How to Design a Bridge – Steps in Bridge Designing
Bridge Designing Video Tutorials
How to design Small Dams
Om een brug te kunnen ontwerpen moet de ontwerper eerst veel bruggen hebben gezien en bestudeerd in de loop van een lang leerproces. Hij moet weten welk type ligger geschikt kan zijn in de beschikbare omstandigheden, hetzij een liggerbrug een boogbrug of een hangbrug. Hij moet ook de invloed van de funderingsomstandigheden op de keuze van de overspanningen en de constructiesystemen kennen. De brugontwerper moet dus niet alleen een geleerd iemand zijn, maar ook een ervaren iemand. Op gunstige ogenblikken kan een intuïtieve flits een nieuwe oplossing aandragen, die de taak beter vervult dan bekende conventionele oplossingen (intuïtie, creativiteit die tot innovaties leidt).
Download en bekijk Megastructures Videos
Gegevens die nodig zijn voor het ontwerpen van een brug:
- Een plattegrond van het terrein waarop alle te overbruggen obstakels zijn aangegeven, zoals rivieren, straten, wegen of spoorwegen, de hoogtelijnen van valleien en het gewenste tracé van de nieuwe verkeersweg.
- Langsdoorsnede van de grond langs de as van de geplande brug met de voorwaarden voor vrije ruimten of vereiste vloedbreedten. Gewenst verticaal alignement van het nieuwe tracé.
- Geëiste breedte van de brug, breedte van rijstroken, middenberm, loopbruggen, vangrails enz.
- Bodemgesteldheid voor funderingen, resultaten van boringen met een rapport over de geologische situatie en grondmechanische gegevens. De moeilijkheidsgraad van funderingswerkzaamheden heeft een aanzienlijke invloed op de keuze van het constructiesysteem en op de economische overspanningslengte.
- Lokale omstandigheden zoals toegankelijkheid voor het transport van materieel, materialen en constructiedelen. Welke materialen zijn beschikbaar en economisch in dat deel van het land? Is er water of elektriciteit bij de hand? Kan een hoge standaard van technologie worden gebruikt of moet de brug worden gebouwd met primitieve methoden en een klein aantal geschoolde arbeiders?
- Weer en milieu-omstandigheden, overstromingen, hoog en laag water, perioden van droogte, het bereik van de temperaturen, en de lengte van de vorst periodes.
- Topografie van de omgeving – open land, vlak of bergachtig land, schilderachtig land. Stad met kleine oude huizen of stad met hoogbouw. De schaal van de omgeving heeft invloed op het ontwerp.
- Milieueisen ten aanzien van esthetische kwaliteit. Bruggen in steden die de stedelijke omgeving beïnvloeden en die vaak van dichtbij worden gezien – vooral voetgangersbruggen – moeten delicater worden vormgegeven en behandeld dan bruggen in open land. Is bescherming van voetgangers tegen sproeien en lawaai nodig? Is bescherming tegen lawaai nodig voor huizen in de buurt van de brug?
De ontwerper zou de plaats van de brug en de omgeving moeten bezoeken.
Ruw schetsontwerp van de brug:
Wanneer de ingenieur er zeker van is dat een ontwerp-idee in zijn hoofd is opgekomen, moet hij een potlood en een schaal pakken en met behulp van het op school geleerde schetsen beginnen met het schetsen van de waarschijnlijke wegrichting, de ligger-diepte (Voor liggerbrug) de pijlers, de landhoofden en de onderrand van de ligger wordt getekend.
Voor een zwaar gefinancierd project verdient een hoge slankheidsverhouding de voorkeur. Als de doorslaggevende factor de kosten zijn, kan de slankheidsverhouding worden verlaagd. Analyseer de schets kritisch op de verhouding tussen de overspanningen, de vrije ruimte onder de ligger, de bodemgesteldheid rond de pijlers en de landhoofden, de aanpassing van de pijlers aan de omgeving, het aantal pijlers en op de kromming van het verticale alignement. Na de kritische analyse kunnen meer dan één schetsen volgen met wijzigingen in het ontwerp en de ondersteunende omstandigheden. Werk de alternatieven uit, overleg met collega’s, architecten-adviseurs en de opdrachtgever om een definitieve schets te maken.
Nu pas moet met berekeningen worden begonnen, en in de eerste plaats met eenvoudige en ruwe benaderingen om na te gaan of de aangenomen afmetingen voldoende zullen zijn en of de benodigde doorsneden van wapeningsstaal of van voorspankabels voldoende ruimte zullen laten, om het beton zonder problemen te kunnen storten en verdichten. Vervolgens kunnen met behulp van computerprogramma’s enkele berekeningen worden gemaakt, waarbij verschillende dieptes of andere variabelen worden gebruikt om de meest economische afmetingen te vinden; deze moeten echter alleen worden gekozen indien geen andere essentiële eisen, zoals esthetiek, lengte van de opritten, hellingen enz. in het geding zijn.
Heeft de ontwerper of het ontwerpteam eenmaal zijn keuze gemaakt, dan kunnen de principiële ontwerptekeningen met alle afmetingen en toelichtingen ter goedkeuring van de autoriteiten worden opgesteld. Aangezien de kaart alleen niet voldoende is om de lokaliteit en de gevolgen voor de omgeving en het aanzicht duidelijk weer te geven, kan een maquette of enkele goed geschoten foto’s de burgers, opdrachtgever en critici helpen zich het bestaan van de brug te realiseren.
Het afronden van het brugontwerp:
Na de goedkeuring van het ontwerp kan het definitieve ontwerpwerk beginnen met rigoureuze berekeningen van krachten, spanningen enz. voor allerlei belastingen of aanslagen en vervolgens moet de structurele detaillering worden gedaan. Ook de steigers en de uitrusting die nodig zullen zijn voor de bouw van het specifieke type brug, moeten worden uitgewerkt. Talloze tekeningen en tabellen met duizenden getallen en cijfers voor alle afmetingen, maten en niveaus moeten worden gemaakt met specificaties voor de vereiste soort en kwaliteit van de bouwmaterialen. Deze fase vergt het meeste werk van de bruggenbouwer en vergt veel kennis en kunde.
De fase van het conceptuele en esthetische ontwerp vergt verhoudingsgewijs weinig tijd, maar is doorslaggevend voor de expressieve kwaliteit van het werk.
Bridge Design Leergang Inhoud
Inleiding
- Bridge Geschiedenis
- Definitie
Types van bruggen
- Straal/Arch
- Truss
- Suspension
- Cable Stayed
Statical Systems of Bridges
- How bridge works
- Load Transfer in Balkbruggen
- Lastoverdracht in Boog- en vakwerkbruggen
- Lastoverdracht voor hang- en tuibruggen
- Lastoverdracht voor cantliverbruggen
Brugelementen
- Basiselementen van de brug
- Typen overspanningen
- Superstructuur vs. substructuur
- Substructuur deel 1: Pier
- Onderbouw deel 2 – landhoofden
- Brug Bovenbouw
Ontwerpmethodologie van bruggen
- Belangrijkste ontwerpmethoden
- Belastingsweerstand
- ASD , LFD , LRFD methoden
Ontwerpbelastingen van bruggen
- Verschillende belastingen die op de brug inwerken
- DEAD LOADS
- LIVE LOADS
- LIVE LOAD CALCULATION , INVLOEDLIJN
- Gelaste voetgangers en dynamische toeslagfactor
- Meervoudige aanwezigheidsfactor
- Verdeling LL over de liggers
- wind- en aardbevingsbelastingen
- LRFD Uitleg belastingscombinatie