Skew Bridges dizainas (su diagrama)

Perskaitę šį straipsnį, sužinosite apie tiltų konstrukcijų projektavimą, naudodami diagramas.

Skersinių tiltų elgesys labai skiriasi nuo įprastų tiltų elgesio, todėl reikia atkreipti ypatingą dėmesį į nelygių tiltų konstrukciją. Įprastiniuose tiltuose denio plokštė yra statmena atramoms ir dėl to ant denio plokštės esanti apkrova perkeliama į plokštes, kurios yra normalios plokštėms.

Kita vertus, apkrovos perėjimas iš grimzlės plokštės tilto yra sudėtinga problema, nes visuomet kyla abejonių dėl plokštės pločio krypties ir būdo, kuriuo apkrova bus perkelta į atramą.

Manoma, kad krovinys keliauja į atramą proporcingai įvairių takų standumui, ir kadangi plokštės storis visur yra vienodas, standumas bus didžiausias trumpiausiu atstumu, t. Y. arba atramos.

9.1 paveiksle, nors denio ilgis yra ilgis BC arba DE, plokštė praplečia AB arba CD yra trumpiausias atstumas tarp atramų. Todėl didžiausio įtempimo plokštuma plokštumoje nėra lygiagreti kelio vidurinei linijai ir tokios plokštės deformacija sukuria deformuotą paviršių.

Nešiojamų denių plokščių, kurių kampas yra iki 20 laipsnių, poveikis nėra toks didelis ir projektuojant tokius tiltus, ilgis, lygiagrečiai su kelio vidurine linija, yra laikomas ilgiu. Plokštės storis ir armatūra apskaičiuojami pagal šį ilgį ir armatūra yra lygiagrečiai važiuojamosios dalies vidurinei linijai.

Tačiau paskirstymo strypai yra lygiagrečiai su atramomis, kaip įprasta. Kai pokrypio kampas svyruoja nuo 20 laipsnių iki 50 laipsnių, pasipriešinimo efektas tampa reikšmingas ir plokštė yra linkusi normalią prie atramų.

Tokiais atvejais plokštės storis nustatomas trumpiausiu intervalu, bet sutvirtinimas, sukurtas remiantis trumpiausiu intervalu, padauginamas iš sek. ² θ (ew yra griovimo kampas) ir yra išdėstyti lygiagrečiai keliui, kaip parodyta 9.2a pav., Skirstomieji strypai yra lygiagrečiai su atramomis, kaip įprasta.

Taip pat įprasta, kad armatūra statmena atramai, kai griovimo kampas yra tarp 20 ir 50 laipsnių.

Storis ir armatūra nustatomi pagal laikiklį, kuris yra normalus atramai, tačiau, tvirtinant armatūrą statmenai atramoms, kampinė armatūra ABF arba CDE zonoje (9.1 pav.) Nesuteikia jokios atramos vienoje pusėje, plokštė, esanti po pėsčiųjų taku (tiltui su pėsčiųjų taku) arba po kelio pakraščiu (tiltui be pėsčiųjų tako), turi būti papildomai sutvirtinta, kad veiktų kaip paslėptosios sijos.

Alternatyviai taip pat gali būti pateikti parapetiniai sijos, kaip parodyta 9.2b ir 9.2c pav., Išilgai plokštės krašto. Tokie parapetiniai sijos yra sujungtos su plokštės apačia ir virš plokštės iki reikiamo aukščio, kad susidarytų kietas parapetas. Tokiam denio tipui plokštėse reikia mažiau plieno, tačiau parapet sijos turi papildomų išlaidų.

Skersiniams tilteliams, kurių kampai yra daugiau nei 50 laipsnių, sijos turėtų būti naudojamos netgi tuo atveju, jei jų ilgis yra palyginti mažesnis. Jei tilto plotis nėra didelis, sijos gali būti išdėstytos lygiagrečiai keliui, o plokštės storis ir armatūra gali būti suprojektuoti taip, kad atstumas tarp sijų būtų tarpas.

Tvirtinimo elementai yra normalūs sijos tvirtinimui (9.3a pav.). Platesniuose kelių juostų poslinkiuose su dideliais šoniniais kampais, tačiau pageidautina, kad sijos būtų naudojamos stačiu kampu prie atramų. Tokiais atvejais trikampėms dalims reikia parapetinių sijų, kad būtų palaikomas vienas galų galas. Armatūra yra naudojama normaliai, kaip parodyta 9.3b pav.

Reakcija palaikymo metu:

Pastebėta, kad dėl pasipriešinimo, reakcijos atramose nėra vienodos, tačiau tos pačios yra labiau pasvirusio kampo kampuose ir mažiau - ūminio kampo kampuose, priklausomai nuo griovelio kampo.

Skersai iki 20 laipsnių pakilimas, reakcija į įstrižus kampo kampus yra nuo 0 iki 50 proc., O grioveliams nuo 20 laipsnių iki 50 laipsnių - padidėjimas nuo 50 proc. Iki 90 proc. . Reakcija į įstrižą kampo kampą du kartus viršija vidutinę reakciją, todėl staigus kampo kampas yra nulinis slėgio taškas, kai pasviręs kampas pasiekia apie 60 laipsnių.

„Creep Effect“:

Stebėjimai rodo, kad ilgesnis įstrižojo denio, jungiančio ūminius kampo kampus, įstrižainė turi tendenciją pailgėti dėl galimo perkrovos ant atramų pobūdžio, dėl kurios kyla ūminio kampo judesių judėjimas arba šliaužimas, kaip parodyta Fig. .

Šis denio plokštės šliaužiantis efektas sukelia įtampą ilgesniais įstrižainiais ir gali atsirasti įtempimo įtrūkimų, jei nėra pakankamo plieno, kad būtų patenkintas šis tempiamasis įtempis (9.5b pav.). Be to, dėl šliaužimo, pakilimas ir dėl to atsirandantys įtrūkimai atsiranda esant ūminio kampo kampams, o viršutinėje dalyje turi būti įrengtas papildomas plienas, kad būtų išvengta plyšių dėl kampų pakėlimo.

9.5a pav. Matyti, kad dėl denio plyšio šliaužimo X ir Y sparno sienelėse yra didelė trauka, ty atramos ir sparno sienos sankryžoje, dėl kurios atsiranda įtrūkimų sparnų sienose arba sunkios žalos.

Tam, kad būtų išvengta sparnų sienų pažeidimų dėl šliaužimo efekto, kai kurios institucijos pasiūlė vietoj laisvo guolio pritvirtinti fiksuotus guolius, kad denio judėjimas dėl šliaužimo poveikio būtų užkirstas virš atramų.

Kartais denio plokštė yra pritvirtinta prie atraminio dangtelio su kaiščių strypais, kurie, atrodo, yra efektyviausia priemonė apsaugoti nuo šliaužimo efekto.

Šis išdėstymas pateiktas 9.6 pav.

Guolių išdėstymas:

Turėtų būti imtasi prevencinių priemonių, kad apsaugotų nuo denio judėjimo dėl šliaužimo. Siūloma, kad šie veiksmai, jei būtų imtasi, gali sukelti norimą rezultatą.

(i) Galima naudoti iki 15, 0 m ilgio, nustatantį vieno span tilto fiksuotus guolius ant abiejų atramų. „Wisconsin“ greitkelių komisija metams iki 13 pėdų (13, 72 m) ilgus metus naudojo vieno tilto betoninių tiltų su dviem fiksuotais guoliais konstrukciją. Nė vienas iš šių tiltų neturėjo šliaužimo požymių.

(ii) Paprastai atraminiams tilteliams, tvirtinamiems guoliams ant atramų ir laisviems ar fiksuotiems guoliams, esantiems ant prieplaukų. Tokiu būdu gali būti reikalinga naudoti du laisvi guoliai viename prieplaukoje.

Guolių išdėstymas turi būti toks, kad nebūtų jokių kliūčių laisvam išsiplėtimo guolių judėjimui. Tam reikia, kad guoliai būtų nukreipti stačiu kampu prie sijos, o ne lygiagrečiai prie krantinių ar atramų (panašiai kaip įprasta sankryža). Tipiniai atraminių tiltų guolių išdėstymai nurodyti 9.7 pav.

Išsiplėtimo jungtys S:

Pagrindinis skirtumas tarp skirtingų tipų išdėstymų, pavaizduotų 9.7 pav., Yra būdas, kuriuo galima užtikrinti išsiplėtimo jungtį tarp gretimų denių. Norint gauti tiesiąją išsiplėtimo jungtį, naudojamas pavyzdys, pavaizduotas Fig.7.7a, tačiau tam reikia didesnio pločio pločio, nes tam tikra erdvė tarp gretimų laidų guolių lieka nepanaudota.

9.7b paveikslas taip pat suteikia tiesią jungtį, tačiau, siekiant sumažinti prieplaukos plotį, guoliai turi būti priartinti.

Dėl to būtina pakloti denį ant gretimų laidų sijų, kuri pasiekiama, padarytais pjūviu per pažeistas sijų dalis ir denio plokštė remiasi šiais grioveliais. Tarp sijų ir denio plokštės gali būti įdėta tinkama jungtinio užpildo, pvz., Švino lakštų arba drožlių popieriaus, laisva plėtra.

Krantinės plotis ir guolių vieta, kaip parodyta 9.7c pav., Yra tokie patys kaip ir 9.7b pav., Tačiau čia naudojamas pjūklo dantų tipo išsiplėtimo jungtis, siekiant išvengti tokio tipo priemones, būtinas antrajam.

Kiekvienas iš čia aprašytų tipų turi tam tikrų privalumų ir trūkumų ir gali būti naudojamas tas, kuris geriausiai tinka nagrinėjamam tiltui. Pagrindiniai punktai, kuriuos dizaineris turi kruopščiai apsvarstyti projektuodamas griovius tiltus, čia aprašyti labai trumpai.

Dabar, norint iliustruoti projektavimo principus, pateiktas vienas iš pateiktų pavyzdžių:

Pavyzdys:

Sukurkite vientisą plokštumą nelyginantį tiltą, kurio atstumas nuo kelio yra 7, 5 m, be jokio pėsčiųjų tako ir 25 laipsnių kampinio kampo, kai „NH Standard“ pakrauna IRC. Bus naudojamas M20 klasės betonas ir plienas S415:

Sprendimas:

Kadangi pokrypio kampas viršija 20 laipsnių, plokštės storis gali būti suprojektuotas taip, kad jis atitiktų atramą, o sustiprinimas, sukurtas su šiuo intervalu, gali būti padaugintas iš sek. ² θ ir tą patį galima pateikti lygiagrečiai keliui.

Skaidrus atstumas normalus atramoms = 7, 5 cos 25 ′ = 7, 5 x 0, 9063 = 6, 80 m

Efektyvus diapazonas = Išvalyti intervalas + efektyvus gylis

Darant prielaidą, kad bendras plokštės storis yra 600 mm, efektyvus gylis yra 600 - 40 = 560 mm. = 0, 56 m.

. ^. . Efektyvus intervalas = 6, 80 + 0, 56 = 7, 36 m.

Dead load moment:

. ^. .Metalo apkrovos momentas vienam metrui = 1800 × (7, 36) ² = 12, 190 kg.

Tiesioginės apkrovos momentas:

Vienos 70-R klasės vikšrinės transporto priemonės juostos, dedamos centralizuotai, sukels maksimalų laiką.

Platinimo plienas:

Paskirstymo plienas gali būti apskaičiuojamas pagal tą patį principą, kaip ir kvadratinio kryžminio tvirto plokštės tilto konstrukcijos atveju.

Akimirkos skersine kryptimi = 0, 3 LLM + 0, 2 kitos akimirkos = 0, 3 x 13, 520 + 0, 2 x 12, 190 = 6494 kg. = 63, 600 Nm.

. ^. . As = 63, 600 x 103/200 x 543 x0, 904 = 648 mm2

Priimti 12 YS HYSD juostų 150 (as = 753 mm ² )

Šlyties ir obligacijų įtempimas:

Apskaičiuojant šlyties ir sukibimo įtempius, deramai atsižvelgiama į atraminės reakcijos padidėjimą prie šoninio kampo kampo.

Kadangi pasvirimo kampas yra 25 laipsniai, maksimali reakcija į įstrižo kampo kampą gali būti laikoma 1, 55 karto didesne už įprastą reakciją (9.4 pav.). Vidutinė didesnė denio pusės pločio vertė gali būti laikoma 1, 30 kartų didesne už įprastą reakciją.

. ^. . Maksimalus DL šlyties metras plotis = 1800 x 7, 36 / 2 x 1, 30 = 8610 kg.

„Live Load Shear“:

Armatūros išdėstymas:

9.10 ir 9.11 paveiksluose pateikiami dviejų tipų sutvirtinimo tipai. Sustiprinimas ūminių kampų kampuose yra skirtas išvengti įtrūkimų, kylančių dėl ūminių kampų kampų.

Pagrindinės armatūros plotas, jei jis statomas statmenai atramai, yra 2490 mm ², tokiu atveju 22 θ 150 mm duoda As = 2535 mm ² . Tačiau, jei armatūra yra lygiagreti keliui, reikalingas plieno plotas = 3038 mm ², kuriam reikalingas 22 Φ 125 mm (As = 3040 mm ² ).

Išsami informacija apie kelis skew plokštės tiltus:

Tarpai (veiksmingi dešiniojo kampo kampai su atramomis), kurių duomenys yra prieinami, yra 4, 37 m, 5, 37 m, 6, 37 m ir 8, 37 m su 15 ′, 30 ′, 45 ′ ir 60 ° kampais kiekvienam intervalui.

Konstrukcija pagrįsta M20 klasės betonu ir S415 klasės plienu. Svarbiausi šių silpnų tiltų bruožai pateikti 9.1 ir 9.2 lentelėse. Išsamesnės informacijos gali būti perduodami pagal standartinius planus.