چه نوع بارها می تواند پل های فولادی را تحمل کند؟

به دلیل ترکیب منحصر به فرد از دوام ، جذابیت زیبایی شناسی و اثربخشی ، پل های فولادی در زمینه مهندسی عمران محبوبیت قابل توجهی کسب کرده اند. من به عنوان تأمین کننده پل های فولادی ، من در انواع مختلفی از بارها که این سازه ها می توانند در برابر آن مقاومت کنند ، آگاه هستم ، که برای اطمینان از عملکرد و ایمنی طولانی مدت آنها بسیار مهم است.

بارهای مرده

بارهای مرده نیروهای دائمی و خود وزن هستند که روی یک پل عمل می کنند. برای هوازدگی پل های فولادی ، این شامل وزن روبنا فولادی ، هر مؤلفه متصل مانند نرده ها و سیستم های زهکشی و وزن عرشه است. فولاد هوازدگی ، که به عنوان فولاد کورتن نیز شناخته می شود ، نسبت به وزن نسبتاً بالایی دارد. این بدان معنی است که برای ظرفیت بارگذاری شده بار ، میزان فولاد مورد نیاز با برخی از مواد دیگر کمتر است.

وزن خود از ساختار فولاد هوازدگی بر اساس حجم و چگالی فولاد مورد استفاده محاسبه می شود. به عنوان مثال ، تسمه های اصلی ، خرپا یا قوس هایی که چارچوب ساختاری این پل را تشکیل می دهند ، بخش قابل توجهی از بار مرده را به شما کمک می کند. این عرشه که می تواند از صفحات فولاد فولادی یا سایر مواد کامپوزیت ساخته شود ، همچنین به بار مرده می افزاید.

در طراحی پل های فولادی ، مهندسان توزیع بارهای مرده را با دقت در نظر می گیرند. آنها از نرم افزار پیشرفته تجزیه و تحلیل ساختاری استفاده می کنند تا اطمینان حاصل شود که این پل می تواند از این بارها بدون انحراف بیش از حد یا غلظت استرس پشتیبانی کند. خاصیت خوردگی منحصر به فرد - مقاوم در برابر فولاد هوازدگی به این معنی است که عملکرد طولانی مدت تحت بارهای مرده قابل اعتماد است ، زیرا فولاد به دلیل زنگ زدگی به همان سرعت فولاد کربن معمولی ، استحکام خود را از دست نمی دهد.

بارهای زنده

بارهای زنده بارهای متغیر هستند که یک پل در طول عمر خدمات خود تجربه می کند. این موارد شامل وزن وسایل نقلیه ، عابران پیاده و هر اشیاء متحرک دیگر روی پل است.

بارهای خودرو

یکی از مهمترین بارهای زنده در یک پل فولادی هواشناسی ، بار ترافیک است. انواع مختلف وسایل نقلیه ، از اتومبیل های مسافربری گرفته تا کامیون های سنگین ، سطح استرس مختلفی را بر روی این پل اعمال می کنند. طراحی پل های فولادی هوازدگی حداکثر وزن خودرو و تنظیمات محور را در نظر می گیرد.

برای پل های بزرگراه ، استانداردهای طراحی بارهای معمولی را بر اساس حجم ترافیک مورد انتظار و نوع وسایل نقلیه با استفاده از این پل مشخص می کنند. به عنوان مثال ، در مناطقی که مسیرهای تجاری ترافیکی بالا دارند ، این پل باید برای مقاومت در برابر عبور مکرر کامیون های بزرگ طراحی شود. قدرت بالای هوازدگی فولاد به این پل اجازه می دهد تا این بارهای سنگین را بدون تغییر شکل قابل توجهی کنترل کند.

علاوه بر وزن استاتیک وسایل نقلیه ، باید اثرات پویا مانند ضربه و لرزش نیز در نظر گرفته شود. هنگامی که یک وسیله نقلیه از روی یک پل عبور می کند ، به دلیل حرکت آن بار پویا ایجاد می کند. سفتی و ویژگی های میرایی سازه های فولاد هوازدگی به به حداقل رساندن اثرات این بارهای پویا کمک می کند.

بارهای عابر پیاده

پل های عابر پیاده ساخته شده از فولاد هوازدگی نیز در معرض بارهای زنده قرار دارند. بار عابران پیاده به طور معمول از وسایل نقلیه پایین تر است ، اما هنوز هم باید در طراحی با دقت مورد توجه قرار گیرد. حرکت عابران پیاده می تواند باعث بارهای پویا شود ، به ویژه هنگامی که گروه بزرگی از مردم در حال قدم زدن در یونیسون هستند که می تواند منجر به تشدید در ساختار پل شود.

پل های فولادی که می توانند با سفتی و میرایی مناسب طراحی شوند تا اطمینان حاصل شود که آنها می توانند با اطمینان از بارهای عابر پیاده پشتیبانی کنند. جذابیت زیبایی از فولاد هوازدگی ، آن را به یک انتخاب محبوب برای پل های عابر پیاده در مناطق شهری و منظره تبدیل می کند.

بارهای محیطی

بارهای محیطی نیروهای خارجی هستند که به دلیل پدیده های طبیعی روی یک پل عمل می کنند. این بارها می تواند تأثیر قابل توجهی در عملکرد طولانی مدت یک پل فولادی هوازدگی داشته باشد.

بارهای بادی

باد یک بار بزرگ محیطی روی پل ها است. نیرویی که توسط باد بر روی یک پل فولادی هوازدگی اعمال می شود ، به عواملی مانند سرعت باد ، شکل و اندازه پل و زمین های اطراف بستگی دارد. پل های بلند و باریک مستعد ارتعاشات ناشی از باد هستند.

شکل آیرودینامیکی یک پل فولادی هواشناسی می تواند برای کاهش بارهای باد بهینه شود. به عنوان مثال ، عرشه های پل ساده و عناصر ساختاری می توانند به به حداقل رساندن نیروی کشش اعمال شده توسط باد کمک کنند. دوام هوازدگی فولاد تضمین می کند که می تواند در برابر استرس مکرر ناشی از بارهای باد نسبت به عمر سرویس خود مقاومت کند.

در بعضی موارد ، آزمایش باد - تونل در مرحله طراحی انجام می شود تا به طور دقیق نیروهای بادی که روی این پل عمل می کنند ، اندازه گیری شود. سپس این داده ها برای اصلاح طرح و اطمینان از اینكه این پل با خیال راحت در برابر بارهای باد مقاومت می كند ، استفاده می شود.

بارهای لرزه ای

در مناطق زلزله - مناطق مستعد ، بارهای لرزه ای مورد توجه مهمی برای هوازدگی پل های فولادی است. زمین لرزه ها حرکات زمینی ایجاد می کنند که می تواند باعث لرزش این پل و تجربه نیروهای جانبی بزرگ شود.

انعطاف پذیری فولاد فولاد ، که توانایی تغییر شکل پلاستیکی بدون شکستگی است ، آن را به خوبی برای تحمل بارهای لرزه ای مناسب می کند. طراحی پل های فولادی هواشناسی مقاوم به لرزه ای شامل استفاده از جزئیات اتصال ویژه و سیستم های ساختاری برای از بین بردن انرژی تولید شده در طی یک زلزله است.

مهندسان از کدها و استانداردهای طراحی لرزه ای استفاده می کنند تا اطمینان حاصل شود که این پل می تواند از زمین لرزه های مختلف زنده بماند. به عنوان مثال ، سیستم های جداسازی پایه می توانند در طراحی پل گنجانیده شوند تا انتقال نیروهای لرزه ای به روبنا را کاهش دهد.

بارهای دما

تغییرات دما همچنین می تواند باعث بارهای قابل توجهی در یک پل فولادینگ شود. با افزایش یا کاهش دما ، فولاد گسترش می یابد یا قراردادها می شود. اگر این پل برای قرار دادن این حرکات حرارتی طراحی نشده باشد ، می تواند به استرس و آسیب بیش از حد منجر شود.

پل های فولادی هوازدگی با اتصالات انبساط و اتصالات انعطاف پذیر طراحی شده اند تا امکان گسترش حرارتی و انقباض فراهم شود. ضریب گسترش حرارتی فولاد هوازدگی به خوبی شناخته شده است و مهندسان از این داده ها برای محاسبه حرکات حرارتی مورد انتظار استفاده می کنند و بر این اساس این پل را طراحی می کنند.

بارهای خستگی

خستگی یک نگرانی عمده برای پل ها ، به ویژه آنهایی است که در معرض بارهای زنده مکرر قرار دارند. خستگی هنگامی اتفاق می افتد که یک ماده در معرض بارگذاری چرخه ای قرار می گیرد ، که می تواند باعث شروع و انتشار ترک ها با گذشت زمان شود.

فولاد هوازدگی به دلیل ساختار میکرو و لایه محافظ اکسید که روی سطح آن شکل می گیرد ، از مقاومت در برابر خستگی خوبی برخوردار است. طراحی پل های فولادی هوازدگی تعداد مورد انتظار چرخه بار را در طول عمر خدمات پل در نظر می گیرد.

مهندسان از معیارهای طراحی خستگی استفاده می کنند تا اطمینان حاصل شود که اجزای پل می توانند بدون خرابی در برابر بارهای مکرر مقاومت کنند. جزئیاتی از قبیل کیفیت جوش و جلوگیری از غلظت استرس در جلوگیری از ترک خستگی بسیار مهم است.

بارهای خاص

علاوه بر بارهای ذکر شده در بالا ، پل های فولادی هوازدگی بسته به موقعیت و استفاده آنها ممکن است در معرض بارهای ویژه قرار بگیرند. به عنوان مثال ، پل ها در مناطق ساحلی ممکن است در معرض اسپری آب شور قرار بگیرند که می تواند خوردگی را تسریع کند. با این حال ، خواص مقاوم در برابر خوردگی فولاد هوازدگی ، آن را برای چنین محیط هایی مناسب می کند.

پل های نزدیک مناطق صنعتی ممکن است در معرض آلاینده های شیمیایی قرار بگیرند ، که می تواند بر دوام این پل نیز تأثیر بگذارد. توانایی هوازدگی فولاد در تشکیل یک لایه اکسید محافظ به مقاومت در برابر اثرات این عوامل شیمیایی کمک می کند.

به عنوان یک تأمین کننده پل های فولادی ، ما طیف گسترده ای از محصولات را برای برآورده کردن نیازهای مختلف تحمل ارائه می دهیم. ماپل های فولادیبا بالاترین استانداردها طراحی و تولید می شوند و از توانایی آنها در مقاومت در برابر انواع بارها اطمینان حاصل می کنند. ما همچنین ارائه می دهیمپانل های فولادی کوروژنکه می تواند در ساخت پل برای تقویت عملکرد ساختاری استفاده شود. برای برنامه های راه آهن ، مافولاد کورتن برای راه آهنیک انتخاب قابل اعتماد است.

اگر علاقه مند به محصولات پل فولادی ما هستید یا نیازهای بار خاصی برای پروژه خود دارید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای یک بحث دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما می توانند مشاوره و راه حل های حرفه ای متناسب با نیازهای شما را در اختیار شما قرار دهند.

منابع

• Doebling ، SW ، Farrar ، CR ، Prime ، MB ، & Shevitz ، DW (1996). شناسایی آسیب و نظارت بر سلامت سیستم های ساختاری و مکانیکی از تغییر در ویژگی های لرزش آنها: بررسی ادبیات. آزمایشگاه ملی Los Alamos. ، NM (ایالات متحده).
• Frangopol ، DM ، & Kim ، JK (2014). زندگی - هزینه چرخه پل ها: یک بررسی به روز شده. مهندسی ساختار و زیرساخت ، 10 (11) ، 1215 - 1230.
• Eurocode 1: اقدامات مربوط به ساختارها - قسمت 1 - 4: اقدامات عمومی - اقدامات باد. (2005). کمیته استاندارد سازی اروپا.