What allows an arch bridge to span greater distances than a beam bridge, or a suspension bridge to stretch over a distance seven times that of an arch bridge? The answer lies in how each bridge type deals with the important forces of compression and tension.
Tension: What happens to a rope during a game of tug-of-war? Correct, it undergoes tension from the two sweaty opposing teams pulling on it. This force also acts on bridge structures, resulting in tensional stress.
Advertisement
Advertisement
Compression: What happens when you push down on a spring and collapse it? That’s right, you compress it, and by squishing it, you shorten its length. Samendrukspanning is dus het tegenovergestelde van trekspanning.
Compressie en spanning komen in alle bruggen voor, en zoals geïllustreerd zijn ze beide in staat een deel van de brug te beschadigen als variërende belastinggewichten en andere krachten op de constructie inwerken. Het is de taak van het brugontwerp om deze krachten op te vangen zonder te knikken of te breken.
Knikken treedt op wanneer de compressie de kracht van een object te boven gaat. Knikken is wat er gebeurt wanneer de spanning het vermogen van een object om de verlengende kracht te verwerken te boven gaat.
De beste manier om met deze krachtige krachten om te gaan is ze ofwel af te voeren of over te dragen. Bij dissipatie zorgt het ontwerp ervoor dat de kracht gelijkmatig over een groter gebied wordt verdeeld, zodat niet één plek het zwaar te verduren krijgt. Het is het verschil tussen een week lang elke dag een chocoladecake eten en zeven cakejes op één middag.
Bij het overbrengen van kracht verplaatst een ontwerp de stress van een zwak naar een sterk punt. Zoals we op de volgende pagina’s zullen zien, geven verschillende bruggen er de voorkeur aan om op verschillende manieren met deze stressfactoren om te gaan.