Bruggen, viaducten. en tunnels. steeds slimmer bouwen

Transcriptie

1 Bruggen, viaducten Middenbouw steeds slimmer bouwen en tunnels Mensen reizen het liefst in een rechte lijn. Maar wat doe je als een weg niet rechtdoor kan? Bijvoorbeeld omdat er een rivier ligt, een spoorlijn of een andere weg? Dan bouw je een brug. Dat deden mensen heel lang geleden al. Later bouwden ze viaducten en tunnels. Allemaal bouwkundige meesterwerken van staal, beton, hout, touw, kunststoffen en in de toekomst zelfs van vezels. Elke keer is er wel weer iemand die bedenkt: hoe kan ik nog slimmer, goedkoper, makkelijker of steviger bouwen? Foto boogbrug: Jeroen Beelen foto open bouwput: Spoorzone Delft 15

2 vroeger Afbeelding via livius.org Foto: Jeroen Beelen Houten brug Al in de prehistorie maakten mensen een weg door moeras met houten paden. Ze legden planken op de modderige grond, met dwarsbalken van hout er overheen. Ongeveer 50 jaar voor Christus tot Ongeveer Boogbrug De Romeinen ontdekten dat je stenen in een boog kunt stapelen. Bruggen konden hierdoor steviger en groter worden gemaakt. Prehistorie Tot 4000 jaar voor Christus HEEL LANG GELEDEN 2000 voor Christus 500 jaar na Christus 1000 voor Christus Romeinse tijd na Christus opdracht 1 Bouw een boogbrug DOE A Met 2 lege sappakken en stevig papier kun je een boogbrug bouwen. De sappakken zijn de kades voor de brug. Het papier is de brug zelf. Bouw eerst een brug met twee sappakken en één vel papier. Is dit stevig genoeg voor een speelgoedauto? b Maak onder het brugdek een boog van een tweede vel papier. Houdt je brug het autootje nu? c Hoe wordt je boogbrug nog steviger? Denk aan een extra boog of dikker papier. d Wordt je brug steviger als je de sappakken met water vult? 16

3 Foto michiel72 Foto via buitenwatersloot-delft.nl Foto: Lightweight Structures BV vroeger Stalen brug Na 1845 gebruikten mensen staal om te bouwen. Een mooi voorbeeld is de Lepelbrug bij de Gistfabriek in Delft. Gewapend beton Beton is van zichzelf niet sterk. Pas toen mensen beton sterker maakten ( wapenden ) met ijzer, werd het goed bouwmateriaal. Het spoorwegviaduct van Delft werd met gewapend beton gebouwd. Kunststof brug De Stanislasbrug in Delft is van composiet. Composiet is een kunststof dat sterk gemaakt is met vezels. Het is lichter dan beton, je kunt er sneller mee bouwen, je hoeft het bijna niet te onderhouden en het is milieuvriendelijk LANG GELEDEN NU opdracht 2 Telkens anders Kijk nog eens goed naar alle bruggen op deze pagina s. Worden bruggen nu anders gebouwd dan vroeger? Wat is er anders? Waarom verandert de manier waarop we bouwen steeds? Bouwen in de Spoorzone door de jaren heen (NU) Delft kreeg een spoorbaan. De trein reed op de grond langs de gracht. Spoorrails worden gemaakt van staal. Een lange verkeersbrug over een andere weg heet een viaduct. In Delft kwam een heel lange brug voor treinen: het spoorwegviaduct. Het werd gebouwd met gewapend beton. Het spoorwegviaduct moet weg. Het is te smal geworden voor het drukke treinverkeer. DENK PRAAT 17

4 vroeger opdracht 3 Viaducten bouwen en testen A Bouw een viaduct van allerlei materialen. Bijvoorbeeld van satéprikkers en marshmallows. b Je kunt ook andere bouwmaterialen kiezen: (eier)dozen, bamboe en elastiekjes, piepschuim, knijpers en karton. Probeer je viaduct zo stevig mogelijk te maken. c Is je viaduct klaar? Test hem dan met een speelgoedauto. Welk viaduct is het sterkst? Van spoorlijn naar spoorwegviaduct De Delftse stedenbouwers Van Embden en Froger schreven in 1951 een nieuw plan voor de stad. Het was in die tijd modern om verschillende soorten verkeer te scheiden. De mensen vonden het plan een grote verbetering. Het spoorwegviaduct zou zorgen dat verkeer elkaar niet meer in de weg zou zitten. In 1965 maakte de oude stadsgracht plaats voor een brede asfaltweg: de Phoenixstraat. Daarnaast kwam het spoorwegviaduct. Ook een beetje jammer De oplossing met het spoorwegviaduct had ook nadelen. De trein die over het viaduct reed maakte elke keer veel lawaai. Onder het viaduct stonden steeds meer auto s geparkeerd. Zo werd het westen van Delft steeds meer afgescheiden van de binnenstad. Wat mensen ook jammer vonden: dat zo n mooie oude gracht plaats had moeten maken voor een weg. 18

5 DENK DOE opdracht 4 vroeger Waar is? Op deze oude foto is heel veel te zien. A Waar zie jij: Drie jongens van wie er één over een hekje hangt? Waar kijken ze naar? Een mevrouw die zich over een kinderwagen buigt? b Waarom is het zo druk op de weg? c Hou oud is deze foto? d Hoe hoog mag een auto maximaal zijn om onder het viaduct te passen? e Het viaduct is nog niet af. Waar zie je dat aan? f Wat moet het viaduct oplossen? Foto: Erfgoed Delft, Archief collectie Beeld en Geluid - Foto Talens Delft 19

6 nu Tunnel is het beste Als je rechtdoor wilt, maar er zit een weg of water in de weg, kun je er overheen bouwen. Dan heb je een brug of een viaduct. Maar je kunt er ook onderdoor bouwen: met een tunnel. Als Delft een spoortunnel heeft, kan het spoorwegviaduct weg. Auto s kunnen onder de grond parkeren. De trein rijdt langs Delft zonder dat we hem kunnen zien of horen. Zelfs de gracht kan misschien wel terugkomen. Wat zal Delft er dan weer mooi uitzien! Maar voor het zover is moet er nog veel gebeuren. Pas als jij (bijna) volwassen bent, is alles klaar. 5 opdracht Wat is het probleem? DENK DOE Een tunnel bouwen dwars door een oude stad hoe moeilijk is dat? Probeer te bedenken welke problemen bij zo n bouwproject kunnen ontstaan. A Maak geen woordspin maar een problemenspin: schrijf in elk van de vakjes een probleem dat bij het bouwen van een tunnel door Delft kan ontstaan. b Kies één probleem uit je spin en bedenk hiervoor een goede oplossing. c Werk je oplossing uit in een verhaaltje of een tekening. probleem probleem Foto: Spoorzone Delft probleem probleem 20

7 Hoe bouw je het beste een tunnel in Delft? nu Afzinken Als een weg een waterweg kruist, is afzinken een handige manier om een tunnel te bouwen. De tunnel wordt ergens anders gemaakt. De tunneldelen vaar je naar de juiste plek en dan laat je ze rustig zakken tot de bodem. Foto: Gé Dubbelman Boren Met een tunnelboormachine kun je een tunnel onder de grond boren. Zoals een mol een tunnel graaft. Is dit iets voor Delft? Het zou kunnen, maar de gemeente durfde niet zo vlak langs de historische binnenstad te laten boren. Een tunnelboor is ook heel duur. Open bouwput Maak een waterdichte bouwput en houd de bovenkant open. Leg daarin de tunnel aan. Als de tunnel helemaal klaar is, dek je de bouwput netjes af. Foto: Vincent Basler via Spoorzone Delft Is dit iets voor Delft? Nee, want in Delft hoeft de tunnel niet te kruisen met een rivier of kanaal. Is dit iets voor Delft? Ja, De bouw van de spoortunnel gebeurt op deze manier. Alleen gaat in Delft het dak erop voordat de tunnel helemaal klaar is. Dan kan iedereen er weer overheen lopen en rijden. Kijk op bladzijde 22. Foto: TU Delft, sectie Ondergronds Bouwen 21

8 nu Wanden-dak methode Dit is de manier waarop in Delft de spoortunnel wordt gebouwd: je begint met een open bouwput. Zodra het kan maak je er een dak op en bouwt daaronder verder. Als de tussenwand is aangebracht, kan het verkeer weer over de tunnelbak rijden. Onder de grond kan de tunnel netjes afgebouwd worden. Het leven boven de bouwput kan met deze bouwmethode zo snel mogelijk gewoon verder gaan Graaf sleuven in de grond. Stort er beton in. Dit zijn de wanden. Graaf de grond gedeeltelijk weg en maak een dak van gewapend beton. Graaf aarde en zand uit onder het dak. Maak de vloer. 22

9 opdracht 6 DOE Zelf beton maken nu Nodig: 2 lege boterkuipjes (of schoenendozen), grote plastic bakken om je beton in te maken, cement, zand, grind, schep, krant, houten roerstaafje, rubber handschoenen, maatbeker, water 5 6 Maak de tussenwand. Vul de grond bovenop het dak aan tot het maaiveld. Het verkeer kan hier nu weer overheen. Doe voordat je begint rubber handschoenen aan. Doe 3 scheppen grind in een grote plastic bak. Voeg 2 scheppen zand toe. Schep goed door elkaar. Doe er 1 schep cement bij. Meng weer goed. Doe er nu beetje bij beetje water bij. Blijf roeren, totdat het lekker smeuïg is, dus niet te nat maar ook niet te droog. Als het zo dik is als yoghurt is het goed. Giet nu een laagje beton van 2 cm dik in de boterkuipjes of in een schoenendoosdeksel. Tip: Bekleed je schoenendoosdeksel met een stuk vuilniszak, anders loopt al je beton eruit. Als het beton begint te drogen kun je het versieren met je naam of een tekening. Dek je kuipje af, anders droogt je beton te snel uit. Drogen duurt lang, misschien wel twee dagen. A Giet een laag beton in een kuipje of op een deksel. Wacht tot het droog is. Is het sterk? b Je kunt je beton wapenen met verschillende dingen: satéstokjes, kippengaas, luciferhoutjes, rietjes, pijpenragers of ijsstokjes. c Test verschillende wapeningen uit. Giet een laagje beton uit, leg er iets op (kies uit de voorbeelden onder B) en giet nog een laagje beton. Wat werkt het beste? 23

10 toekomst Boren van tunnel gebeurt steeds slimmer Er wordt veel onder de grond gebouwd in Nederland. Mensen verzinnen steeds slimmere manieren om tunnels te maken. Foto: TU Delft, sectie Ondergronds Bouwen Foto: Van Hattum&Blankevoort, Woerden De ronde tunnelboor Een ronde tunnelboor is iets bijzonders. Een reusachtige ronde draaikop graaft zich voorzichtig een weg onder de grond. Illustratie: Een rechthoekige tunnel boren In Japan is ontdekt hoe je een rechthoekige tunnel kunt graven met een rechthoekige boor. Een Nederlands bedrijf heeft deze manier naar ons land gebracht. Het is een techniek die goed werkt voor korte tunnels, bijvoorbeeld voor voetgangers, fietsers of dieren. Zo werkt het: op de kop van de boor zitten twee spaakwielen. Op de foto is één daarvan rood en de ander lichtblauw. Dit zijn een soort wielen (zonder band) met drie spaken. De wielen draaien om hun eigen centrum. Op de foto zie je ook nog oranje schroeven in een rechthoek op de witte rand gemonteerd. Deze oranje schroeven draaien ook. Als de hele boor aan gaat, graaft hij een rechthoekige tunnel met afgeronde hoeken. 24

11 Er blijft geen loze tunnelruimte over. Voor een ronde tunnelbuis wordt meer grond afgegraven dan nodig is. loze tunnelruimte Het graven van de tunnel kan gebeuren terwijl het verkeer bijna geen hinder heeft van de bouw. De rechthoekige tunnel wordt bekleed met gewapend beton. De wand wordt daardoor sterk. opdracht DENK PRAAT 7 Redenen om slimmer te bouwen Wat zou jij belangrijk vinden als jij iets nieuws liet bouwen? Geef de redenen hieronder cijfers van 1 tot 6. Een 1 is voor wat jij het belangrijkst vindt en een 6 voor wat je het minst belangrijk vindt. Bespreek je antwoorden met je klasgenoten. Het moet veilig zijn Het mag niet schadelijk zijn voor het milieu Het moet er mooi uitzien Het moet snel gebouwd kunnen worden Het moet niet steeds geverfd of schoongemaakt worden toekomst Het materiaal mag niet te zwaar zijn Het graven gaat sneller dan bij een ronde tunnel, omdat de tunnel in één keer de juiste vorm heeft. De tunnel kan aan de binnenkant simpeler blijven. Er hoeft geen tussenwand te komen die het dak van de tunnel moet dragen. Bij een ronde tunnel moet dit meestal wel. Deze techniek heet Urban Passway Worden in de toekomst alle tunnels met zo n rechthoekige boor gegraven? Misschien. Het kan ook dat er weer een andere, nog slimmere techniek bedacht wordt. 25

12 toekomst Steeds slimmer en beter: innovatie De mensen verzinnen steeds weer nieuwe manieren om te bouwen. Slimmer, goedkoper, sneller, duurzamer. Dat heet innovatie (vernieuwing): we blijven zoeken naar nieuwe en betere manieren. En we zijn nog lang niet uitgezocht. De ontdekking van composiet Op bladzijde 17 zag je de Delftse Stanislasbrug. Die is gemaakt van composiet. Composiet bestaat uit minstens twee verschillende materialen die elkaar versterken. Eigenlijk is gewapend beton dus ook een composiet. Voor composietbruggen gebruikt men kunststof met vezels. Composiet is per ongeluk ontdekt. Een Amerikaan morste tijdens zijn werk vloeibare kunststof op zijn kleding. Toen hij het s avonds wilde schoonmaken, bleek de vlek de stof van zijn kleding oersterk en buigzaam te hebben gemaakt. opdracht 8 Hoe innovatief ben jij? DENK Composiet werd per ongeluk ontdekt, maar vaak ontstaan innovaties als iemand tegen een probleem aanloopt. Een jongen die altijd wilde weten hoe laat het is, bedacht een inbouwklokje voor zijn fietsbel. Willie Wortel, de uitvinder uit Duckstad, bedacht een robotarm die hem op zijn rug kon krabben en nog veel meer. Wat kun jij bedenken? Kies een van deze drie problemen en verzin een innovatieve oplossing: De kraan van de school-wc blijft druppelen maar niemand heeft dat door. Als het vriest vinden de juffen en meesters het te koud om lang buiten te spelen. Als je achterop de fiets bij iemand zit, kan je voet tussen de spaken komen. Je mag ook een ander, eigen probleem kiezen en er een oplossing voor bedenken. Je kunt je idee opschrijven of tekenen. Zorg dat het probleem én jouw oplossing duidelijk zijn voor andere kinderen. 26