Top 6 soorten bruggen met lange overspanningen
Dit artikel werpt licht op de zes toptypen lange overspanningsbruggen. De typen zijn: 1. Doorlopende plaatliggerbruggen 2. Doorlopende stalen buisvormige of buissegmentbruggen 3. Stalen boogbruggen 4. Doorlopende of vrijdragende bruggenbruggen 5. Kabelbruggen gebleven Bruggen 6. Hangbruggen.
Type # 1. Doorlopende plaat ligger bruggen:
Eenvoudig ondersteunde lamellenbruggen. De basisontwerpprincipes voor continue plaatliggerbruggen blijven hetzelfde, het effect van omkering van de spanning op steunen vanwege de continuïteit van de constructie moet naar behoren in het ontwerp worden beschouwd.
Bovendien moet, vanwege de langere overspanningen en de continuïteit van het dek, grote verplaatsing van het dek naar behoren in acht worden genomen bij het ontwerp van dilatatievoegen en vrije lagers. Opvallende kenmerken van één doorlopende plaatliggerbrug met een overspanning van 261 meter en een zijspanwijdte van 75 meter worden hieronder gegeven. Dit is de sava die ik heb overbrugd in Belgrado, Joegoslavië, gebouwd in 1956 (figuur 17.1).
Sava I-brug in Belgrado :
De brug heeft een rijbaan van 12, 0 meter met aan beide zijden 3, 0 meter voetpaden. De diepte van de balk is 4.72 meter bij het abutment, 4.57 meter in het midden van de hoofdoverspanning en 9.76 meter bij de pier. De span-diepteverhouding van de ligger varieert van 57 tot 27. Het brugdek is een orthotroop stalen dek bestaande uit een plaat van 10 mm tot 18 mm dik verstijfd door ribben op 305 mm centers.
De dikte van de lijfplaat is 14 mm. Verticale baanverstijvers worden op 9, 0 meter van het midden naar het midden geplaatst, terwijl de horizontale baanverstijvingsorganen zich op een hoogte van 760 mm bevinden, ongeveer in de compressiezone. Lijst van enkele doorlopende plaatliggerbruggen is weergegeven in Tabel 17.1.
Buis- of kokerliggers worden zo genoemd voor de vorm van de liggers, die buisvormig of kokerprofiel is. Verschillende vormen van buisvormige of kokerbalkbruggen worden getoond in Fig. 17.2.
Het enige rechthoekige kokerprofiel getoond in (figuur 17.2a) werd overgenomen voor de Europa-brug over Sill Valley, Australië, terwijl het dubbele rechthoekige kokerprofiel (figuur 17.2b) werd gebruikt voor de San Mateo-Hayward-brug, VS. De enkelvoudige gepartitioneerde trapeziumvormige kokerprofielen zoals getoond in (figuur 17.2d) en (17.2c) werden gebruikt voor respectievelijk Concordia Bridge Montreal en Wuppertal Bridge, Duitsland.
De kokerbalken bezitten een hoge torsiestijfheid en sterkte in vergelijking met open doorsneden zoals plaatliggers. De kokerprofielen met een bodemplaat die de bodemflenzen verbindt, vereisen geen steiger voor het onderhoud van de binnenruimte aangezien deze direct van het ene einde naar het andere toe toegankelijk zijn.
De liggers met open doorsnede hebben geen dergelijk voordeel en steigers zijn vereist voor het onderhoud van de binnenruimte.
Korte details van één kokerbalkbrug, te weten San Mateo-Hay ward Bridge, VS worden hieronder gegeven:
San Mateo-Hayward Bridge, VS :
De brug werd gebouwd in 1967. De overspanning en de dwarsdoorsnede van de brug worden getoond in Fig. 17.3. De brug heeft een orthotroop stalen dek. De diepte van de ligger in het midden van de hoofdoverspanning is 4, 57 meter en bij de pier 9, 15 meter, waardoor de overspanning-diepteverhouding van 50 tot 25 wordt gegeven.
Een overzicht van enkele bruggen met kokerliggers wordt gegeven in tabel 17.2:
Type 3. Stalen boogbruggen:
De ontwikkeling van hoogwaardig constructiestaal maakte het mogelijk boogbruggen te bouwen met grotere overspanningen vergelijkbaar met andere stalen bruggen. Stalen boogbruggen worden geclassificeerd afhankelijk van de opstelling van het dek of de opstelling van het constructiesysteem als boogbruggen. Stalen boogbruggen kunnen echter ofwel massieve ribben of tralielige ribben hebben, terwijl de betonnen boogbruggen alleen massieve ribben zullen hebben.
De voordelen van het gebruik van stalen boogbruggen over liggerbruggen zijn vergelijkbaar met die van betonnen boogbruggen. De basisontwerpprincipes voor stalen boogbruggen zijn ook dezelfde als die voor betonnen boogbruggen. De ontwerpoverwegingen zoals krimp van de boogrib, kruip enz. Zullen echter niet voorkomen in stalen boogbruggen zoals in betonnen bruggen.
De opvallende kenmerken van twee stalen boogbruggen worden hieronder gegeven:
ik. Regenboogbrug:
De brug bevindt zich aan de overkant van de Niagara-rivier tussen Canada en de Verenigde Staten, met een bouwjaar van 1941.
De overspanning en de opkomst van de brug wordt getoond in Fig. 17.4:
De boog is van het dektype met open spandraad waarbij de boogrib op het springpunt is gefixeerd. De boogrib bestaat uit twee getimmerde stalen boxen van 3, 66 meter diep en 0, 91 meter breed. Deze boxen worden op een afstand van 17.12 meter midden naar centrum geplaatst.
Het brugdek heeft een vierbaansweg van 6, 71 meter elk gescheiden door een mediaan van 1, 2 meter en een voetpad van 3, 0 meter aan de ene kant en een veiligheidsbreedte van 225 mm aan de andere kant.
ii. Port Mann Bridge:
Deze brug ligt in de buurt van Vancouver, Canada, tegenover de rivier de Fraser. De overspanning van de brug wordt getoond in Fig. 17.5. De boog is een speciaal type gebonden boog met zowel klassieke als gebonden bogen.
De boog is van het semi-doorgaande type, waardoor de hoogtes van zowel de bretellen als de liggers worden verminderd. De rijbaan van het brugdek is 16, 56 meter breed met aan weerszijden een 1, 2 meter breed voetpad. Een lijst van wat meer boogbruggen is te vinden in tabel 17.3.
Type 4. Doorlopende of vrijdragende bruggenbruggen:
Typen eenvoudig ondersteunde truss-bruggen. Die typen worden ook gebruikt voor zowel continue als vrijdragende bruggen. De basisprincipes van het evalueren van krachten in de truss-leden. Door de aanwezigheid van meer leden en vanwege continuïteit wordt het werk echter omslachtig en tijdrovend.
Voor grotere overspanningen wanneer de paneellengten meer zijn, zijn ze onderverdeeld om voldoende steun voor het dek te geven. De Warren truss getoond in Fig. 14.6a wanneer gebruikt voor grotere overspanningen, kan worden gemodificeerd door verticals te voorzien zoals getoond in Fig. 14.6b voor het voornoemde doel.
De Pettit is een aanpassing van N- of Pratt-truss met onderverdeling van de panelen (Fig. 17.6). K-truss is gebruikt in Howrah Bridge, een cantileverbrug (Fig. 17.8).
De meest opvallende kenmerken van twee langspanige stalen truss-bruggen, een van het continue type en de andere van het type cantilever, worden hieronder beschreven:
ik. Brug over de rivier de Fulda:
Deze brug werd gebouwd over de rivier de Fulda in West-Duitsland. De overspanning wordt getoond in Fig. 17.7. De brug heeft Warren-vakbonden continu over 7 overspanningen, weergegeven in Fig. 17.7. Orthotrope stalen dek integraal met het bovenste koord is voorzien in de brug.
De spanten hebben een uniforme diepte van 6, 0 meter voor alle overspanningen en geven dus een span-diepteverhouding van 23, 8 voor een grotere overspanning. Het dek heeft een rijbaan van 9, 0 meter met 1, 75 meter voetpad aan de andere kant zoals weergegeven in Fig. 17.7.
ii. Howrah Bridge:
Deze brug werd in 1943 gebouwd over de rivier de Hooghly in Calcutta. De overspanning wordt getoond in Fig. 17.8. De brug heeft twee eindankers (die aan de eindsteunen zijn verankerd) en één hoofdoverspanning bestaande uit twee overkragingen en één hangende overspanning.
De brugtros is een K-truss met panelen die zijn onderverdeeld voor het ondersteunen van het dek dat wordt opgehangen door bretels van paneelverbindingen. Het dek wordt ondersteund over langsliggers die rusten op dwarsliggers die aan de bretels zijn bevestigd. De doorsnede van het dek is weergegeven in Fig. 17.8b.
Tabel 17.4 toont enkele meer doorlopende of vrijdragende stalen truss-bruggen:
Type # 5. Kabel bleef bruggen:
De tuibruggen in de huidige vorm werden gebouwd in Europa, speciaal in West-Duitsland na de Tweede Wereldoorlog, toen de noodzaak voor de wederopbouw van een aantal bruggen dringend werd gevoeld.
De tuibruggen zijn geschikt voor het overspanningsbereik van 200 tot 500 meter dat niet kan worden afgedekt, door balkbruggen en ook niet binnen het economisch bereik van de verstevigde hangbruggen. Verder is, net als bij stijve hangbruggen, geen enscenering of vals werk vereist voor de constructie van tuibruggen.
Het fundamentele verschil tussen een tuibrug en een hangbrug is dat terwijl alle kabels van het dek van een tuibrug met de hoofdtoren worden verbonden door strakke en hellende maar rechte kabels, de dubbele hoofdkabels van de toren van een hangbrug vormt een kettinglijn vanwaar de hangers worden opgehangen en het decksysteem wordt aan deze hangers bevestigd (Fig. 17.9).
De hellende strakke kabels van een tuibrug zijn relatief stijf dan de kabels van een hangbrug die relatief flexibel zijn, waarbij de kabels van een tuibrug fungeren als intermediaire elastische dragers naast het steunpunt of de torensteun.
Dit is niet het geval in het geval van kabels voor hangbruggen en vanwege de flexibiliteit van de hoofdkabels is de ondersteuningsactie zeer klein: de aanwezigheid van tussenliggende elastische steunen in een tuibrug vermindert de afbuiging van het brugdek en de diepte van de dekliggers.
In tuibruggen staan de kabels onder spanning en zijn de torens en het dek in compressie. Door dit structurele systeem bieden de tuibruggen een hoge weerstand tegen aerodynamische instabiliteit en als zodanig was dynamische instabiliteit geen probleem bij de kabelbrug.
Dit aspect is zeer overheersend in hangbruggen en nul in liggerachtige bruggen. Daarom nemen tuibruggen een middenpositie in tussen de brugbruggen van het brugtype en de ophangbruggen met betrekking tot aerodynamische instabiliteit.
De horizontale componenten van de kabelkrachten van de hoofd- en zijoverspanningen balanceren elkaar terwijl de verticale componenten de verticale belastingen (DL + LL) van de brugdekken ondersteunen (Fig. 17.10).
Deze horizontale componenten van de kabelkrachten produceren een soort voorspanningseffect in het dek, hetzij orthotropisch stalen dek of composiet dek van gewapend beton en verhogen daarom het draagvermogen van het dek.
In Fig. 17.10 zijn AB de toren en DB, BE respectievelijk zijspan en hoofdoverspanningkabels. DA en AE zijn de breedte- en hoofdoverspanning. Bij B, horizontale componenten van de kabelkrachten C1 en C2, dwz C 1 cosθ 1 = C 2 cos θ 2 .
Evenzo bij A is de horizontale kracht in het dek als gevolg van horizontale componenten van de kabelkrachten Cl en C2 C 1 cos9i en C2 cos θ 2 die ook in evenwicht zijn. Deze horizontale kracht in het dek produceert het voorspanningseffect.
De verticale componenten van de kabelkrachten op D en E balanceren de dekbelastingen, dwz C 1 sin θ 1 = W 1 en C 2 sin θ 2 = W 2 + W 3 . Als C 1 sin θ 1 groter is dan dekbelasting W 1, dan moet het uiteinde D zo verankerd zijn dat de verankeringskracht Fi wordt gegeven door C1 sin θ 1 = (W 1 + F 1 ). De compressie in toren AB = C 1 sin θ 1 + C2 sin θ 2 . Reactie bij A = C 1 sin θ 1 + C 2 sin θ 2 + W 1 + W 2 (W 1 & W 2 zijn respectievelijk reacties van span DA & AE).
Het orthotrope stalen dek met zijn verstijfde plaat of het samengestelde dek van gewapend beton fungeert niet alleen als de bovenste flens van de hoofd- en dwarsliggers, maar werkt ook als de horizontale ligger tegen windkrachten die meer zijdelingse stijfheid geven dan de windverbanden die in oude bruggen worden gebruikt. Hoofdtorens die worden gebruikt in tuibruggen kunnen een enkele toren, een A-frame, twee torens of een portaal zijn zoals getoond in Fig. 17.11.
De dekbalken kunnen bestaan uit plaatliggers met een orthotroop deklaagflens van staal en een opgebouwde onderflens. Deze dekken hebben minder torsiebestendigheid en daarom worden over het algemeen kokerprofielen gebruikt als dekliggers. Kokerprofielen kunnen enkel of dubbel zijn en kunnen weer rechthoekig of trapeziumvormig zijn zoals getoond in Fig. 17.12.
Deze secties zijn beter geschikt om torsie-momenten te weerstaan die worden veroorzaakt door excentrische belastingen of windkrachten.
De opstelling van de kabels van de hoofdtoren naar het dek varieert. In het type 'ventilator' zijn de kabels afkomstig van hetzelfde punt van de toren als getoond in fig. 17.13a. De andere types zijn 'harp' of 'modified harp' zoals in Fig. 17.13b of 1743c. In beide harptypen zijn alleen paren kabels afkomstig van hetzelfde punt van de toren en als zodanig zijn er weinig uitgangspunten voor de kabels.
Het verschil tussen het harptype en het gemodificeerde harptype is dat in het eerste geval de kabels allemaal evenwijdig zijn met dezelfde helling, maar bij de laatste variëren de kabeltegenstellingen zoals bij het type ventilator. De kabelhellingen variëren van tanΘ = 0, 30 tot 0, 50.
In plaats van enkele of bi-kabels verdienen meerdere kabels de voorkeur, omdat in het laatste geval de kabelkrachten op een aantal punten in het dek worden verdeeld in plaats van één of twee locaties waarvoor de diepte van het dek wordt verminderd.
Meest opvallende kenmerken van enkele met kabels ondersteunde bruggen North Bridge in Dusseldorf:
Deze brug werd in 1958 voor verkeer geopend. De overspanning wordt getoond in Fig. 17.14. Tweelingtorens zoals in figuur 17.11b en twee vlakken van kabels zijn in de brug gebruikt. Het dek wordt ondersteund op twee hoofdliggerliggers van 3, 125 m diep x 1, 60 m breed, waaraan de kabels van de torens zijn verankerd. De afstand van de kokerbalken is 9, 10 m.
Orthotropisch stalen dek met een plaat van 14 mm dik verstijfd met hoeken van 200 x 99 x 10 mm op een onderlinge afstand van 400 mm. De rijbaan voor de brug is 15, 0 meter met 3, 53 m fietspad en 2, 23 m voetpad. De middelste kabels zijn bevestigd aan de torens, maar de boven- en onderkabels zijn geplaatst over tuimellagers die op hun beurt zijn bevestigd aan de torens.
iii. Brug over de Rijn bij Leverkusen, West-Duitsland :
Deze brug werd voltooid in 1965. De torens en de kabels liggen in lijn met het midden van het brugdek zoals in figuur 17.11a en lopen door de 3, 67 m brede mediaan. Er werd een orthotroop stalen dek gebruikt met een dikte van 61 mm die grof ondersteunt op een tweedelige kokerbalk. Verlengde dwarsliggers ondersteunen een deel van het brugdek en het voetpad (Fig. 17.15b).
De brug voorziet in een vierbaansweg met een breedte van 13, 0 m, gescheiden door een 3, 67 m brede middenlangsvlak en heeft een voetpad van 3, 22 m aan de buitenzijde van elke rijbaan. De onderste kabels worden aan de torens bevestigd, terwijl de bovenste kabels over een tuimelaarlager op de top van de toren worden geplaatst.
iv. Maracaibo-brug, over Lake Maracaibo, Venezuela:
Deze brug met draadbrug voltooid in 1962 heeft zeven overspanningen namelijk. twee einden overspanningen van 160 meter en vijf tussenliggende overspanningen van 235 meter (figuur 17.16). Het dek en de liggers zijn van voorgespannen beton. Het vrijdragende gedeelte bestaat uit een uit drie cellen bestaand kokerbalkprofiel (figuur 17.16b), terwijl de hangende overspanning vier voorgespannen betonnen T-balken heeft met een variabele diepte van 1, 80 matte uiteinden en 2, 51 m in het midden van de overspanning (figuur 17.16c) .
De brug heeft een dubbele rijweg van 7, 16 m met een centraal medium van 1, 22 m en twee voetpaden van 0, 91 m (fig. 17.16b). De dekplaatdikte voor de gehele brug varieert van 170 mm tot 270 mm.
v. Tweede Hooghly-brug, Calcutta (in aanbouw):
De overspanning van de brug en de dwarsdoorsnede van het dek zijn weergegeven in Fig. 17.17. De kabels bevinden zich in het type ventilator zoals in Afb. 17.13a, het totale aantal kabels is 152. Het brugdek is een samengesteld dek bestaande uit een dekplaat van gewapend beton die wordt ondersteund op twee hoofd- en een centrale stalen bebouwde I-sectie.
Korte bijzonderheden van enkele meer tuibruggen zijn opgenomen in tabel 17.5:
Type 6. Hangbruggen:
Hangbruggen zijn zuinig wanneer de overspanning meer dan 300 meter bedraagt, maar hangbruggen met kleinere overspanningen zijn ook geconstrueerd om esthetische en andere redenen in veel landen. Voor overspanningen van meer dan 600 meter zijn de verstevigde hangbruggen de enige oplossingen om dergelijke grotere overspanningen te dekken.
Hangbruggen bestaan uit één hoofdoverspanning en twee zijspanwijdten. De verhouding van zijspanwijdte tot hoofdoverspanning varieert in het algemeen van 0, 17 tot 0, 50 (tabel 17.6). Twee groepen kabels lopen van het ene uiteinde van de brug naar het andere en passeren twee torens. De uiteinden van de kabels zijn verankerd in de grond. Het brugdek dat over een verstijvingsgebint wordt ondersteund, wordt aan de kabels opgehangen door bretels en vandaar de naam "hangbrug".
Een hangbrug heeft de volgende componenten (afb. 17.18), namelijk:
(a) torens,
(b) Kabels,
(c) Verankeringen,
(d) Bretels,
(e) Versterkende truss,
(f) brugdek bestaande uit dwarsbalken, langsliggers en dekken passend en
(f) Stichting.
De kabels zijn zeer flexibel en nemen geen buigmoment aan en worden alleen onderworpen aan trekkrachten. De lasten van de verstijvende truss worden gedragen door de bretels, die op hun beurt de belasting naar de kabels overbrengen.
Deze kabels die worden onderworpen aan trekkracht, overbrengen de belastingen naar de torens, die worden beschouwd als voldoende flexibel en aan beide uiteinden gepend. Funderingen, afzonderlijk of gecombineerd, worden onder de torens geleverd voor de uiteindelijke overdracht van de belastingen naar de grondlagen hieronder.
De verstijvende truss verstevigt, zoals de naam impliceert, het dek en verdeelt de live belasting van het dek op de kabels, anders zouden de kabels onderworpen zijn geweest aan lokale verzakking als gevolg van de actie van geconcentreerde belasting van het licht en dus lokale hoekverandering in het deksysteem veroorzaken .
De verstijvende spanten scharnieren aan de torens en zijn opgehangen op knooppunten van bretels die gewoonlijk kabels met grote trekspanning zijn. Verticale bretels zijn in veel bruggen gebruikt, maar diagonale bretels zoals in figuur 17.25 hebben het voordeel dat ze de aerodynamische stabiliteit van de brug vergroten, wat erg belangrijk is voor hangbruggen.
De kabel moet bestaan uit koudgetrokken draden en mag niet worden hittebehandeld, omdat de laatste gevoelig is voor defecten door alternatieve spanning, zelfs bij lage belastingen. De vezelachtige structuur van de koudgetrokken draden kan wisselende spanningen veel beter weerstaan dan de fijnkorrelige warmtebehandelde draden.
Aerodynamische instabiliteit :
De Tacoma Narrows-brug met een hoofdoverspanning van 853 meter werd op 1 juli 1940 voor het verkeer geopend, maar zwaar beschadigd en in stukken gedraaid vanwege verticale oscillatie en draaimomenten veroorzaakt door wind die waaide met een snelheid van 67 km / u.
Bij onderzoek bleek dat Tacoma Narrows Bridge een aantal afwijkingen had op de conventionele werkwijzen om een ontwerp te hebben dat er slank uitziet en dus goedkoper is. Er werden bijvoorbeeld ondiepe plaatliggers gebruikt als verstevigingsligger, waarbij de span-diepteverhouding 350 in plaats van normale waarden van 100 tot 200 was (tabel 17.7), waarbij de verhouding tussen spanwijdte en breedte 72 in plaats van de gemiddelde waarde van 40 was.
Deze veranderingen maakten het dek zeer flexibel en onderwierpen het dek aan verticale oscillatie onder de bewegende lasten. Op de dag van het falen veroorzaakte een wind met een snelheid van 67 km / u verticale oscillatie in combinatie met een draaiende beweging en uiteindelijk verdraaide het brugdek in stukken.
De wind die op een constructie wordt uitgeoefend, veroorzaakt de volgende krachten afhankelijk van de vorm en doorsnede van het dek en de aanvalshoek:
1. Hef en sleep krachten
2. Vortexvorming
3. Flutter.
Flutter is de oscillatie van het brugdek in een modus met zowel dwarsbewegingen als torsieomwentelingen en kan voorkomen wanneer de natuurlijke frequenties van de twee modi, afzonderlijk genomen, gelijk is aan één, N Θ / N v ie - = 1, waarbij N 8 = torsiefrequentie en N v = verticale frequentie. Daarom moet het brugdek N Θ / N v- waarden hebben die aanzienlijk groter zijn dan één.
De natuurlijke frequenties en modi van de volledige structuur moeten worden geschat. De laagste frequenties genereren (a) verticale bewegingen met een modus in het midden van de hoofdoverspanning en (b) torsiebeweging met een modus ook in het midden van de hoofdoverspanning. Natuurlijke frequenties van sommige van de bestaande bruggen worden getoond in tabel 17.6.
Structurele regelingen:
De volgende structurele voorzieningen zijn getroffen voor hangbruggen:
1. Geladen of onbelaste backstay.
2. Zelf verankerde of extern verankerde achterstag
3. Verstevigende spanten van verschillende typen
4. Verschillende verhoudingen van zijkant tot hoofdoverspanning.
5. Verschillende verhoudingen van overspanning tot uitzakken van kabel.
6. Verschillende verhoudingen van overspanning tot diepte van verstevigingsbundel.
7. Torenschikking
8. Hanger arrangement.
Kabel Sag:
De kabeldoorzak zou het ontwerp van een hangbrug aanzienlijk beïnvloeden, aangezien een kleinere kabeldoorgang de kabelspanning verhoogt maar de hoogte van torens en lengtes van hangers vermindert. Daarom, waar de eenheidskosten van torens en kleerhangers groter zijn of waar de kosten per eenheid van kabels lager zijn, kan kleinere kabeldoorzak worden aangenomen en omgekeerd.
Een verminderde kabeldoorbuiging verhoogt ook de kabelstijfheid evenals de totale stijfheid van de structuur, wat resulteert in een hogere natuurlijke frequentie en minder neiging tot aerodynamische instabiliteit.
Vergelijking van de ophangkabel:
Beschouw een punt P op de kabel met de coördinaten x en y met B als de oorsprong (fig. 17.19). De ophangkabel hangt in de vorm van een parabool waarvan de vergelijking wordt gegeven door,
Vergelijking 17.2 geeft de dip y van de kabel van zijn torensteun op elke afstand x van B.
Spanning in de kabel:
Uit Afb. 17.20, Verticale reactie op de toren door belasting w per lengte-eenheid = R B = R D = wL / 2 = R:
De kabel die flexibel is, kan geen enkel moment nemen en als zodanig is het moment op de middenspanwijdte van de kabel nul. Daarom neemt het moment van de linkerhandbelasting en krachten om C,
Back-Stay-kabels:
De ophangkabel van de hoofdoverspanning wordt ondersteund op twee torens aan beide zijden van de hoofdoverspanning. De ophangkabel na het passeren over de onderste steunlaag wordt in het algemeen verankerd in een massa beton van een soort verankeringsinrichting. De kabel van de zijspan wordt "ankerkabel" of "achterbrug" genoemd.
De volgende twee voorzieningen zijn getroffen voor het doorvoeren van de kabels over de torens van de hoofdoverspanning naar de zijspanwijdte:
1. Geleiderpoelie ondersteunen
2. Rolsteun.
Geleiderolsteun voor ophangkabel:
De hoofdkabel wordt over een wrijvingsloze geleidewielschijf bevestigd op de bovenkant van de ondersteunende toren om de zijspanwijdte te laten sterven en vervolgens verankerd. In figuur 17.21 zijn a en θ de hoeken die de kabels maken met de middellijn van de toren en T de spanning in de kabel. Aangezien de kabel over een wrijvingsloze katrol loopt, is T aan beide zijden hetzelfde.
Verticale reactie op de toren als gevolg van kabelspanning,
R T = T cosα + T cosθ (17, 5)
Horizontale kracht op de top van de toren,
T sinα - T sinθ = T (sinα - sinθ) (17.6)
Rolsteun voor ophangkabel:
Bij deze opstelling van draagkabels zijn zowel de hoofdkabel als de ankerkabel bevestigd aan een zadel dat wordt ondersteund op rollen die zijn geplaatst aan de bovenkant van de toren (figuur 17.22).
Aangezien het zadel in rust is, moeten de horizontale componenten van zowel de hoofd- als de ankerkabel dezelfde zijn, dwz
H = T, sinα = T 2 sinθ (17.7)
Verticale reactie op de toren door spanning in de kabels,
R T = T 1 cosα + T 2 cosθ (17.8)
Voorbeeld:
Een hangbrug met een hoofdoverspanning van 100 meter heeft een kabeldoorlaat van 10 meter. Bereken de maximale spanning in de kabels wanneer het dek een belasting van 50 KN per meter lengte draagt. Vind ook de verticale reactie op de toren (a) als de kabel over een wrijving minder katrol loopt en (b) als de kabel over een zadel loopt dat op rollen rust.
Gegeven:
L = hoofdspan = 100 m
y. = kabelzak in het midden = 10 m
w = UDL = 50 KN per m.
a = hoek van ankerkabel = 60 °
Korte beschrijving van enkele bestaande hangbruggen Forth Road Bridge (Schotland):
De hoogte van de brug wordt getoond in Fig. 17.23. De hoofdoverspanning heeft een orthotroop plaatstalen dek met een 38 mm dik asfalt slijtvlak. De zijdelingse overspanningen hebben 222 mm. dikke betonnen plaat met een draagvlak van 38 mm dik asfaltbeton als hoofdspan. De overspanning-diepteverhouding van de verstijvende truss is 120. Enkele meer kenmerken worden getoond in tabel 17.7.
De hoogte van de brug wordt getoond in Fig. 17.24. De brug voorziet in een rijbaan met vier rijbanen van 108 mm. dik stalen rooster. Terwijl de buitenstroken bedekt zijn met beton, wordt de centrale vierbaansweg open gelaten van aërodynamische overweging. De span-diepteverhouding van de verstijvende tros in Mackinac Bridge is 100. Nog enkele kenmerken van de brugboog worden getoond in tabel 17.7.
ii. Severn Bridge (Wales):
De hoogte van de scheidingsbrug wordt getoond in Fig. 17.25. De brug heeft een dubbele rijweg van 9, 91 m elk. In plaats van een verstijvingsbundel is in de brug buisvormig of kokerligger-staalprofiel met aero-folieontwerp gebruikt.
Het verkeer wordt rechtstreeks door een 11, 5 mm gedragen. dikke verstijfde stalen plaat. Het bijzondere aan deze brug is niet alleen het buisvormige gedeelte in plaats van de verstevigingsbalken, maar ook de schuine hangers in plaats van verticale hangers. De hangerafstand is 18, 3 meter en de helling van de hanger met de verticaal varieert van 17, 5 graden tot 25 graden.
Sommige extra functies worden getoond in tabel 17.7:
iii. Verrazano Narrows Bridge (VS):
De hoogte van de brug wordt getoond in Fig. 17.26. De brug heeft dubbele decks met 6 rijbanen in elk dek. In elk dek zijn drie rijstroken met vierbaansweg met een middenmediaan van 1, 22 m en een rijwegbreedte van 11, 28 m voorzien. De span-diepteverhouding van de verstijvende truss is 177, 5 en het midden tot midden van de hoofdkabels is 31, 4 m. Sommige meer kenmerken van de brug worden getoond in Tabel 17.7.
