Kas yra plieninė dėžės juosta?
Plieninė dėžė yra uždaras, stačiakampis arba trapecijos formos tuščiaviduris elementas, pagamintas iš suvirintų plieninių plokščių. Jo skerspjūvį- sudaro viršutinis flanšas, apatinis flanšas ir dvi vertikalios arba nuožulnios juostos, sudarančios uždarą langelį. Dėžutės viduje išilginiai standikliai (uždarosios U-bronelės arba plokščios plokštės briaunelės) ir skersinės diafragmos kontroliuoja vietinį plonų plokščių sulinkimą ir išlaiko stabilią skerspjūvio geometriją veikiant apkrovai.
Uždara sekcija suteikia plieninei dėžinei sijai tris konstrukcinius pranašumus, palyginti su atviromis I{0}}sijomis:
Sukimo standumas.Esant ekscentrinėms apkrovoms, šlyties srautas vystosi aplink visą uždarą perimetrą, todėl St. Venant sukimo standumas ir mažesnis iškraipymas nei panašaus svorio atvira sekcija.
Jėgos-ir-svorio santykis.Plieninė dėžinė sija yra žymiai lengvesnė nei to paties tarpatramio įtemptojo betono dėžės sija, o tai sumažina savąją apkrovą, kurią turi išlaikyti pagrindo konstrukcija, ir sumažina pamatų bei seisminį poreikį.
Aerodinaminis veikimas.Plokščias, supaprastintas profilis sumažina pasipriešinimą ir padeda padidinti kritinį vėjo greitį plazdėjimui, palyginti su santvarų sijomis, o tai svarbu pakrantės ir taifūno{0}}linkusiems regionams.
Dėl šių savybių plieninės dėžės sijos yra standartinis pasirinkimas dviem funkcijomis: kaip pirminė apkrovą-nešanti sijos-tipo tiltų sija ir kaip lynų-remiamų tiltų standumo sija (lyno-atramos ir pakabos).
Diapazonai pagal struktūrinę sistemą
Plieninės dėžinės sijos tarpatramio klasifikacija grindžiama konstrukcine sistema, kurioje veikia sija, o ne viena ilgio verte. Ta pati dėžė gali atsirasti trumpame viaduko tarpatramyje arba tilte, besitęsiančiame per vieną kilometrą; skirtumas yra krovinių gabenimo būdu.
Sijų ir santvarų sistemos (savaime{0}}palaikančios)
Šioje sistemoje dėžės sija yra tiesiai tarp atramų ir priklauso nuo savo lenkimo ir šlyties galios; nėra kabelių ar bokštų, suteikiančių papildomus apkrovos kelius.
| Atstumo diapazonas | Tipiškas pritaikymas | Dėžės sijų konfigūracija |
|---|---|---|
| Maždaug 50-100 m | Miesto viadukai, lenktos viadukai | Nuolatinis{0}}gylis, vieno-ląstelinio langelio langelis |
| Maždaug 100-250 m | Upių perėjos, greitkelių tiltai | Kintamo-gylio, vieno- arba dvigubo-ląstelių langelis |
| Maždaug 250-350 m | Pagrindiniai navigacijos kanalai | Kintamo{0}}gylio plieninė-betoninė hibridinė sija (plieninis vidurinis tarpatramis su betoniniais šoniniais tarpatramiais) |
| Už maždaug 350 m | Ekonominė ribinė zona{0}}savaime laikančioms sijų | Paprastai reikalinga hibridinė arba kabelinė{0}}palaikoma sistema; reikia svetainės-konkretaus pagrindimo |
Kabelių{0}}palaikomos sistemos (tvirtinimo sija)
Trosiniuose-pakabiniuose ir kabančiuose tiltuose lynai neša pagrindines vertikalias apkrovas, o dėžinė sija užtikrina sukimo standumą, aerodinaminį stabilumą ir denio platformą.
| Atstumo diapazonas | Tilto tipas | Plieninės dėžės sijos vaidmuo |
|---|---|---|
| Maždaug 400-1200 m | Vantinis{0}}tiltas | Tvirtinimo sija: atspari ašiniam gniuždymui nuo atraminių trosų ir lenkimui veikiant įtampai apkrovai |
| Maždaug 1000–2,000+ m | Pakabinamas tiltas | Standinimo sija: užtikrina sukimo standumą ir aerodinaminį stabilumą |
Gerai{0}}pagrįsti pavyzdžiai: Sutongo tiltas Kinijoje (lynas-, pagrindinis tarpatramis 1 088 m, plieno dėžės standumo sija) ir 1915 m. Kanakalės tiltas Turkijoje (pakaba, pagrindinis tarpatramis 2 023 m, dviguba plieninė dėžė). Nėra fiksuotos teorinės viršutinės ribos kabeliu{8}}palaikomai sistemai; ilgesni tarpatramiai pasiekiami dėl optimizuotų aerodinaminių profilių ir kabelių sistemos suderinimo.
Veiksniai, ribojantys plieninės dėžės sijos tarpatramį
Savarankiškas-svoris ir lenkimo momento ciklas
Lenkimo momentas nuo savo{0}}svorio didėja maždaug atsižvelgiant į tarpatramio kvadratą. Didesnės sekcijos, reikalingos norint atsispirti akimirkai, padidina savo svorį, sukuriant ciklą, dėl kurio visos-plieninės sijos yra neekonomiškos, kai yra keli šimtai metrų; Kompozitinės (plieninės-betoninės) sijos šiek tiek praplečia ekonomišką apvalkalą, o ne tik kabeliu-palaikoma sistema paprastai yra efektyvesnė.
Įlinkio ir standumo ribos
Tiesioginė-apkrova tarpatramio viduryje sparčiai auga. Kadangi plieno tamprumo modulis yra fiksuotas, ilgiems savaime{2}}atramiems tarpatramiams reikia labai gilių sijų, kad atitiktų įlinkio ribas, nustatytas pagal reglamentuojantį kodeksą (greitkelių tiltams paprastai nuo L/500 iki L/600, o geležinkelių tiltams – griežtesniems), o tai padidina medžiagos, vėjo poveikio ir montavimo sunkumus.
Vietinis plonų plokščių sulenkimas
Ilgesni tarpatramiai padidina gniuždymo įtempį flanšuose ir juostose, o tai gali sukelti vietinį plonų plokščių sulinkimą. Išilginiai standikliai ir skersinės diafragmos išsprendžia lenkimo problemą, tačiau padidina suvirinimo, likutinį įtempį ir gamybos sąnaudas, todėl projektuojant nuovargį reikia atsižvelgti į didesnį suvirinimo kiekį.
Šlyties vėlavimo efektas
Plačios ilgos{0}}tarpatramio dėžės sijose vertikalios apkrovos sukelia šlyties deformaciją plačiuose flanšuose. Įtempiai koncentruojasi šalia atramų, o nuotolinio flanšo medžiaga yra nepakankamai išnaudota, todėl efektyvus flanšo plotis mažėja, kai tarpatramis didėja, todėl sumažėja sekcijos guolių efektyvumas.
Aerodinaminis vėjo stabilumas
Gilios sijos, reikalingos ilgam{0}}tarpatramio standumui, padidina vėjo sąlyčio plotą ir padidina sūkurių{1}}sukeliamą vibraciją ir plazdėjimo riziką. Vėjo stabilumas dažnai tampa kontroliuojančiu apribojimu pakrantės ir taifūno zonoms, todėl reikia atlikti vėjo tunelio tyrimus ir aerodinamines detales, pvz., supaprastintas arba išpjautas dvigubas{4}}dėžutes.
Plieninės dėžės sijos ir kiti tiltų tipai
| Prekė | Plieninė dėžės sija | Iš anksto įtempto betono dėžės sija | Vantinis{0}}tiltas | Pakabinamas tiltas |
|---|---|---|---|---|
| Tipiškas konkurencinis diapazonas | 100-350 m (savarankiškas) | Maždaug iki 300 m | 250-1,200 m | 1,000-2,000+ m |
| Sijos savas{0}}svoris | Žemas | Aukštas (maždaug 2-3 kartus plienas) | Žemas ar vidutinio sunkumo | Žemas ar vidutinio sunkumo |
| Sukimo standumas | Labai aukštas (uždara sekcija) | Aukštas | Aukšta (dėžutės standinimo sija) | Aukšta (dėžutės standinimo sija) |
| Aerodinaminis veikimas | Puikus (supaprastintas profilis) | Vidutinis | Gerai | Puikus (dvi{0}}dėžutės parinktis) |
| Statybos greitis | Greita (gamyklos segmento gamyba) | Lėtas (-svetainėje klojiniai ir liejimas) | Vidutinis | Ilgas (bokšto ir kabelio montavimas) |
| Techninės priežiūros poreikis | Aukštesnis (dangos ir suvirinimo patikrinimas) | Mažesnė įprastinė priežiūra | Aukščiau (kabeliai, bokštai, inkarai) | Aukštesnis (pagrindiniai kabeliai, inkarai) |
Projektavimo standartai ir medžiagos
Plieninės tiltų sijos suprojektuotos ir pagamintos pagal projekto jurisdikcijai taikomą kodeksą:
Plieno rūšys:Kinijos tiltų plienai Q345q ir Q370q iki GB/T 714; Europos klasės S355J2 ir S355NL pagal EN 10025; JAV klasės ASTM A709 Grade 50 / 50W. Atmosferos poveikiui atsparus tiltų plienas gali būti naudojamas pakrantės projektams, siekiant pratęsti dangos priežiūros ciklus.
Dizaino kodai:JTG D64, skirtas Kinijos greitkelių plieniniams tiltams; EN 1993-2 Europos plieniniams tiltams; AASHTO LRFD tilto projektavimo specifikacijos JAV projektams.
Gamyba ir suvirinimas:EN 1090-2 vykdymo klasės arba AWS D1.5 tiltų suvirinimui, su NDT priėmimu pagal projekto specifikaciją.
Apsauga nuo korozijos:Srautinis valymas iki Sa 2,5 pagal ISO 8501-1 ir dangų sistemos, parinktos pagal ISO 12944 korozijos kategorijas.
Pasirinkimo kontrolinis sąrašas pirkėjams
Prieš aptardami tarpatramį, apibrėžkite konstrukcinę sistemą (savaime{0}}atraminę siją / santvarą arba troso-tvirtinimo siją.
Apibrėžkite reglamentuojantį projekto kodą ir apkrovos modelį (pvz., AASHTO HL-93, Eurocode apkrovos modelius arba projekto šalies nacionalinį kodą).
Nurodykite denio plotį, langelių skaičių ir ar reikia ortotropinio plieno pakloto.
Pateikite plieno klasės ir smūgio reikalavimus (Charpy) eksploatavimo temperatūrai.
Nurodykite korozijos aplinką ir reikalingą dangos sistemą (ISO 12944 kategorija).
Apibrėžkite segmento ilgio ribas pagal transportavimo ir kėlimo įrangą bei pastatymo metodą (krano kėlimas, paleidimas arba konsolinis surinkimas).
Sutikite dėl kokybės kontrolės dokumentų: medžiagų sertifikatų, suvirinimo siūlių tikrinimo ataskaitų, matmenų ataskaitų ir išankstinio surinkimo{0}}parduotuvėje ataskaitų.
Paprašykite plieno dėžės sijų gamybos pasiūlymo
DUK
Koks didžiausias plieninės dėžės sijos tarpatramis?
Vieno maksimumo nėra. Savarankiškai laikančios-plieninės dėžės sijos yra ekonomiškos iki maždaug 300-350 m. Kaip vantinių ir kabamųjų tiltų standinimo sijos, plieninės dėžinės sijos buvo pastatytos ant pagrindinių tarpatramių, gerokai didesnių nei 1000 m; 1915 m. Canakkale kabantis tiltas Turkijoje, kurio pagrindinis tarpatramis yra 2023 m, naudoja plieninę dėžę standinančią siją.
Kodėl plieninė dėžės sija yra lengvesnė už betoninę dėžę?
Konstrukcinio plieno stiprumo -ir-svorio santykis yra daug didesnis nei gelžbetonio, todėl vienodo tarpatramio ir talpos plieninė dėžės sija sveria lygiavertės betoninės dėžės sijos dalį. Mažesnis savisvoris sumažina atramų, pamatų ir kabelių-tiltų, pilonų ir kabelių apkrovas.
Kokia įlinkio riba taikoma plieninėms dėžėms?
Nukrypimo ribos nustatomos pagal reglamentuojantį kodą ir priklauso nuo tilto tipo. Greitkelių plieninės dėžės sijos paprastai yra suprojektuotos taip, kad išlaikytų{1}}apkrovos deformacijos ribas maždaug L/500–L/600, o geležinkelio tiltams taikomos griežtesnės ribos. Tiksli vertė turi būti paimta iš projekto kodo, o ne numanoma.
Kada turėčiau pasirinkti plieninę-betoninę hibridinę siją, o ne visiškai plieninę{1}}?
Hibridinės sijos su plieniniu viduriu ir betoniniais šoniniais tarpatramiais yra dažnos 250{1}}350 m juostos ištisinio standaus{3}}karkaso tiltuose. Jie sujungia lengvą plieno tarpatramį su betoninių šoninių tarpatramių standumu ir ekonomiškumu ir yra konkurencingi, kai visos-plieninės sijos tampa neekonomiškos, tačiau kabeliu paremtos sistemos nereikia.
Kodėl ilgiems tarpatramiams pirmenybė teikiama plieninėms dėžėms?
Svarbiausios trys savybės: uždara sekcija suteikia išskirtinį sukimo standumą; supaprastintas profilis pagerina aerodinaminį stabilumą ir padidina plazdėjimo{0}}kritinį vėjo greitį; o didelis stiprumo-ir -svorio santykis leidžia sijai atsispirti dideliems lenkimo momentams naudojant mažiau medžiagos nei atviros plokštės sijos.
Ar galima pagaminti lenktas ir kintamo gylio{0}}dėžutes?
Taip. Dėžės sijos su lenktu išlygiavimu, platėjančiu ir kintamu gyliu paprastai gaminamos segmentais, naudojant CNC pjovimą ir automatinį arba povandeninį lankinį suvirinimą, o tada bandomuoju būdu{1}}surenkamos parduotuvėje prieš išsiunčiant. Galutinė geometrija turi atitikti patvirtintus cecho brėžinius, gautus iš tilto projekto.