Apakah Gelang Kotak Keluli?
Girder kotak keluli ialah anggota berongga tertutup, segi empat tepat atau trapezoid yang dibuat daripada plat keluli yang dikimpal. Keratan rentasnya-terdiri daripada bebibir atas, bebibir bawah dan dua sarang menegak atau condong, membentuk sel tertutup. Di dalam kotak, pengeras membujur (rusuk U-tertutup atau rusuk plat rata) dan diafragma melintang mengawal lengkok tempatan plat nipis dan memastikan geometri keratan rentas-stabil di bawah beban.
Bahagian tertutup memberikan galang kotak keluli tiga kelebihan struktur berbanding galang I-terbuka:
Kekakuan kilasan.Di bawah beban hidup sipi, aliran ricih berkembang di sekeliling perimeter tertutup penuh, memberikan kekakuan kilasan St. Venant yang lebih tinggi dan herotan yang lebih rendah daripada bahagian terbuka dengan berat yang serupa.
Nisbah kekuatan-kepada-berat.Girder kotak keluli adalah jauh lebih ringan daripada girder kotak konkrit prategasan dengan rentang yang sama, yang mengurangkan beban mati yang mesti dibawa oleh substruktur dan merendahkan permintaan asas dan seismik.
Prestasi aerodinamik.Profil yang rata dan diperkemas mengurangkan seretan dan membantu meningkatkan kelajuan angin kritikal untuk kekibaran berbanding dengan galang kekuda, yang penting untuk kawasan pesisiran pantai dan{0}}tubuh taufan.
Sifat ini menjadikan galang kotak keluli sebagai pilihan standard dalam dua peranan: sebagai galang utama-membawa jambatan jenis rasuk-dan sebagai galang mengeras kabel-jambatan yang disokong (kabel-stay dan gantungan).
Julat Span mengikut Sistem Struktur
Klasifikasi rentang bagi galang kotak keluli adalah berdasarkan sistem struktur di mana galang itu berfungsi, bukan pada satu nilai panjang. Bahagian kotak yang sama boleh muncul dalam rentang jejambat pendek atau dalam jambatan sepanjang satu kilometer; perbezaannya terletak pada cara beban dibawa.
Sistem galang dan kekuda (menyokong sendiri-)
Dalam sistem ini, galang kotak merentang terus antara penyokong dan bergantung pada kapasiti lentur dan ricihnya sendiri; tiada kabel atau menara yang menyediakan laluan beban tambahan.
| Julat rentang | Aplikasi biasa | Konfigurasi galang kotak |
|---|---|---|
| Kira-kira 50-100 m | Jejambat bandar, jejambat melengkung | Kedalaman-malar, satu-kotak sel |
| Kira-kira 100-250 m | Lintasan sungai, jambatan lebuh raya | Pembolehubah-kotak sel, tunggal- atau berganda-. |
| Kira-kira 250-350 m | Saluran navigasi utama | Pembolehubah-keluli kedalaman-galang hibrid konkrit (span tengah keluli dengan rentang sisi konkrit) |
| Lebih kurang 350 m | Zon had ekonomi untuk galang-diri sendiri | Hibrid atau kabel-sistem yang disokong biasanya diperlukan; memerlukan{1}}justifikasi khusus tapak |
Kabel-sistem yang disokong (girder mengeras)
Dalam kabel-stayed dan jambatan gantung, kabel membawa beban menegak utama manakala galang kotak memberikan kekukuhan kilasan, kestabilan aerodinamik dan platform geladak.
| Julat rentang | Jenis jambatan | Peranan galang kotak keluli |
|---|---|---|
| Kira-kira 400-1,200 m | Cable{0}}stayed bridge | Girder mengeras: menahan mampatan paksi daripada kabel tinggal ditambah lentur di bawah beban hidup |
| Kira-kira 1,000-2,000+ m | Jambatan gantung | Girder mengeras: memberikan ketegaran kilasan dan kestabilan aerodinamik |
Contoh-yang didokumentasikan dengan baik termasuk Jambatan Sutong di China (kabel-tinggal, jarak utama 1,088 m, galang pengeras kotak keluli) dan Jambatan Canakkale 1915 di Turki (gantungan, rentang utama 2,023 m, galang kotak keluli berkembar). Tiada had atas teori tetap untuk kabel-sistem yang disokong; rentang yang lebih panjang dicapai melalui profil aerodinamik yang dioptimumkan dan padanan sistem kabel.
Faktor-Faktor Yang Mengehadkan Span Girder Kotak Keluli
Berat sendiri-dan kitaran momen lentur
Momen lentur dari-berat sendiri meningkat secara kasar dengan segi empat sama rentang. Bahagian yang lebih besar diperlukan untuk menahan saat menambah berat mati, mencipta kitaran yang menjadikan semua-galang keluli tidak ekonomik melebihi julat beberapa ratus meter; galang komposit (keluli-konkrit) agak memanjangkan sampul surat yang menjimatkan, dan seterusnya sistem yang disokong-kabel biasanya lebih cekap.
Had pesongan dan kekakuan
Pesongan midspan beban langsung-berkembang pesat dengan rentang. Oleh kerana modulus keanjalan keluli adalah tetap, rentang sokongan diri yang panjang-memerlukan galang yang sangat dalam untuk memenuhi had pesongan yang dikenakan oleh kod pentadbir (untuk jambatan lebuh raya biasanya dalam julat L/500 hingga L/600 dan lebih ketat untuk jambatan kereta api), yang meningkatkan kesukaran bahan, pendedahan angin dan pendirian.
Lekuk tempatan plat nipis
Rentang yang lebih panjang meningkatkan tegasan mampatan dalam bebibir dan web, yang boleh mencetuskan lekuk tempatan plat nipis. Pengaku membujur dan diafragma melintang menyelesaikan masalah lengkok tetapi menambah kimpalan, tegasan sisa dan kos fabrikasi, dan kandungan kimpalan yang meningkat mesti dipertimbangkan dalam reka bentuk kelesuan.
Kesan ketinggalan ricih
Dalam galang kotak rentang-panjang lebar, beban menegak menyebabkan ubah bentuk ricih pada bebibir lebar. Tekanan tertumpu berhampiran web dan bahan bebibir jauh kurang digunakan, jadi lebar bebibir berkesan mengecut apabila rentang tumbuh, menurunkan kecekapan galas bahagian.
Kestabilan angin aerodinamik
Galang dalam diperlukan untuk -kekerasan rentang yang panjang meningkatkan kawasan sentuhan angin dan memperhebatkan vorteks-getaran dan risiko getaran. Kestabilan angin selalunya menjadi kekangan mengawal bagi zon pantai dan taufan, memerlukan-kajian terowong angin dan perincian aerodinamik seperti bahagian kotak-kembar yang diperkemas atau berslot.
Girder Kotak Keluli lwn. Jenis Jambatan Lain
| item | galang kotak keluli | galang kotak konkrit prategasan | Cable{0}}stayed bridge | Jambatan gantung |
|---|---|---|---|---|
| Julat rentang persaingan biasa | 100-350 m (sangga diri) | Sehingga kira-kira 300 m | 250-1,200 m | 1,000-2,000+ m |
| Berat sendiri -girder | rendah | Tinggi (kira-kira 2-3 kali keluli) | Rendah hingga sederhana | Rendah hingga sederhana |
| Kekakuan kilasan | Sangat tinggi (bahagian tertutup) | tinggi | Tinggi (galang pengencang kotak) | Tinggi (galang pengencang kotak) |
| Prestasi aerodinamik | Cemerlang (profil diperkemas) | Sederhana | bagus | Cemerlang (pilihan-kotak berkembar) |
| Kelajuan pembinaan | Cepat (fabrikasi segmen kilang) | Perlahan (di-bekas dan casting tapak) | Sederhana | Panjang (pendirian menara dan kabel) |
| Permintaan penyelenggaraan | Lebih tinggi (pemeriksaan salutan dan kimpalan) | Penyelenggaraan rutin yang lebih rendah | Lebih tinggi (kabel, menara, sauh) | Lebih tinggi (kabel utama, sauh) |
Piawaian dan Bahan Reka Bentuk
Girder kotak keluli untuk jambatan direka bentuk dan direka mengikut kod yang berkenaan dengan bidang kuasa projek:
Gred keluli:Keluli jambatan Cina Q345q dan Q370q kepada GB/T 714; Gred Eropah S355J2 dan S355NL kepada EN 10025; Gred AS ASTM A709 Gred 50 / 50W. Keluli jambatan luluhawa mungkin ditetapkan untuk projek pantai untuk melanjutkan kitaran penyelenggaraan salutan.
Kod reka bentuk:JTG D64 untuk jambatan keluli lebuh raya Cina; EN 1993-2 untuk jambatan keluli Eropah; Spesifikasi Reka Bentuk Jambatan AASHTO LRFD untuk projek AS.
Fabrikasi dan kimpalan:EN 1090-2 kelas pelaksanaan atau AWS D1.5 untuk kimpalan jambatan, dengan penerimaan NDT mengikut spesifikasi projek.
Perlindungan kakisan:pembersihan letupan kepada Sa 2.5 setiap ISO 8501-1 dan sistem salutan yang dipilih mengikut kategori kehakisan ISO 12944.
Senarai Semak Pemilihan untuk Pembeli
Takrifkan sistem struktur (galang/kekuda sokongan sendiri-atau kabel-galang pengeras yang disokong) sebelum membincangkan rentang.
Tentukan kod reka bentuk yang mengawal dan model beban (cth, AASHTO HL-93, model beban Eurocode, atau kod kebangsaan negara projek).
Nyatakan lebar dek, bilangan sel dan sama ada dek keluli ortotropik diperlukan.
Sediakan gred keluli dan keperluan impak (Charpy) untuk suhu perkhidmatan.
Nyatakan persekitaran kakisan dan sistem salutan yang diperlukan (kategori ISO 12944).
Tentukan had panjang segmen berdasarkan peralatan pengangkutan dan mengangkat, dan kaedah pendirian (mengangkat kren, melancarkan atau pemasangan julur).
Setuju dengan dokumentasi QC: sijil bahan, laporan pemeriksaan kimpalan, laporan dimensi dan laporan-pemasangan kedai.
Minta Sebut Harga Fabrikasi Kotak Keluli
Soalan Lazim
Berapakah jarak maksimum bagi galang kotak keluli?
Tiada maksimum tunggal. Galang kotak keluli -diri sendiri adalah jimat sehingga kira-kira 300-350 m. Sebagai galang yang mengeras bagi jambatan kabel dan jambatan gantung, galang kotak keluli telah dibina pada rentang utama lebih daripada 1,000 m; jambatan gantung Canakkale 1915 di Turki, dengan rentang utama 2,023 m, menggunakan galang pengeras kotak keluli.
Mengapakah galang kotak keluli lebih ringan daripada galang kotak konkrit?
Keluli struktur mempunyai nisbah kekuatan-kepada-berat yang jauh lebih tinggi daripada konkrit bertetulang, jadi galang kotak keluli dengan rentang dan kapasiti yang sama beratnya adalah sebahagian kecil daripada galang kotak konkrit yang setara. Berat mati yang lebih rendah mengurangkan beban pada tiang, asas dan, dalam-jambatan yang disokong kabel, pada tiang dan kabel.
Apakah had pesongan yang dikenakan pada galang kotak keluli?
Had pesongan ditetapkan oleh kod pentadbir dan bergantung pada jenis jambatan. Girder kotak keluli lebuh raya biasanya direka untuk-menghidupkan had pesongan beban sekitar L/500 hingga L/600, manakala jambatan kereta api menggunakan had yang lebih ketat. Nilai yang tepat mesti diambil daripada kod projek, bukan diandaikan.
Bilakah saya harus memilih galang-konkrit hibrid keluli dan bukannya galang-semua keluli?
Girder hibrid, dengan rentang tengah keluli dan bentang sisi konkrit, adalah perkara biasa dalam jalur 250-350 m jambatan rangka tegar{3}}terus. Ia menggabungkan rentang tengah keluli yang ringan dengan kekukuhan dan ekonomi rentang sisi konkrit, dan berdaya saing di mana semua-galang keluli menjadi tidak ekonomik tetapi sistem yang disokong kabel tidak diperlukan.
Mengapakah galang kotak keluli lebih disukai untuk rentang yang panjang?
Tiga sifat paling penting: bahagian tertutup memberikan kekakuan kilasan yang luar biasa; profil diperkemas meningkatkan kestabilan aerodinamik dan meningkatkan-kepantasan angin kritikal; dan nisbah kekuatan-kepada-berat yang tinggi membolehkan galang menahan momen lentur yang besar dengan bahan yang kurang daripada galang plat terbuka.
Bolehkah galang kotak kedalaman melengkung dan berubah-dibuat?
ya. Girder kotak dengan penjajaran melengkung, pelebaran dan kedalaman berubah-ubah secara rutin dibuat dalam segmen dengan pemotongan CNC dan kimpalan arka robotik atau tenggelam, kemudian percubaan-dipasang di kedai sebelum penghantaran. Geometri akhir mesti mengikut lukisan kedai yang diluluskan yang diperoleh daripada reka bentuk jambatan.