aquaducten

Aquaducten 

Een aquaduct is een brug voor een waterloop of waterleiding, waarbij andere verkeersstromen onder het water door worden geleid.

Ontstaan aquaducten in Rome

Aan het begin van de derde eeuw had Rome elf grote aquaducten. De eerste, de Aqua Appia, was ruim 16 kilometer lang. Dit aquaduct werd in 312 v.Chr. gebouwd en liep bijna helemaal ondergronds. De Aqua Claudia, die gedeeltelijk bewaard is gebleven, had een lengte van zo’n 70 kilometer met bijna 10 kilometer aan bogen. Een aantal daarvan was ruim 27 meter hoog

        Waarom waren er aquaducten nodig?

In de oudheid werden steden meestal gebouwd op plaatsen waar veel water was en dat gold ook voor Rome. Aanvankelijk leverden de Tiber en de bronnen in de buurt voldoende water voor de stad. Maar vanaf de vierde eeuw v.Chr. nam het aantal inwoners van Rome snel toe en daarmee ook de vraag naar water.

De aquaducten in en rond Rome

De totale lengte van de aquaducten voor de stad Rome wordt geschat tussen 420 en 500 km. Toch liep slechts 47 km hiervan bovengronds: de meeste Romeinse aquaducten lagen onder de grond. Deze ondergrondse bouw hielp om het water vrij van ziekte te houden (lijken van dode dieren mogen niet in het aquaduct terechtkomen en kunnen daar zo geen epidemieën veroorzaken) en hielp de aquaducten tevens tegen vijandelijke aanvallen beschermen. Bovendien bleef het water in de grond lekker fris. Het langste Romeinse aquaduct was dat van Constantinopel. Het op één na langste, het Zaghouan Aquaduct, is waarschijnlijk 92,5 km lang. Het werd gebouwd in de 2e eeuw om Carthago (in het huidige Tunesië) te voorzien van voldoende drinkwater. Carthago lag op dat moment immers in een zeer droog en  woestijnachtig gebied.

hangbrug

                                                              Hangbrug

Een hangbrug is een brug die is opgebouwd uit twee (soms één) hoge pijlers of pylonen waartussen een dikke kabel gespannen is. Aan deze dikke kabel worden enkele dunnere kabels gehangen om de weg te dragen en horizontaal te houden.

Enkele bekende hangbruggen zijn:

1. Golden Gate-brug in San Francisco
2. Grote Beltbrug in Denemarken
3. Brooklyn Bridge in New York
4. Akashi-Kaikyo-brug bij Kobe in Japan (in 2006 de grootste overspanning ter wereld met 1991 meter)
5. Ambassadorbrug tussen Detroit en Windsor, de drukste internationale grensovergang in Noord-Amerika
6. De Rijnbrug bij Emmerik in Duitsland is de langste hangbrug van Duitsland.
7. Tsing Ma Brug in Hongkong verbindt Launtau eiland met het vasteland.

Een hangbrug moet niet worden verward met een tuibrug of een zweefbrug!

Eigenschappen van de hangbrug in vergelijking met de pyloonbrug

De hangbrug lijkt op de pyloonbrug, aan de einden verankerd en aan de hooggelegen punten van de omgeving vast gemaakt, met name rotsen van omgevende bergen. Mits er inderdaad omringende bergen zijn, is dit type erg eenvoudig, omdat de grootste nadelen van de pyloonbrug dan niet aan de orde zijn, namelijk de hoge en dure pylonen en hun fundering. Uiteraard zijn er sterke ankers nodig om de draagkabels aan de rosten vast te zetten.

De brug is qua constructie en materiaal vrijwel gelijk aan de pyloonbrug. Ook hier kan het beste gebruik worden gemaakt van staalkabels en een houten wegdek. Staal is zeer trekbestendig en daarom geschikt voor de kabels. De trekkracht op de kabels wordt overgebracht naar de rotsen waar de kabels aan bevestigd zijn. Gevaarlijk is wel dat moeilijk te controleren valt wat die rotsen kunnen dragen en wat de invloeden zijn van bijvoorbeeld extreme hitte.

De hangbrug is geschikt voor middelgrote tot grote overspanningen, vanaf 30 meter.

Dit type is gemakkelijk ter plaatse te bouwen. Nog gemakkelijker dan de pyloonbrug, omdat er geen rekening gehouden hoeft te worden met funderingen voor pylonen en de pylonen zelf.

Vakwerkbrug

                                                             
                                                                Vakwerkbrug

Een vakwerkbrug is een type brug bij middelgrote overspanningen. De brug ontleent zijn dragend vermogen aan een vakwerk, een in het algemeen stalen constructie aan beide zijden van het brugdek, die is opgebouwd uit driehoekige delen. Driehoeken zijn vormvast, en bieden de constructie daardoor de benodigde stevigheid.

  Wat is vakwerk?

De brug ontleent zijn dragend vermogen aan een vakwerk. Vakwerk is opgebouwd uit driehoeken en zijn in theorie onvervormbaar (vormvast). Doordat driehoeken vormvast zijn, ofwel star, worden de krachten gestabiliseerd. Door de driehoek juist te plaatsen worden de krachten in de goede richting geleid, als het ware langs het materiaal. Op deze manier worden in het materiaal alleen trek- en drukkrachten opgenomen, buiging gaat niet omdat het een driehoeksconstructie betreft. Deze trek- en drukkrachten komen uit op de knooppunten.

             Voor wat worden ze gebruikt?

Op deze manier worden in het materiaal alleen trek- en drukkrachten opgenomen, buiging gaat niet omdat het een driehoeksconstructie betreft. Deze trek- en drukkrachten komen uit op de knooppunten.Het gewicht van de brug wordt via betonnen pijlers afgevoerd naar de fundering. Beton kan de drukkrachten van de brug goed hebben.Vakwerkbruggen zijn stevig en stabiel, maar vaak ook erg massief. Vakwerkconstructies worden vaak gebruikt voor spoorwegen.


                                         Makkelijk te maken?


Het gewicht van de brug wordt via betonnen pijlers afgevoerd naar de fundering. Beton kan de drukkrachten van de brug goed hebben.
Vakwerkbruggen zijn stevig en stabiel, maar vaak ook erg massief. Vakwerkconstructies worden vaak gebruikt voor spoorwegen. Voor grote overspanningen met vakwerkbruggen zijn er veel pijlers nodig om het gewicht te dragen. Dit is vaak niet handig als er veel vaarverkeer is of als er een grote diepte overbrugd moet worden.
Om een vakwerkconstructie te bouwen zijn grote machines nodig.
Soms wordt de vakwerkconstructie ook wel onder het rijdek uitgevoerd, in plaats van erboven. Het voordeel hiervan is dat het wegdek een stuk hoger te liggen komt dan wanneer men het andersom bouwt. Dit kan voordeliger zijn.

Tuibrug

Tuibrug

Een tuibrug is een veel voorkomend type brug bij middelgrote tot grote overspanningen. Een mooie tuibrug is gebouwd in Rotterdam, de Erasmusbrug. Dit type brug kenmerkt zich door een rijdek (weg of spoorlijn) dat is opgehangen aan dikke kabels (de tuien). De kabels zijn rechtstreeks bevestigd aan de pylonen, en dus niet aan een grote kabel die tussen de pylonen is gespannen zoals bij de hang- en pyloon brug. In de tuien heerst trekkracht. De pylonen voeren het gewicht van de brug af naar de fundering; in de pylonen is dus sprake van drukkracht.

                                   Waneer is de tuibrug onstaan?

Een vrij nieuw type brug is de tuibrug. Deze brug,  die na de 2e wereldoorlog werd ontwikkeld, is een variatie op de hangbrug maar is ook geschikt voor wat 'zachtere' bodems zoals in Nederland. De architect en ingenieur Santiago Calatrava is momenteel onovertroffen in zijn vernieuwende ontwerpen van deze bruggen.

                Waneer worden tuibruggen toegepast?

Tuibruggen worden in het algemeen toegepast bij wat grotere overspanningen. Bij kleine overspanningen zijn andere typen, zoals liggerbruggen of plaatbruggen vaak efficiënter.

                       Wat zijn de voordelen van een tuibrug?

Een voordeel van het gebruik van een tuibrug boven een ligger- of plaatbrug is dat de dikte van het dek beperkter is, omdat het dek op zeer veel punten door de tuien gedragen wordt. Dit bespaart materiaal. Bovendien liggen er bij een tuibrug geen steunpunten midden in de overspanning, waardoor bijvoorbeeld vaarverkeer onder de brug niet belemmerd wordt.

                                                 Makkelijk te bouwen?

Een tuibrug is relatief moeilijk te bouwen in achtergestelde omstandigheden. Er moet op een grote hoogte gewerkt worden en er moet precies berekend worden op welke hoogte de tuien het beste bevestigd kunnen worden. Bovendien moet er een flink tegengewicht aan de pylonen worden bevestigd. De bevestigingspunten van de tuien aan de pylonen moeten van zeer goede kwaliteit zijn, en ook de pylonen moeten geschikt zijn voor deze vorm van bevestiging. In vergelijking met een pyloonbrug is dit onhandig. Deze brug is zonder moderne hulpmiddelen erg lastig te bouwen.