – een kromme die lijkt op
   een parabool

- aan het begin en einde van de brug zijn de kabels verankerd   
  in de fundering

- in de Benelux en bij uitbreiding in Europa vrijwel geen hangbruggen;
   de bodem is doorgaans te slap om deze grote horizontale krachten te kunnen opvangen

- wanneer de ondergrond bestaat uit rotsen zijn de   
   horizontale krachten wel goed op te nemen.

- voordeel: brugdek licht uit te voerenen dus betaalbaar

- nadeel: gevoelig voor trillingen

Beelden van de Tacoma Narrows Bridge (1940) die als gevolg van resonantie is ingestort

Hangbrug

(Tui)Kabelbrug

- type brug met één of meerdere pijlers waarbij aan elke           pijler een stuk brugdek door middel van kabels                     
   (de trekkers of tuikabels) opgehangen is

- rijdek is opgehangen aan dikke kabels (de tuien)
 - in de tuien is sprake van trekkracht

- de kabels zijn rechtstreeks bevestigd aan de pylonen of
   worden door de pylonen geleid om in de volgende
   overspanning opnieuw in het brugdek verankerd te
   worden
 - de pylonen voeren het gewicht van de brug vervolgens af

   naar de fundering; in de pylonen is sprake van drukkracht

- de tuien worden meestal in hoogwaardig staal uitgevoerd,
   de pylonen in staal of beton en het brugdek in beton,
   staal of mixte staal-beton

 

(Tui)Kabelbrug

(Tui)Kabelbrug

De Tuikabelbrug lijkt misschien op de hangbrug,
maar er is een duidelijk verschil tussen deze twee;  

Bij een hangbrug is er geen sprake van kabels die direct van de pilonen naar het brugdek lopen, maar van boogvormige kabels tussen pylonen, waaraan kleinere kabels ('hangers') bevestigd zijn die aan het brugdek vast zitten.

Bij hangbruggen zijn nog grotere overspanningen mogelijk, maar de brug is minder stabiel.

hangbrug

tuibrug

Pontonbrug

- ook wel schipbrug
- een brug die drijft op het water op meerdere pontons (drijvend platform)

- voordeel: snelle en goedkope manier voor een oeververbinding

- de onderdelen, pontons en rijdek, kunnen met vrachtwagens worden
   aangevoerd (vooral het leger maakt hiervan gebruik)

- nadeel: hinder voor de scheepvaart, er kan niet onderdoor gevaren worden   - Permanente bruggen hebben daarom een uitvaarbaar gedeelte en soms         een ophaalbrug bij een van de landhoofden. Bij ijsgang in de rivier moeten       de drijvende bruggen naar de kant worden gehaald

Beweegbare bruggen 

Ophaalbrug

- ophaalconstructie boven het brugdek 

- het contragewicht (de balans) en het beweegbare brugdek (het val)
   houden elkaar in iedere positie in evenwicht.

- ophaalconstructie is goed zichtbaar, bestaande uit:
  een hamei (de verticale toren, ook wel hameistijl of hameitoren genoemd)
  en een balans (het horizontale deel van de ophaalconstructie)

Basculebrug

- neutraal en onopvallend qua vorm
- meestal een (wat grotere) verkeersbrug
- geen ophaalconstructie om de brug uit te balanceren,
  maar een contragewicht met een balansarm direct aan het brugdek zelf

- als het brugdek omhoog draait, dan draait het contragewicht
  achter het draaipunt naar beneden
  (veel ruimte nodig, meestal in een 'kelder')

Klapbrug

- een ongebalanceerde brug: geen contragewicht aanwezig is. 

- het aandrijvingsmechanisme moet meer kracht leveren 

  (met behulp van hydraulische cilinders)

- geen grote constructies nodig: relatief lage bouwkosten

- hoge energiekosten vanwege aandrijving 

Draaibrug

- energiezuinig en uitgebalanceerd type 

- brugdek draait niet in het verticale, maar in het horizontale vlak
- geen last van extra windbelasting 

- bewegingsmechanisme kan klein zijn 
- vraagt echter wel veel ruimte (moet kunnen draaien)

- er zijn hier meer geleidewerken nodig om de brug ook in
   open stand te beschermen

Hefbrug en tafelbrug

- voor locaties waar een beperkte doorvaarthoogte volstaat

- dek gaat in zijn geheel in horizontale stand omhoog
   (van bovenaf omhooggetrokken). 

- meestal duurder dan een ophaalbrug, maar goedkoper
  dan een basculebrug

-met name interessant voor grote tot zeer grote overspanningen

hefbrug

tafelbrug

Staartbrug

- visueel opvallend type brug

- ballast vaak relatief groot 

- het contragewicht is direct aan het dek gekoppeld (prominent aanwezig)

- het contragewicht bevindt zich boven het wegniveau

  (geen basculekelder nodig)

- uitvoeringskosten relatief laag 

- meestal noodzakelijk om het draaipunt te verhogen, 
   om te voorkomen dat de ballastkist in het water draait

- het val draait bij opening spectaculair ver omhoog

  (ongunstig voor de windbelasting). 

Neem ook een kijkje op de volgende website ter inspiratie: 

https://www.bruggenarchitectuur.nl/ontwerp