Hauptmerkmale der Stahlbrücke

1. Vorteile

1)Hochfestes homogenes Material: Stahl ist ein Material mit hoher Zug-, Druck- und Scherfestigkeit. Es kann Zug, Druck, Biegung und Scherung standhalten und hat im Vergleich zu Beton und anderen Materialien ein geringes Eigengewicht (normalerweise Gewicht. Das Festigkeitsverhältnis gibt das relative Gewicht der beiden Materialien im strukturellen Sinne an), sodass die Stahlbrücke eine hat große Spannfähigkeit. Die Brückenspanne ist sehr groß und die Last ist sehr schwer. Wenn es schwierig ist, die Brücke mit anderen Materialien zu bauen, werden im Allgemeinen Stahlbrücken verwendet. Der Stahl hat eine gute Bearbeitbarkeit und kann für komplexe Brücken und Landschaftsbrücken verwendet werden.

2) Die Komponenten der Stahlbrücke eignen sich am besten für die Herstellung mit industrialisierten Methoden, die für den Transport und die Konstruktion ohne Halterungen geeignet sind, und die Installationsgeschwindigkeit auf der Baustelle ist ebenfalls hoch. Daher ist die Bauzeit der Stahlbrücke relativ kurz.

3) Gute Zähigkeit und Duktilität, die die seismische Leistung verbessern können.

4) Nachdem die Stahlbrücke beschädigt wurde, kann sie leicht repariert und ersetzt werden.

5) Die alte Brücke kann recycelt und die Ressourcen wiederverwendet werden, was gut für den Umweltschutz ist.

2. Nachteile

Der Hauptnachteil von Stahl besteht darin, dass er korrosionsanfällig ist und häufige Inspektionen und regelmäßige Lackierungen erfordert. Der Lärm und die Vibration von Eisenbahnstahlbrücken sind beim Fahren relativ groß.

01 / Struktur und Kraft

1. Dünnwandige Struktur

Um die Effizienz des Abschnitts zu verbessern, bestehen Stahlbrücken im Allgemeinen aus dünnwandigen Strukturen, und bei der Spannungsberechnung sollten die Auswirkungen von Schubverzögerung, Torsion (freie Torsion, eingeschränkte Torsion) und Verformung berücksichtigt werden.

2. Stabil

Die Steifigkeit der Stahlbrückenstruktur ist gering und das Stabilitätsproblem ist auffällig. Als dünnwandige Struktur ist es zur Verhinderung einer lokalen Instabilität der Platte erforderlich, Versteifungsrippen vorzusehen und das Verhältnis von Breite zu Dicke der Platte zu begrenzen.

3. Steifheit

Die Steifigkeit ist gering. Bei der Konstruktion sind das Schlankheitsverhältnis, die Durchbiegung und das Breiten-Spannweiten-Verhältnis der Stahlbrücke beschränkt, um die Steifigkeit der Brücke sicherzustellen.

4. Müdigkeit

Die Dauerfestigkeit von Bauteilen und Verbindungen wird durch Materialien, Verbindungsmethoden und -methoden, Belastungseigenschaften, Spannungszustände, Spannungsamplituden und Spannungsverhältnisse beeinflusst.

5. Verbinden

Stahlbrückenbauteile werden in der Regel mit Stahlplatten und Profilstählen geschweißt und mit hochfesten Schrauben oder vor Ort geschweißt.

02 / Bearbeitung und Installation von Stahlbrücken

Der Inhalt und die markierte Größe der Konstruktionszeichnung für Stahlbrücken beziehen sich auf die Form und Größe der Struktur im fertigen Zustand der Brücke. Die Aufgabe bei der Herstellung von Stahlbrücken besteht darin, Stahlplatten und Profilstähle als Hauptrohstoffe zu verwenden und diese im Werk gemäß den Anforderungen der Stahlbrücken zu transportablen Einheiten oder Bauteilen zu verarbeiten, bis sie verpackt sind und versendet. Bei der Installation einer Stahlbrücke werden die werkseitig hergestellten Komponenten oder Einheiten an ihren Platz gehoben und zu einer Brücke verbunden, um die Anforderungen an die strukturelle Kraft, die strukturelle Form und die Größe der Konstruktionszeichnung zu erfüllen. Die werksseitige Verarbeitung von Stahlbrückenteilen erfordert Materialvorbehandlung, Probenvorbereitung, Nummerierung, Schneiden, Richten, Kantenbearbeitung, Lochherstellung, Montageschweißen, Schweißen, Formen, Inspektion, Versuchsmontage, Rostentfernung, Lackierung, Verpackung und Lieferung usw. Straße Prozess. Während der Bearbeitung der Stahlkonstruktion erzeugt die Stahlplatte oder der Stahlprofil verschiedene Verformungen. Gleichzeitig führt die Installation von Stahlbrücken (insbesondere das Schweißen vor Ort) zu einer nicht zu vernachlässigenden Verformung. Diese Verformungen müssen im Voraus berücksichtigt werden, wenn die Stahlbrückenteile ausgeblendet werden. Andernfalls können Probleme wie Maßfehler die Herstellung und Installation der Stahlbrücke erschweren, und selbst die fertige Brücke kann die Anforderungen der Konstruktionszeichnungen nicht erfüllen.

Nachdem das Werk die Konstruktionszeichnungen akzeptiert hat, muss es daher zuerst die Zeichnungen der Stahlkonstruktionseinheit und der Komponenten gemäß den verschiedenen Rohstoffgrößen, die erworben werden können, der Verarbeitungskapazität und den Transportbedingungen des Werks usw. zeichnen, d. H. Werksverarbeitungszeichnungen. In den Verarbeitungszeichnungen werden die Vorwölbung, die Verformung der Herstellung und der Installation usw. berücksichtigt, die Verarbeitungstechnologie erläutert und die Genehmigung des Konstrukteurs und des Eigentümers eingeholt. Zweitens muss das Werk die Teilezeichnungen der verschiedenen Komponenten der Stahlbrücke gemäß den Anforderungen der Verarbeitungszeichnungen zeichnen. Die Teilezeichnungen bilden die Grundlage für das Muster, die Anzahl und die verschiedenen Produktionsdaten der CNC-Werkzeugmaschinensteuerung des Werks. Es ist notwendig, die verschiedenen Aspekte des Verarbeitungs- und Installationsprozesses für Stahlbrücken zu berücksichtigen. Verformung und andere Einflüsse und Anforderungen wie Schweißnaht und Schneidrand.

03 / Allgemeine Anforderungen und Grundsätze der Stahlbrückenkonstruktion

Stahlbrücken bestehen im Allgemeinen aus Stahlplatten, Profilstählen usw. mit vielen Verarbeitungsverfahren und komplexen Prozessen, die Hochtechnologie und spezialisierte Fabrikproduktion erfordern. Um die Kontrolle zu erleichtern und die Qualität von Stahlbrücken sicherzustellen, werden bei Stahlbrücken im Allgemeinen werkseitig geschweißte Komponenten und die Montage vor Ort (hochfeste Schraubenverbindung oder Standortschweißen) verwendet. Die Konstruktion der Stahlkonstruktion sollte als Ganzes im Montageplan berücksichtigt werden. Sie sollte wirtschaftlich und angemessen sein, für die Verarbeitung geeignet sein, für Transport, Installation sowie Inspektion und Wartung geeignet sein. Die Stahlbrücke ist eine hochfeste, leichte, dünnwandige Struktur mit einem kleineren Querschnitt und Eigengewicht als eine Betonbrücke und einer größeren Spannweite. Gleichzeitig ist die Steifigkeit der Stahlbrücke relativ gering und die Verformung und Vibration sind größer als die der Betonbrücke. Um die Sicherheit und den Komfort des Fahrzeugs zu gewährleisten und zu vermeiden, dass übermäßige Verformungen und Vibrationen die Stahlbrückenstruktur beeinträchtigen, muss die Stahlbrücke eine ausreichende Gesamtsteifigkeit aufweisen. Der Code sieht vor, dass die durch die Fahrzeuglast verursachte vertikale Durchbiegung einen bestimmten zulässigen Wert nicht überschreiten darf.

Unter Einwirkung von Eigenlast verformt sich die Brückenstruktur. Um sicherzustellen, dass die Linienform der Brückenoberfläche nach Fertigstellung der Stahlbrücke so gut wie möglich mit der Linienform der Linienkonstruktion übereinstimmt, sollte bei großer Eigenlastauslenkung die Brückenspannungsstruktur mit einer Vorwölbung eingestellt werden . Der Code der Autobahnstahlbrücke sieht vor, dass, wenn die durch strukturelle Schwerkraft und statische Nutzlast verursachte vertikale Durchbiegung 1/1600 der Spannweite überschreitet, die Vorwölbung eingestellt werden muss, die der durch strukturelle Schwerkraft verursachten vertikalen Durchbiegung und 1/2 entspricht statische Nutzlast Die Summe, die Wölbung sollte in eine glatte Kurve gemacht werden. Befindet sich das Brückendeck auf einer vertikalen Kurve, muss die Vorwölbung mit der vertikalen Neigung der vertikalen Kurve übereinstimmen. Bei der Verwendung von Standortschweißen für Stahlbrücken muss auch die strukturelle Verformung durch Schweißen berücksichtigt werden. Insbesondere wenn das Stahlbrückendeck geschweißt ist, sind die Stahlträgerbodenplatte und die Bahn mit der Hybridverbindungsstrukturform der Brücke verschraubt, wenn der Träger in einem spannungsfreien Zustand verbunden ist, ist die durch Schweißen verursachte Verformung relativ groß. und sogar nahe an oder über der konstanten Lastauslenkung.

Um die seitliche Instabilität und übermäßige seitliche Vibration der Stahlbrücke zu verhindern, sollte die Brückenstruktur die erforderliche seitliche Steifigkeit aufweisen. Insbesondere bei Eisenbahnstahlbrücken ist die Breite der Brücke schmal, die Nutzlast groß und die Schlangenbewegung des Zuges ist anfällig für seitliche Vibrationen, und das Problem der seitlichen Stabilität ist stärker ausgeprägt. Bei Autobahnbrücken mit sehr langer Spannweite nimmt das Verhältnis von Breite zu Spannweite ab, und es kann auch eine seitliche Instabilität auftreten. Insbesondere bei Stahlbogenbrücken mit großer Spannweite sollte die Seitenstabilität der Struktur in Bezug auf Struktur und Strukturabmessungen gewährleistet sein. Wenn die Spannweite das 20-fache der Brückenbreite überschreitet, sollte im Allgemeinen die seitliche Stabilität der Brückenstruktur überprüft werden. Die Brückenspannungsstruktur sollte auch eine horizontale und vertikale Kippstabilität während des Aufbaus und der Errichtung gewährleisten. Der Code für Autobahnstahlbrücken sieht vor, dass der Stabilitätsfaktor nicht weniger als 1,3 betragen darf.

Die Konstruktion der Stahlbrücke muss nicht nur die Anforderungen an Kraft und Arbeitsleistung in der Einsatzphase erfüllen, sondern auch die Kraftbedingungen wie das Heben der Konstruktion und die Einstellung des Trägers analysieren, damit die Stahlbrücke die Anforderungen an Beanspruchung und Spannung erfüllt Verformung während des Bauprozesses unter Berücksichtigung der Anforderungen des Hebevorgangs. Trägheitseffekte und andere unvorhersehbare nachteilige Faktoren Der Code der Autobahnstahlbrücke sieht vor, dass die Hebezeuge und die Struktur selbst während der Stahlbrückenbauprüfung um 30% auf das Hubgewicht überprüft werden müssen. Der größte Nachteil von Stahlbrücken ist, dass sie korrosionsanfällig sind. Eine unsachgemäße Konstruktion und Wartung von Stahlbrücken beeinträchtigt die Haltbarkeit und Lebensdauer von Stahlbrücken erheblich. Gegenwärtig beträgt die Korrosionsschutzlebensdauer der schwersten Korrosionsschutzlackbeschichtung, die in Stahlbrücken verwendet wird, nur etwa 10 Jahre, und Stahlbrücken müssen während der Entwurfsdauer mehrmals von schwimmendem Rost und altem Lack entfernt und neu gestrichen werden . Für alle Teile der Stahlbrücke, die korrodieren können, müssen ausreichend Platz und Zugangskanäle reserviert werden. Beispielsweise müssen die Membranen der kastenförmigen Struktur geöffnet werden und die Mindestgrößenanforderungen erfüllen, die das Personal erfüllen muss, um die Wartbarkeit der Struktur sicherzustellen. Andernfalls müssen zuverlässige Maßnahmen ergriffen werden, z. B. eine vollständig geschlossene Form zur Verhinderung von Stahlkorrosion usw., um sicherzustellen, dass die Stahlbrückenstruktur während der Nutzungsdauer nicht korrodiert, oder die Korrosion wird innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums kontrolliert Niveau. Es ist notwendig, die Verwendung von kastenförmigen Abschnitten mit geringer Balkenhöhe oder Balkenbreite oder unnötigen geschlossenen Strukturen zu vermeiden, um die Schwierigkeit des Schweißens und der Wartung in der Box zu verringern.

Ein weiterer Nachteil von Stahlbrücken ist die Ermüdung. Die Hauptfaktoren, die die Ermüdung der Stahlbrücke beeinflussen, sind: Stahlqualität, Belastungseigenschaften, Spannungszustand, Verbindungsstruktur und -methode, Strukturdetails usw. Bei der Konstruktion der Stahlbrücke muss Stahl mit ausreichender Zähigkeit verwendet werden, um Spannungskonzentrationen und ermüdungsanfällige strukturelle Details zu vermeiden , Verbindungsstrukturen und Methoden so weit wie möglich. Der Grad der allmählichen Änderung des Querschnitts der Struktur in ihrem Kraftübertragungsweg ist der Hauptfaktor, der die Spannungskonzentration beeinflusst. Die schnelle Änderung des Querschnitts sollte bei der Konstruktion von Stahlbrücken vermieden werden. Stellen Sie beispielsweise den Kurvenübergangsabschnitt so weit wie möglich in der T-förmigen Verbindung ein, um Ecken zu vermeiden. Da die Dichtheit zwischen den Schichten des ungeschraubten oder ungeschweißten Kontaktteils nicht garantiert werden kann, ist es leicht, eine feine Naht zu bilden, um Wasser aufzunehmen, und es ist nicht leicht zu trocknen. Um zu verhindern, dass der Stahlträger rostet, darf im Abschnitt der Stahlträgerstruktur kein ungeschraubter oder ungeschweißter Kontakt bestehen. Kleine Vertiefungen und Rillen an den Stahlträgerkomponenten können leicht zu Wasseransammlungen führen und sollten vermieden werden. Gleichzeitig sollten bei kastenförmigen Strukturen oder Teilen, in denen sich Wasser ansammeln kann, Abflusslöcher geöffnet werden, um eine Ansammlung von Wasser aufgrund von Luftkondensation und Wasserleckage zu verhindern. Bei der offenen Querschnittsform sollten die Details der Struktur, bei denen sich leicht Wasser und Staub ansammeln, so weit wie möglich vermieden werden.

Um die Effizienz bei der Herstellung und Installation von Stahlbrücken zu verbessern, sollten die Arten von Bauteilen und Teilen so weit wie möglich reduziert und das Komponentendesign von Stahlkonstruktionen so weit wie möglich standardisiert werden, damit Bauteile des gleichen Typs können ausgetauscht werden. Die Größe und das Gewicht der Stahlbrückenbauteileinheit sollten die Transportbedingungen, die Transportkapazität und die Hebekapazität vom Werk zum Brückenstandort vollständig berücksichtigen. Beim Landtransport dürfen Breite und Länge der Komponenten die maximale Größe der Fahrzeuge und Straßen, die transportiert werden dürfen, nicht überschreiten. Gleichzeitig sollte die Arbeitsbelastung bei der Montage oder Installation vor Ort so weit wie möglich verringert, die Verbindungen vor Ort verringert, die Baugeschwindigkeit beschleunigt und die strukturelle Qualität verbessert werden. Wenn zum Beispiel Wassertransport und große Schwimmkrane zum Heben verwendet werden, können große Abschnitte oder sogar ganze Löcher zum Heben verwendet werden.

Bei der Installation oder Reparatur des Trägers einer Stahlbrücke ist es häufig erforderlich, den Träger aufzubocken. Daher sollte die Struktur für die Aufbockfunktion voreingestellt sein (z. B. voreingestellte Versteifungen, Konsolen oder in der Mitte des durchgehenden Trägers am Aufbockträger Der Stützpunkt ist mit einer Struktur zum Aufbocken usw. versehen. Unter Berücksichtigung der ungleichmäßigen Kraft beim Aufbocken und anderer zufälliger Faktoren sollte die Aufbockstruktur entsprechend der tatsächlichen Gewichtsüberlastung um 30% überprüft werden. Bei der Anordnung der Position des Wagenhebers muss der erforderliche Betriebsraum berücksichtigt werden, z. B. das Ersetzen der Halterung. Da die Dicke der Stahlplatte negative Walztoleranzen aufweisen kann und während des Langzeitbetriebs Korrosion auftritt, sollte für die Komponenten die Mindestdicke der Stahlplatte und des Stahlprofils angegeben werden. Das Knotenblech befindet sich am Schnittpunkt mehrerer Elemente. Die innere Kraft des Akkords und der Bahn wird durch das Knotenblech übertragen. Daher ist der Spannungszustand des Knotenblechs komplizierter. Es gibt sowohl Druckspannung als auch Zugspannung sowie Scherspannung und Spannung. Die Verteilung ist auch extrem ungleichmäßig. Um die Stabilität der Bahn zu gewährleisten und die Restspannung zu verringern, sollte die Dicke des geschweißten Plattenträgers nicht zu gering sein. Es wird daher empfohlen, mindestens 10 mm zu betragen. Für den Hauptträger, das Antriebssystem oder das Verbindungssystem ist es angesichts der Möglichkeit, I- oder T-förmige Elemente mit überhängenden Flanschen zu verwenden, ausgehend von der Erfüllung der Anforderungen des Mindestverhältnisses von Breite zu Dicke, dies festzulegen ist nicht weniger als 8mm. Die Füllplatte ist ein nicht gespanntes Element, das mindestens 4 mm beträgt.

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