Когато участвате в играта за мостове със стоманени конструкции (ние сме доставчик, така че се доверете, че съм се занимавал както с непрестанни въпроси за различни типове мостове, така и за действителните стоманени ежедневни конструкции), изборът на правилния дизайн на моста не е само за задържане на трафика – става дума за дългосрочни разходи, капацитет на натоварване и дори колко бързо можете да го инсталирате. Ако някога сте гледали мост на магистрала и сте се чудили защо някои участъци изглеждат така, сякаш „текат“ от една опора към друга, докато други се чувстват така, сякаш спират и започват на всеки кей, вие забелязвате разликата между мост с непрекъсната стоманена конструкция и просто поддържан мост със стоманена конструкция. Инсталирали сме и двата типа за всичко отМагистрален мост със стоманена конструкцияпроекти къмЖелезопътен мост със стоманена конструкцияработни места, така че знам, че тези два дизайна не са просто малки детайли – те правят или развалят проект.
Нека започнем с основите, защото имах толкова много клиенти, които ми се обаждаха, мислейки, че „непрекъснато“ просто означава, че целият мост е едно цяло. Не, не точно. Мостът със стоманена конструкция с проста опора е старата школа, прост вариант: всеки участък на моста е отделна греда (или ферма, или какъвто и да е стоманен профил, който използваме), който лежи на две опори – по една във всеки край на участъка. Помислете за дървена дъска, която поставяте върху два шлакови блока; това е просто поддържан диапазон. Можете да подредите няколко от тези участъци край до край, за да направите цял мост и всеки един е независим. Мостът с непрекъсната стоманена конструкция обаче е като единична дълга стоманена греда, която лежи на три или повече опори - няма прекъсване между участъците. Стоманата се свързва напречно на стълбове, така че един участък преминава право в следващия, а опорите на тези стълбове не просто поддържат участъка – те помагат за прехвърлянето на натоварването към цялата свързана конструкция.
Първата голяма разлика, която ще видите, е как се справят с теглото (това, което инженерите наричат „разпределение на натоварването“). За просто поддържаните мостове всеки участък носи собствен трафик, вятър и каквото и да е друго върху него и цялата тази тежест натиска само двете опори в краищата си. Така че, ако голям камион удари средата на един просто поддържан участък от магистрала, този участък поема цялата тежест и опорите от двете страни трябва да издържат цялата тази сила. При непрекъснатите мостове обаче, когато същият камион удари участък, товарът не остава в тази секция. Тъй като стоманата е свързана, тя прехвърля част от тази сила към съседните участъци и техните опори. Това е като да седите на дъска, която се поддържа от три шлакови блока вместо от два - теглото ви се натиска надолу по-равномерно, а не само върху двата най-близки блока. Това прехвърляне на товара е огромна победа за по-натоварен трафик, поради което използваме непрекъснати дизайниЖелезопътен мост със стоманена конструкцияпроекти, през които преминават влакове и техните тежки товари. Не искате цялото тегло на влака да се разбие в един участък и да претовари опорите, нали?
Следва: деформация или колко провисва мостът под натоварване. Просто поддържаните участъци имат много повече провисване в средата, защото цялото тегло е концентрирано там. За лек трафик като пешеходни мостове, това обикновено не е голяма работа - повечето хора дори няма да забележат малко провисване. Но за магистрали или железопътни линии твърде много провисване е проблем. Ако просто поддържан участък на магистрала провисне повече от предвиденото, това може да обърка дренажа, да направи пътната повърхност неравна за автомобили и дори да причини пукнатини в стоманата с течение на времето. Непрекъснатите мостове обаче имат много по-малко отклонение. Разпределението на товара означава, че средата на всеки участък не поема толкова много натиск, така че провисването е много по-малко. Видяхме това наскороМагистрален мост със стоманена конструкцияпроект, при който клиентът първоначално поиска просто поддържани участъци, но премина към непрекъснато, след като видя данните за деформацията - те не искаха да се занимават с ремонти на пътища на всеки няколко години от неравни повърхности.
Сега нека поговорим за монтажа, защото това е огромен фактор за нашите клиенти. Просто поддържаните мостове са много по-лесни за транспортиране и сглобяване. Всеки участък е отделна част, така че ако изграждате малък мост над река, можете да вдигате участък по участък, да го поставите на стълбовете и сте готови – няма нужда да свързвате няколко участъка заедно на мястото на кея. Това намалява времето за изграждане, което спестява пари, особено за малки проекти катоПешеходен надлез със стоманена конструкцияпроекти. Но тук е уловката с просто поддържане: всеки участък се нуждае от собствен стълб (или опора за краищата). Така че, ако имате дълъг участък, това означава повече колони, повече материал, повече строителство на място и повече неща, които могат да се объркат по време на монтажа. Също така, връзките между просто поддържаните участъци са прости - обикновено само метални лагери, които позволяват на участъците да се движат малко с температурни промени, до които ще стигнем след секунда.
Непрекъснатите мостове са различен звяр за инсталиране. Тъй като участъците са свързани, трябва или да повдигнете няколко участъка наведнъж (което изисква по-тежки кранове и повече координация), или да ги свържете заедно на кейовете на място. Това отнема повече време и производството е по-сложно - трябва да проектираме стоманените връзки, за да се справят с цялото това прехвърляне на натоварване, така че частите се подготвят по-внимателно в нашия магазин. Но компромисът е по-малко кейове. За дългите мостове, особено тези, пресичащи големи площи като река или море, по-малкото колони означават по-малко разрушаване на околната среда, по-малко материал за основи и по-малко време, прекарано в изграждането на тези големи колони. Използвахме непрекъснат дизайн за скорошенСтоманена конструкция Мост, пресичащ рекапроект—намаляване на броя на стълбовете с 30% в сравнение с просто поддържан дизайн, което ни помогна да останем в рамките на графика и под бюджета. ЗаМост, пресичащ морето от стоманена конструкцияработни места, по-малкото кейове също означават по-малък риск от силни приливи и бури, тъй като във водата има по-малко структура, която може да бъде повредена.
Температурата и движението са друга голяма разлика и това е мястото, където съм виждал много клиенти да правят грешки. Стоманата се разширява, когато е гореща, и се свива, когато е студена. За просто поддържани мостове всеки участък може свободно да се движи по своите опори - те имат тези неща, наречени ролкови лагери, които позволяват на участъка да се плъзга малко, когато температурата се промени. Това е страхотно, но означава, че краищата на участъка трябва да могат да се движат, така че не е нужно да създавате допълнителна гъвкавост във връзките. Недостатъкът е, че всеки участък е независим, така че цялото това движение е локализирано към този участък. За непрекъснатите мостове обаче не можете да имате свободно плъзгане на всяка опора - тъй като участъците са свързани, движението трябва да се управлява на всеки кей. Ние използваме фиксирани лагери на един или два стълба (така че целият мост да не се плъзга наоколо) и направлявани лагери на други, за да позволим на стоманата да се разширява и свива, без да оказва прекалено голямо напрежение върху конструкцията. Ако не направите това движение правилно, непрекъснатият мост може да развие големи пукнатини в стоманата с течение на времето от температурен стрес, което е кошмар за отстраняване. Винаги казвам на клиентите: ако строите в район с екстремна топлина или студ, уверете се, че работите с доставчик, който знае как да проектира тези носещи системи – имаме цял екип, който се занимава с тази част за всеки проект.
Дългосрочната поддръжка е мястото, където тези два дизайна наистина се разделят. Просто поддържаните мостове са много по-лесни за фиксиране, тъй като всеки участък е независим. Ако един участък се повреди – да речем, камион се блъсне в него – можете просто да го повдигнете и да го смените, без да е необходимо да докосвате останалите. Това е огромен плюс за натоварени магистрали или железопътни линии, където не можете да затворите целия мост за седмици наред. Но с течение на времето лагерите на всеки участък могат да се износят и трябва да ги сменяте на всеки 10 до 15 години, което увеличава разходите за поддръжка. Непрекъснатите мостове, от друга страна, имат по-малко лагери за смяна, но фиксирането на повреден участък е много по-трудно. Ако един участък бъде ударен, трябва да обърнете внимание на цялата свързана структура - така че може да се наложи да затворите повече от моста за по-дълго или дори да повдигнете няколко участъка, за да стигнете до повредения. Но обратната страна е, че непрекъснатите мостове се справят по-равномерно с натоварванията от трафика, така че те обикновено имат по-дълъг живот като цяло. Виждали сме просто поддържани мостове, които се нуждаят от основна подмяна на разстоянието след 20 години, докато непрекъснатите в същата област продължават да са здрави след 30 години само с подмяна на лагери.
Нека също да разберем кога да изберем, защото това е целият смисъл на това. Ако работите върху малък проект - като пешеходен надлез над квартална улица или кратък участък от магистрала над дренажна канавка - просто поддържането е вероятно най-добрият ви залог. По-евтино е за производство, по-бързо за инсталиране и по-лесно за поддръжка. Инсталирахме комплект отПешеходен надлез със стоманена конструкцияучастъци миналата година за местен парк и клиентът отиде с просто поддържани, защото имаха нужда само от два малки участъка и монтажният екип можеше да ги постави за един уикенд. Няма нужда от фантастични връзки, няма дълги забавяния на строителството.
Но ако работите върху по-голям проект – като дълъг участък от магистрала, железопътна линия или мост, пресичащ широка река или море – непрекъснатият начин е правилният начин. Товароносимостта е по-висока, деформацията е по-ниска и дългосрочният живот е по-добър. Това скорошноСтоманена конструкция Мост, пресичащ рекаработа, която споменах по-рано? Това е 1,2-километров участък над широка река и клиентът избра непрекъснат, защото им беше необходим, за да се справят с трафика на тежки камиони 24/7. Първоначалната инсталация отне седмица повече, отколкото би имал просто поддържан дизайн, но по-ниската деформация означаваше, че те могат да изградят по-гладка пътна настилка и по-малкото стълбове намаляват въздействието върху околната среда, което беше голямо изискване за техния проект. ЗаМост, пресичащ морето от стоманена конструкцияпроекти, непрекъснатото вече е почти стандартно – тези мостове трябва да издържат на силни ветрове, големи натоварвания със сол и екстремни температурни колебания, така че равномерното разпределение на натоварването е от ключово значение за запазване на безопасността на конструкцията.
Много клиенти ме питат дали има „по-добър“ дизайн и отговорът винаги е: зависи от вашия проект. Няма универсален вариант, когато става дума за мостове със стоманена конструкция. Ако се опитате да използвате непрекъснат дизайн за малък пешеходен надлез, вие губите пари за допълнителна изработка и сложни връзки, които не ви трябват. Ако използвате просто поддържани участъци за тежка железопътна линия, вие се подготвяте за скъпи ремонти надолу по линията, тъй като участъците не могат да се справят с постоянното тегло на влаковете.
Като доставчик на мостове със стоманени конструкции, ние не просто ви продаваме стоманени части – ние работим с вас, за да разберем кой дизайн отговаря на нуждите на вашия проект. Независимо дали изграждате малъкМагистрален мост със стоманена конструкциясегмент, тежкотоваренЖелезопътен мост със стоманена конструкция, или нещо по средата, ние имаме опита да ви помогнем да избирате между непрекъснати и просто поддържани и да доставим висококачествени стоманени части, които отговарят на вашия график и бюджет.
Ако планирате проект за мост със стоманена конструкция и искате да обсъдите опциите за проектиране или да получите оферта за материали и производство, ние сме тук, за да ви помогнем. Не губете време да гадаете кой дизайн е подходящ за вас – свържете се и нека поговорим за вашите специфични нужди. Работили сме по проекти от всякакъв мащаб и знаем как да свършим работата правилно, навреме и в рамките на бюджета.
Референции
- Национален съюз за стоманен мост. (2022). Наръчник за проектиране на стоманени мостове: Непрекъснати срещу просто поддържани конструкции. Американски институт по стоманени конструкции.
- Борд за изследване на транспорта. (2021 г.). Разходи за поддръжка и жизнен цикъл на проекти на стоманени мостове. Национални академии на науките, инженерството и медицината.
- Европейски комитет по стандартизация. (2020 г.). EN 1993-2: Еврокод 3: Проектиране на стоманени конструкции – Част 2: Мостове. CEN.
- Американска асоциация на държавните служители по магистралите и транспорта. (2023). AASHTO LRFD Bridge Design Specifications. AASHTO.