OVER BRUGGEN
' mi 111 1~11~
·
~lllIjrllllllllll
11IIII/WII-'-
f
lllllill
-- 1-11111111111111111 - BIBLIOTHEEK TU Delft. P 1742 52391111 "" 11" I
C 829406 1~, .. ~
OVER BRUGGEN
H. de Jong
met een bijdrage van
R.F.Becqué
Uitgegeven door / Published by: Delft University Press
Mijnbouwplein 11 2628 R T Delft The Netherlands (015) 783254
Copyright © 1983 by Delft University Press, Delft, The Netherlands
No part of th is book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electron ic or mechanical, including photocopying and recording without written permission from the publisher.
ISBN 90 6275 1105 Printed in The Netherlands
INHOUD
Over bruggen . ...
..
...
...
...
.
... .
H. de Jong
1. Romeinse bruggen . . . .. . .. 1 2. Historische ontwikkelingen . . . .. 31 3. Middeleeuwse bruggen ... .... ... ... 35 . 4. De renaissance. . . .. . . .. 555. Einde van het stenen tijdperk ... ... 63
6. Omwentelingen ... ... ... ... ... 75
7. Nog meer omwentelingen ... ... . 89
8. Het welijzertijdperk van 1820 tot 1890 ... .. ... 101
9. Het staaltijdperk, vanaf 1890 ... .. ... ... ... 147
10. Details ... ... ... 201
11. Appendix ... ... ... ... 205
12. Nawoord ... ... ... .... ... 215
13. Illustraties ... ... .... ... 217
14. Bibliografie ... ... .... ... ... 219
De brug in sociaal en historisch perspectief. .
...
..
....
.
.
223R.F. Becqué
Voor een gelegenheidsauteur is het een ongekende ervaring de welwillende medewerking van zovelen te ondervinden. Daar het niet de bedoeling kan zijn vele bladzijden te vullen met hun namen, moge ik hier volstaan met allen mijn oprechte dank te betuigen voor hun steun.
VOORWOORD
Het zal niet vaak voorkomen, dat U in de eerste zin van een boek verwezen wordt naar de appendix. Toch is deze raad hier op zijn plaats voor diegenen onder U, die zich enkele niet direkt plausibele begrippen uit de bruggen-bouw nog eigen moeten maken. Slaat U vooral niet in wanhoop dit boekje direct weer dicht. Het blijft beperkt tot de eenvoudigste begrippen en enkele conclusies. Mocht U er toch moeite mee hebben dan moge U bedenken dat het noch een ramp noch een strikte noodzaak is deze gedachten kronkelt jes tot in de finesses te doorgronden.
Het zal U ongetwijfeld opvallen dat veel toelichting en achtergrondinforma-tie is verwerkt in de inspringende gedeelten van de tekst.
In de marge van de tekst treft U enkele symbolen aan die enige toelichting vereisen. Deze symbolen zijn:
*
Hiermee wordt bedoeld dat de appendix U wellicht wat opheldering verschaft omtrent een lastig begrip.8 j7 Dit symbool verwijst naar de foto of schets nr. 7 in hoofdstuk 8. 5.3 Dit symbool -verwijst naar hoofdstuk 5 par. 3, waarin een opmerking
wordt gemaakt die relevant wordt geacht in verband met het beweer-de.
/3/ Dit symbool verwijst naar het boek met rangnummer 3, vermeldt in de bibliografie.
OVER BRUGGEN
1
ROMEINSE BRUGGEN
1.1 Bruggen en wegen
Van de oudste beschavingen waarvan onze schoolse geschiedenisboekjes gewag maken, de Babyloniërs, de Sumeriërs, de Assyriërs en de Egyptena-ren, ontstonden de eerste drie in het rivierengebied gevormd door Eufraat en Tigris en de laatste in het Nijldal.
Deze beschavingen hadden hun ontstaan en bloei te danken aan de rivier, de levensader die voor bevloeiing zorgde en vervoer van goederen en mensen per boot of vlot toeliet.
De Egyptenaren bewoonden alleen het vruchtbare dal van de Nijl. De gedachte op grote schaal nieuwe wegen aan te leggen of bestaande wegen te verbeteren zal niet als vanzelfsprekend bij hen zijn opgekomen. Van nature was de belangrijkste weg aanwezig, nl. de Nijl.
Voor de Grieken lag de situatie anders. Zij waren zeevaarders bij uitstek. Zij voelden zich thuis op zee en in hun woongebied was daarvan ruim voldoende aanwezig. Zij zullen zich niet direct op de wegenbouw hebben geworpen als zijnde een dringende noodzaak. Ook uit administratieve overwegingen ont-brak die stimulans. Het oude Griekenland was immers samengesteld uit een aantal stadstaten, ieder met een grote mate van onafhankelijkheid. Van een
systematisch wegennet, zich uitstrekkend over grote gebieden, was geen
sprake.
De conclusie, dat er "dus" geen wegen waren, is echter onjuist. Good-child en Forbes zeggen daarover:
"Such road building simply means levelling a track and that was its meaning until weil into Roman times".
Deze beperkte belangstelling van de oude volken voor de wegenbouw werd gecompenseerd door de aandacht die zij aan de bouwkunde besteedden. De piramiden in Egypte en de tempels in Griekenland getuigen daar ruim-schoots van. Via de Etrusken is deze bouwkundige kennis overgedragen op de Romeinen.
De Romeinen waren de eersten die op grote schaal met communicatiepro-blemen werden geconfronteerd, en dit dan als gevolg van hun ongebreidelde expansiedrift.
Fig. :1:0. - CARTE DE' vOni I\OMAIWeS DE LA GAtlt.E
drtssée d'apres le~ Documents recueillis par la Commission de topographic des G3ules ct publ!t:c .wee l'autorisation da Ministre de l'lnstruction publique.
I
. __
.
....
Voles îndiquées par ICi! itinêrJil'CS <:!t retl·ouyt'es. .L ia E 1'1 D E. • - - - - Voies mdiquées pal' Ic! itint-r:lirés et non retrouv"es.
-.~ . ..,..."- Voies antJque's (probablcment roruaines), non in,iiquées par les hinerairei.
Als door een wonder was een uitgebreid rijk ontstaan, dat zich niet meer
beperkte tot het stroomgebied van één rivier of de kusten van de
Middel-landse Zee. Grote delen van Europa, Klein-Azië en Noord-Afrika waren onder hun heerschappij gekomen.
Daarmee ontstond het probleem van alle overheersers, hoe een uitgestrekt gebied onder controle te houden. Een uitstekend georganiseerd leger kon daarop niet het enige antwoord zijn. Zo'n leger moest zich immers ook
rede-lijk snel kunnen verplaatsen, en van voorraad en instructies worden voor-zien.
De oplossing was doeltreffend en omvangrijk: de aanleg van een uitstekend systeem van wegen en bruggen.
I/I Bezien we de kaart van het destijds dunbevolkte Frankrijk, met daarop aan-gegeven de teruggevonden en vermoedelijke Romeinse wegen, dan leidt een redelijke extrapolatie tot de conclusie, dat een werkelijk gigantische presta-tie is geleverd, vergelijkbaar met de bouw van gotische kathedralen in de middeleeuwen en de reizen naar de maan nu. Met de overgeleverde bouw-kundige kennis werden bruggen en aquaducten, twee onderontwikkelde typen kunstwerken, doeltreffend aangepakt.
1.2 Locatie van Romeinse bruggen
De aanleg van wegen impliceerde het kruisen van rivieren, breed of smal, kalm of wild.
Van oudsher zochten mens en dier naar doorwaadbare plaatsen in de rivier, de voorden. Talrijke plaatsnamen herinneren daar nog aan, zoals Amers-foort, Westervoort en Oxford.
Een meer sophisticated oplossing was het deponeren van overstapstenen in de rivier, uiteraard mits deze niet te diep was. Het Noordfranse stadje Steenvoorde dankt er zijn naam aan.
Met opzet is het woord "deponeren" gekozen. Men veronderstelt wel, dat daaruit het Franse woord "pont" is te verklaren. Iets verder in de ontwikke-1/2 ling zijn de Tarr Steps te Exmoor, Engeland.
Voor de overtocht van een Romeins legioen waren de faciliteiten van een voorde ontoereikend. Een legioen bestond uit 3300 tot 5000 man voorzien van wapens en materieel. Het leger was echter in staat, zo nodig in zeer korte tijd, een geïmproviseerde oeververbinding met voldoende capaciteit, tot stand te brengen. In 55 v.Chr. bouwde Julius Caesar een houten brug over de Rijn.
"Tien dagen nadat men met het verzamelen van het hout was begonnen, was
de brug gereed".
In 39 n.Chr. bouwde Caligula nabij Mainz een pontonbrug over de Rijn. 3
De Romeinen poogden aanvankelijk de Elbe tot grensrivier te maken. De Germaanse stammen in het gebied tussen Rijn en Elbe verzetten zich daar fel tegen en met succes. Vanaf 9 n.Chr. werd de Rijn door de Romeinen als grensrivier aanvaard, echter niet door de Germanen. Dit noopte de Romeinen tot een aantal veldtochten om hen tot kalmte te dwingen. De veldtocht van Caligula was er één van.
1/3 Van de houten brug over de Rijn is wel een beschrijving bewaard gebleven
maar tekeningen ontbreken. Tal van reconstructies zijn op die beschrijving gebaseerd.
Ook voor niet-militaire doeleinden werden houten bruggen gebouwd. De bekendste en oudste was de Pons Sublicus over de Tiber te Rome, een houten brug op palen. Sublica betekent paal.
In Londen heeft men resten gevonden van een houten Romeinse brug
over de Thames.
Hout was overal verkrijgbaar en snel te verwerken en had nog een, wellicht onverwacht, voordeel: een houten brug was makkelijk onklaar te maken. De opmars van de vijand - de geschiedenis spreekt over bijna niets anders dan oorlogen en vijanden - werd er effectief door vertraagd of zelfs tot staan gebracht. Ook in middeleeuwse bruggen treft men om die reden soms één houten overspanning aan.
In de centra van de Romeinse beschaving werden ook stenen bruggen
gebouwd. Een simpele analyse leert welke die centra waren.
Gazzola vermeldt in zijn boek "Ponti Romani" , 293 stenen bruggen. Daarvan liggen er in het huidige:
Italië , 181
.Frankrijk, vooral de Provence 19
Spanje, vooral Estremadura 29
Noord-Afrika, vooral Tunesië 25
+
254
In deze vier gebieden was derhalve 87% van het totale bestand aan stenen
bruggen geconcentreerd . .
De resterende 39 bruggen waren redelijk gelijkmatig verdeeld over het gehele rijk met kleine concentraties in Israël, Syrië en rond de Westduitse stad Trier.
Tunesië was, rond het begin van onze jaartelling, een rijk bebost en vruchtbaar land. Het gold als de graanschuur van Rome.
De Provence werd al vroeg door de Romeinen ingelijfd.
Estremadura, het westelijk deel van Spanje, gelegen tegen de Portugese
grens, was het gewest waar oudstrijders van hun-welverdiende rust
. mochten genieten.
Augusta Emerita, de voormalige naam van het stadje Mérida, wijst daarop.
1/2 Tarr Steps te Exmoor, Engeland.
De meeste bruggen werden gebouwd in de periode van 50 v.Chr. tot 150 n.Chr., tijdens de bloei van het keizerrijk.
1.3 Het tracé
De Romeinen huldigden twee principes bij het traceren van hun wegen: een weg moest bij voorkeur op één niveau worden aangelegd; een weg moest de kortste verbinding vormen tussen twee punten.
,Waar mogelijk volgde een weg de rechte lijn.
Als een streep op de landkaart van Italië loopt de Via Aemilia door het vlakke landschap, van Rimini richting Bologna en verder.
Trajanus corrigeerde, achteraf, het tracé van de Via Appia waardoor deze
weg dwars door de Pontijnse moerassen kwam te lopen ..
Het laatste voorbeeld brengt ons bij het eigenlijke onderwerp, de bruggen-bouw.
1/4 Dankzij voornoemde rechtlijnigheid kwam de brug over de Taag te
A1cánta-ra, E~tremadura, op een ongelukkige plaats te liggen. De Taag moest er op
ca. 54 m hoogte worden gekruist.
Het koelweg ontwijken van zo'n lastige opgave via een omweg zou slimmer zijn geweest, maar zou stellig ook als zwakte zijn aangemerkt.
Gelukkig maar. We danken er één van de indrukwekkendste Romeinse bruggen aan.
Zoekt men naar Romeinse bruggen, dan valt op, dat een aantal van deze bruggen volkomen geïsoleerd ligt en op een zinloze plaats.
Onwillekeurig vraagt men zich dan af, hoe die situatie destijds was.
1.4 De bouwers
De bruggenbouw. was vooral een militaire aangelegenheid. De grootste
vijand van discipline is de verveling. Een legioen in vredestijd werd onvermij-delijk met dit probleem geconfronteerd. Het bouwen van wegen en bruggen
vormde dan een zinvolle remedie.
Technische steun bij de bouwactiviteiten werd verleend door een genie-afdeling aangeduid met "Centuria Accessorum Vilatorum" .
Het zwaarste werk werd verricht door slaven en krijgsgevángenen. Een
pro-motie kon voor de gewone soldaat betekenen, dat hij van het steenhouwen verlost en tot het toezicht geroepen werd.
- - - ---~
aan te wijzen. Er waren echter alternatieven. Het bouwen van bruggen stond in hoog aanzien. Wie veel geld beschikbaar stelde voor dit goede doel kon, mits andere talenten niet geheel ontbraken, rekenen op weinig hindernissen op zijn weg naar een aantrekkelijke maatschappelijke carrière.
In het oude Rome was de bruggen bouw het werkterrein van een priesterorde met aan het hoofd de Pontifex Maximus. De Pontifex Maximus stond in zo hoog aanzien, dat het de keizers spoedig behaagde zich over deze titel te ontfermen.
Alle schrijvers passen zich daar soepel bij aan.
"De brug over de Marecchia te Rimini is in 20 n.Chr. gebouwd door Tiberius .... ".
Op een enkele uitzondering na vernemen we niets van de werkelijke bouwers.
Toen Rome het centrum van het Christendom was geworden en Gratianus in 382 n.Chr. afstand deed van de titel Pontifex Maximus, ging deze titel over op de paus, de bruggenbouwer tussen God en mens.
Het is hier wellicht de plaats om op een ander mystiek aspect te wijzen, het brengen van offers aan de riviergoden bij de inwijding van een brug. Men dacht daarover in rationele termen. Door de aanleg van een brug wer-den de riviergower-den jaarlijks van een aantal drenkelingen beroofd. Men wilde iets terug doen om hun gramschap te voorkomen.
Aanvankelijk werden mensen geofferd, zij het dat daarvoor niet de bloem der natie werd uitverkoren.
In een volgend stadium moesten de goden genoegen nemen met stropoppen.
De dalende kwaliteit van de offers leidde vanzelf tot de afschaffing van dit ritueel.
1.5 Het onderhoud
•
Het onderhoud van bruggen was redelijk goed verzorgd. Waar woonge-meenschappen in de omgeving waren, kregen deze de onderhoudsplicht opgelegd.
Het onderhouden van houten bruggen lijkt niet moeilijk. Het herstellen van stenen bruggen vergt echter veel mensen en gespecialiseerd materieel. Het ligt voor de hand te veronderstellen, dat het leger deze taak dikwijls zelf voor zijn rekening moest nemen.
De brug te Alcántara ligt tamelijk geïsoleerd, maar is van groot strategisch belang.
Het detacheren van een legerafdeling zou een oplossing vormen voor de strategische- en onderhoudsproblemen. De literatuur zegt niets over een 7
~~---
--*
dergelijke oplossing, maar het feit dat men aan de "Spaanse" zijde van de brug een tempeltje bouwde en op de brug een triomfboog plaatste, doet vermoeden, dat de brug destijds dan wellicht geïsoleerd lag; maar niet verla-ten.
1.6 Bouwmaterialen
De voornaamste bouwmaterialen waren hout, steen, beton en metaal. De Romeinen kenden natuursteen en baksteen. Brons en ijzer waren de meest toegepaste metalen.
1.6.1 Metalen
Brons en ijzer waren niet in die mate voorradig, dat men op de gedachte kwam daarvan bruggen te bouwen.
Ze werden toegepast voor het maken van wapens en gereedschap en in de bouwkunde voor het maken van doken.
Een dook is een kram, waarmee twee stenen onderling kunnen worden verbondèn.
1.6.2 Hout
Hout werd veelvuldig toegepast. Het was makkelijk verwerkbaar en taai. Destijds was hout overal kosteloos verkrijgbaar.
Een nadeel van hout was de vergankelijkheid, dat wil zeggen de gevoeligheid voor zwammen en insecten. De inhomogene structuur bevorderde de splijt-wer king en daarmee de versnelde ondergang. Voor de moderne co structeur geldt dan nog eens als extra nadeel, dat de toelaatbare drukspanning globaal tweemaal kleiner is dan de toelaatbare trekspanning. De Romeinen bekom-merden zich daar niet om. Zij kenden een soortgelijk probleem alléén bij steen. Hout bleek een ideaal materiaal voor tijdelijke en semipermanente constructies.
1.6.3 Steen
Natuursteen, baksteen en beton hebben één groot voordeel, ze zijn uitste-kend bestand tegen drukspanningen.
*
1/5
Het eigen gewicht is hoog. Voor natuursteen en beton is dit en voor baksteen
Natuursteen is lastig bewerkbaar.
---- --- - - - -jj
2.4 ton/ml 1.6 ton/ml Steenachtige materialen zijn zonder uitzondering bros. De toelaatbare
trek-spanning in steen is ~-aetor=H-lcleiner-àan de toelaatbare
druk-spanning. ~ Y'''-vk v""",,-,
Al deze factoren bij elkaar betekenen, dat een stenen balk bij voorkeur niet op buiging moet worden belast.
De Grieken gebruikten bij de bouw van hun tempels op buiging belaste stenen balken. De overspanning was gering dankzij de geringe kolomaf-stand. Dit bepaalde het karakteristieke uiterlijk van een tempel.
In zeer ruwe vorm treft men dit ook aan te Stonehenge, een prehistorisch monument nabij Salisbury in Engeland.
1.6.4 Baksteen
Het gebruik van ongebakken leemblokken kende men allang. Deze blokken
moesten 2
à
5 jaar drogen om bruikbaar te zijn. Ook toen men de baksteen1/6 reeds kende, paste men nog wel deze leemblokken toe. Het Alhambra in
Granada is bijvoorbeeld een lemen paleis.
Na 350 v. Chr. kwam de gebakken steen, zij het spaarzaam, in gebruik. Pas
ten tijde van Augustus werd er op ruime schaal gebruik van gemaakt. De Romeinen kenden de juiste mortelsamenstelling.
Aanvankelijk bestond het metselwerk uit dikke bakstenen met dunne mor-telvoegen. Later werden de bakstenen dunner en de mortelvoegen dikker. Baksteen werd onder andere toegepast als tussenlaag, die voor een zekere
mate van verankering zorgde. Bij het aquaduct te Mérida treft men zulke
baksteenlagen aan in de pijlers.
Baksteen werd gebruikt om de waterdichtheid van een aquaduct te garande-ren, zoals bij de Pont du Gard.
Metselwerk in baksteen kon dienen als vulwerk, dat wil zeggen om ruimten op te vullen die voor de sterkte van de brug geen opvulling zouden behoeven maar uit praktische overwegingen toch niet open konden blijven.
1.6.5 Beton
Beton werd samengesteld uit bindmiddel, zand en grind. Als bindmiddel gebruikte men een mengsel van gebrande kalk en puzzolaanaarde, verweer-de lava van verweer-de Vesuvius gevonverweer-den bij Puzzuoli.
Het voordeel van beton is, dat het in iedere vorm is te storten; het bijzondere van het Romeinse beton was, dat het op den duur steeds sterker werd.
Gezien de bijzondere vindplaats van puzzolaanaarde is het niet verbazing-wekkend, dat de kennis van de betonbereiding in West-Europa geheel verlo-ren ging met de val van het Romeinse Rijk.
In de negentiende eeuw werd het beton opnieuw ontdekt, waarna een storm-achtige ontwikkeling volgde.
1.7 De boog
De Romeinen stonden voor een bijzondere opgave:
"met behulp van steen en beton een constructie te maken, die grote ruimten kon overspannen en waarin grote drukspanningen, maar nauwelijks trek-spanningen mochten optreden".
Het is niet waarschijnlijk, dat zij van de laatste voorwaarde, een sterkte-eis, meer dan een vaag idee hadden. Voortbouwend op de ervaring van de Etrus-ken vonden zij langs empirische weg de rondboog.
Hun grote verdienste is geweest, dat ze deze constructievorm wisten te ver" volmaken.
We zullen trachten de oplossing van hun probleem duidelijk te maken aan de hand van een proef.
Hang een natte handdoek met vier punten aan twee waslijnen en laat daarna die handdoek bevriezen.
Wat bereiken we hiermee?
Een handdoek is slap en kan beslist géén buiging opnemen. De doek neemt daarom een vorm aan, waarbij alleen trekspanningen in de doek kunnen optreden.
Door het bevriezen fixeren we deze vorm.
1/7 Neem nu de verstijfde doek van de lijn en zet hem omgekeerd neer. We hebben daarmee de gewenste vorm gerealiseerd.
Immers, omdat het eigen gewicht wel in dezelfde richting werkt, maar de handdoek is omgekeerd, zijn de zuivere trekspanningen zuivere drukspanningen geworden.
Met enige goede wil kunnen we deze vorm uitstekend benaderen door een bekende meetkundige lijn, de parabool.
1/8 Met wat meer goede wil kunnen we de parabool vervangen door een halve cirkel, een meetkundig zeer eenvoudige vorm ..
De Romeinen kozen deze halve cirkel,de rondboog, tot uitgangspunt. 1/9 Bezien we de boog nauwkeurig, dan valt op, dat deze is samengesteld uit op
elkaar aansluitende gewelfstenen, de voussoirs.
In het midden is de sluitsteen geplaatst, waarmee maatafwijkingen worden gecompenseerd. De voussoirs zijn zo nauwkeurig bewerkt, dat er geen mor-tel nodig is tussen de voussoirs. Het onderlinge verband wordt verkregen
door middel van doken.
117
De omgekeerde, bevroren handdoek als zelfdragende boog.1/8 De kettinglijn, de parabool en de halve cirkel.
ontlast i ngspoort je leuning
voussoir
kraagsteen
pijlerbreedte
I-± 1/3 dagwij dte "I- dagwijdte
Op de boog, de eigenlijke draagconstructie, sluit de bovenbouw aan. De stenen van de bovenbouw zijn minder nauwkeurig bewerkt, maar toch ont-breekt ook hier de mortel. Een Romeinse brug was in wezen een steenstape-ling.
Deze constatering is wellicht op het eerste gezicht verrassend, maar niet als we dit bezien in het licht van de geschiedenis.
Immers, de bouwkunst van de oude volken berustte voornamelijk op
steenstapelingen, zoals de piramiden, het monument te Stonehenge en onze hunebedden.
In het rijk van de Inca's was men zo mogelijk nog meer bedreven in het maken van steenstapelingen.
Een nadeel van steen is, dat het slechts geringe trekspanningen kan opnemen. Bij een steenstapeling moet men bovendien vaststellen, dat er in de voegen zelfs absoluut géén trekspanningen kunnen worden opge-nomen. Verrassender is, dat de Romeinen de mortel wel als drukverde-lende laag tussen de voussoirs hadden kunnen toepassen, maar het niet deden.
Treft men wel mortelvoegen aan, dan is de brug gerestaureerd. Het vulwerk tussen buitenwanden, boog en rijweg bestaat soms uit bak-steen metselwerk, soms uit beton, soms toch ook uit een bak-steenstapeling en vaak uit een combinatie van deze mogelijkheden.
1.8 De bouw
De bouw van een brug begint bij de fundering, waarna de opbouw van de pijlers volgt. Hoe interessant de funderingstechniek ook moge zijn, er zal hier niet op worden ingegaan.
De simpelste methode om een pijler te bouwen is de steenstapeling. Het gebruik van beton ligt echter ook in de lijn der verwachting. Het is immers logisch de buitenwanden als steenstapeling te bouwen en die wanden te gebruiken als blijvende bekisting voor het beton.
1/10 De brug te A1conetar gelegen langs de weg Salamanca -Mérida, ligt eenzaam en verlaten in een brede, droge rivierbedding, een zijarm van de Taag. Er is nog slechts een ruïne over, bewoond door ooievaars. Toch blijkt juist deze ruïne instructief. De mens heeft deze steenstapeling waarschijnlijk gebruikt als steengroeve voor andere bouwwerken. Daardoor kwam juist de betonkern van de pijler vrij.
1/11 Om de boog te kunnen bouwen, zijn hulpconstructies nodig, de formelen. Formelen zijn houten ondersteuningsconstructies, vergelijkbaar met bekistingen, zoals die gebruikt worden bij gewapend betonconstruc-ties.
I/JO Brug te Alconetar Spanje.
1/12 Vervorming van een formeel.
.\. /h .... ti liNt' IJ/tri" ,r('t'j~iII{ ;1 n'/IIV1I11d'IIIti' /'d/'. J). '1hwil.""'''''lIf i, rln>,-/" /111'1""'" ,fll,.11\I {:,IIIIr,-".
1\. ,Jo,ml hrr dIllIl' IV.,. E. /{>ili ,f,',IW'I't:1' tll.I.li1/J/kld.
Uitgaande van de boogaanzet worden de voussoirs op de formelen geplaatst. De voussoirs sluiten weliswaar nauwkeurig op elkaar aan, maar zolang de boog niet is gesloten, ontbreekt ieder draagvermogen en fungeren de forme-len als draagconstructies.
Is de boog voor ongeveer 60% gereed, dan doet zich, vooral bij grote over-spanningen, een stijfheidsprobleem voor.
Een stijfheidsprobleem ontstaat als de vervorming van een constructie groter is dan toelaatbaar.
Ondanks deze vervorming kan de sterkte van de constructie toch ruim voldoende zijn.
Tijdens de montage van de boog verplaatst het midden van de formelen verticaal omhoog. Zijn de formelen te slap, dan ontstaan blijvende vervor-mingen en komt men met de maatvoering van de boog in ernstige proble-men. Immers, welke afmetingen moet men de sluitsteen dan geven? Om deze vervormingen binnen acceptabele grenzen te houden, wordt in het midden van de formelen ballast aangebracht.
1/11 Perronet paste ook ballast op de formelen toe bij de bouw van de eerste Pont de Neuilly in 1768.
We kunnen het verschijnsel eenvoudig aanschouwelijk maken. Een rondboog is als het ware een deel van een cylinder. Drukt men op de in 1/12 de tekening aangegeven vier plaatsen, dan treedt de eveneens
aangege-ven vervorming op; inderdaad wordt het midden van de boog verticaal omhoog geperst.
Als de brug gereed is, kan zich nog een soortgelijk probleem voordoen, in het bijzonder bij grote dagwijdten gecombineerd met een ongelijkmatig ver-deeld eigen gewicht. Ook dan wil het midden van de boog verticaal omhoog verplaatsen en zal de boog als het ware willen openbarsten. Het evenwicht dreigt blijvend verstoord te worden.
De remedie is een blijvende ballast aan te brengen, zoals bijvoorbeeld bij de 1/13 brug te MartorelI in Noord-Spanje.
Voor de kenners zullen we, bij wijze van uitzondering, iets dieper ingaan op dit verschijnsel.
Uit ondervinding weten we, dat het volgen van de druklijn in een ronde doorsnede slechts mogelijk is bij een constante inwendige of uitwendige druk. Nemen we aan, dat de consolewerking ontbreekt en dat er géén onderlinge wrijving tussen de stenen van de bovenbouw aanwezig is, dan is de uitwendige belasting op de boog te idealiseren, zoals aangegeven in 1/14 1/14.
Nu geldt voor de belasting op de boog: g. p.R (I-sin
4»
sin 4>waarin p de soortelijke massa van steen en g de versnelling van de zwaartekracht is.
r
1/13 Duivelsbrug te MartorelI, Spanje.
R [l-sin lP]
1/14 Boog.
Ontleding van de belasting op
1/15 Deze belasting is in twee delen te splitsen, een constante uitwendige druk en een restbelasting. Deze restbelasting veroorzaakt de ongewen-ste buigende momenten in de boog, die alleen in toom kunnen worden gehouden door de ten onrechte verwaarloosde wrijving tussen de ste-nen.
Schiet deze wrijving tekort, dan zal de top van de boog naar boven openbarsten.
De plaats van de formelen is vaak nog goed te reconstrueren. Bij de Pont du Gard vormden de uitkragende steenblokken de consoles, waarop de forme-len steunden. Bij bruggen treft men vaak nissen aan in de pijlerwand, juist
onder de boogaanzet. In deze nissen vonden de formelen steun.
Een andere oplossing was de aanzetsteen iets uit te bouwen tot een "kraag-steen", waarop een formeel kon rusten.
1.9 Landhoofden en pijlers
1 / 16 Landhoofden vormen de overgang van brug naar oever. Ze worden enerzijds
belast door de brug en anderzijds door de gronddruk.
De gronddruk oefent een horizontale kracht uit op het landhoofd, een kracht evenwijdig aan de brugas. Landhoofden zijn gewoonlijk massieve stabiele constructies.
Pijlers vormen de ondersteuning van twee aansluitende overspanningen. Ze vormen een obstakel in de rivier en zijn van nature minder geschikt om grote krachten, evenwijdig aan de brugas, op te nemen.
De Romeinen pasten een verhouding van pijlerbreedte tot dagwijdte toe van ca. 1/3. Alleen bij aquaducten week men van die verhouding af.
Wat is de reden geweest van deze brede brugpijlers? Met een eenvoudig mechanicamodel kan dit aanschouwelijk worden gemaakt.
1/17 Beschouw één boog, opgelegd op twee rolopleggingen en plaats op die boog
een belasting P.
We nemen waar, dat beide rolopleggingen zijwaarts verplaatsen. Om die verplaatsingen teniet te doen, moeten we bij de opleggingen twee horizonta-le krachten aanbrengen, gelijk van grootte maar tegengesteld gericht.
Deze krachten noemen we de spatkrachten.
1/18 Beschouw nu twee van zulke, naast elkaar geplaatste bogen.
Er zijn nu drie rolopleggingen. Op ieder van de bogen plaatsen we in het midden dezelfde belasting P. We merken dan op, dat de middenoplegging wegens symmetrie niet verplaatst, maar de beide eindopleggingen verplaat-sen tweemaal zoveel.
Om deze verplaatsingen teniet te doen, moeten we weer de spatkrachten
uitoefenen op de beide eindopleggingen.
brug opleg reactie van de brug A eigen gewicht landhoofd + grond
,j
1/16 Landhoofd. belasting P ---,---grond druk C1/18 De dubbele, belaste boog.
bfiostin<jlP
vlrploahing
1/17 De enkele, bëlaste boog.
belasting P
vervormde rondboog
-J2U
N.B. Deze spatkrachten zijn even groot als in het eerste geval.
Vervang nu de rolopleggingen door vaste pijlers en de bogen door de rondbo-gen van de brug.
We komen dan tot twee conclusies.
Op een pijler, waarop twee bogen aansluiten, werkt géén resulterende spat-kracht. De beide spatkrachten zijn daar gelijk maar tegengesteld, dus samen nul.
Op een pijler, waarop slechts één boog aansluit, werkt wel een resulterende spatkracht.
Wanneer doet zich nu de situatie voor dat op één pijler één boog aansluit. Er zijn twee situaties denkbaar, namelijk tijdens de bouwen als gevolg van vernielingen.
Indien een pijler tijdens de bouw de spatkrachLvan één boog kan opnemen, kunnen de bogen achtereenvolgend worden gebouwd.
Indien de pijler de spatkracht van één boog kan opnemen, leidt de vernieling van één boog, ten gevolge van oorlog, een aardbeving of ijsgang, niet tot de instorting van alle bogen. (Het beruchte "tinnen soldaatjes effect"). Zowel uit bouwkundig als uit strategisch oogpunt is het belangrijk, dat een pijler de spatkracht kan opnemen en dus voldoende stand zekerheid heeft.
Voor de Romeinen was het een" conditio sine qua non". Door de genoemde verhouding één op drie te kiezen, werd aan deze eis voldaan.
Twee aspecten zijn daarbij ten onrechte buiten beschouwing gelaten, de hoogte en het eigen gewicht van de pijler. Hoe hoger de pijler hoe onsta-bieler, hoe zwaarder hoe stabieler.
Dat de Romeinse bruggen zich inderdaad volgens het geschetste patroon 1 / 19 gedroegen, is gebleken bij de brug te Aicántara.
De brug bestaat uit zes overspanningen. De dagwijdten van de beide middenoverspanningen zijn bijna 30 m. Vernieling van één overspan-ning leidde inderdaad niet tot de verwoesting van de gehele brug, zoals uit de volgende lijdensweg blijkt.
'\. De brug werd gebouwd in 98 n.Chr. onder leiding van Caius Julius Lacer, tijdens het bewind van Trajanus.
Trajanus' opvolger, Hadrianus, achtte het wenselijk een deel van de brug af te breken om de barbaren - de verzamelnaam voor vijandelijke volken - te verhinderen de brug te benutten voor hun strooptochten op
Romeins gebied.
De brug moet weer hersteld zijn, want in 1213 vernielden de Saracenen één zij overspanning. Op last van Karel V werd deze in 1543 hersteld.
In 1808 vernielden de Fransen, op de vlucht voor Wellington, één zij-overspanning.
Wellington herstelde deze met een houtconstructie, die in 1818 afbrandde.
De brug moet nogmaals hersteld zijn, want in 1836 werd een zijover-spanning opgeblazen door de Carlisten.
schema van de brug te Alcantara
triomfboog
1/19 Schema van de brug te Alcántara.
11111111111
stroomrichting
1/20 Pijlervormen van Romeinse bruggen.
I I I I I I I I I
! !
I
langsdoorsnede waterdruk op pijler . ~ndboog\AI
-
\ Q / t ' , . . I ' ,I I'-
~- {L - - - -
4- -
r-I I I I I I I I , J ! , ~ ~ I I I IP3
a,~
a J,113 a"l
vooraanzichtVolgens deze informatie is er géén middenoverspanning, grenzende aan een ca. 54 m hoge pijler, vernield. Moeten we spreken van een gelukkig toeval, van destructie gebaseerd op inzicht en eruditie, of zou de brug ondanks de spatkracht op de hoge pijler, toch behouden zijn
geble-ven? '
Is het uit esthetische overwegingen of getuigt het van een voortreffelijk inzicht, dat juist een hoge middenpijler verzwaard is met een triomf-boog?
In 1860 werd de brug gerestaureerd, overigens met gebruik van mortel. De brug is open voor het verkeer.
1.10 De pijlerdoorsnede
1/20 De pijler van een Romeinse brug is aan de voorzijde gepunt en aan de ach-terzijde vlak. Deze pijlervorm is ongelukkig. De stroomopwaarts gerichte punt vormt een stroomgeleiding en geeft geen aanleiding tot problemen. De vlakke achterzijde echter veroorzaakt een wervelstraat achter de pijler.
Een wervelstraat bestaat uit een aantal achter elkaar gelegen wervels met om en om tegengestelde draaizin.
In een wervel heeft het midden een onderdruk ten opzichte van de omge-ving. Dit verschijnsel treffen we ook aan bij een wervelstorm. De lucht-druk in de kern is gering. Treft de kern van een wervelstorm een gesloten huis, dan ontploft dit huis als het ware door het plotselinge luchtdruk-verschil.
Door de onderdruk zuigt een waterwervel de grond achter de pijler weg. Is de pijler niet op palen of op een rotsbodem gefundeerd, dan kunnen na korte tijd verzakkingen optreden en vervolgens instortingen.
De pijlervorm met afgeronde achterzijde is al beter, maar nog niet voldoen-de om wervels te voorkomen.
1.11 Ontlastingspoortjes
Kanaliseren van rivieren was voor de Romeinen een onbekend begrip. Bij langdurige droogte bleef van een rivier vaak een onaanzienlijk beekje over. Voor de bouw van funderingen was dat ideaal.
Bij fikse regenval kon zo'n beekje in korte tijd enorm aanzwellen. In zo'n geval was een brug een onaangenaam obstakel.
De dagwijdte van een boog was klein ten opzichte van de pijlerbreedte. Glo-21
baal werd het doorstromingsprofiel van de rivier door de pijlers met 25% verminderd. Dit veroorzaakte een opstuwing van het water vóór de brug. De 1/21 gesloten zijwanden van de brug kregen daardoor een grote waterdruk te
verduren.
Om de nood te lenigen werden ontlastingspoortjes in de pijlers aangebracht. Het doorstromingsprofiel werd daarmee vergroot en de waterdruk op de zijwanden van de brug verminderd.
1/22 De brug te Mérida over de Guadiana heeft ontlastingspoortjes in de pijlers van het Romeinse gedeelte van de brug.
1.12 Hellingen
Het toepassen van de rondboog had soms een architectonisch aardige kant. De dagwijdte van de boog was maximaal 30 m. Voor een rondboog beteken-de dit een cirkelstraal van 15 m. Soms paste beteken-deze hoogte in het dal van beteken-de rivier. Echter hoe vlakker het land, hoe geprononceerder de boog daarin uitkwam.
De weg, die over de boog voerde, legde men bij voorkeur niet veel hoger dan de top van de boog. Met een aanvaardbare helling raakte de weg dan als het ware aan de boog.
1/23 Een mooi voorbeeld is de brug te Cangas de Ofiis over het riviertje de Sella in Asturië, Spanje. De rivier is niet breed maar tamelijk wild. Het plaatsen van een pijler in de rivier vermeed meI) liever.
Het lijkt niet waarschijnlijk, dat deze brug militaire doeleinden heeft gediend.
De helling en de geringe breedte, ca. 2 m, maken de brug volkomen onge-schikt voor de doortocht van een legioen.
De brug werd tijdens de burgeroorlog (1936-1939) beschadigd, in 1946 her-steld en is alleen nog bruikbaar als voetbrug.
Vele bruggen kenden een toeleidende helling.
Bij de Romeinse bruggen over de Tiber te Rome zijn die hellingen inmiddels ingebouwd in de kademuren.
1.13 Architectuur
Enkele markante herkenningspunten van Romeinse bruggen zijn: de rondboog;
1/22 Ontlastingspoortjes in de brug te Mérida, Spanje.
de pijlerbreedte, die ongeveer gelijk is aan het derde deel van de dag-wijdte;
de lijst, die de hoogte van de rijvloer markeert;
het ontbreken van mortel tussen de voussoirs van de boog;
de stroomopwaarts gerichte punt van de pijler en de' vlakke achter-kant.
De sobere vorm kende niet veel variaties. Voor utiliteitsbouw is dat een goede aanpak. Immers, door de eenvormigheid kenden velen de bouwprinci-pes.D,e bouw werd daardoor gestandaardiseerd en onafhankelijk gemaakt van één persoon.
Standaardisering leidt bovendien tot een hogere produktie. Toch was men niet overal wars van opschik.
" ., ,Triomfbogen Werden niet alleen in Rome gebouwd. In eenvoudiger vorm
, treffen wç die ook aan te, Alcántara. Waar de Romeinse beschaving de hoogste top-pen bereikte, zoals te Rome en Rimini, vindt men verfijnder 1/24' vèrsierjng. De Ponte di Tiberio te Rimini werd gebouwd van marmer, dat
spec!aal voor dit doel werd aangevoerd uit Istrië.
, ,
1.14 Materieel
Uit de verrichte werkzaamheden is af te leiden over welk gereedschap men beschikte.
Om wegen à niveau te kunnen uitzetten, moest men beschikken over een soort waterpas.
Voor de bewerking van steen had men beitels, steenzagen en hamers nodig. Het grondwerk werd verricht met schep en pikhouweel.
Voor de bouw van de funderingen van bruggen maakten de Romeinen onder andere gebruik van kofferdammen.
Een kofferdam is een rondgaande dubbele houten wand waartussen grond wordt gestort om de dam waterdicht te maken.
1/27 De palen van de kofferdam moesten worden geheid. Ongeveer 1700 jaar 1/25 later gebruikte Perron et soortgelijke heistellingen, waarbij het heiblok met 1/26 handkracht werd bediend. Het aandrijven van een as door een tredmolen
was vaak nog mensenwerk.
, 'Om de bouwput binnen de kofferdam droog te' maken beschikte men over
'schepraderen, schroefvijzels en een soort jacobsladder.
Om een voussoir te kunnen vastgrijpen gebruikte men een schaarconstruc-1/28 tie. De putjes in de voussoirs van de brug te Salamanca wijzen daarop.
Evenals de heistelling zijn ook de andere attributen in bijna identieke uitvoe-ring terug te vinden bij het gereedschap, dat Perron et in 1768 gebruikte bij
1/24 Ponte di Tiberio te Rimini, Italië.
;,.r
!
~
~ ). -' 4 ~ ~ 1/27 Kofferdam.---~~
de bouw van de eerste Pont de Neuilly.
Gezien deze vergaande overeenkomst zijn de tekeningen ontleend aan het gedenkboek "Oeuvres de Perronet" .
1.15 Pont du Gard
De vele aquaducten, imposante bouwwerken vergeleken met bruggen,
getuigen van een hoog ontwikkelde hygiëne. Men vindt ze trouwens terug in
1.2 die centra waar ook de stenen bruggen te vinden zijn.
In Rome en omgeving werd ongeveer 350 km waterleiding aangelegd,
waar-van 47 km bovengronds.
1/29 Het mooiste voorbeeld van een aquaduct is ongetwijfeld de Pont du Gard,
gelegen in de ongeveer 50 km lange waterleiding van Uzès naar Nimes. Qua bouwwijze is er nauwelijks verschil tussen een brug en een aquaduct. Ook de naam Pont du Gard wijst daar al op.
Het tijdstip waarop met de bouw van het aquaduct werd begonnen is niet nauwkeurig bekend. Men vermoedt omstreeks het begin van onze jaartel-ling.
Het verval is ongeveer 30 cm/km. Het debiet was 20000 ml/dag. Anderen spreken van 30000
à
50000 ml/ dag.
Het is wat onbevredigend, dat de schattingen van het debiet zo sterk uiteenlopen. Achter het bureau gezeten met alléén een foto als informa-tiebron, zijn twee benaderingen mogelijk:
uitgaande van het aantal inwoners van Nimes en omgeving en een schatting van het waterverbruik per persoon per dag;
uitgaande van het gegeven verval van 30 cm/km en een breedte van de waterleiding van 1.50 m en een hoogte van 2.10 m.
1/30 Uit de foto van het inwendige van de waterleiding kan men de conclusie
trekken, dat de wanden waren bepleisterd. Deze pleisterlaag lijkt goed zichtbaar en is naar schatting 10 cm dik.
Op de pleisterlaag heeft zich waarschijnlijk kalk afgezet.
Kalkafzetting kwam regelmatig voor en vormde een bron van veel onderhoud. De kalkafzetting vloeide voort uit de afkoeling van warm, kalkrijk bronwater, dat tijdens het transport afkoelde. De horizontale structuur van de kalkafzetting lijkt dit vermoeden te bevestigen. De hoogte van de kalkafzetting rijkt ongeveer tot de bovenrand. Het schui-ne verloop bij de bovenrand zou er dan op wijzen, dat de leiding niet altijd volledig gevuld was. De gemiddelde vul hoogte kan op ca. 2 m gesteld worden. De kalklaag reduceerde de breedte tot ca. 1 m. Volgens de wetten van de vloeistofmechanica en een aantal min of meer redelijke
,.
aannamen, leidt dit tot een debiet van 65000 m3 / dag.
Schatten we het waterverbruik per inwoner zeer hoog, 500 I/dag, dan zouden maximaal 130000 mensen van deze waterleiding genoten heb-ben.
Er moet nadrukkelijk op gewezen worden, dat hier zeer rechtlijnig is geredeneerd zonder zich te bekommeren om eventuele andere rand-voorwaarden.
Het aquaduct bestaat uit drie boven elkaar gelegen bogenrijen. De grootste hoogte bedraagt 49 m, de grootste breedte 6 m. De lengte van de waterlei-ding is 275 m. Het aquaduct is opgebouwd uit granietblokken. De bovenste bogenrij, de waterleiding, is grotendeels opgebouwd uit baksteen.
De pijlers van~e beide onderste bogenrijen corresponderen met elkaar. De dagwijdte is niet constant.
Waar de rivier wordt gekruist, is de dagwijdte een factor 4/3 groter dan de overige dagwijdten. De pijlerbreedte is aanmerkelijk minder dan het derde deel van de dagwijdte. De waterleiding belast de bogen ook in het midden.
1.8 In. het voorgaande is erop gewezen, dat dit de stabiliteit van de constructie ten goede kan komen.
De opbouw van de bogen is opmerkelijk, respectievelijk twee, drie en vier 1/31 naast elkaar gelegen" deelbogen" . Ze zijn onderling niet door een
steenver-band gekoppeld. Door dit systeem toe te passen, konden de deelbogen onaf-hankelijk van elkaar worden gebouwd op horizontaal verplaatsbare "glijd-bekistingen" .
Technisch lijkt het ontbreken van een steenverband minder goed. De tijd heeft echter geleerd, dat de levensduur er niet onder heeft geleden.
(Men vergelijke dit met de geschatte gebruiksduur van de meeste moderne constructies, die niet meer is dan 150 jaar.)
In de vijfde eeuw van onze jaartelling werden de einden van het aquaduct
verwoest door de barbaren, die Nimes belegerden. .
In de middeleeuwen werd het aquaduct als brug gebruikt. In 1295 inde men tolgeld in naam des Konings, Filips IV.
Het aquaduct werd in 1647 en in 1705 gerestaureerd. In 1743 besloten de Staten van Languedoc tot de aanleg van een verkeersbrug die, zo blijkt achteraf, architectonisch fraai aansluit bij het bestaande kunstwerk.
Onder leiding van Pitot begon men daarmee in 1744. In 1746 was het werk gereed. Zwaar vervoer over deze brug, vooral oorlogsmaterieel, leidde tot ernstige funderingsproblemen bij de brug en dus vanzelf ook bij het
aqua-duct. J
Naar men zegt leidde dit bijna tot de ondergang van het gehele kuns~'
---
--
---
--
---
~---1/29 Pont du Gard, nabij Remoulin, Frankrijk.
1/30 Waterleiding van de Pont du Gard.
1/31 Deelbogen van de Pont du Gard.
2
HISTORISCHE
ONTWIKKELINGEN
2.1 De grote leegte
Laten we gemakshalve bruut onthoofde culturen buiten beschouwing, dan is het levenspatroon van de grote dynastieën gelijk: opbouw, bloei, verval. Deze cyclus kan zich eventueel herhalen. Voor het Romeinse Rijk was deze cyclus eenmalig.
In 395 n.Chr. werd het rijk in twee delen gesplitst, een duidelijk symptoom van verval.
Het Westromeinse Rijk ging, na vele decennia van chaos, in 476 n.Chr.
voorgoed ten onder. West-Europa, dat voor het eerst kennis had gemaakt met een hoge beschaving, maar daar niet voldoende van was doordrenkt,
bleef ongestructureerd achcter. Er ontstond een machtsvacuum. De politiek labiele situatie, gecombineerd met grote volksverhuizingen en strooptochten
van de Noormannen, noodden niet tot grote bouwkundige activiteit.
Enkele belangrijke invloeden zullen kort worden behandeld.
Omstreeks 620 n.Chr. vestigde de Islam zich in NoordAfrika. Voor de
han-del in het Midhan-dellandse-Zeegebied vormde dit een ernstige belemmering.
Ook in Spanje ontstond in 711 een Moorse staat, die zich handhaafde tot
1492. Daar verrezen schitterende bouwwerken en werden uitstekende
brug-gen gebouwd.
Van een Moorse invloed op de bruggen bouw in het onderontwikkelde West-Europa is weinig te bespeuren.
In Zuid-Frankrijk zijn nog wel enkele duidelijk Moorse kastelen te
vin-den. De Moorse overheersing van Zuid-Frankrijk leidde onder andere
ook tot de vestiging van een medisch centrum te Montpellier. Nog altijd
staat de medische opleiding aldaar in hoog aanzien.
Het Oostromeinse Rijk bleek levensvatbaar tot 1453. Na de val van het
Westromeinse Rijk trachtten de Oost-Romeinen delen daarvan te
herove-ren. Na 535 n.Chr. werd Italië gedeeltelijk teruggewonnen, waaronder
Venetië. Venetië kwam hierdoor in een uiterst gunstige situatie. Door de grote afstand tot Byzantium was Venetië los aan het Oostromeinse Rijk gebonden.
Als deel van dit rijk genoot het echter alle voordelen van handel en bescher-ming binnen dit rijk.
Alle handelsactiviteiten speelden zich af in en om de Middellandse Zee, een gebied dat geheel door de Venetiaanse vloot werd bestreken.
Deze omstandigheden leidden tot een ongehoorde macht en rijkdom. Het Christendom breidde zich uit over Europa.
Monniken vormden kloostergemeenschappen en een net van kloosters ospande geheel Europa. Vanuit de kloosters werd de Christelijke leer ver-breid. In die kloosters bleven ook de laatste resten bouwkundige kennis uit de Romeinse tijd bewaard. De ervaring ging echter geheel verloren.
De kloosters vormden ondanks het gemis aan ervaring de kernen van waar-uit hernieuwde bouwactiviteit werd gestimuleerd
Bouwkunde is echter een ervaringsvak. Kennis zonder ervaring is weinig waard .. :
2.2
.
Het romaans en de gotiek
N a het jaar 1000 is een blijvende opleving te constateren op allerlei gebied.
In tegenstelling tot de verwachting was de wereld niet vergaan. De opbloei van de bouwkunde ging gepaard met vallen en opstaan.
De techniek moest weer van de grond af aan worden opgebouwd, met de resten van vooral Romeinse bouwwerken als voorbeeld. De stijl die zich daaruit ontwikkelde heet daarom romaans.
Kenmerkend voor het romaans is het gebruik van strenge geometrische vor-men, zoals platte vlakken, kegels, cylinders, rondbogen en bogenfriezen. Vanaf 1150 breidt zich, vanuit het Ile de France, dat wil zeggen Parijs en omgeving, de gotiek uit.
De benaming" gotiek" stamt uit Italië. Alles wat niet Italiaans was, was· barbaars.
De Goten werden vereenzelvigd met alles wat barbaars was. De nieuwe bouwstijl was niet Italiaans, "dus" gotisch.
De gotiek en het romaans breidden zich snel uit over Europa, dankzij het intensieve contact tussen de kloosters en het feit, dat monniken vaak bij de
. bouwactiviteiten waren betrokken.
Kenmerkend voor de gotiek zijn de overheersende verticale lijnen.
Daar waar het romaans gesloten buitenmuren voorschreef, bracht de gotiek grote ramen aan.
De hoge wanden vergden een goede zijdelingse steun om de windbelasting te kunnen opnemen. Enorme steunberen en luchtbogen moesten worden aan-gebracht.
Deed men dit niet, bijvoorbeeld wegens geldgebrek, dan moest men rekenen op instortingen.
Dit gebeurde bij de Domkerk te Utrecht in 1674. Het onversterkte deel van de wand van het schip werd door een orkaan omver geblazen. Dom-kerk en domtoren staan daardoor nu los van elkaar.
Voor bruggenbouw betekende de gotiek, dat de rondboog plaats maakte voor de spitsboog.
3
MIDDELEEUWSE
BRUGGEN
3.1 Algemeen
'. ' u" 1'" ""'tl ''''''''"'"''''''IIII'''',,''F'U'''M''''''nU''n'u'''' 'UtNI
Wat zouden we moeten verstaan onder een middeleeuwse brug? Het begrip middeleeuwen is in dit verband vaag. We zullen derhalve zelf een grens trekken. Per definitie stellen we, dat de verzameling van middeleeuwse bruggen wordt gevormd door alle bruggen, gebouwd in de periode van ca. 1000 tot ca. 1400, in romaanse of gotische stijl.
Het aantal middeleeuwse bruggen is nooit precies vastgesteld. Van de vele houten bruggen is uiteraard niets meer over. Vele stenen bruggen zijn geheel verdwenen of ingestort en herbouwd.
Het aantal dat nog in oorspronkelijke staat verkeert is gering. Hieruit volgt, dat de constructies kwalitatief slecht waren.
Het vertrouwen in de bruggen bouw uit die tijd wordt getypeerd door het feit, dat men met paard en wagen soms toch liever de voorde gebruikte.
3.2 Locatie
Middeleeuwse bruggen trof men vooral aan in of nabij een stad. In zo'n gemeenschap vormde de brug een trefpunt, waar de mensen elkaar ontmoet-ten, waar men danste, waar men handel dreef en waarop men zelfs woon-de.
Een brug werd gewoonlijk gebouwd nabij een voorde.
Een brug bij een stad was uiteraard van militaire betekenis, maar ook een convergentiepunt van handel en verkeer.
Een brug vormde in het middeleeuwse "wegenstelsel" een markant punt, evenals een stad, een veer of een bergpas. Tussen die markante punten in was de weg zelf vaak nauwelijks te onderkennen. De wegen voerden langs plat-getreden paden en als ook die ontbraken, wandelde men maar ergens.
Als convergentiepunt van het verkeer mocht men in de omgeving van een brug ook rekenen op de attenties van struikrovers.
Onrustige tijden braken voor de handelsreiziger aan als er geen oorlog was. 35
De huursoldaten hadden dan geen werk, zwierven in groepjes rond en moes-ten toch ook ergens van leven ....
Dat een brug een bron van welvaart betekende, wordt frappant geïllustreerd door de intriges rond Old London Bridge.
In 1176 werd begonnen met de bouw van deze brug, onder leiding van de
monnik Peter Colechurch. Rond deze brug groeide handel en verkeer in een razend tempo. Deze welvaart werd gemonopoliseerd. Via sluwe praktijken, waarbij op een steekpenning meer of minder niet werd gekeken, werd tot
1750 verhinderd, dat een tweede brug over de Thames werd gebouwd.
3.3 Het onderhoud.
De financiering van het onderhoud van bruggen geschiedde onder andere door het heffen van tolgelden.
Dat het onderhoud veel te wensen overliet, kan op vele dingen duiden, varië-rend van een geringe opbrengst tot een onjuist gebruik van de tolgelden. Nog meer voor de hand ligt, dat er in vele gevallen eigenlijk geen beginnen aan was.
Vanaf ca. 1500 werd het onderhoud van wegen en bruggen in Frankrijk overgenomen door de Staat.
In 1535 machtigde Frans I de baljuws herstellingen uit te voeren op kosten van de onderhoudplichtigen, totdat de brug aan alle eisen voldeed.
Deze centralisering - een politiek, die ook op andere terreinen werd nage-streefd - leidde tot een grote voorsprong van Frankrijk op het gebied van
wegen en bruggen.
3.4 De bouwers.
Zeer veel bouwkundig werk werd geleid door monniken.
In Nederland werd de dijkenbouw geleid door Cisterciënzer en Premonstra-tenzer monniken.
In Engeland hield de monnik Peter Colechurch toezicht bij de bouw van Old London Bridge.
In Frankrijk werd de bruggenbouw, gedeeltelijk, geleid door Les Frères du Pont. Deze ontwikkeling is niet verbazingwekkend. De monniken vormden de geestelijke en intellectuele toplaag van de maatschappij en zij onttrokken
zich niet aan de verantwoordelijkheden die dit met zich meebracht. Door de nauwe onderlinge contacten tussen de kloosters werd verworven kennis snel gemeengoed in geheel Europa.
Het is niet precies duidelijk hoe de invloed van Les Frères du Pont moet worden ingeschat. Er zijn redelijke argumenten aan te voeren om aan te nemen, dat deze invloed wordt overschat. Immers, vele bruggen zijn door leken gebouwd. Een ander aspect is dat auteurs elkaar citeren zonder dat te vermeldèn. Aan een veelvuldig herhaald citaat wordt van-zelf een importantie toegekend die tot deze overschatting kan leiden.
Opmerkelijk is ook, dat geen enkele auteur zich bekommert over de vraag wanneer dit genootschap ter ziele ging.
IA Ook in de middeleeuwen was de bruggen bouw met mystiek omgeven. Gezien de beperkte technische kennis en de vele ongelukken mocht het ook een wonder heten, als een brug bleef staan. In vele varianten dook het thema op van de hulpverlenende duivel.
Per definitie had de duivel het op een ziel gemunt en in dit geval op de ziel van de bouwmeester.
Steeds ook werd de arme duivel om de tuin geleid.
In het stadje Nowhere moest een brug over een woest kolkende stroom worden gelegd. De burgemeester was ten einde raad. Er meldde zich niemand, die tot dit karwei in staat was, totdat ...
Op een naargeestige dag kwam een magere man in een zwarte pij bij hem.
"Ik bouw deze brug voor U", zei hij. "Vanavond om twaalf uur is de brug klaar, maar - de burgemeester had het al gezien aan de gespleten hoef onder de pij - in ruil voor mijn diensten moet ik de ziel hebben van het eerste levende wezen dat de brug passeert". Na enige aarzeling accepteerde de burgemeester het voorstel. 's Avonds, klokslag twaalf, stond de duivel gereed om de laatste steen te leggen.
Daar was ook de burgemeester met zijn vrouw, ieder met een zak in de hand en het zweet op het voorhoofd. Heksen gierden door de lucht, de bliksem verlichtte het schouwspel en sissend van opwinding legde de duivel de laatste steen.
3/1 Honingzoet verzocht hij daarna de burgemeester de brug te openen. De burgemeester echter opende de zak waaruit een zwarte kat sprong. Uit de andere zak sprong een hongerige hond, die onmiddellijk de jacht op de kat inzette en de kat over de brug joeg.
"Je wilde de ziel van het eerste levende wezen dat de brug passeerde", riep de burgemeester, "ziedaar je loon, een katteziel" . Morrend blies de duivel de aftocht. Het Christendom had gezegevierd.
Dit soort verhalen had steeds betrekking op bruggen, die door leken waren gebouwd. Vele bruggen hielden er de naam "duivelsbrug" aan over.
De bouw van een brug werd betaald uit belastingen en schenkingen. Via het instituut van de herendiensten beschikte men over voldoende
ten. Het maken van een brug is echter niet louter en alleen werk voor onge-schoolde arbeidskrachten. Voor het maken van de boog waren goede vaklie-den nodig. Die waren er. Men vaklie-denke maar aan de bouw van de schitterende kathedralen uit die tijd.
In de middeleeuwen werden twee typen steenconstructies onderscheiden, metselwerk in gewone baksteen en bogen in natuursteen. Het waren de ver-tegenwoordigers van de hoger ontwikkelde vaklieden, de vrijmetselaars, die de bogen in natuursteen uitvoerden. Zij hadden logies op het werk - de loges - en vormden een hecht georganiseerde groep met eigen herkenningstekens. De vrijmetselaars bemoeiden zich niet met de levering van bouwmaterialen en hadden ook géén eigen gereedschap.
De werkpositie was zeer sterk, er was genoeg te bouwen. Men verliet het werk dan ook als men daar zin in had.
3.5 De techniek
Ten opzichte van de Romeinen was er aanvankelijk een enorme technische achterstand. Pas omstreeks 1270 was men weer op het Romeinse niveau aangeland.
Een positieve ontwikkeling was, dat de pijlervorm meer werd gestroomlijnd. 3/2 De pijlers van Old London Bridge wijzen hier op.
Men kan zich in dit geval echter afvragen, of dat nu een kwestie was van inzicht of het "logische" gevolg van het feit, dat de Thames een getijri-vier is.
Een negatieve ontwikkeling was, dat in enkele gevallen de pijlerbreedte naar verhouding groter werd genomen, tot zelfs tweederde van de dagwijdte. 3/3 Bij Old London Bridge ontstond daardoor een ernstige vernauwing van het
doorstromingspronel, waardoor zich bij de brug enkele malen per dag door de wisseling der getijden een waterval vormde.
Materiaal, materieel en werkwijze waren in vele opzichten vergelijkbaar met het Romeinse voorbeeld. Bij de gotiek, in de latere middeleeuwen, deed zich echter een nieuwe constructie voor.
Om werk te besparen paste men in de bogen ribben toe. Hiermee bereikte men, dat alleen de voussoirs van de ribben, nauwkeurig moesten worden bewerkt.
Arbeidsbesparing werd kennelijk een belangrijk punt. Dit laatste is ook uit een ander verschijnsel af te leiden. In de beginperiode werden gelijke dag-wijdten gekozen, ongeacht de eventuele funderingsproblemen. In een latere periode ziet men verschillen in die dagwijdten. Men paste de dagwijdten aan de situatie aan. Dit bespaarde geld en arbeid.
3/1 De duivelsbrug.
Het streven naar arbeidsbesparing was verklaarbaar. Onder invloed van de toenemende macht van en de trek naar de steden waren de heren-diensten niet meer toereikend om in alle arbeidsbehoeften te voorzien. Epidemieën verergerden deze situatie.
De pijlers hadden veelal een breedte gelijk aan het derde deel van de dag-wijdte. Ook hierin volgde men de Romeinen nog na.
Men kon daardoor "boog voor boog" bouwen. Deze trage gang van zaken kwam vaak goed uit, daar men ook dikwijls met geldgebrek te kampen had.
3.6 Fundering van middeleeuwse bruggen
De fundering van bruggen in brede rivieren was zeker in het begin
-omstreeks 1000 n. Chr. - primitief: een steenstorting op de bodem van de
rivier, waarop bij laag water de pijler werd gebouwd.
Onderzoek van de ondergrond was zeer eenvoudig of afwezig. Bovenge-noemde werkwijze garandeerde geen vlakke ondergrond, nodig voor de bouw van de pijlers. De oplossing van dit probleem was niet voorhanden. Men kende immers het gebruik van beton niet meer.
De plaats van de steenstorting en dus van de pijler was, ten gevolge van de stroming, niet meer nauwkeurig bepaald, waardoor ongelijke dagwijdten ontstonden, maar soms ook knikken in de brugas. Een bekend voorbeeld
3/4 hiervan is de brug te Mantes.
Bij de bouw van de pijlers maakte men gebruik van mortel, zij het, dat de
juiste samenstelling hiervan weer bijna geheel opnieuw moest worden
uitge-vonden. De mortel bestond aanvankelijk uit slecht gebrande kalk met veel
zand. De aanhechting, de weerstand tegen aantasting en de sterkte vormden zwakke punten. Omstreeks 1177 kwam daarin veel verbetering, maar naar schatting een eeuw later had men pas weer het Romeinse niveau bereikt. Problemen ontstonden derhalve niet alleen door ontgronding waardoor de
3/5 steenstorting afbrokkelde, maat" ook door desintegratie van de pijlers.
Het is dan ook niet verwonderlijk, dat vele van deze bruggen zijn ingestort. Geluk speelde een belangrijke rol waar vakmanschap ontbrak.
Een verbetering van de funderingstechniek is te constateren bij de bouw van de Pont St. Esprit tussen 1265 en 1307. De brug, 900 m lang, 4.55 m breed en met dag'rijdten van 24 tot 30 m, werd gebouwd onder leiding van de Cluniacenzer Jean de Thianges en uitgevoerd door bewoners van het dorp St. Saturnin du Port.
De werkwijze was als volgt.
Men maakte de rivierbodem zo vlak mogelijk met behulp van breuksteen. Op een vlot werden twee lagen steen aangebracht. Dit vlot werd op de
steen-3/4 Brug te Mantes.
storting afgezonken, waardoor een sterk verbeterde funderingsbasis ont-stond. Op een tweede vlot werd de pijler gebouwd. Dit vlot werd afgezonken op het eerste vlot. Het eigen gewicht van de pijler zorgde voor de ballast. Met deze werkwijze had men weer het niveau van de Romeinen bereikt.
3/6 Ten tijde van Claudius werden op dezelfde wijze de funderingen van de
havenwerken van Ostia aangelegd:"
3.7 Ongelukken
In het voorgaande is er al op gewezen, dat zich veel ongevallen hebben voor-gedaan.
Old London Bridge werd in 1832 afgebroken. De brug had eeuwenlang een
obstakel in de rivier gevormd. Het rivierevenwicht werd door de afbraak volledig verstoord. Dit had funderingsproblemen tot gevolg voor de
stroom-opwaarts gelegen bruggen.
3/7 De brug te Tours over de Loire, daterend uit 1777, stortte in 1979 in. De
oorzaak moet worden gezocht in omvangrijke baggerwerkzaamheden in de rivier. Het nieuwe rivierevenwicht leidde tot ernstige ontgrondingen nabij de
brugpijlers. Fouten werden niet alleen vroeger gemaakt...
De grote pijlerbreedte betekende een ernstige belemmering voor de scheep-vaart. Aanvaringen kwamen regelmatig voor. Veel bruggen hebben ernstig te lijden gehad van ijsgang op de rivier. Juist de brede pijlers verergerden dit probleem. De Pont de Natre Dame te Parijs stortte op 25 october 1499 om
negen uur 's morgens in, als gevolg van een zeer hoge waterstand. Andere
oorzaken van bruginstortingen waren het slechte onderhoud, de slechte kwaliteit van het werk en ontgrondingen ten gevolge van een ongelukkige pijlervorm.
Een voorbeeld van slecht onderhoud treft men aan bij romantisch met " mossen, klimop en zelfs struiken begroeide pijlers.
3/14 Het gevolg van instortingen en de daarop volgende herstellingen was, dat
3/15 een brug vaak een architectonische lappendeken werd.
Pikant zijn de problemen samenhangend met het onderhoud. Bij de Romeinse bruggen hebben we geconstateerd, dat allerlei kunstgrepen wer-den toegepast bij de bouw - ballast op de formelen - maar soms ook als de
brug gereed was, nl. ballast in het midden van de brug. Dit alles duidt op een
min of meer wankel evenwicht.
Een kleine ingreep kan het evenwicht van de brug volkomen verstoren. Het is derhalve verstandig bij het uitvoeren van onderhoud de boog onmiddellijk te ondersteunen. Het blijft een open vraag hoe veilig een middeleeuwse brug is als We de slechte kwaliteit van het werk in aanmerking nemen. De eeuwen
pyler
houten vlot
2 la gen steen
steenstorti ng
3/6 Fundering van de havenwerken te Ostia, Italië.
hebben hierin uiteraard geducht geselecteerd. De overgebleven bruggen
zullen waarschijnlijk wel aan redelijke veiligheidseisen voldoen.
3.8 Typen middeleeuwse bruggen
Middeleeuwse bruggen zijn in drie groepen te verdelen: de versterkte of weerbare brug;
de bewoonde brug;
de kapelbrug.
Het onderscheid is niet zo scherp als hier geschetst. Old London Bridge had bij voorbeeld van alles wat. Op zichzelf zegt de benaming niet zoveel over de brug.
De naam duidt vooral op de bijverschijnselen.
3.8.1 De versterkte brug
De bedoeling van dit brugtype was, de gemeenschap te beschermen tegen onwelwillende elementen, die deze brug eveneens als toegangsweg zouden 3/8 kunnen gebruiken. Een verdedigbare poort bij of op de brug was het middel
'bij uitstek. Een zeer effectief, zij het passief, verdedigingsmiddel vormde een 3/9 houten ophaalbrug, zoals onder andere toegepast te Entrevaux.
Entrevaux is een subliem middeleeuws vestingstadje gelegen langs de Route Napoleon van de Cöte d' Azur naar Grenoble. De uiterst bekwa-me vestingbouwer Vauban liet er zijn sporen achter.
Andere methoden waren het toepassen van een rolbrug of van één houten overspanning.
Een houtconstructie is immers snel te verwijderen en te herbouwen. Deze laatste methode, één houten overspanning, is destijds toegepast bij de St. Servaasbrug te Maastricht.
Een brug onklaar maken was typisch het werk van de verdedigende partij. Wat nu te denken van de Chinese keizer, die tijdens zijn opmars tegen de vijand alle bruggen achter zich verbrandde, opdat er geen smadelijke terug-tocht mogelijk zou zijn.
De smalle middeleeuwse brug, weerbaar of niet, leende zich nauwelijks tot aanvallende acties, zoals de Graaf van Surrey in 1297 moest ervaren. Tij-dens zijn veldtocht tegen de Schotten liet hij zijn troepen over de Auld Brid-ge over de Forth te Sterling trekken. Toen onBrid-geveer 50% van zijn troepen was gepasseerd, vielen de Schotten aan. Hoewel minder in getal versloegen zij Surrey met overmacht. De brug vormde een effectieve bottle neck.
3/8 Monnow Bridge te Monmouth, Wa/es.
3/9 Brug te Entrevaux in de Provence.
...
Met de uitvinding van het buskruit omstreeks het begin van de veertiende eeuwen de ontwikkeling van het kanon liep de betekenis van de versterkte brug snel terug. Het werd een verkeersobstakel.
3.8.2 Pont Valentré te Cahors
3/10 Deze monumentale brug vormt het fraaiste voorbeeld van een weerbare 3/11 brug.
3/12 De brug overspant de rivier de Lot en omvat zes bogen en drie wachttorens. 3/13 De bogen hebben de vorm van gedrukte spitsbogen.
De pijlers, aan de voorzijde driehoekig en aan de achterzijde recht, zijn tot wegdekhoogte opgetrokken.
De pijlerdoorsnede sluit nog geheel aan bij de Romeinse pijlervorm. De driehoekige pijlerpunt diende niet alleen als vluchtplaats voor voetgan-gers voor het verkeer op de brug, maar vormde ook een uitstekende uitgangs-positie om de vijand te water te bestoken.
Daartoe is de brug dan ook nog voorzien van een borstwering. Ter hoogte
. van de boogaanzet is iedere pijlerpunt voorzien van een poortje, evenwijdig aan de brugas.
Onder deze poortjes zijn tevens drie uitsparingen te onderscheiden, waarin langsbalken konden worden opgelegd. Aldus kon een voetpad langs de brug worden gerealiseerd. Dit vergemakkelijkte het materiaaltransport tijdens de bouw.
Elk van de drie wachttorens vormt in wezen een vesting. Achter de bogen-friezen gaan gaten in de torenwand schuil van waaruit de vijand met pek en kokend lood kon worden overgoten. Om die reden is de bogenfries dan ook iets uitkragend gebouwd. In de vestingbouwkunde is deze constructie bekend onder de naam "machicoulis".
Veel schietgaten zijn op hoog niveau aangebracht. Een hoge plaats is immer ideaal voor een boogschutter.
De rijweg is slechts ca. 3.50 m breed. De poorten in de torens vormen boven-dien nog eens drie extra insnoeringen. De bouw begon in 1308 en werd gefi-nancierd door Filips IV en de kerk. Men bedenke, dat van 1309 tot 1377 Franse pausen te Avignon resideerden.
Hoewel de bouw duurde tot 1378 werd de brug toch reeds in 1355 in gebruik genomen.
Over middeleeuwse bruggen doen dikwijls aardige "duivelse" anecdotes de ronde. Zo ook te Cahors.
Een bruggenbouwer moest wel bovennatuurlijke hulp genieten om zo'n geweldige technische prestatie te kunnen leveren, in het bijzonder als deze man leek was, dat wil zeggen niet-geestelijke.
Hij werd dan ook geacht de hulp van de duivel nodig te hebben. Ook te Cahors bleek de duivel op het werk aanwezig te zijn.
3/10 Pont Va/entré te Cahors.
3/13 Toegang tot de brug.
