Τι είναι οι δοκοί από χαλύβδινο κιβώτιο και οι δοκοί πλάκας;
A δοκός από χαλύβδινο κουτίείναι μια κοίλη-δοκός κλειστής διατομής που κατασκευάζεται με συγκόλληση χαλύβδινων πλακών σε ορθογώνια, τετράγωνη ή τραπεζοειδή διατομή-. Επειδή το τμήμα είναι κλειστό, αναπτύσσει συνεχή ροή διάτμησης υπό στρέψη και προσφέρει πολύ υψηλή στρεπτική ακαμψία. Τα κιβώτια δοκών χρησιμοποιούνται ευρέως σε καμπύλες γέφυρες, σε κρεμαστές και κρεμαστές γέφυρες, σε ανυψωμένες γέφυρες, σε ανυψωμένους αστικούς αυτοκινητόδρομους και σε βαριές-γερανογέφυρες.
A δοκός από χαλύβδινη πλάκαείναι μια χτισμένη δοκός-σε σχήμα Ι-(ή σχήματος Η-) που συναρμολογείται με συγκόλληση ή βιδώνοντας μεμονωμένες πλάκες - μια πλάκα ιστού και πλάκες φλάντζας επάνω/κάτω - μαζί με ενισχυτικά. Είναι ένα ανοιχτό τμήμα που είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό στην αντίσταση στην κατακόρυφη κάμψη κατά μήκος του ισχυρού άξονά του και χρησιμοποιείται συνήθως σε απλά υποστηριζόμενες και συνεχείς γέφυρες αυτοκινητοδρόμων, διαδρόμους βιομηχανικών γερανών και δοκούς μεταφοράς.
Και οι δύο τύποι είναι προσαρμοσμένα-κατασκευασμένα δομικά μέλη αντί για τυλιγμένα τυπικά τμήματα. Η επιλογή μεταξύ τους διέπεται από το μήκος του ανοίγματος, τη διαδρομή φορτίου, την καμπυλότητα, την πρόσβαση κατασκευής και το κόστος κύκλου ζωής-. Αυτός ο οδηγός εξηγεί τις τεχνικές διαφορές και δίνει μια πρακτική διαδρομή επιλογής για έργα γεφυρών και κτιρίων.
Βασικές διαφορές με μια ματιά
| Στοιχείο σύγκρισης | Ατσάλινο κιβώτιο δοκού | Ατσάλινο δοκάρι |
|---|---|---|
| Διατομή- | Κλειστό ορθογώνιο, τετράγωνο ή τραπεζοειδές | Ανοίξτε το σχήμα I ή H |
| Στρεπτική ακαμψία | Υψηλή (κλειστή διατμητική ροή) | Χαμηλό (ανοιχτό τμήμα, χρειάζεται στήριξη) |
| Καμπτική συμπεριφορά | Εξαιρετικό προς όλες τις κατευθύνσεις | Εξαιρετικό μόνο για ισχυρό άξονα |
| Αντοχή στη διάτμηση | Κοινή χρήση από δύο ή περισσότερους ιστούς | Μεταφέρεται από έναν ενιαίο ιστό |
| Παγκόσμια σταθερότητα | Υψηλή αντοχή στον πλευρικό-στρέψιμο λυγισμό | Απαιτεί πλευρική στήριξη και ενισχυτικά |
| Πολυπλοκότητα κατασκευής | Υψηλό (κλειστά κελιά, πολλά ενισχυτικά, πλήρης-συγκολλήσεις διείσδυσης) | Μέτρια (επίπεδη συναρμολόγηση, δυνατές αυτοματοποιημένες γραμμές) |
| Συναρμολόγηση τοποθεσίας | Κυρίως συγκολλημένα τμήματα, συγκόλληση-μεγάλου υψομέτρου | Συχνά κοχλιωμένες συναρμογές υψηλής- αντοχής |
| Τυπική εφαρμογή | Καμπύλες ράμπες, μεγάλα ανοίγματα, φαρδιά καταστρώματα | Ευθεία μεσαία ανοίγματα, δοκοί γερανού, δοκοί μεταφοράς |
| Συντήρηση | Κλειστό κενό, απαιτείται αφύγρανση, μικρή εκτεθειμένη περιοχή | Μεγαλύτερη εκτεθειμένη επιφάνεια, ευκολότερος έλεγχος |
Σύγκριση δομικών επιδόσεων
Στρεπτική ακαμψία
Η διατομή κλειστού κουτιού-αναπτύσσει μια κλειστή διατμητική ροή όταν συστρέφεται, η οποία περιορίζει τη στρέβλωση και παρέχει πολύ μεγαλύτερη αντίσταση στρέψης από μια ανοικτή διατομή I- παρόμοιου βάρους. Αυτό καθιστά τα κιβώτια δοκών την τυπική επιλογή για οριζόντια καμπύλες γέφυρες και για καταστρώματα που φορτώνονται έκκεντρα από βαρέα οχήματα.
Χωρητικότητα κάμψης
Σε μια δοκό κουτιού, οι πλάκες της επάνω και κάτω φλάντζας είναι φαρδιές και συμβάλλουν σε μεγάλη ροπή αδράνειας, δίνοντας υψηλή συνολική ικανότητα κάμψης και προς τις δύο κατευθύνσεις. Μια δοκός πλάκας συγκεντρώνει το υλικό σε δύο φλάντζες που χωρίζονται από έναν ενιαίο βαθύ ιστό. είναι πολύ αποτελεσματικό για φορτία βαρύτητας που δρουν κατακόρυφα, αλλά η πλευρική ακαμψία του (ασθενούς-άξονα) είναι περιορισμένη.
Αντοχή στη διάτμηση και σταθερότητα
Η διάτμηση σε μια δοκό κουτιού μοιράζεται δύο ή περισσότερα πλέγματα και τα εσωτερικά διαφράγματα συγκρατούν τους ιστούς έναντι λυγισμού διάτμησης, έτσι ώστε οι λεπτοί ιστοί να μπορούν να χρησιμοποιηθούν οικονομικά. Μια δοκός πλάκας βασίζεται σε έναν ιστό. Οι βαθιές λεπτές πέτρες απαιτούν εγκάρσια και διαμήκη ενισχυτικά για την αποφυγή διαγώνιου λυγισμού διάτμησης. Για τον ίδιο λόγο, οι δοκοί πλάκας είναι πιο επιρρεπείς στον πλευρικό-στρέψιμο λυγισμό και χρειάζονται ένα σύστημα στήριξης για μεγάλα μήκη χωρίς στήριξη.
Κατασκευή, ανέγερση και συντήρηση
| Αποψη | Ατσάλινο κιβώτιο δοκού | Ατσάλινο δοκάρι |
|---|---|---|
| Ζήτηση συγκόλλησης | Συγκολλήσεις πλήρους- διείσδυσης, περιορισμένη εσωτερική συγκόλληση πολλαπλών-κυττάρων, απαιτητική NDT | Κυρίως συγκολλήσεις φιλέτου ή μερικής-συγκόλλησης. πιο εύκολο να ελεγχθεί η παραμόρφωση |
| Προκατασκευή καταστήματος | Τμήματα (μονο-κελλίου ή πολλαπλών-κελιών) ενσωματωμένα στο κατάστημα, μεταφέρονται στον ιστότοπο | Ολόκληρες ή τμηματικές δοκοί. ελαφρύτερα κομμάτια, χαμηλότερη ζήτηση μεταφοράς |
| Συναρμολόγηση τοποθεσίας | Τμήματα που ενώνονται με συγκόλληση. Ο έλεγχος ευθυγράμμισης είναι κρίσιμος | Συχνά βιδωτές συναρμογές-υψηλής αντοχής. ταχύτερη εγκατάσταση |
| Αρση | Απαιτούνται γερανοί βαρέως-μεγάλου βάρους-τονάζ | Μέτρια βάρη, λιγότερο απαιτητικά για τη χωρητικότητα του γερανού |
| Αντιδιαβρωτική προστασία | Η κλειστή κοιλότητα χρειάζεται εσωτερική επίστρωση ή αφύγρανση. ο εξωτερικός χώρος είναι μικρός | Όλες οι επιφάνειες εκτεθειμένες. η εκτόξευση, η επίστρωση και η επιθεώρηση είναι απλές |
Για τα κιβώτια δοκών, ο ποιοτικός έλεγχος βασίζεται στις προδιαγραφές της ειδικής διαδικασίας συγκόλλησης (WPS), στις μη καταστροφικές δοκιμές κρίσιμων αρθρώσεων και στη δοκιμαστική συναρμολόγηση ταιριασμένων τμημάτων. Για δοκούς πλάκας, συνήθως επαρκούν αυτοματοποιημένες γραμμές συγκόλλησης και τυπικοί έλεγχοι διαστάσεων. Και οι δύο τύποι παρέχονται με πιστοποιητικά μύλου υλικού και επιφανειακή επεξεργασία, όπως αμμοβολή σε Sa 2.5 με-πλούσιο αστάρι ψευδαργύρου και επιστρώσεις φινιρίσματος, σύμφωνα με το ISO 12944 για την κατηγορία διαβρωτικότητας του έργου.
Πώς να επιλέξετε μεταξύ δοκών κιβωτίων και πλακών
Επιλέξτε αδοκός από χαλύβδινη πλάκαόταν η ευθυγράμμιση είναι ευθεία, η διαδρομή φορτίου είναι κυρίως κατακόρυφη και ο προϋπολογισμός είναι περιορισμένος: μπορεί να-παράγεται μαζικά σε αυτοματοποιημένες γραμμές, είναι πιο ελαφρύ στη μεταφορά και την ανύψωση και συνδέεται γρήγορα με μπουλόνια υψηλής- αντοχής. Είναι μια δοκιμασμένη λύση για απλά στηριζόμενα και συνεχή ανοίγματα στη μέση εμβέλεια, γερανογέφυρες και δοκούς μεταφοράς κτιρίων.
Επιλέξτε αδοκός από χαλύβδινο κουτίόταν η γέφυρα είναι κυρτή ή λοξή, όταν τα ενεργά φορτία είναι εκκεντρικά, όταν τα μεγάλα ανοίγματα ή τα φαρδιά καταστρώματα απαιτούν λιγότερες προβλήτες ή όταν η ομαλή, μοντέρνα εμφάνιση και η χαμηλή επιφάνεια συντήρησης αποτελούν προτεραιότητα. Τα κιβώτια δοκών προτιμώνται επίσης για γέφυρες σε περιοχές με ισχυρούς ανέμους, επειδή το κλειστό προφίλ μπορεί να διαμορφωθεί αεροδυναμικά, καθώς και για συστήματα σταδιακής εκτόξευσης.
Και οι δύο τύποι θα πρέπει να σχεδιάζονται σύμφωνα με τον κυβερνητικό κώδικα της περιοχής του έργου - για παράδειγμα AASHTO LRFD στη Βόρεια Αμερική, Ευρωκώδικα 3 (EN 1993) στην Ευρώπη ή GB 50017 / GB 50010 series στην Κίνα - χρησιμοποιώντας δομικές ποιότητες χάλυβα όπως ASTM A709 Grade 150, EN 350, EN 502, 1591 Q355/Q420 με αντίστοιχες απαιτήσεις συγκολλητικότητας και σκληρότητας.
Λάβετε μια δωρεάν κριτική επιλογής δοκών και προσφορά
Συχνές Ερωτήσεις
Ποιοι είναι οι κύριοι τύποι δοκών κιβωτίου;
Οι δοκοί κιβωτίου ταξινομούνται κατά σχήμα διατομής ως ορθογώνιες, τραπεζοειδείς ή κυκλικές και κατά διάταξη κυψελών ως δοκοί μονής-κυψέλης, πολλαπλών-κυψελών ή πολλαπλών-κιβωτίων. Το τραπεζοειδές (τριγωνικό-πυθμένα) χαλύβδινο κουτί είναι συνηθισμένο στις γέφυρες με μακρύ-καλώδιο-ανοιγμάτων και σε κρεμαστές γέφυρες λόγω της αεροδυναμικής του απόδοσης.
Γιατί προτιμώνται οι δοκοί κουτιού για καμπύλες γέφυρες;
Ένα κυρτό κατάστρωμα γέφυρας φορτώνεται τόσο κατακόρυφα όσο και στρεπτικά. Το τμήμα κλειστού κιβωτίου αντιστέκεται στη συστροφή με κλειστή ροή διάτμησης και δεν χρειάζεται εξωτερικό στήριγμα, το οποίο διατηρεί το κατάστρωμα συμπαγές και επιτρέπει σφιχτές οριζόντιες ακτίνες χωρίς υπερβολική παραμόρφωση.
Οι δοκοί πλάκας είναι φθηνότερες από τις δοκοί κουτιού;
Γενικά ναι για απλά, ίσια ανοίγματα. Η κατασκευή δοκών πλάκας είναι επίπεδη και πιο εύκολα αυτοματοποιημένη, το υλικό χρησιμοποιείται κοντά στον ουδέτερο άξονα μόνο όπου χρειάζεται και η ανέγερση είναι ταχύτερη με βιδωμένες συνδέσεις. Η σύγκριση εξαρτάται από το άνοιγμα, το πλάτος του καταστρώματος, την ποιότητα χάλυβα και τις συνθήκες του εργοταξίου, επομένως απαιτείται μηχανική εκτίμηση για κάθε έργο.
Ποιες απαιτήσεις συγκόλλησης και επιθεώρησης ισχύουν για τα κιβώτια δοκών;
Οι κύριες ραφές είναι συνήθως συγκολλήσεις πλήρους διείσδυσης-που εκτελούνται σύμφωνα με τις προδιαγραφές ειδικής διαδικασίας συγκόλλησης (WPS) και επιθεωρούνται με υπερηχητική δοκιμή (UT), ακτινογραφική (RT) ή δοκιμή μαγνητικών σωματιδίων (MT). Τα έγγραφα αναφοράς περιλαμβάνουν το AWS D1.5 για τη συγκόλληση γεφυρών και το EN 1090 για την εκτέλεση μεταλλικών κατασκευών.
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια δοκός πλάκας για μεγάλα ανοίγματα;
Ναι, με έναν βαθύτερο ιστό και ένα σύστημα στήριξης, οι δοκοί πλάκας μπορούν να εκτείνονται σε σημαντικές αποστάσεις, αλλά πέρα από ένα ορισμένο εύρος, ο επιπλέον χάλυβας για ακαμψία και στήριξη κάνει τη δοκό κουτιού πιο οικονομική, ειδικά όπου υπάρχει στρέψη ή καμπυλότητα.
Ποιες ποιότητες χάλυβα χρησιμοποιούνται συνήθως για δοκούς γεφυρών;
Οι συνήθεις βαθμοί περιλαμβάνουν ASTM A709 Grade 36/50/50W για έργα στις ΗΠΑ, EN 10025 S355J2 και S355NL στην Ευρώπη και GB/T 714 ή GB/T 1591 βαθμούς όπως Q355 και Q420 στην Κίνα. Ο τελικός βαθμός εξαρτάται από την αντοχή διαρροής, τη σκληρότητα στη θερμοκρασία σχεδιασμού και τις απαιτήσεις συγκολλησιμότητας του έργου.