Inhoud
- Hangbrug ontwerp
- Algemeen concept van een hangbrug
- Hangbrug Voordelen
- Hangbrug Nadelen
- Kabel hangbrug kit
Weinig door de mens gemaakte constructies kunnen onmiddellijk ontzag op afstand (of van dichtbij, trouwens) inspireren op de manier waarop een hangbrug kan.Deze categorie van zeer lange, elegant symmetrische structuren omvat enkele van de beroemdste bruggen ter wereld, waaronder de Brooklyn Bridge in New York City, de Golden Gate Bridge in San Francisco en de Akashi Kaikyo-brug in Japan.
De reden waarom hangbruggen tot spectaculaire lengtes kunnen worden gebouwd (bijna 4 km, of 2,5 mijl, vanaf 2019) is dat hun unieke toren-en-kabel ondersteuningssysteem het mogelijk maakt dat sommige van de krachten die de brug moet weerstaan zijdelings kunnen worden verplaatst via de kabels ankerpunten op het land aan weerszijden van de brug. Je kunt dit principe zelf verkennen in een doe-het-zelf-experiment.
Hangbrug ontwerp
Hangbruggen hebben een karakteristiek uiterlijk, het meest opvallende kenmerk is het paar torens verankerd in de grond (meestal onder rivier, meer of zeewater). Deze ondersteunen de twee hoofdparallellen kabels van eind naar eind van de brug over de toppen van de torens, een U-vormige bocht in het midden vormend wiskundig bekend als een parabool.
Een reeks verticale kabels is opgehangen aan de hoofdkabels en ondersteunt de dek dat dient de primaire functie van de brug om doorgang over een kloof toe te staan. Meestal is hier minstens één rijbaan. De lengte van het dek tussen de torens wordt de hoofdbereik. De lengtes van de brug aan weerszijden van deze overspanning bedragen vaak ongeveer de lengte van de hoofdoverspanning.
Algemeen concept van een hangbrug
Stel jezelf voor en een metgezel van dezelfde grootte die tegenover elkaar staat op een afstand van ongeveer 15 voet (ongeveer 3 meter). Stel je voor dat elk van jullie beide handen hoog boven je houdt en dat elke hand - vier in totaal tussen jullie - een lang touw ondersteunt dat bijna aan de vloer tussen je hangt.
Als mensen achter elk van jullie langzaam een gelijk horizontaal vlak zouden toepassen spanning naar de uiteinden van beide touwen, wegtrekkend uit het midden van dit spontane natuurkundefeest, zouden de touwen achteruit glijden door de handen van jou en je vrienden, waarbij de "U" van de touwen geleidelijk een horizontale lijn tussen jouw en je metgezellenhanden nadert.
Stel je nu een reeks kleinere touwen voor, gedrapeerd over de twee hoofdtouwen aan elke kant en bevestigd aan een 20-voet lange, lichtgewicht plank die op de vloer zit tussen de benen van jou en je vrienden. Als de spanning voldoende was, zou het bord van de vloer worden opgeheven naarmate de hoofdtouwen strakker werden. Als jij en je vriend het bord op zijn plaats tussen je knieën zouden "klemmen", zou dit "dek" worden ondersteund door zowel de torens als de kabels.
Hangbrug Voordelen
Hangbruggen zijn licht en flexibel, omdat zoveel van hen bestaat uit kabels en ze zijn gebouwd om te zwaaien met wind en andere spanningen. Overmatige stijfheid (en dit kan contra-intuïtief zijn) is een nadeel in bruggen en andere structuren die schuifspanning en andere ongebruikelijke krachten ervaren.
Het dek is gemaakt van materialen die zowel samendrukbaar zijn en bestand zijn tegen spanning (extensie), waardoor het lichtjes omhoog en omlaag kan buigen zonder te breken. Natuurlijk zou overmatige zwaai op zichzelf al gevaren opleveren.
Hangbrug Nadelen
Het belangrijkste nadeel van hangbruggen is hun gevoeligheid voor wind schade, een gevolg van deze enorme afmetingen en lichtgewicht constructie.
Om de stabiliteit te verbeteren, zijn hangbruggen soms uitgerust met een kokerbalk onder de hoofdrijbaan om te dienen als een lager dek. Dit maakt de brug niet alleen sterker, maar zorgt er soms ook voor dat meer verkeer de brug kan passeren.
Kabel hangbrug kit
Je kunt een eenvoudig hangbrugmodel maken van alledaags huishoud- en klaslokaalmateriaal, zoals rietjes voor het dek, touw voor de kabels, plakband, paperclips enzovoort. U kunt een voorbeeld van een klasachtige activiteit voor jongere en middelbare schoolkinderen vinden in de bronnen.