Hangbruggen

Verhangbruggen in hun eenvoudigste vorm waren oorspronkelijk gemaakt van touw en hout.
Moderne hangbruggen maken gebruik van een vakwerkligger die wordt ondersteund door kabels met een hoge treksterkte.
In het begin van de negentiende eeuw gebruikten hangbruggen ijzeren kettingen als kabels. De kabels met grote treksterkte die in de meeste moderne hangbruggen worden gebruikt, werden aan het eind van de negentiende eeuw geïntroduceerd.
Heden ten dage zijn de kabels gemaakt van duizenden afzonderlijke staaldraden die strak met elkaar zijn verbonden. Staal, dat zeer sterk is onder spanning, is een ideaal materiaal voor kabels; een enkele staaldraad, slechts 0,1 inch dik, kan meer dan een halve ton dragen zonder te breken. icht en sterk, hangbruggen kunnen afstanden overbruggen van 2.000 tot 7.000 voet, veel langer dan enige andere soort brug. Ze zijn ideaal om drukke waterwegen te overbruggen.
Bij elk bruggenproject komt de keuze van materiaal en vorm meestal neer op de kosten.
Verhangbruggen zijn meestal het duurst om te bouwen. Een hangbrug hangt de rijweg op aan enorme hoofdkabels, die van het ene uiteinde van de brug naar het andere lopen. Deze kabels rusten boven op hoge torens en moeten aan beide uiteinden van de brug stevig in de oever worden verankerd.
De torens maken het mogelijk de hoofdkabels over lange afstanden te trekken. Het grootste deel van het gewicht of de belasting van de brug wordt door de kabels overgebracht op de verankeringssystemen. Deze zijn ingebed in ofwel massief gesteente ofwel enorme betonblokken. Binnen de verankeringen zijn de kabels over een groot gebied verspreid om de belasting gelijkmatig te verdelen en te voorkomen dat de kabels losraken.

Een afbeelding van de Golden Gate Bridge in San Fancisco.

De Humberbrug in Engeland heeft momenteel ’s werelds langste middenoverspanning van 4,624 voet

Het onderstaande diagram toont de spanning in de kabels van een hangbrug. Deze kabels zijn bestand tegen spanning, maar bieden geen weerstand tegen samendrukken. Dit soort bruggen werkt op een heel andere manier dan de boogbrug.

Nieuwe Tacoma Narrows Bridge

Structurele mislukking Sommige bruggen hebben in het verleden te lijden gehad van structurele mislukking. Dit kan een combinatie zijn van een slecht ontwerp en zware weersomstandigheden. Toen de Tacoma Narrows Bridge in 1940 werd geopend, was het de op twee na langste hangbrug ter wereld. Later werd hij bekend als “Galloping Gertie”, vanwege het feit dat hij niet alleen van links naar rechts bewoog, maar ook op en neer bewoog in de wind. Er werden pogingen ondernomen om de constructie te stabiliseren met kabels en hydraulische buffers, maar deze hadden geen succes. Op 7 november 1940, slechts vier maanden na de bouw, stortte de brug in bij een windkracht van 42 mijl per uur. De brug was ontworpen om windvlagen tot 120 mijl per uur te weerstaan. Sommige deskundigen wijten de instorting van de brug aan een verschijnsel dat resonantie wordt genoemd. Wanneer een lichaam op zijn natuurlijke frequentie trilt, kan het versplinteren. Resonantie is dezelfde kracht die een glas kan versplinteren wanneer het wordt blootgesteld aan de trillingen van de stem van een operazanger. Alle nieuwe bruggen moeten tegenwoordig eerst in een windtunnel worden getest voordat ze worden gebouwd. De Tacoma Narrows brug werd in 1949 herbouwd.

Opdracht
De vier vormen hieronder zijn eenvoudige raamwerken met penverbindingen die bij belasting zullen instorten. Teken de vormen opnieuw, maar voeg een paar extra dwarsbalken toe om te voorkomen dat de raamwerken onder belasting vervormen.

Oplossingen voor Pin Frameworks