Dit vond ik interessant en heb ook een vrij uitgebreide reactie geschreven.
Ik ben nog niet afgestudeerd en bovendien behoor ik niet tot het groepje civiele ingenieurs. Daarnaast ben ik moe/slaperig (slecht geslapen en het slechte moment van de dag)...
Maar ik ga toch proberen om een aantal dingen aan te geven, die echter puur mijn mening reflecteren.
Er zijn een paar dingen om mee te nemen in de afweging.
1) Bij een worst-case piekbelasting mag er geen schade ontstaan aan de brug en hij mag zeker niet naar beneden storten. En hier moet dan rekening gehouden worden met zowel te hoge spanningen in het materiaal als ook te grote deformatie met als gevolg andere problemen (bijvoorbeeld bij de steunpunten).
Laten we zeggen als er een kolonne vrachwagens aan het maximale toegestane gewicht + marge overheen gaat terwijl de windlast richting "maximaal" gaat (wel maximaal is niet gedefinieerd hier, maar tot een 100km/h aan windstoten moet kunnen, meer is erg extreem en dan kun je altijd andere maatregelen nemen). Dit zou naar mijn mening voor elke brug op moeten gaan, zelfs als er niet veel verkeer bediend wordt (maak de brug in dat geval gewoon zo klein dat er niet veel erg zware vrachtwagens tegelijk op passen).
2) Het "lastigere" deel is echter
vermoeiïng.
De belasting van een brug is niet constant. De massa van de brug zelf is natuurlijk significant en constant. Andere belastingen zijn niet constant. Niet constante belastingen dragen bij aan vermoeiïng.
Wat is dan vermoeiïng?: De welbekende paperclip. Die kun je een aantal keer buigen maar op een gegeven moment knapt hij.Nu is het buigen van de paperclip een plastische vervorming, maar vermoeiïng treedt ook op bij elastische vervorming (als we de paperclip wel iets buigen, maar slechts zo weinig dat deze terugveert in de originele stand, ook goed te proberen met de "handvatjes" van die papierklemmetjes.
Elke keer dat je een belasting op het materiaal uitoefent ontstaat er een piepklein beetje schade. De spanning in het materiaal (belasting vs maat, voor trek en druk de kracht gedeeld door de oppervlakte van de dwarsdoorsnede) en het aantal belastingscycli bepalen ruw gezegd hoe lang het materiaal het uithoud. (De vorm van de laadcycli speelt ook een rol, maar ik laat dat voor nu even wat het is want voor het ruwe begrip maakt dat in deze niet veel uit) Deze relatie wordt beschreven door de Wöhlerkurve:
van de Duitse Solidworks site gestolen, let niet op de Amerikaanse KSI (Kips/inch²) "unit"
Nu, terug naar de brug. Zelfs als er nog geen verkeer overheen gaat, is er het weer. Ten eerste: Neerslag, heeft een bepaalde gewicht, maar de extra belasting zal normaal vrij gelijkmatig op de brug terecht komen en met goede afwatering mag de regen ook geen al te groot probleem zijn (sneeuw wel), bovendien is het aantal cycli relatief volgens mij niet al te groot. De wind oefent aanzienlijke en niet-constante belastingen uit op de brug, zeker een harde wind in combinatie met nog veel sterkere windvlagen telt natuurlijk aardig mee, bovendien wordt die belasting niet zo mooi op de brug uitgeoefend en zijn er waarschijnlijk veel laadcycli.
Dan zijn er natuurlijk nog de belastingen door het verkeer; de verkeersintensiteit, het gewicht (of samenstelling, vrachtwagens wegen meer) heeft een grote invloed op het aantal belastingscycli.
Vegen we dat bij elkaar dan...
Als we punt één in aanmerking nemen moet elke brug daaraan voldoen, echter is de toegelaten spanning voor slechts een paar belastingscycli beduidend hoger dan voor vaak herhalende belastingscycli.
De windlast en neerslaglast hangt van de locatie vorm en maat van de brug af, maar als je dat meeneemt in de criteria dan moet ook elke brug aan dezelfde eisen op dat punt voldoen (met misschien als uitzondering dingen als de Oosterscheldekering). Het zou kunnen dat voor de windlast de orientatie van de brug belangrijk is voor de vermoeiïng, dwars op de meest gangbare wind of komt de meest gangbare wind juist in de lengterichting?
Maar het belangrijkste punt: Het verkeer. De Moerdijkbrug heeft een groot aandeel vrachtverkeer en bovendien hoge intensiteiten. Dat betekend een hele zware pulserende belasting met veel belastingscycli.
Veel andere bruggen kennen een lagere verkeersintensiteit en bovendien een lager aandeel vrachtverkeer. De belasting is al wat lager door het lagere gewicht en omdat er minder verkeer overheen komt (veel minder belastingscycli) mag de spanning wat hoger zijn. Daardoor zou een minder sterke brug moeten voldoen. Merk op: Voor punt één moet je wel met de maximaal mogelijke last rekenen, voor de vermoeiïng heeft dit een te zwaar ontwerp tot gevolg, denk ik zo. Er is echter nog een andere kanttekening te maken: Volgen we de Wöhlerkurve naar rechts, daalt de lijn nog nauwelijks. Hebben we het over verkeersintensiteiten en de benodigde levensduur van de brug, dan gaan we bij een drukke snelweg uit van een ordegrootte van 10⁵ voertuigen per dag, praten we dan over een levensduur 10⁴ dagen (kleine 27 jaar) dan hebben we het al over 10⁹ belastingscycli. Bij een lokale brug is het aantal voertuigen veel lager, maar aangezien een brug voor een hele omgeving actief is zul je niet snel onder 10³ voertuigen per dag komen schat ik zo, dan hebben we in die 10⁴ dagen nog altijd 10⁷ belastingscycli. Bij veel materialen hoeft dat aan de toegestane spanning niet zo enorm veel verschil te maken... Het is afhankelijk van het materiaal maar wellicht is het verstandig om te ontwerpen op het aantal laadcycli van een erg drukke brug.
Kom ik tot de conclusie dat het niet zo eenvoudig te beantwoorden is.