Forklaret brobinding: typer, belastningsveje og valg af stålfremstilling

En brobinding er en bærende ramme af lige elementer arrangeret i trekanter. Fordi en trekant ikke kan ændre form, medmindre en af ​​dens sider ændrer længde, behøver leddene ikke at være stive: elementerne bærer for det meste ren spænding eller kompression langs deres akse i stedet for at bøje. Det er hele hemmeligheden. Det er grunden til, at et bindingsværk kan krydse en bred flod med en overraskende slank overbygning, og derfor har formen overlevet fra støbejernsjernbanebroer til moderne motorvejsoverkørsler i stål.

Vi har skåret, boret og svejset konstruktionsstål siden 2009, og spærværksarbejde belønner stadig den samme disciplin, som det altid har gjort - en klar belastningsvej på tegningerne, nøjagtig montering i butikken og en opstillingssekvens, der passer til stedet. Her er, hvordan vi normalt leder en klient gennem beslutningen.

Hvad en Bridge Truss virkelig gør

Følg belastningen, og logikken bliver indlysende. Trafikken ruller ud på dækket, dækket sidder på stringere, stringers overfører lasten til gulvbjælker, og gulvbjælkerne leverer det til knudepunkterne i truss. Derfra bevæger den sig langs akkorderne og diagonalerne til lejerne og ind i abutments. Hvert medlem har ét job, og bindingsværket fungerer bedst, når jobbet er aksialt - trækker eller skubber - i stedet for at bøje.

To praktiske konsekvenser følger. For det første betyder truss-dybden mere, end de fleste mennesker forventer. Som en tommelfingerregel er et enkelt understøttet bindingsværk økonomisk ved cirka en ottendedel til en tiendedel af dets spændvidde i dybden, hvorfor en lang krydsning har brug for et synligt dybt bindingsværk eller en underopdelt type. For det andet er ikke alle diagonaler optaget. Under et belastningstilfælde falder nogle elementer til næsten nul kraft; under en anden vender de om. Et godt design kontrollerer begge dele, fordi et slankt element, der er fint i spænding, kan spænde i kompression.

Selve dækket kan sidde oven på truss (dæks truss), i mellemhøjde med en lavvandet truss, der fungerer som brystværn (pony truss), eller i bunden mellem to høje truss (gennem truss). Dette valg er normalt dikteret af den tilgængelige frigang nedenunder og den krævede frihøjde ovenfor.

Bridge Truss typer og hvor hver enkelt passer

De fleste krydsninger er dækket af fire familier - Warren, Pratt, Howe og K - plus to særlige tilfælde, der er værd at kende: Bailey-panelbroen og buestrengen med buet akkord eller Parker truss. Navnene kommer fra ingeniører fra det nittende århundrede, men ræsonnementet bag dem er stadig aktuelt.

To noter, der sparer problemer senere. K truss er ikke automatisk stærkere; det er en måde at holde panellængder overskuelige i et meget dybt spærværk, og det koster mere i tilslutninger og inspektion. Bailey-broen er i mellemtiden et modulært fastgjort system bygget til hastighed - fremragende til midlertidige krydsninger, men ikke en erstatning for en designet permanent struktur, medmindre den er konstrueret og vedligeholdt som en.

Valg af en truss til dit spænd og websted

Købere spørger ofte, hvilken truss der er "bedst". Det ærlige svar er, at den bedste truss er den, der tilfredsstiller stedet, belastningen og opstillingsmetoden på samme tid. Vi arbejder normalt igennem disse punkter i rækkefølge:

1. Spændvidde og tilgængelig dybde. Dybde styrer effektiviteten; hvis siden ikke kan give dig dybde, kan en anden type eller et bjælkealternativ vinde.
2. Klareringer. Nedenunder til flodtrafik, oversvømmelsesniveau eller jernbane; ovenfor for vejprofilen og eventuel fremtidig udvidelse.
3. Belastningsklasse og træthed. Motorvejs-, jernbane- og tung trafik skaber gentagne stresscyklusser, der former forbindelsesdetaljer langt mere end den statiske belastning gør.
4. Stedets geometri. Skævhed, krumning, og om broen skal søsættes, løftes eller rulles på plads.
5. Transportgrænser. Panellængder og medlemsvægte skal passe til de lastbiler og kraner, der rent faktisk kan nå stedet.
6. Livscyklusomkostninger. En malet truss har brug for sikker adgang til ommaling; galvaniseret eller vejrbestandigt stål kan koste mere foran og mindre senere.

Få de seks rigtige, og typen vælger normalt sig selv.

Fremstillingsdetaljer, der bestemmer levetiden

Stål truss arbejde lever eller dør på detaljerne. Støttepladerne skal dimensioneres, så boltgrupperne forbliver kompakte, og belastningsvejen gennem pladen er kort og direkte; en tallerken, der er generøs, men formløs, er sværere at inspicere og ofte tungere, end den behøver at være. Huller til hovedelementer bores i stedet for udstansning, og for en bro med mere end en håndfuld paneler burde butikken kunne vise en prøvesamlingsrekord.

Camber er en anden detalje, der adskiller en glat erektion fra en vanskelig. En truss er bygget med en let opadgående kurve, så den sidder plant under egenbelastning; hvis camberen er forkert, kæmper dæk, lejer og ekspansionsled mod hinanden. Korrosionsbeskyttelse fortjener den samme opmærksomhed - korrekt overfladeforberedelse før maling eller galvanisering, dræning, der ikke fanger vand inde i en korde, og detaljer, der lader en inspektør nå hver forbindelse.

Intet af dette er eksotisk, men det skal afgøres, før den første plade skæres. Hvis du stadig er på tegnestadiet, kan denne korte guide til stålkonstruktion butikstegninger og detaljering forklarer de konventioner, der gør, at en truss kan bygges, og du kan læse mere om vores fremstillingsbaggrund hvis du vil se, hvordan vi arbejder.

Truss og bjælkebroarbejde vi har leveret

Truss ankommer sjældent som en abstrakt øvelse; de ankommer som en bro over en bestemt flod, vej eller kanal. Et par eksempler fra vores transportprojekter viser rækkevidden af, hvad en overfart virkelig kræver:

En ottende spænds stålkassedrager til en sektion af Fengxin Expressway - tungt motorvejsstål, leveret i transportable segmenter og splejset på stedet med camber og justering kontrolleret på hvert trin.

Fengxin Expressway Eighth-Span Steel Box Girder Project Et referenceprojekt fra 2017 med en enkeltboks, tre-cellet drager med et 16 m dæk og 2,2 m dybde, der viser fabrikation og opstillingskontrol. Se produkt →

Tashan Road-broen over Xinlai-floden i Laian County, Anhui - en flodkrydsning, hvor spændvidde, oversvømmelsesfrihed og et kort byggevindue alt sammen skulle balanceres i én plan.

Tashan Road Steel Tubular Arch Bridge, Laian County Færdig i 2016 var denne 42 m dobbeltspændede stålrørbuebro af stålrøret amtets første stålkonstruktionsbro godkendt ved offentlig folkeafstemning. Se produkt →

En indflyvningsbro, der krydser en kanal som en del af 337MW/305MW kraftværksprojektet i Bangladesh — levering til udlandet, hvor forsendelsesgrænser former panelstørrelserne længe før fremstillingen begynder.

Anløb broen krydser kanalen til Bangladesh kraftværk En 2014 single-span, 42 m tilgangsbro med en bue-lignende form, leveret i udlandet til et 337MW/305MW kraftværk EPC-projekt. Se produkt →

Inspektion, vedligeholdelse og spørgsmål købere stiller

Et stålbindingsværk er kun en struktur med lav vedligeholdelse, hvis det er detaljeret, der skal vedligeholdes. Vi foreslår et walk-over-eftersyn hvert andet år for en malet motorvejsspær, med mere opmærksomhed på lejer, ekspansionsfuger, dræningsveje og bundkorden nær understøtningerne, hvor vand og snavs har tendens til at samle sig. Spændingsakkorder og deres forbindelser kvalificerer normalt som brudkritiske medlemmer, og de fortjener en dokumenteret inspektion frem for et blik fra dækket.

Er en boltet eller en svejset truss bedre?

Begge dele, normalt. Butikssvejsning giver stive, ryddelige noder; boltning på stedet gør monteringen hurtig og inspektionen enkel. Det afgørende er, at de to er designet sammen med en tydelig overgangsdetalje og nok boltadgang til en momentnøgle.

Kan en eksisterende truss forstærkes i stedet for at udskiftes?

Ofte ja. Udvidelse af et dæk eller hævning af en belastningsklasse kræver muligvis kun yderligere elementer eller tykkere dækplader, forudsat at det originale stål er i god stand, og forbindelserne kan tage den ekstra kraft. En tilstandsundersøgelse og en frisk analyse kommer først.

Hvor lang tid tager en trussbro at bygge?

Design og detaljering tager normalt længere tid end fremstilling. For en mellemstor motorvejskrydsning varer butiksarbejdet typisk et par måneder, og selve opstillingen kan være et spørgsmål om uger, når anlæggene er klar, og kranen eller søsætningsordningen er på plads.

Hvis du planlægger en krydsning, sker den mest nyttige samtale tidligt, mens trusstypen stadig er åben. Send os spændvidden, frigangskonvolutten og belastningsklassen, så fortæller vi dig tydeligt, hvilke konfigurationer der passer, hvad fabrikationsimplikationerne er, og hvor omkostningerne virkelig ligger. Det er den del af jobbet, vi har udført siden 2009 — og det er stadig den del, vi nyder allermest.