Mengapa Jambatan Melengkung Memerlukan Girder Kaku Secara Kilasan
Pada penjajaran jambatan melengkung, beban mati dan beban trafik bertindak secara sipi berbanding paksi galang, menghasilkan gandingan kilasan -lentur yang kuat: setiap bekas beban menjana kedua-dua momen lentur dan tork. Jika bahagian galang tidak dapat menahan tork ini dengan cekap, pereka bentuk mesti menerima tegasan meledingkan, herotan sisi dan tindak balas sokongan yang lebih besar, yang memacu berat keluli dan kos substruktur. Bahagian kotak tertutup menahan kilasan melalui aliran ricih berterusan di sekeliling perimeter, yang pada asasnya lebih cekap daripada rintangan meledingkan bahagian terbuka.
Apakah Gelang Kotak Keluli?
Girder kotak keluli ialah anggota struktur berongga,{0}}tertutup yang dibuat daripada plat keluli yang dikimpal. Ia biasanya terdiri daripada bebibir atas, bebibir bawah dan sarang menegak atau condong, ditutup oleh diafragma dalaman yang mengekalkan bentuk bahagian dan mengelakkan herotan di bawah beban.
Jenis-jenis Girder Kotak Keluli
galang kotak keluli lurus:paksi longitudinal adalah lurus; pembebanan dikuasai oleh momen lentur dan daya ricih. Ia adalah perkara biasa pada penjajaran lurus.
galang kotak keluli melengkung:paksi membujur mengikuti lengkung bulat atau peralihan; lenturan disertai dengan kilasan yang ketara. Ia adalah tipikal tanjakan dan persimpangan bertingkat bandar.
Tingkah Laku Kilasan: Bahagian Kotak lwn Bahagian Terbuka
Dalam galang I-terbuka, rintangan kilasan bergantung terutamanya pada ledingan bebibir, yang agak lemah, dan pusat ricih terletak jauh dari centroid. Dalam kotak tertutup, pusat ricih hampir bertepatan dengan centroid, dan tork dibawa oleh aliran ricih berterusan di sekeliling gelung tertutup. Inilah sebabnya mengapa galang kotak adalah susunan magnitud yang lebih keras dalam kilasan daripada galang terbuka yang setara, dan mengapa ia lebih disukai di mana-mana pemuatan sipi atau melengkung berlaku.
| Jenis Struktur | Cross{0}}Ciri Bahagian | Ketegaran Kilasan | Aplikasi Biasa |
|---|---|---|---|
| galang kotak keluli | Sel berdinding nipis-tertutup yang dibentuk oleh plat atas, plat bawah dan jaring | Sangat tinggi: aliran ricih berterusan memberikan rintangan kilasan tulen yang unggul | Jambatan melengkung, kabel-stay dan galang utama jambatan gantung |
| galang kekuda keluli | Buka rangka kerja triangulasi dengan kord dan ahli web | Sederhana: sangat bergantung pada pendakap sisi atas dan bawah | Jalan-panjang dan jambatan kereta api, lintasan lembah dalam |
| Konkrit-lengkung tiub keluli | Tiub bulat, dumbbell atau berkuda diisi dengan konkrit | Tinggi: geometri paksisimetri dengan kurungan komposit | Jambatan gerbang |
| galang plat terbuka | Buka bahagian I atau H bebibir dan web | Rendah: dikuasai oleh meledingkan dan lengkokan sisi | Jambatan kecil-kepada{1}}jambatan dan jarak pendekatan yang lurus |
Faedah Utama Girder Kotak Keluli untuk Jambatan Melengkung
Kekakuan kilasan tinggi:bahagian tertutup menahan tork dari kelengkungan dan beban trafik sipi dengan tegasan meledingkan yang minimum, memastikan geladak stabil di bawah beban yang tidak sekata.
Nisbah kekuatan tinggi-ke-berat:gred struktur keluli yang biasa digunakan dalam fabrikasi jambatan, seperti S355 hingga EN 10025-2 atau A709 Gred 50 hingga ASTM, memberikan kekuatan hasil tinggi dengan berat kendiri yang rendah, mengurangkan kesan emparan dan permintaan pada tiang dan asas.
Kebolehsuaian kepada-lengkung jejari kecil:di tanjakan bandar di mana jejari lengkung kecil, pemotongan ketepatan dan kimpalan di kedai menghasilkan semula penjajaran reka bentuk dengan tepat, dengan kestabilan keseluruhan yang baik dan pendirian tapak yang cekap.
Kedalaman bahagian cetek:galang kotak keluli biasanya membenarkan keratan rentas-yang langsing, menambah baik di bawah-pelepasan jambatan dan memberikan penampilan yang diperkemas yang sesuai dengan-susun atur jeti lajur tunggal dalam landskap bandar.
Prinsip Reka Bentuk dan Fabrikasi untuk Girder Kotak Keluli Melengkung
Melaksanakan galang kotak keluli melengkung dengan jayanya memerlukan penyelarasan reka bentuk dan fabrikasi yang teliti. Prinsip berikut adalah tipikal bagi-projek yang dilaksanakan dengan baik, direka bentuk mengikut kod seperti Spesifikasi Reka Bentuk Jambatan AASHTO LRFD, EN 1993-2 (jambatan keluli) dan GB 50017:
Padanan geometri:plat dipotong CNC dan dipasang untuk dipadankan dengan penjajaran melengkung, jadi segmen yang direka menghasilkan semula geometri reka bentuk dalam toleransi.
Anti-syarat terbalik dan sokongan:daya angkat dan rintangan terbalik diperiksa pada setiap sokongan, terutamanya apabila-berat diri adalah rendah berbanding beban hidup sipi.
Jarak pengeras dan diafragma:jejari lengkung kecil meningkatkan tegasan kilasan dan meledingkan, jadi susun atur pengeras membujur dan jarak diafragma dilaraskan untuk mengelakkan lengkokan setempat.
Reka bentuk lebar boleh ubah:untuk galang sel-berbilang kotak-tunggal, jarak web dilaraskan dan untuk galang-kotak berbilang, jarak sel dipelbagaikan mengikut perubahan lebar dek.
Susunan diafragma:segmen melengkung menggunakan diafragma dalaman tersusun jejari, dengan diafragma galas hujung disusun sesuai dengan susun atur sambungan pengembangan.
Pengurusan cerun-silang:untuk bahagian ketinggian tinggi yang curam, bebibir bawah dikekalkan paras dan cerun-rentas bebibir-atas dibentuk dengan mengubah ketinggian web.
Cara Memilih Girder Kotak Keluli untuk Jambatan Melengkung
Jejari kelengkungan:lengkung jejari-kecil menjana kilasan yang lebih tinggi, jadi galang kotak tertutup dengan kekakuan kilasan yang tinggi lebih diutamakan.
Jenis kotak:satu-kotak sel sesuai dengan rentang sederhana dan pemuatan standard dengan fabrikasi mudah; kotak berbilang-sel memberikan kekukuhan kilasan dan kapasiti beban yang lebih tinggi; keluli komposit-kotak konkrit menambah kekukuhan dan ketahanan jika perlu.
Span dan beban:rentang pendek mungkin menggunakan reka bentuk yang lebih menjimatkan, manakala rentang panjang atau beban berat memerlukan konfigurasi yang lebih kuat dan lebih kaku.
Fabrikasi dan pengangkutan:saiz segmen dipadankan dengan keadaan fabrikasi, pengangkutan dan pengangkatan, dengan-pemasangan percubaan berskala penuh dengan risiko-penyesuaian tinggi.
Bincangkan Projek Jambatan Melengkung Anda dengan Jurutera Kami
Soalan Lazim
Bagaimanakah galang kotak menahan kilasan berbanding dengan galang I-?
Dalam galang I-yang terbuka, kilasan ditentang terutamanya dengan meledingkan bebibir, yang agak lemah. Girder kotak mencipta perimeter tertutup yang membolehkan tegasan ricih dalaman beredar sebagai aliran ricih berterusan, menjadikan kekukuhan kilasannya jauh lebih tinggi daripada keratan terbuka yang setara. Kod reka bentuk mencerminkan ini dengan merawat bahagian tertutup dan terbuka secara berbeza dalam pemeriksaan kilasan.
Apakah faedah utama lain dari galang kotak keluli?
Garisan yang bersih dan bahagian bawah permukaan yang tidak berselerak dihargai di jejantas bandar; bentuk tertutup melindungi permukaan dalaman daripada persekitaran dan mengurangkan penyelenggaraan; berat diri yang lebih ringan-mengurangkan beban tiang dan asas; dan modul pasang siap boleh didirikan dengan cepat di tapak, meminimumkan gangguan lalu lintas.
Adakah galang kotak keluli kos-berkesan untuk tanjakan melengkung?
Ya dalam banyak kes. Walaupun kos fabrikasi adalah lebih tinggi, kekukuhan kilasan yang tinggi membolehkan jurutera menggunakan aci jeti tunggal dan geladak yang besar, yang sering mengurangkan kos substruktur dan galang keseluruhan yang cukup untuk kekal berdaya saing dengan penyelesaian konkrit.
Bolehkah galang kotak tunggal menyokong keseluruhan jalan melengkung?
ya. Kekuatan kilasan yang tinggi membolehkan satu kotak keluli bertindak sebagai tulang belakang membujur utama, menyokong dek lebar melalui julur. Ini adalah penyelesaian biasa untuk tanjakan lebuh raya dan mengurangkan bilangan tiang asas yang diperlukan.
Adakah galang kotak keluli sukar dibina?
Fabrikasi adalah menuntut kerana banyak unsur dalaman yang dikimpal bersilang dan toleransi yang ketat. Walau bagaimanapun, kerana galang dihasilkan secara modular dalam persekitaran kedai terkawal dan dipasang dengan cepat di tapak, masa pembinaan keseluruhan selalunya lebih pendek daripada alternatif konkrit in{1}}situ.
Apakah julat rentang biasa untuk jambatan galang kotak keluli?
Girder kotak keluli biasanya digunakan untuk rentang dalam julat kira-kira 30 m hingga 200 m, dengan konfigurasi yang lebih panjang mungkin untuk kabel-stayed atau gantungan utama jambatan. Faktor yang mengawal ialah kedalaman galang, beban reka bentuk dan kaedah pembinaan, semuanya ditakrifkan oleh spesifikasi projek.