Τι είναι η δοκός από χαλύβδινο κιβώτιο και γιατί ταιριάζει στις καλωδιακές γέφυρες-Stayed Bridges
Μια δοκός από χαλύβδινο κιβώτιο είναι μια κοίλη,-δοκός κλειστής διατομής κατασκευασμένη από συγκολλημένες χαλύβδινες πλάκες. Σε αντίθεση με μια ανοιχτή διατομή I-, η κλειστή κυψέλη φέρει κάμψη, διάτμηση και στρέψη μαζί, κάτι που ακριβώς χρειάζεται ένα κατάστρωμα καλωδίου
Τυπικά στοιχεία μιας δοκού κιβωτίου
Ιστότοποι:κάθετες ή κεκλιμένες πλευρικές πλάκες που μεταφέρουν διάτμηση μεταξύ της επάνω και της κάτω φλάντζας.
Πέλματα:άνω και κάτω πλάκες? η επάνω φλάντζα φέρει το κατάστρωμα κυκλοφορίας και τη συμπίεση, η κάτω φλάντζα μεταφέρει την τάση.
Διαφράγματα και σταυρωτά-πλαίσια:εσωτερικά εγκάρσια μέλη που διατηρούν-το σχήμα διατομής κάτω από συγκεντρωμένα φορτία όπως αγκυρώσεις καλωδίων.
ενισχυτικά:διαμήκεις και εγκάρσιες νευρώσεις που καθυστερούν τον λυγισμό της πλάκας και κατανέμουν τα τοπικά φορτία των τροχών.
Στα μεγαλύτερα ανοίγματα, το επάνω κατάστρωμα είναι συνήθως ένα ορθότροπο χαλύβδινο κατάστρωμα, στο οποίο μια λεπτή πλάκα σκληραίνει με συγκολλημένες κλειστές ή ανοιχτές νευρώσεις. Αυτό εξοικονομεί νεκρό βάρος σε σύγκριση με ένα τσιμεντένιο κατάστρωμα. Τα κιβώτια δοκών προσφέρουν επίσης υψηλή στρεπτική ακαμψία και είναι αποτελεσματικά όπου τα φορτία είναι έκκεντρα, γι' αυτό εμφανίζονται σε καμπύλες ράμπες και γέφυρες μεγάλου{1}}ανοιχώματος καθώς και σε καλωδιακά-καταστρώματα.
Δομικοί ρόλοι του κιβωτίου δοκού σε μια καλωδιακή-Stayed Bridge
Υποστήριξη κύριου-span deck
Η δοκός του κιβωτίου εκτείνεται μεταξύ των σημείων αγκύρωσης-του καλωδίου, αντιστέκεται σε κυκλοφορία, αέρα και θερμικά φορτία. Το ίδιο-βάρος της δοκού καθορίζει άμεσα τη σταθερότητα-τάση του καλωδίου και τις διαστάσεις-διατομής του πυλώνα, επομένως μια ελαφρύτερη δοκός μειώνει τη ζήτηση ολόκληρου του δομικού συστήματος.
Μεταφορά δύναμης στις ζώνες αγκύρωσης
Εφαρμόζεται τοπική ενίσχυση στις θέσεις αγκύρωσης του καλωδίου παραμονής-για να κατανεμηθούν οι μεγάλες συγκεντρωμένες δυνάμεις από τα καλώδια στις πλάκες τομής του κουτιού-. Οι δυνάμεις του καλωδίου αυξομειώνονται επανειλημμένα υπό την κυκλοφορία και τον άνεμο, επομένως η λεπτομέρεια της ζώνης αγκύρωσης που είναι ανθεκτική στην κόπωση είναι κρίσιμη.
Διαμήκης και εγκάρσια κατανομή δυνάμεων
Η δομή ενός-κιβωτίου ή διπλού-κιβωτίου βασίζεται σε αντίσταση στρέψης και στρέβλωσης για να κατανέμει τα έκκεντρα φορτία των οχημάτων εγκάρσια σε όλο το πλάτος της γέφυρας και να μεταφέρει τη διαμήκη κάμψη του καταστρώματος μεταξύ των στηρίξεων των καλωδίων.
Σχεδιαστικά ζητήματα: Άνεμος, Κόπωση και Πρότυπα
Ευστάθεια ανέμου και αεροελαστικής
Δύο φαινόμενα ανέμου κυριαρχούν στη σχεδίαση δοκών μακράς-ανοιγμάτων: δόνηση που προκαλείται από δίνη- σε μέτριες ταχύτητες ανέμου και φτερούγισμα σε υψηλές ταχύτητες ανέμου. Το βελτιωμένο προφίλ κιβωτίου και η επαρκής στρεπτική ακαμψία (υψηλή συχνότητα στρέψης) είναι τα κύρια δομικά αντίμετρα. Τα δεδομένα ανέμου τοποθεσίας και οι δυναμικές ιδιότητες της γέφυρας τροφοδοτούν μια αεροελαστική μελέτη. για αποστάσεις ρεκόρ-μήκους, ένα πρόγραμμα οριακών-επίπεδων αεροδυναμικής σήραγγας είναι φυσιολογικό. Οι αιολικές δράσεις καθορίζονται στην Ευρώπη σύμφωνα με το EN 1991-1-4 και στη Βόρεια Αμερική σύμφωνα με τις αιολικές διατάξεις του AASHTO LRFD.
Κόπωση σε συγκολλημένες λεπτομέρειες και αγκυρώσεις
Οι χαλύβδινες γέφυρες ζουν σε επαναλαμβανόμενα εύρη τάσεων, επομένως οι συγκολλημένες λεπτομέρειες ταξινομούνται σε κατηγορίες λεπτομερειών κόπωσης: EN 1993-1-9 στην Ευρώπη εκχωρεί κατηγορίες λεπτομερειών σε τύπους αρμών και το AASHTO LRFD χρησιμοποιεί κατηγορίες κόπωσης με άπειρο-όριο ζωής στη Βόρεια Αμερική. Οι βραχίονες αγκυρώσεως καλωδίων, οι ορθοτροπικές συγκολλήσεις από πλευρά σε κατάστρωμα και οι συναρμογές φλάντζας είναι οι τύποι λεπτομέρειας που συνήθως διέπουν. Η ποιότητα κατασκευής, συμπεριλαμβανομένου του προφίλ συγκόλλησης, της λείανσης των δακτύλων και του NDT, καθορίζει άμεσα τη διάρκεια κόπωσης που αναλαμβάνει η κατηγορία λεπτομέρειας.
Κυβερνητικά πρότυπα που αναφέρονται συνήθως στις προμήθειες
| Θέμα | Πρότυπα (παραδείγματα) | Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Σχεδιασμός γέφυρας από χάλυβα | EN 1993-2; Προδιαγραφές σχεδιασμού γέφυρας AASHTO LRFD. JTG D64 | Έκδοση που ισχύει για τη δικαιοδοσία του έργου |
| Σχεδιασμός σύνθετης γέφυρας | EN 1994-2 | Για σύνθετα καταστρώματα από χάλυβα-μπετόν |
| Λυγισμός πλακών / σκληρυμένα πάνελ | EN 1993-1-5 | Κανόνες λυγισμού για πλάκες δοκών κιβωτίου |
| Κούραση | EN 1993-1-9; Διατάξεις κόπωσης AASHTO LRFD | Κατηγορίες λεπτομέρειας για συγκολλημένες αρθρώσεις |
| Δράσεις ανέμου | EN 1991-1-4 | Φορτία ανέμου. αεροελαστική μελέτη για μεγάλα ανοίγματα |
| Ποιότητες δομικού χάλυβα | EN 10025 (S355J2, S355NL); ASTM A709 (Βαθμός 50, 50W); GB/T 714 (Q345q, Q370q, Q420q) | Ο βαθμός εξαρτάται από το σχεδιασμό και το κλίμα |
| Εκτέλεση / κατασκευή | EN 1090-2 κλάσεις εκτέλεσης. Συγκόλληση γέφυρας AWS D1.5 | Καθορίζει τις ανοχές, τη συγκόλληση και την επιθεώρηση |
| Αντιδιαβρωτική προστασία | ISO 12944; ISO 8501-1 | Σύστημα επιλεγμένο ανά κατηγορία διαβρωτικότητας και διάρκεια ζωής |
| Αποδοχή NDT | ISO 5817 / EN ISO 17635 | UT, RT ή MT σε κρίσιμες συγκολλήσεις |
Steel Box εναντίον Concrete Box εναντίον Steel-Συνθετικό σκυρόδεμα
| Κριτήριο | Ολο-δοκός από χαλύβδινο κουτί | Προεντεταμένο τσιμεντένιο κιβώτιο δοκού | Χάλυβας-σύνθετος δοκός από σκυρόδεμα |
|---|---|---|---|
| Αυτό-βάρος | Το χαμηλότερο από τα τρία | Ψηλά; διέπει το κόστος του πυλώνα και της θεμελίωσης σε μεγάλα ανοίγματα | Μέτρια (κατάστρωμα από σκυρόδεμα σε χαλύβδινο κουτί) |
| Κύριο-καταλληλότητα | Προτιμάται πέρα από περίπου 400-600 m, που εκτείνεται μετά από 1.000 m | Πρακτικά έως περίπου 400 μέτρα για καλωδιακές-διατάξεις | Συνηθισμένο στην μπάντα 200-600 m και για πλευρικά ανοίγματα |
| Στρεπτική συμπεριφορά | Υψηλό (κλειστό τμήμα) | Υψηλό (κλειστό τμήμα), βαρύ | Υψηλό όταν το χαλύβδινο κουτί είναι κλειστό |
| Αεροδυναμικό προφίλ | Εύκολα εξορθολογισμένο? χρειάζεται αεροελαστικό έλεγχο | Τα βαρύτερα τμήματα υγραίνουν την κίνηση αλλά προσθέτουν νεκρό φορτίο | Ενδιάμεσος |
| Ταχύτητα στύσης | Ταχύτερα (κατασκευή κατά τομέα) | Πιο αργός (ξυλότυπος, σκηνικό χύτευση, ωρίμανση) | Γρήγορο με προκατασκευασμένα πάνελ καταστρώματος |
| Συντήρηση κύκλου ζωής | Συντήρηση επίστρωσης και επιθεώρηση συγκολλήσεων και ρουλεμάν | Χαμηλή τακτική συντήρηση. ζητήματα αντοχής τένοντα | Επικάλυψη σε χάλυβα. αρμούς καταστρώματος και συντήρηση σκυροδέματος |
Ενδεικτικό εύρος προδιαγραφών για έρευνα κατασκευής
Ο παρακάτω πίνακας είναι ένα σημείο εκκίνησης για μια έρευνα κατασκευής, όχι μια προσφορά. Οι τελικές τιμές προέρχονται από τα σχέδια, τον ισχύοντα κωδικό και τη γραπτή προσφορά.
| Παράμετρος | Ενδεικτικό εύρος |
|---|---|
| Κύριο άνοιγμα (το καλώδιο-παρέμεινε) | Περίπου 200 m έως 1.100 m και μετά |
| Μήκος τμήματος | Τυπικά 9-15 m, μειωμένο για βαριά ορθότροπα τμήματα. περιορισμένη από τη μεταφορική και ανυψωτική ικανότητα |
| Λόγος βάθους δοκών / ανοίγματος | Ρηχά για δοκούς με καλωδίου-(συνήθως στην περιοχή 1/180-1/250 για έργα αυτοκινητοδρόμων). καθορίζονται από τα όρια ανέμου και εκτροπής |
| Ποιότητες χάλυβα | Q345q / Q370q / Q420q (GB/T 714); S355J2 / S355NL (EN 10025); A709 Βαθμός 50 / 50 W (ASTM) |
| Προετοιμασία επιφάνειας | Καθαρισμός εκτόξευσης σε Sa 2.5 (ISO 8501-1) |
| Σύστημα επίστρωσης (παράδειγμα) | Πλούσιο σε ψευδάργυρο- αστάρι, εποξειδική ενδιάμεση επίστρωση, τελική επίστρωση πολυουρεθάνης (ISO 12944) |
| Μοντέλο φόρτωσης (παράδειγμα) | AASHTO HL-93, μοντέλα φόρτωσης Ευρωκώδικα ή το εθνικό μοντέλο φόρτωσης του έργου |
| Τάξη εκτέλεσης | EN 1090-2 EXC3 ή EXC4 για δοκούς γεφυρών |
Τι πρέπει να γνωρίζουν οι αγοραστές: Τεκμηρίωση και συσκευασία
Τεκμηρίωση QC:πιστοποιητικά υλικού (π.χ. EN 10204 3.1 ή 3.2 με-επιθεώρηση τρίτου μέρους), αρχεία συγκόλλησης, αναφορές NDT, αναφορές πάχους επικάλυψης, αναφορές διαστάσεων και αναφορές πριν από τη συναρμολόγηση καταστημάτων.
Επιθεώρηση-τρίτου μέρους:Η αποδοχή από ανεξάρτητους φορείς επιθεώρησης ή τον αντιπρόσωπο του πελάτη συμφωνείται συνήθως στο στάδιο της σύμβασης.
Συσκευασία εξαγωγής:προστατευτικές αγκυρώσεις, ξύλινες ή ατσάλινες ράβδους, εσωτερικά στηρίγματα,-ανθεκτικό τύλιγμα άκρων, ταιριαστά-σημασμένα τμήματα, ειδικά σημεία ανύψωσης και λίστα συσκευασίας με εγχειρίδιο χειρισμού.
Η ενδεικτική εμπορική πρακτική για τα κατασκευασμένα κιβώτια δοκών βασίζεται σε έργα-: η κατασκευή ξεκινά από εγκεκριμένα σχέδια, ο χρόνος παράδοσης είναι συνήθως ένας έως τρεις μήνες από την έγκριση τραβήγματος και την επιβεβαίωση υλικού ανάλογα με την χωρητικότητα και το εύρος της επιθεώρησης και οι όροι εγγύησης ορίζονται στη σύμβαση πώλησης. Υποβάλετε τα σχέδιά σας, τη διάταξη του ανοίγματος και τις συνθήκες τοποθεσίας για να λάβετε μια τεχνική αξιολόγηση και μια γραπτή προσφορά.
Ζητήστε μια τεχνική αναθεώρηση και προσφορά
FAQ
Πώς συγκρίνεται μια δοκός από χαλύβδινο κιβώτιο με μια δοκό κουτιού από σκυρόδεμα για μια καλωδιακή-γέφυρα;
Μια δοκός από χαλύβδινο κιβώτιο είναι ελαφρύτερο από μια δοκό κουτιού από σκυρόδεμα παρόμοιου ανοίγματος, γεγονός που μειώνει το αυτο-βάρος που πρέπει να φέρουν οι πυλώνες, τα καλώδια και τα θεμέλια και επιτρέπει μεγαλύτερα κύρια ανοίγματα. Το σκυρόδεμα προσφέρει χαμηλότερο αρχικό κόστος σε ορισμένες αγορές και χαμηλή συντήρηση ρουτίνας, αλλά το υψηλότερο νεκρό βάρος του αυξάνει τη ζήτηση πυλώνων και θεμελίωσης. Η επιλογή διέπεται από την έκταση, τις συνθήκες τοποθεσίας, το τοπικό κόστος κατασκευής και τον κώδικα σχεδιασμού.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μιας δοκού εξολοκλήρου-με δοκό από χαλύβδινο κουτί και μιας σύνθετης δοκού από χάλυβα-μπετόν;
Σε μια δοκό εξολοκλήρου-με χαλύβδινο κουτί, το επάνω κατάστρωμα, οι ιστοί και η κάτω φλάντζα είναι συγκολλημένες χαλύβδινες πλάκες, συχνά με ορθότροπο χαλύβδινο κατάστρωμα. Σε μια σύνθετη δοκό από χάλυβα-μπετόν, μια πλάκα καταστρώματος από οπλισμένο σκυρόδεμα κάθεται σε μια υποδομή από χαλύβδινο κιβώτιο και ενεργεί μαζί της μέσω συνδετήρων διάτμησης. Οι σύνθετες δοκοί είναι κοινές σε μέτρια ανοίγματα όπου ένα κατάστρωμα από σκυρόδεμα είναι οικονομικό. Όλα τα-ατσάλινα κουτιά είναι συνηθισμένα όπου το χαμηλό βάρος-και η γρήγορη τμηματική ανέγερση έχουν σημασία, όπως κύρια ανοίγματα πέρα από περίπου 400-600 μέτρα.
Πώς λειτουργεί μια δοκός από χαλύβδινο κουτί κάτω από δυνατό αέρα;
Η κλειστή, βελτιωμένη διατομή-έχει χαμηλή αεροδυναμική οπισθέλκουσα και υψηλή στρεπτική ακαμψία, η οποία βοηθά στον έλεγχο των δονήσεων που προκαλούνται από τη δίνη-και αυξάνει το πτερυγισμό-την κρίσιμη ταχύτητα του ανέμου. Για μεγάλα διαστήματα καλωδίων-, απαιτούνται κανονικά δοκιμές-ειδικών δοκιμών αεροσήραγγας και αεροελαστικών μελετών από τον κώδικα σχεδιασμού, για παράδειγμα EN 1991-1-4 για ενέργειες ανέμου.
Πώς αντιμετωπίζεται η κόπωση σε συγκολλημένες αρθρώσεις και αγκυρώσεις καλωδίων;
Οι συγκολλημένες λεπτομέρειες έχουν σχεδιαστεί για να καλύπτουν κατηγορίες λεπτομερειών κόπωσης, για παράδειγμα EN 1993-1-9 στην Ευρώπη ή τις διατάξεις κόπωσης του AASHTO LRFD στη Βόρεια Αμερική. Οι ζώνες αγκύρωσης καλωδίων και οι ορθοτροπικές συγκολλήσεις U-rib του καταστρώματος λαμβάνουν ιδιαίτερη προσοχή επειδή φέρουν υψηλά, επαναλαμβανόμενα εύρη τάσεων. Το NDT (δοκιμή υπερήχων, ακτινογραφίας ή μαγνητικών σωματιδίων) καθορίζεται σε κρίσιμες συγκολλήσεις και το EN 1090-2 ορίζει απαιτήσεις ποιότητας εκτέλεσης.
Ποια είναι η εικόνα κόστους και συντήρησης κατά τη διάρκεια ζωής της γέφυρας;
Οι δοκοί από χαλύβδινο κουτί έχουν συνήθως υψηλότερο κόστος κατασκευής από τις εναλλακτικές λύσεις σκυροδέματος, αλλά μπορούν να μειώσουν το κόστος θεμελίωσης και πυλώνων λόγω του χαμηλότερου νεκρού βάρους και συντομεύουν τον χρόνο ανέγερσης μέσω της προκατασκευής καταστήματος. Η συντήρηση του κύκλου ζωής επικεντρώνεται στο σύστημα αντιδιαβρωτικής προστασίας: τα διαστήματα επανα{1}}επικάλυψης εξαρτώνται από το σύστημα (για παράδειγμα κατηγορίες ISO 12944) και το περιβάλλον. Μια μελέτη κόστους κύκλου ζωής, όχι μόνο το πρώτο κόστος, αποφασίζει την οικονομική λύση για μια δεδομένη έκταση και τοποθεσία.
Ποια κλάση εκτέλεσης ισχύει για δοκούς γέφυρας με καλωδίωση-;
Οι κλάσεις εκτέλεσης ορίζονται στο EN 1090-2 και επιλέγονται από την κλάση συνέπειας της δομής. Το EXC3 είναι χαρακτηριστικό για γενικές γέφυρες αυτοκινητοδρόμων. Το EXC4 καθορίζεται για κατασκευές μεγάλης έκτασης, παράκτιες ή αστικές κατασκευές όπου οι συνέπειες αστοχίας είναι σοβαρές. Η τάξη καθορίζει τις ανοχές, τις απαιτήσεις συγκόλλησης και επιθεώρησης.