Ophangbrug – Van de vroegste tot de moderne ontwerpen
Ophangbrug is een type brug met kabels tussen de torens (de zogenaamde “hangkabels”) en van daaruit verticale “hangerkabels” (of hangers) die het dek vasthouden. Hangkabels zijn verankerd aan elk uiteinde van de brug en zij dragen het grootste deel van de belasting.
Hangbruggen, zoals we ze vandaag de dag kennen en waarvan de eerste moderne voorbeelden in het begin van de 19e eeuw werden gebouwd, zijn eigenlijk geëvolueerd van de “eenvoudige hangbruggen”. Deze bruggen zijn een van de oudste door de mens gemaakte typen. Ze hebben dragende kabels maar geen torens.
Eerste versies van hangbruggen werden gebouwd door Thangtong Gyalpo, Tibetaanse heilige en bruggenbouwer (onder andere) uit de 15e eeuw. Hij bouwde meer dan 58 hangbruggen met ijzeren kettingen in Tibet en Bhutan en een van zijn bruggen overleefde tot 2004, toen het werd verwoest door een overstroming. De meeste van zijn bruggen hadden kettingen als hangkabels, terwijl zijn vroege bruggen gebruik maakten van touwen van gedraaide wilgen of yakhuiden.
Het eerste ontwerp van een hangbrug dat lijkt op de moderne ontwerpen van vandaag verscheen in het boek “Machinae Novae” uit 1959 dat werd geschreven door de Venetiaanse polymath Fausto Veranzio. Hij heeft in zijn boek ook ontwerpen voor een hangbrug van hout en touw, en een hybride hang- en tuibrug met ijzeren kettingen.
De eerste hangbrug met ijzeren kettingen op het grondgebied van de Verenigde Staten was die bij Jacob’s Creek in Westmoreland County, Pennsylvania in 1801. Deze brug had als eerste alle noodzakelijke onderdelen van een moderne hangbrug en was ontworpen door James Finley die in 1808 patent kreeg op een systeem om een stijf dek aan de kabels van een brug op te hangen. Dit jaar wordt beschouwd als een begin van het tijdperk van de moderne hangbruggen. Daarna werden in Engeland twee bruggen gebouwd: Dryburgh Abbey Bridge (gebouwd in 1817) en Union Bridge (gebouwd in 1820). De eerste grote brug die gebruik maakte van de door Finley uitgevonden techniek was de brug over de Menai Straits in Wales, gebouwd door Thomas Telford en voltooid in 1826. Kabels bestaande uit vele strengen draad voor ophanging werden voor het eerst gebruikt in 1930 in plaats van kettingen door Franse ingenieurs. Al snel vond John Roebling, een Amerikaanse uitvinder, een manier om de kabels op de bouwplaats te spinnen in plaats van ze geprefabriceerd te vervoeren. Hij vond ook het stijve dekplatform uit dat verstijfd is met vakwerkspanten.
Sindsdien werden hangbruggen populair omdat ze ruimten konden overbruggen die met conventionele methoden niet overbrugd konden worden. De voordelen zijn dat ze grotere overspanningen kunnen hebben dan andere typen; het is een goedkoper brugtype (zelfs met grotere overspanningen) omdat er minder materiaal voor nodig is; tijdens de bouw is er geen toegang van onderaf nodig, dus het maakt niet veel uit wat er onder de brug ligt of hoe hoog hij is; hij is beter bestand tegen aardbevingen dan andere typen; en hij kan gemakkelijk worden aangepast om bredere voertuigen te kunnen toelaten of om extra rijbanen toe te voegen. Zoals alles heeft ook deze brug zijn nadelen: hij moet zeer stijf of aërodynamisch worden gemaakt zodat harde wind geen trillingen veroorzaakt; en hij is zeer moeilijk voor zwaar treinverkeer in vergelijking met andere brugtypes vanwege de relatief lagere stijfheid van een plaat.
Bij het vergelijken worden hangbruggen vaak vergeleken aan de hand van de lengte van hun hoofdoverspanning (langste overspanning die ze hebben). De Akashi Kaikyō-brug is sinds 1998 de hangbrug met de langste overspanning ter wereld. De hoofdoverspanning heeft een lengte van 1.991 meter en verbindt Kobe met het eiland Awaji in Japan. De op een na langste hoofdoverspanning heeft de Xihoumen-brug op de Zhoushan-archipel, de grootste eilandengroep voor de kust in China, met 1.650 meter.