Boogbrug

Betekenis

Een boogbrug is één van de oudste typen vaste bruggen, waarbij de boog als hoofddraagas werkt en de lasten gelijkmatig over boog, wegdek en steunpunten verdeelt. De constructie stamt uit de tijd van de Romeinen en vroegere Chinese bouwtradities en berust op het samendrukken van elementen zodat drukkrachten via aangrenzende delen naar de steunpunten worden geleid.

Toepassing

De boogbrug komt voor als vaste overspanning in allerlei bruggenwerken en in uiteenlopende uitvoeringen.

• Overbruggen van waterlopen en valleien met een boogconstructie.
• Toepassing van het wegdek als horizontale verstijvingsligger die spatkrachten opneemt.
• Gebruik van vakwerkliggers als verstijvingsligger bij grotere overspanningen.

Aandachtspunten

• Rekening houden met spatkrachten: horizontale krachten trekken de steunpunten uit elkaar en vragen een verbindend element.
• Voorzien van een horizontale ligger of trekstang tussen booguiteinden om de boog te ontlasten.
• Bij klassieke wigconstructies zorgen gelijkmatige druk en verbinding tussen wiggen voor de stabiliteit.
• Bij grotere overspanningen kan een vakwerkligger als verstijvingsligger toegepast worden.

Werking / principe

De boog voert de belasting via normaalkrachten naar de ondergrond; deze normaalkrachten laten zich onderscheiden in:

• een verticale kracht (een trekkracht op de boog),
• een drukkracht op het steunpunt,
• een horizontale kracht, de spatkracht. De spatkrachten moeten door een tussenliggend element worden opgevangen (bijvoorbeeld het wegdek als trekstang), waardoor de stijfheid van de brug ontstaat en de boog de draagkracht van de ligger vergroot.

Typen / uitvoeringen

• Boog onder het wegdek (klassieke boogbrug), vaak uitgevoerd als een zogenaamde berg-boog om scheepvaart in het midden van het vaarwater te ontzien.
• Boog boven het wegdek, een veel toegepaste vorm waarbij de boog het wegdek overspant.
• Boog door het wegdek, waarbij de boog deels in het wegdek ligt en het wegdek zowel belasting als trekfunctie vervult.
• Natuurlijke boog: de aan vier punten opgehangen of opgetrokken vrije vorm is de natuurlijke vorm van een boog bij bepaalde steunafstanden.

Opmerkelijk is dat een dal-boog bij boog onder het wegdek zeldzaam is; zulke gevallen zijn vooral gevonden bij miniatuurbruggenleveranciers.

Materialen en uitvoeringsvormen

• Klassieke boogbruggen zijn vaak opgebouwd uit wiggen (steen) die samen de boog vormen en drukkrachten overdragen.
• Het wegdek kan dienstdoen als horizontale verstijvingsligger en trekt de booguiteinden samen.
• Voor grotere overspanningen kan een vakwerkligger als verstijvingsligger worden toegepast om voldoende trek- en stijfheidseigenschappen te garanderen.

Lastenverdeling en bruggenhoofden

In alle varianten brengt de boog de krachten over naar de bruggenhoofden (landhoofden). Afhankelijk van de plaatsing van de boog (boven, onder of door het wegdek) varieert de richting en verdeling van de normaalkrachten en de wijze waarop het wegdek als trekstang wordt benut.

Voorbeelden en bijzondere gevallen

• De duivelsbrug (Puente del Diablo) illustreert hoe een opwaartse boogwerking kan worden gecompenseerd door extra massa van op de boog opgebouwde constructies (bijvoorbeeld stenen huizen).