Ce este o grilă din cutie de oțel și de ce se potrivește cu poduri cu cablu-stayed
O grindă din oțel este o grindă cu secțiune goală, închisă-fabricată din plăci de oțel sudate. Spre deosebire de o secțiune I-deschisă, celula închisă poartă împreună încovoiere, forfecare și torsiune, ceea ce este exact de ce are nevoie o tablă-cablată: platforma este un element continuu susținut în multe puncte de cabluri suspendate, iar secțiunea transversală-sa trebuie să distribuie forțele concentrate ale cablului în câmpul plăcii fără distorsiuni excesive.
Elemente tipice ale unei grinzi cutie
Web-uri:plăci laterale verticale sau înclinate care transferă forfecarea între flanșele superioare și inferioare.
Flanse:plăci superioare și inferioare; flanșa superioară poartă puntea de trafic și compresia, flanșa inferioară poartă tensiune.
Diafragme și rame{0}}încrucișate:elemente transversale interne care păstrează forma-secțiunii transversale sub sarcini concentrate, cum ar fi ancorajele cablurilor.
Elemente de rigidizare:nervuri longitudinale și transversale care întârzie flambajul plăcii și distribuie sarcinile locale pe roți.
Pe cele mai lungi trave, puntea superioară este de obicei o punte din oțel ortotrop, în care o placă subțire este rigidizată prin nervuri sudate închise sau deschise; aceasta economisește greutatea proprie în comparație cu o punte de beton. Grinzile box oferă, de asemenea, rigiditate la torsiune mare și sunt eficiente acolo unde sarcinile sunt excentrice, motiv pentru care apar pe rampe curbate și poduri cu deschidere lungă-, precum și pe punțile-pendate.
Rolurile structurale ale grinzii cutite într-un pod de cablu-pentru
Compatibilitate cu puntea-principală
Grinda cutie se întinde între punctele de ancorare-cablajului, rezistând traficului, vântului și sarcinilor termice. Greutatea proprie a grinzii determină în mod direct tensiunea-cablului de sprijin și dimensiunile-secțiunii transversale ale stâlpului, astfel încât o grindă mai ușoară reduce cererea întregului sistem structural.
Transferul de forță în zonele de ancorare
Întărirea locală este aplicată în pozițiile de ancorare-cablajului pentru a distribui forțele mari concentrate de la cabluri în plăcile cu secțiune-cutie. Forțele cablurilor fluctuează în mod repetat în condiții de trafic și vânt, astfel încât detaliile rezistente la oboseală-a zonei de ancorare sunt esențiale.
Distribuția forțelor longitudinale și transversale
Structura cu o singură-cutie sau cu dublă-cutie se bazează pe rezistența la torsiune și la deformare pentru a distribui sarcinile excentrice ale vehiculului transversal pe toată lățimea podului și pentru a suporta îndoirea longitudinală a platformei între suporturile de cablu.
Considerații de proiectare: vânt, oboseală și standarde
Vânt și stabilitate aeroelastică
Două fenomene eoliene domină designul grinzilor cu deschidere lungă-: vibrația indusă de vârtejuri-la viteze moderate ale vântului și fluturarea la viteze mari ale vântului. Profilul simplificat al casetei plus rigiditatea la torsiune adecvată (o frecvență mare de torsiune) sunt principalele contramăsuri structurale. Datele vântului de pe amplasament și proprietățile dinamice ale podului furnizează un studiu aeroelastic; pentru intervale de-lungimi record, un program-limită de tunel de vânt este normal. Acțiunile vântului sunt determinate în Europa conform EN 1991-1-4 și în America de Nord conform prevederilor privind vântul AASHTO LRFD.
Oboseala la detaliile sudate si ancorajele
Podurile de oțel trăiesc pe domenii repetate de tensiuni, astfel încât detaliile sudate sunt clasificate în categorii de detalii la oboseală: EN 1993-1-9 în Europa atribuie categorii de detalii tipurilor de îmbinări, iar AASHTO LRFD utilizează categorii de oboseală cu un prag de viață infinit-în America de Nord. Suporturile de ancorare a cablurilor, sudurile ortotrope de la nervură la punte și îmbinările cu flanșe sunt tipurile de detalii care guvernează de obicei. Calitatea fabricării, inclusiv profilul sudurii, șlefuirea vârfului și NDT, stabilește direct durata de viață la oboseală pe care o presupune categoria de detaliu.
Standarde de guvernare citate în mod obișnuit în achiziții
| Subiect | Standarde (exemple) | Note |
|---|---|---|
| Design pod de oțel | EN 1993-2; Specificații de proiectare a podului AASHTO LRFD; JTG D64 | Ediție aplicabilă jurisdicției proiectului |
| Design pod compozit | EN 1994-2 | Pentru podele din oțel-beton compozit |
| Flambare plăci / panouri rigidizate | EN 1993-1-5 | Reguli de flambaj pentru plăcile cu grinzi cutie |
| Oboseală | EN 1993-1-9; AASHTO LRFD prevederi de oboseală | Categoriile de detalii pentru îmbinările sudate |
| Acțiuni ale vântului | EN 1991-1-4 | Sarcini de vant; studiu aeroelastic pentru intervale lungi |
| Clase de oțel structural | EN 10025 (S355J2, S355NL); ASTM A709 (Grad 50, 50W); GB/T 714 (Q345q, Q370q, Q420q) | Gradul depinde de design și climă |
| Executie/fabricare | EN 1090-2 clase de executie; AWS D1.5 sudare punte | Definește toleranțele, sudarea și inspecția |
| Protecție împotriva coroziunii | ISO 12944; ISO 8501-1 | Sistem selectat după categoria de corozivitate și durata de viață |
| Acceptarea NDT | ISO 5817 / EN ISO 17635 | UT, RT sau MT pe suduri critice |
Cutie de oțel vs. Cutie de beton vs. Oțel-Compozit de beton
| Criteriu | Toate-grinzile din oțel | Grinda box din beton precomprimat | Gripă din oțel-beton compozit |
|---|---|---|---|
| Greutatea proprie{0} | Cel mai mic dintre cele trei | Ridicat; reglementează costul stâlpului și fundației pe trave lungi | Moderat (punte de beton pe cutie de oțel) |
| Adecvarea-principalului | De preferat peste aproximativ 400-600 m, extinzându-se peste 1.000 m | Practic până la aproximativ 400 m pentru configurații cu -cablare | Frecvent în banda de 200-600 m și pentru travele laterale |
| Comportament la torsiune | Înalt (secțiune închisă) | Înalt (secțiune închisă), greu | Mare când cutia de oțel este închisă |
| Profil aerodinamic | Raționalizat cu ușurință; necesită verificare aeroelastică | Secțiunile mai grele umezesc mișcarea, dar adaugă sarcină moartă | Intermediar |
| Viteza de erecție | Cel mai rapid (fabricare în magazin segmentat) | Cel mai lent (cofraj, turnare în etape, întărire) | Rapid cu panourile de punte prefabricate |
| Întreținerea ciclului de viață | Întreținerea acoperirii și inspecția sudurilor și lagărelor | Întreținere de rutină redusă; probleme de durabilitate a tendonului | Acoperire pe oțel; rosturile punții și întreținerea betonului |
Interval indicativ de specificații pentru ancheta de fabricație
Tabelul de mai jos este un punct de plecare pentru o anchetă de fabricație, nu o cotație. Valorile finale provin din desene, codul aplicabil si oferta scrisa.
| Parametru | Interval indicativ |
|---|---|
| Raza principală (cablu-ars) | Aproximativ 200 m până la 1.100 m și mai departe |
| Lungimea segmentului | De obicei 9-15 m, redus pentru segmentele ortotrope grele; limitat de capacitatea de transport și de ridicare |
| Raport adâncimea grinzii / deschidere | Adancime adâncime pentru grinzi-cablate (de obicei în intervalul 1/180-1/250 pentru proiectele de autostrăzi); stabilite de vânt și limitele de deviere |
| Clase de oțel | Q345q / Q370q / Q420q (GB/T 714); S355J2 / S355NL (EN 10025); A709 grad 50/50W (ASTM) |
| Pregătirea suprafeței | Curatare prin sablare la Sa 2,5 (ISO 8501-1) |
| Sistem de acoperire (exemplu) | Grund bogat-zinc, strat intermediar epoxidic, strat superior din poliuretan (ISO 12944) |
| Încărcați modelul (exemplu) | AASHTO HL-93, modele de încărcare Eurocode sau modelul de încărcare național al proiectului |
| Clasa de executie | EN 1090-2 EXC3 sau EXC4 pentru grinzi de pod |
Ce trebuie să știe cumpărătorii: documentație și ambalare
documentație QC:certificate de materiale (de exemplu, EN 10204 3.1 sau 3.2 cu inspecție de la terți-), înregistrări de sudură, rapoarte NDT, rapoarte despre grosimea acoperirii, rapoarte dimensionale și rapoarte de pre-asamblare în atelier.
Inspecție de la-terți:acceptarea de către agențiile independente de inspecție sau de către agentul clientului este de comun acord în faza contractului.
Ambalare de export:legături de protecție, gabarit de lemn sau gabarit din oțel, contravântuiri interioare, împachetare-rezistentă la intemperii a marginilor, segmente marcate-potriviți, puncte de ridicare dedicate și o listă de ambalare cu un manual de manipulare.
Practica comercială indicativă pentru grinzile cu casete fabricate se bazează pe proiect-: fabricarea începe de la desenele aprobate, timpul de livrare este de obicei de una până la trei luni de la aprobarea desenului și confirmarea materialului, în funcție de tonaj și domeniul de inspecție, iar termenii de garanție sunt definiți în contractul de vânzare. Trimiteți desenele dvs., amenajarea deschiderii și condițiile de amplasament pentru a primi o recenzie tehnică și o ofertă scrisă.
Solicitați o evaluare tehnică și o ofertă
FAQ
Cum se compară o grindă din oțel cu o grindă din beton pentru un pod cu -cabluri?
O grilă cutie din oțel este mai ușoară decât o grilă din beton cu deschidere similară, ceea ce reduce greutatea proprie-pe care trebuie să o suporte stâlpii, cablurile și fundațiile și permite deschideri principale mai lungi. Betonul oferă un prim cost mai mic pe unele piețe și o întreținere de rutină redusă, dar greutatea sa mai mare crește cererea stâlpilor și fundației. Alegerea este guvernată de deschiderea, condițiile amplasamentului, costul local de fabricație și codul de proiectare.
Care este diferența dintre o grilă din-cutie din oțel și o gridă din oțel-compozit din beton?
Într-o grilă cutie din-toate din oțel, puntea superioară, inele și flanșa inferioară sunt plăci de oțel sudate, adesea cu o platformă din oțel ortotrop. Într-o grindă din oțel-beton compozit, o placă de tablă din beton armat se așează pe o substructură de cutie de oțel și acționează cu aceasta prin conectori de forfecare. Grinzile compozite sunt obișnuite la deschideri moderate unde o tablă de beton este economică; toate-cutiile din oțel sunt obișnuite în cazul în care greutatea proprie redusă-și ridicarea segmentară rapidă contează, cum ar fi deschiderile principale dincolo de aproximativ 400-600 m.
Cum funcționează o grilă cutie de oțel în condiții de vânt puternic?
Secțiunea transversală-închisă și raționalizată are o rezistență aerodinamică scăzută și o rigiditate ridicată la torsiune, ceea ce ajută la controlul vibrațiilor-induse de vortex și la creșterea flutterului-viteza critică a vântului. Pentru travele lungi de -cablare, sunt în mod normal cerute de codul de proiectare, de exemplu EN 1991-1-4 pentru acțiunile vântului, testele specifice locației-tunelului de vânt și studiile aeroelastice.
Cum se gestionează oboseala la îmbinările sudate și la ancorajele cablurilor?
Detaliile sudate sunt proiectate pentru categoriile de detalii de oboseală, de exemplu EN 1993-1{-9 în Europa sau prevederile privind oboseala din AASHTO LRFD în America de Nord. Zonele de ancorare a cablurilor și sudurile cu nervuri în U ale punții ortotrope primesc o atenție deosebită deoarece suportă intervale mari de tensiuni repetate. NDT (testare cu ultrasunete, radiografie sau cu particule magnetice) este specificată pentru sudurile critice, iar EN 1090-2 definește cerințele de calitate a execuției.
Care este imaginea costurilor și întreținerii pe durata de viață a podului?
Grinzile din oțel au de obicei un cost de fabricație mai mare decât alternativele din beton, dar pot reduce costurile de fundație și stâlp din cauza greutății mai mici și scurtează timpul de montare prin prefabricarea magazinului. Întreținerea ciclului de viață se concentrează pe sistemul de protecție împotriva coroziunii: intervalele de re-acoperire depind de sistem (de exemplu, categoriile ISO 12944) și de mediu. Un studiu al costului ciclului de viață, nu doar primul cost, decide soluția economică pentru o anumită lungime și amplasament.
Ce clasă de execuție se aplică grinzilor de pod-cablate?
Clasele de execuție sunt definite în EN 1090-2 și sunt selectate din clasa de consecință a structurii. EXC3 este tipic pentru podurile de autostrăzi generale; EXC4 este specificat pentru structuri de lungă durată, de coastă sau urbane, unde consecințele defecțiunii sunt severe. Clasa determină toleranțele, cerințele de sudură și inspecție.