Sillad on konstruktsiooniterase kõige nõudlikumate rakenduste hulgas. Siled peavad kandma suuri ja korduvaid liikluskoormusi, taluma tuult ja seismilisi mõjusid ning jääma kasutuskõlblikuks aastakümneteks. Terasest sõrestikukonstruktsioonid vastavad nendele nõudmistele kolmnurksetest üksustest koosneva avatud raamistikuga, mis edastab koormusi peamiselt aksiaalsete jõudude kaudu, pakkudes kõrget tugevuse-ja-massi suhet ja pikki vahetugesid ilma vahepealsete tugedeta.
Mis on terasest sõrestikkonstruktsioon?
Terasferm on sirgetest terasest osadest koosnev karkass, mis on ühendatud ühenduskohtades jäikade kolmnurkade moodustamiseks. Kuna kolmnurga kuju ei saa muuta ilma selle külgede pikkust muutmata, on sõrestik oma olemuselt stabiilne ja elementide koormused on valdavalt teljesuunalised: mõnes elemendis on pinge ja teistes kokkusurumine. See geomeetria võimaldab materjali väga tõhusalt kasutada, võrreldes painutamisel koormust kandvate elementidega.
Peamised komponendid
Ülemine akord:ülemine pikisuunaline osa, mis on peamiselt koormatud survega ja toetab teki- või katusekoormust ülalt.
Alumine akord:alumine pikisuunaline element, mis on peamiselt koormatud pingega.
Veebi liikmed:diagonaalid ja vertikaalid, mis ühendavad kahte kõõlut ja jagavad sõrestiku kolmnurkseteks paneelideks.
Ühendused:tugevate poltide või keevisõmblustega kinnitusplaadid, mis kannavad jõudu liigendite vahel üle.
Levinud sildade terasfermide tüübid
| Sõrestiku tüüp | Veebiliikme paigutus | Tüüpiline kasutus |
|---|---|---|
| Pratt sõrestik | Diagonaalid kalduvad allapoole keskpunkti poole; vertikaalid kokkusurumisel, diagonaalid pinges | Raudtee- ja maanteesillad, pikad{0}}katusekonstruktsioonid |
| Warreni sõrestik | Võrdkülgsete kolmnurkade seeria ilma vertikaalideta (või pikkade paneelide jaoks lisatud vertikaalidega) | Pikad-sillad, lennukiangaarid, läbipaistvad-silad |
| Kuidas puntras | Diagonaalid on kaldu ülespoole keskpunkti poole; diagonaalid kokkusurumisel | Rasked{0}}sillad ja katusekonstruktsioonid, kus esinevad suured jõujõud |
| Fink sõrestik | Veebipaneelide W-kujuline alajaotis | Elamute ja äripindade katused,{0}}lühema avaga konstruktsioonid |
Sõrestiku geomeetria valik sõltub ulatuse pikkusest, koormuse suurusest, valmistamise ökonoomsusest ja asukoha püstitamise meetodist ning seda tuleks kinnitada konstruktsioonianalüüsiga vastavalt kehtivale projekteerimiskoodile.
Miks terasfermid sillaehitusele sobivad?
Tõhus aksiaalne koormuse ülekanne
Sõrestiku osad töötavad pinges või kokkusurumises, mis kasutab ära terasprofiili kogu tugevuse. See on põhimõtteliselt materjalisäästlikum-kui painutus-domineerivad samaväärse avaga talad ja see vähendab pealisehituse omakaalu.
Pikad selged ulatused
Kuna kolmnurkne võrgusüsteem jaotab jõud kõõludele, võivad fermid läbida suuri vahemaid suhteliselt madalate elementide sügavusega, vähendades vahepealsete muulide arvu ja vundamentide suurust.
Madal surnud kaal ja seismiline reaktsioon
Kergemad tekiehitised tekitavad seismilise ergastuse korral väiksemaid inertsiaaljõude. Aktiivsetes tsoonides olevate sildade puhul võib see oluliselt vähendada muulidele ja tugipostidele edastatavaid projekteerimistoiminguid.
Ettevalmistus ja kiire paigaldamine
Sõrestike ja alam{0}}sõlmesid saab valmistada töökojas puuritud või keevitatud ühendustega ning paigaldada kohapeal suure-tugevate poltidega, mis lühendab ehitusaega ja vähendab tööd kõrguses, võrreldes ulatusliku põllukeevitustööga.
Terasfermide rakendused sillaehituses
Raudtee- ja maanteesillad:fermid kannavad suurt tsüklilist liikluskoormust ja neid kasutatakse laialdaselt keskmise{0}} ja pika-vahega ristmikel.
Jalakäijate sillad ja linnaületuskohad:avatud-võrkfermid pakuvad sihvakaid, kergeid struktuure, millel on arhitektuurne välimus.
Ajutine ja sõjaline sild:Modulaarseid, täielikult poltidega sõrestike süsteeme, nagu Bailey{0}}tüüpi sillad, kasutatakse ümbersõitudeks, hädaabiületuskohtadeks ja sõjaväelogistikaks.
Kaar- ja rippkonstruktsioonid:fermid on kasutusel rippsildade jäikuskandjatena ja seotud{0}}kaarsildade peamiste ribidena.
Viaduktid ja kõrgendatud sõiduteed:sõrestiku avaused valitakse kohtadesse, kus on vaja pikki vabasid avasid teede, jõgede või raudteede kohal.
Terasest sõrestik vs kasttala: kuidas valida
| Valikutegur | Terasest sõrestikusild | Terasest kasttala sild |
|---|---|---|
| Koorma ülekandmise mehhanism | Aksiaalsed jõud läbi kolmnurksete võrkelementide | Painutamine ja lõikamine läbi suletud õõnesosa |
| Tugevuse-ja-kaalu suhe | kõrge; tõhus väga pikkade vahemike jaoks | Hea; painutusvõime ühiku kohta raskem |
| Väändejäikus | Mõõdukas; nõuab väände jaoks kinnitust | Suurepärane tänu suletud{0}}ristlõikele |
| Laiuse sobivus | Pikad kuni väga pikad vahemikud | Keskmised kuni pikad vahemikud, sealhulgas kumerad joondused |
| Logistika | Avatud liikmeid saab tarnida{0}}allavõetavate komponentidena ja kohapeal poltidega kinnitada | Suletud lahtrid on sageli liiga suured ja võivad vajada spetsiaalset transporti või hulgivedu |
| Saiditöö | Kiire{0}}poltidega kokkupanek | Rohkem töökoha keevitamist ja käsitsemist sulgurite ja ühenduskohtade jaoks |
| Esteetika | Tööstuslik, geomeetriline välimus | Stiilne, minimalistlik välimus |
Praktikas teeb otsuse projekteerija: fermid valitakse pikkade sildevahede, kergete vundamentide ja mooduli püstitamiseks; kasttalasid eelistatakse kõverate joonduste, suurte väändevajaduste ja sihvakate visuaalsete profiilide jaoks.
Sillafermide valmistamine ja kvaliteedikontroll
Sildade teraskonstruktsioonide suhtes kehtivad väsimuse tõttu rangemad reeglid kui teraskonstruktsioonide ehitamisel. Keevitamine tuleb läbi viia ja kontrollida vastavalt standardile AWS D1.5 (sildkeevitus) või kohaldatavale riiklikule spetsifikatsioonile ning üldine disain järgib selliseid koode nagu AASHTO LRFD, EN 1993 (Eurokoodeks 3) või GB 50017. Soovitatavad tavad on järgmised:
Materjali täielik jälgitavus läbi EN 10204 kohaselt välja antud veskikatse sertifikaatide.
100% tehase eel-komplekt koos aukude-rühma ja geomeetriliste tolerantside kontrollimisega enne saatmist.
Kriitiliste keevisõmbluste mittepurustav testimine (TÜ, MT) koos keevitusprotseduuride kvalifikatsioonikirjetega.
Tugev{0}}korrosioonikaitse, mis on määratud kokkupuutekategooria standardile ISO 12944, sealhulgas pritspuhastus standardile Sa 2.5 ja ühilduvad kattesüsteemid.
Kontrollitud eel{0}}kalle: elementide lõikekõverad ja koostu geomeetria on seatud nii, et koormuse -läbipaine kompenseeritakse püstitatud konstruktsioonis.
Korduma kippuvad küsimused
Milline sõrestikutüüp on raudteesilla jaoks parim?Mõlemaid Pratti ja Howe fermasid kasutatakse tavaliselt raudteesildade jaoks, kuna nende võrgupaigutus sobib raudteeliikluse kontsentreeritud tsüklilise koormusega. Lõplik valik sõltub ulatusest, sügavuspiirangutest ja valmistamise ökonoomsusest ning seda tuleb kontrollida reguleeriva koodi analüüsiga.
Millised terase klassid on tüüpilised sillafermidele?Levinud klasside hulka kuuluvad S355 seeria vastavalt standardile EN 10025-2, ASTM A572 klass 50 ja Q355B kuni GB/T 1591. Väsimuskriitiliste osade puhul tuleb sälkude tugevust, paksust ja detailide kategooriat kontrollida vastavalt projekteerimisspetsifikatsioonidele.
Kas sõrestikuelemente saab tarnida konteinerites?Jah. Avatud-veebielemendid sobivad hästi 20- ja 40-jalastes konteinerites (CKD) saadetiste-lõhkumiseks, millel on kinnitusplaatidel poltidega kinnitus. Pikemaid elemente saab tarnida vastavalt geomeetriale kas lameriiuli või murdekomplektiga.
Kuidas kontrollitakse sillafermide keevisõmbluse kvaliteeti?Keevitamine toimub kvalifitseeritud protseduuride kohaselt, tavaliselt AWS D1.5 või kohaldatava koodi järgi, kriitiliste keevisõmbluste ultraheli- ja magnetosakeste testimise ning keevitaja kvalifikatsiooni ja kontrolli dokumentide täieliku dokumenteerimisega.
Kuidas hallatakse pika-sõrestike eel-kaverdust?Konstruktsiooni analüüsitakse 3D-modelleerimistarkvaras ning lõikekõveraid ja montaaži geomeetriat kohandatakse nii, et tootmiskamber kompenseerib eeldatava tühi{1}}koormuse läbipainde. Eelkokkupanek poes kontrollib saavutatud kumerust enne saatmist.
Kas terasest sõrestikusillad sobivad seismilistesse piirkondadesse?Jah. Nende väike tühimass vähendab seismilisi inertsiaaljõude ja plastilisi poltühendusi saab üksikasjalikult reguleerida energia hajutamiseks, tingimusel et konstruktsioon on projekteeritud vastavalt kehtivale seismilisele koodile.