Chladné regióny predstavujú jedinečné výzvy pri výstavbe mostov. Ako dodávateľ mostového rámca je rozhodujúce porozumenie konštrukčným prvkom potrebným pre mostné rámce v týchto oblastiach. V tomto blogu sa ponorím do kľúčových aspektov dizajnu, vďaka ktorým sú mostné rámce vhodné pre chladné podmienky.
1. Výber materiálu
Výber materiálov je zásadný pri navrhovaní mostových rámov pre chladné oblasti. Kovy sa bežne používajú a medzi nimi je oceľ populárnou možnosťou. Nie všetky ocele sú však vytvorené rovnocenné.
Často sa uprednostňujú ocele s nízkou zliatinou (HSLA) s vysokou silou. Tieto ocele majú vynikajúce pomery pevnosti - k hmotnosti, čo znamená, že mostíkový rám môže byť navrhnutý tak, aby bol ľahší bez obetovania štrukturálnej integrity. Majú tiež dobrú zvárateľnosť, čo je nevyhnutné pre proces výroby mostov. Napríklad, ASTM A572 Grade 50 je studňa - známa oceľ HSLA, ktorá sa široko používa pri konštrukcii mosta. Môže odolať vysokému napätiu uloženým na mostovom ráme, dokonca aj v chladnom počasí.
Ďalším dôležitým faktorom je odolnosť proti korózii. Chladné oblasti majú často de - polevové soli používané na cestách a mostoch počas zimy, ktoré môžu urýchliť koróziu. Tam jeHorúce ponorený pozinkovaný rámprichádza do hry. Horúce - ponorené galvanizovanie je proces, keď je oceľ potiahnutá vrstvou zinku. Tento zinkový povlak pôsobí ako obetná anóda, ktorá chráni oceľ pred koróziou. Vrstva zinku bude najprv korodovať a pokiaľ je prítomný zinok, podkladová oceľ zostáva chránená. To výrazne rozširuje životnosť mostného rámu v tvrdých prostrediach studenej oblasti.
2. Štrukturálny dizajn
Konštrukčný dizajn mostových rámov v chladných oblastiach musí zodpovedať za jedinečné podmienky nakladania. Jedným z hlavných obáv je dodatočná váha akumulácie snehu a ľadu. Mostové rámce musia byť navrhnuté tak, aby odolali statickému zaťaženiu snehu a ľadu na palube mosta.
Tvar mostného rámu môže tiež zohrávať úlohu pri riešení snehu a ľadu. Sklonený alebo klenutý dizajn môže ľahšie pomôcť snehu a ľadu, čím sa zníži celkové zaťaženie konštrukcie. Napríklad rámec parabolického oblúka môže distribuovať hmotnosť snehu a ľadu rovnomernejšie pozdĺž jeho krivky, čím minimalizuje koncentrácie stresu.
Okrem zaťaženia snehu a ľadu sú chladné oblasti tiež náchylné na silný vietor. Vietor môže spôsobiť dynamické zaťaženie mostíka, vrátane vibrácií. Aby sa to týkalo, by mal byť mostový rám navrhnutý s primeranou tuhosťou a tlmiacimi mechanizmami. Napríklad pridanie krížového vystuženia do rámca môže zvýšiť jeho tuhosť, čím sa zníži pravdepodobnosť nadmerných vibrácií. Tlmiace zariadenia, ako sú vyladené hmotnostné tlmiče, sa môžu tiež nainštalovať, aby absorbovali a rozptýlili energiu z vibrácií vyvolaných vetrom.
3. Tepelná expanzia a kontrakcia
Variácie teploty v studených oblastiach sú extrémne. Počas zimy môžu teploty klesnúť na výrazne pod bodom mrazu av lete môžu výrazne stúpať. Tieto zmeny teploty spôsobujú rozširovanie a kontrakciu mostu.
Ak nie je správne zohľadnená, tepelná expanzia a kontrakcia môže viesť k štrukturálnemu poškodeniu. Aby sa to vyriešilo, v mostíkovom ráme sú nainštalované rozširovacie spojy. Tieto kĺby umožňujú, aby rámec voľne rozširoval a kontraktoval bez toho, aby spôsobil stres na štruktúru. Dizajn expanzných spojov by sa mal starostlivo zvážiť, pretože musia byť schopní odolať pohybu a tiež zabrániť vstupu vody a zvyškov v vstupu do kĺbu, čo by mohlo spôsobiť blokády a znížiť jeho účinnosť.
Ďalším prístupom je použitie materiálov s nízkymi koeficientmi tepelnej expanzie. Niektoré špeciálne zliatiny alebo kompozitné materiály sa môžu použiť na minimalizáciu množstva expanzie a kontrakcie v dôsledku zmien teploty. To môže zjednodušiť konštrukciu expanzných kĺbov a znížiť celkovú zložitosť mostného rámu.
4. Návrh nadácie
Základom mostného rámu je základňa, ktorá podporuje celú štruktúru. V studených oblastiach sú podmienky zeme často náročné. Hlavným problémom je Frost Heave. Mrazenie sa vyskytuje, keď voda v pôde zamrzne a rozširuje sa, čo spôsobuje stúpanie pôdy. To môže vyvíjať sily nahor na Nadácii Bridge, čo potenciálne vedie k štrukturálnemu poškodeniu.
Aby sa zabránilo hromadiu mrazu, nadácia by mala byť navrhnutá tak, aby bola dostatočne hlboká na to, aby sa dostala pod mrazovú čiaru. Línka Frost je hĺbka, v ktorej sa zem pravdepodobne nezmrzne. Uvedením základu pod túto líniu sa minimalizujú sily nahor z mrazu. Okrem toho sa okolo základu môžu použiť špeciálne izolačné materiály na zníženie prenosu tepla zo zeme na základ, čím sa ďalej znižuje riziko mrazu.
5. Návrh pripojenia
Pripojenia medzi rôznymi komponentmi mostíkového rámu sú kritické. V studených oblastiach musia byť tieto spojenia schopné vydržať nízku teplotu. Napríklad zvárané pripojenia je potrebné starostlivo navrhnúť a vykonať. Proces zvárania by sa mal riadiť, aby sa zabezpečilo zvary vysokej kvality, ktoré dokážu odolávať praskaniu pri nízkych teplotách.
Bežne sa používajú aj skrutkové spojenia. Skrutky by mali byť vyrobené z materiálov, ktoré sú vhodné na používanie chladu - počasie. Uprednostňujú sa skrutky s vysokou silou s dobrou ťažnosťou. Okrem toho je nevyhnutné správne utiahnutie skrutiek na zabezpečenie bezpečného spojenia. Voľné skrutky môžu viesť k zlyhaniu kĺbov, najmä pri dynamických zaťaženiach spôsobených dopravnými a environmentálnymi faktormi.
6. Kontrola a údržba
Navrhovanie mostného rámca pre studené regióny zahŕňa aj úvahy o inšpekcii a údržbe. Pravidelné inšpekcie sú potrebné na zisťovanie akýchkoľvek príznakov poškodenia, ako je korózia, praskanie alebo voľné spojenia. Prístupové body by mali byť navrhnuté do mostného rámu, aby sa inšpektorom umožnil ľahký prístup.
Údržové činnosti, ako napríklad maľovanie, nahradenie rozširujúcich spojov a sprísnenie skrutiek, by sa mali naplánovať vopred. Mosty v oblasti studenej oblasti môžu vyžadovať častejšiu údržbu v dôsledku tvrdých podmienok prostredia. Napríklad zinkový povlak na horúcich ponorených galvanizovaných rámcoch bude možno potrebné pravidelne kontrolovať a opraviť, ak dôjde k známkou poškodenia.
Záver
Ako dodávateľ mostného rámca, poskytovanie riešení pre mosty v oblasti chladu, vyžaduje komplexné pochopenie vyššie uvedených konštrukčných prvkov. Od výberu materiálu po návrh pripojenia zohráva každý aspekt rozhodujúcu úlohu pri zabezpečovaní bezpečnosti a dlhovekosti mosta.
Ak potrebujete vysoko kvalitné mostové rámce určené pre studené oblasti, sme tu, aby sme pomohli. NášPriemyselný kovový rámecaOceľový rámec Bailey Bridge Equipmentsú navrhnuté s najnovšími technológiami a osvedčenými postupmi, ktoré vyhovujú jedinečným výzvam chladného a klimatického prostredia. Kontaktujte nás a prediskutujte svoje konkrétne požiadavky a začnite proces obstarávania. Tešíme sa na spoluprácu s vami na vašom ďalšom projekte Bridge.
Odkazy
- „Príručka Bridge Engineering“ od Chen - Wu Yeh
- „Cold - región“ od John P. Zube
- „Dizajn oceľových konštrukcií“ od SK Duggal