Springen naar inhoud

Uitzetting bruggen..


  • Log in om te kunnen reageren

#1

ttess

    ttess


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 augustus 2013 - 15:12

Met betrekking tot het uitzetten bepaalde bruggen in de zomer worstel ik met een aantal vragen waar ik niet uit kom. Wellicht dat iemand hier me helderheid kan verschaffen.

Het gaat om het volgende, uitzetting van metaal wordt uitgerekend aan de hand van het temperatuurverschil. De temperatuur zelf doet niet mee in de berekening.

Is het zo dat metaal evenveel uitzet bij het verschil tussen -10 en +20 graden als bij +10 en + 40 graden Celsius? If so, is een metaal bij -10 graden korter dan bij + 10 graden?

Ik kan het ook anders stellen; als de temperatuur nu heel geleidelijk oploopt wordt een brug dan ook geleidelijk aan langer? Indien dit het geval is waarom doet dan de temperatuur zelf niet mee in de berekening?

Indien het uitsluitend om het temperatuursverschil gaat, dan zou je theoretisch de uitzetting tegen kunnen gaan door bijvoorbeeld 's nachts de brug warm te houden waardoor het teperatuursverschil beperkt blijft. (ik weet 't, praktisch niet handig, maar dit voorbeeld is bedoeld om het goed te begrijpen).

Ik wacht jullie reacties met spanning af.
Alvast dank

Tess

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 15 augustus 2013 - 15:32

De temperatuur telt wel degelijk mee. Zo'n berekening begint altijd met een beginlengte bij een begintemperatuur.
De grootte van de uitzetting is inderdaad vrijwel gelijk, of je nou rekent van -10 naar +20 of van +10 naar +40.
Theoretisch is het niet helemaal gelijk, maar voor berekeningen bij normaal in de buitenlucht optredende temperaturen is het verschil verwaarloosbaar.

#3

ttess

    ttess


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 augustus 2013 - 16:15

Ok, waarom vind ik dan geen begin- en geen eindtemperatuur in de berekening?
En wat gebeurt er dan bij geleidelijke opwarming?

Tess

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44844 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 augustus 2013 - 17:03

Ok, waarom vind ik dan geen begin- en geen eindtemperatuur in de berekening?

temperatuurverschil = eindtemperatuur - begintemperatuur

En wat gebeurt er dan bij geleidelijke opwarming?

Je wou zeggen dat het net als in samengestelde-interest-berekeningen een verschil maakt of je 12% rente per jaar krijgt, of 12 x 1% per maand? Zoals Klazon al zegt

Theoretisch is het niet helemaal gelijk, maar voor berekeningen bij normaal in de buitenlucht optredende temperaturen is het verschil verwaarloosbaar.

We kunnen niet alles tot op 7 cijfers achter de komma berekenen, en dat hoeft vaak ook niet. Verder, de uitzettingscoëfficiënten uit tabellenboeken zijn ook maar empirische (dwz proefondervindelijk vastgestelde) waarden (die per tabellenboek ook nog wel eens willen verschillen). Theoretisch geldt in elk geval voor elke graad naar elke volgende graad een (minimaal) verschillende coëfficiënt. Niet zelden vind je dit soort gegevens dan ook weergegeven in grafieken. Maar binnen een bepaald temperatuurbereik werk je dan voor praktische zaken met een gemiddelde waarde uit dat bereik, en voordat je dan definitief gaat bouwen zet je daar nog een veiligheidsmarge bovenop. Dus het komt niet op een half procentje meer of minder.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

ttess

    ttess


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 augustus 2013 - 18:11

Ik ga toch proberen om mijn vraag duidelijk te maken;
Het temperatuurverschil komt uit het verschil tussen eind- en begintemperatuur rollen, dat begrijp ik. Alleen maakt het niet uit over welke begin- en welke eindtemperatuur we het hebben, het verschil in temperatuur, daar draait het om.

Met mijn vraag over geleidelijke opwarming wil ik niets zeggen, uitsluitend iets vragen. Wat gebeurt er als de temperatuur geleidelijk aan, iedere dag een beetje oploopt. Wordt de brug dan langer?

Ik kan de vraag ook nog anders stellen; iemand zei tegen mij: "het is afgelopen nacht ook warm geweest, vandaag wordt ook nog eens warm, dus de brug zal behoorlijk uit gaan zetten". Maar juist dan wordt het temperatuurverschil immers kleiner, dus zou er theoretisch minder uitzetting plaats vinden.

Lineaire uitzettingscoëfficiënt[bewerken]

Geplaatste afbeelding

of bij constante uitzettingscoëfficiënt Geplaatste afbeelding
Geplaatste afbeelding = lineaire uitzettingscoëfficiënt [K-1] Geplaatste afbeelding = lengte verschil [m] Geplaatste afbeelding = aanvangslengte [m] Geplaatste afbeelding = temperatuursverschil [K]

#6

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 15 augustus 2013 - 18:41

Als de temperatuur oploopt, dan wordt de brug langer. Maakt niet uit of dat geleidelijk gebeurt, of plotseling.
Stel dat de brug 10 meter is bj 20 graden. Dan zal hij bij 30 graden b.v. 10,001 meter lang zijn,bij 40 graden 10,002 meter, enz.

En dan gaat het niet om de luchttemperatuur, maar om de temperatuur van de brug zelf. En die kan op een zonnige dag behoorlijk hoger zijn dan de luchttemperatuur, omdat het zwarte wegdek veel warmte opneemt.

#7

ttess

    ttess


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 16 augustus 2013 - 08:37

Klazon, dank. Dat laatste weet ik maar al te goed, soms kun je je hand er niet eens op leggen, zo heet is het dek dan geworden.

Het is me duidelijk, het draait uiteindelijk dus om de temperatuur van de brug. 's Winters is de brug korter, delta T om verdere uitzetting te bepalen.

Dit zou dus ook inhouden dat bij het vervaardigen va een brug rekening gehouden wordt met de werktemperatuur (als de brug in een ander continent geplaatst wordt). Correct?

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44844 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 augustus 2013 - 09:18

Ik kan de vraag ook nog anders stellen; iemand zei tegen mij: "het is afgelopen nacht ook warm geweest, vandaag wordt ook nog eens warm, dus de brug zal behoorlijk uit gaan zetten".

deze uitspraak is dan ook onjuist; als de brug al warm is IS ze al uitgezet (t.o.v. een standaard-begintemperatuur) en zal ze dus bij opwarming tot bijv 60°C in het zonnetje juist minder (extra) uitzetten dan wanneer het die nacht nog een nachtvorstje gedaan zou hebben. M.a.w., je begintemperatuur is weliswaar hoger (en dus ΔT en dus ook ΔL kleiner), maar je beginlengte is ook hoger.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#9

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 16 augustus 2013 - 10:53

Dit zou dus ook inhouden dat bij het vervaardigen va een brug rekening gehouden wordt met de werktemperatuur (als de brug in een ander continent geplaatst wordt). Correct?

Bij het ontwerpen een bouwen van een brug wordt altijd rekening gehouden met de uitzetting. Een brug past dan ook altijd met enige speling tussen de landhoofden, en naarmate het warmer wordt wordt de speling kleiner. Soms zo klein dat de brug klem komt te zitten. En dan wordt de brandweer er bij geroepen om te koelen.
In Middelburg is een brug eens een nacht uit bedrijf geweest om er een paar millimeter af te slijpen. De brandweer was al een paar dagen achter elkaar uitgerukt, en had aangegeven dat ze daar niet mee bleven doorgaan.

#10

Anton_v_U

    Anton_v_U


  • >1k berichten
  • 1620 berichten
  • Validating

Geplaatst op 18 augustus 2013 - 13:06

Toevallig las ik vandaag in de nieuwe editie van systematische natuurkunde voor 4VWO een opgave over het viaduct bij Milau http://nl.wikipedia....duct_van_Millau

Het lengteverschil tussen -35 en 45oC is 2,2m. De bovengrens van 45oC is misschien een beetje krap gekozen. De tijd zal het leren (in Griekenland heb ik 43oC meegemaakt, dat komt daar al akelig dichtbij)

#11

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44844 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 18 augustus 2013 - 18:17

Het lengteverschil tussen -35 en 45oC is 2,2m. De bovengrens van 45oC is misschien een beetje krap gekozen.

Die 45°C is uiteraard de omgevingstemperatuur, het wegdek zal dan nog wel enkele tientallen graden warmer worden. In het uitzonderlijke geval dat dat een keer dreigt neem ik aan dat de situatie met sproeiwagens o.i.d. wel een paar uur overleefbaar gemaakt kan worden??
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#12

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 18 augustus 2013 - 22:04

Die 45oC is volgens mij de temperatuur van de brug.
Bij een lengte van 2460 m, een uitzettingscoëfficiënt van 12*10-6 en een temperatuurtraject van 80K kom ik op een lengteverandering van 2,36 m. Dat is ongeveer hetzelfde als de 2,2 m in het wiki artikel.

#13

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3043 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 augustus 2013 - 09:25

Hoe lost de natuur dit op bij een lange weg op een hete zomerdag? Ontstaan er boven een bepaalde temperatuur ribbels, de ribbels die de luchtspiegeling laat zien?

Luchtspiegeling.jpg

#14

king nero

    king nero


  • >250 berichten
  • 934 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 19 augustus 2013 - 09:49

Wanneer de constraints groot genoeg zijn, zoals in bovenstaande foto het geval is, worden de spanningen intern opgenomen en blijft de uitzetting nagenoeg 0 in langsrichting.
Bij opwarming wordt het asfalt ook weker, en kan het gemakkelijke vervormen (ten gevolge van de interne drukspanningen). Bij betonplaten zie je ook de typische bitumen uitzettingsvoegen elke +/- 8-10m aangezien dit niet kan vervormen.

Die ribbels kunnen een begin zijn van uitzetting naar boven toe, maar dat heb je ook boven de (vlakke) klep van een auto als-ie warm staat, dus dat kan evengoed een optische anomalie zijn. Da's een vraagje voor de kenners...

En als het te warm wordt, en (in België toch) de kwaliteit van het asfalt evenredig is met de prijs (lang leve het systeem van openbare aanbestedingen), wordt alles kapotgereden. Dan heb je dat probleem ook al niet meer...

#15

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 augustus 2013 - 09:57

Een asfaltweg wordt heet aangelegd, dat is al een voordeel. Bij het afkoelen ontstaan er minuscule krimpscheurtjes die op een hete zomerdag ruimte geven voor uitzetting.
Op den duur slibben die scheurtjes dicht, en dan verdwijnt de ruimte. Er ontstaan dan grote drukkrachten die kunnen resulteren in ribbels. Maar doordat de asfaltlaag vrij dik is kan hij weerstand bieden tegen de ribbelvorming.

Fietspaden worden met veel dunner asfalt aangelegd, en daar vormen zich veel makkelijker ribbels. Ik heb asfalt fietspaden meegemaakt die twee jaar na aanleg veranderd waren in wasborden. Wegbeheerders zouden zich veel onderhoudskosten kunnen besparen als ze bij de aanleg van een fietspad niet te veel op de kosten beknibbelen. Dit laatste is een persoonlijke verzuchting van een fervente fietser die zich regelmatig ergert aan slecht aangelegde fietspaden.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures