Разновидности стальных мостов и их преимущества и проблемы

Сталь является одним из наиболее распространенных элементов, используемых во всем мире для создания многих типов и размеров мостов. Одна треть из всех мостов построена с использованием значительного количества стали, включая трубопроводы и другие компоненты коммунальной инфраструктуры.

Некоторые из характеристик стали, которые делают ее привлекательным вариантом для мостостроителей, включают ее универсальность, экономическую эффективность, долговечность и устойчивость. Эти качества позволяют дизайнерам разрабатывать конструкции, которые невозможно было бы построить без стальных компонентов.

Многие из великих мостов ориентированы на сталь. Тем не менее, важно отметить, что стальные мосты не просто привлекательны, они, как правило, более прочные, безопасные, быстрее строятся, требуют меньшего обслуживания и более устойчивые, что делает их идеальными во время землетрясений и сильных ветров. Сталь также используется для защиты элементов на мостах, включая коммунальную инфраструктуру.

В дополнение ко всему этому, защитники окружающей среды более склонны поддерживать строительство стальных мостов по сравнению с другими типами, потому что они, как правило, более устойчивы и удобны для окружающей среды.

Преимущества стальных мостов

Экономическая выгода

• Более низкие затраты на строительство по сравнению с другими материалами помогают экономить средства муниципальным органам власти.
• Более быстрое строительство сокращает трафик и бизнес-сбои.
• Стальные мосты служат дольше, чем другие типы, это означает, что их не нужно постоянно реконструировать.
• Стальные компоненты требуют меньшего обслуживания и не требуют частой замены.
• Легкий вес стали позволяет экономить на дорогостоящем оборудовании, включая подъемники, на строительных площадках.

Экологические преимущества

• Возможность рециркуляции и повторного использования компонентов стальных мостов снижает воздействие на окружающую среду.
• Сталь, производимая в контролируемых производственных условиях, ограничивает отходы.
• Сталь отлично адаптируется к различным климатическим и географическим условиям.
• Относительная легкость стали по сравнению с другими материалами снижает потребление энергии при поставке и строительстве.

Преимущества для общества

• Стальные мосты, как правило, более безопасны во время сборки.
• Стальные конструкции могут быть визуально легче и привлекательнее других типов мостов.
• В определенных условиях мост из стали является единственным вариантом для подключения двух зон.
• Стальные компоненты менее подвержены повреждениям во время экстремальных явлений, таких как ураганы и землетрясения.

Преимущества стали

Легкая конструкция

Сталь имеет чрезвычайно высокое соотношение прочности и веса. Это сводит к минимуму массу мостовых надстроек, что снижает затраты на строительство подструктур, которые их поддерживают. Это особенно полезно при строительстве мостов в местах, где земля нестабильна, например русла рек и каньоны.
По сравнению с более тяжелыми материалами, низкий вес стали снижает стоимость транспортировки и обработки.

Устойчивость

Сталь является самым перерабатываемым материалом на планете. Фактически, почти 99 % стали из структур, которые удалены и уничтожены, возвращаются в процесс производства или используются повторно. Это имеет большое значение для минимизации негативного воздействия на окружающую среду.
И что самое главное, вторичная и повторно используемая сталь работает на том же уровне, что и новая.
Стальные мосты также перепрофилируются, так как относительно легки в транспортировке.

Привлекательный дизайн

Несмотря на свою мощь — и в некоторых случаях, из-за этого — сталь может быть всячески согнута и скручена, чтобы создать практически любой тип моста. Стальные мосты могут быть сформированы в любую форму, от простой прямой до сложной кривой. Поверхность стали детализируется бесчисленными способами и поддается окрашиванию в полный диапазон цветов. Стальная коммунальная инфраструктура обычно спрятана под мостом и скрыта, поэтому не влияет на дизайн.

Более быстрые конструкции

Сталь является ключевым фактором в методах ускоренного строительства мостов (ABC). Компоненты строятся за пределами площадки и отправляются в здание и складываются вместе. В некоторых случаях цельные мосты строятся за пределами площадки, а затем перемещаются на место.
Эти методы сокращают время строительства мостов от месяцев или лет до нескольких дней или недель. Это оказывает положительное влияние на стоимость проектов, окружающую среду, движение и бизнес-срыв, а также на несчастные случаи на производстве.
Сталь прекрасно выдерживает нагрузки при растяжении, сжатии и сдвиге. Это делает ее идеальным материалом, для использования при строительстве многих типов мостов.

Балочные мосты

Балочные мосты — это многокорпусные конструкции, которые имеют множество стальных балок, поддерживающих настил, и лестничные площадки, у которых есть дополнительная привязка между опорами. Стоимость, условия и длина участка должны учитываться при определении того, какой тип моста должен быть собран.
Преимущества стали: для балочных мостов используется сталь из-за прочности, а не ее архитектурных качеств. Они созданы для работы и эффективности.

Коробчатые мосты

Боковые балки выполнены из двух стальных лент, соединенных сверху и снизу фланцами. Это создает закрытую ячейку, которая обеспечивает хорошую жесткость при кручении, качество, требуемое на изогнутых мостах.

На балочных мостах устанавливаются башенные формы, которые весят меньше, используются вместо пластинчатых балок, которые тяжелее, на верхнем конце пролета. Панели с коллективными коробками могут иметь форму нескольких закрытых стальных ящиков с установленной над ними плитой палубой или открытой трапециевидной коробкой, закрытой палубой.

Более длинные промежутки моста обычно используют либо одну коробку, либо две, соединенные поперечными балками. Если мост очень длинный и важен минимальный вес, вместо железобетонной плиты используется стальная ортотропная колода.

Но, вот где состоит вся сложность. Для очень длинных пролетов коробчатые балки, являются частью вантового или подвесного моста. В этих гибридных конструкциях коробчатые балки имеют особую форму, чтобы улучшить аэродинамические характеристики.

Преимущества стали: конструкция стальных балок помогает инженерам решать сложные проблемы с мостовым дизайном.

Трубопроводные мосты

Большинство людей-инженеров знакомы с работой ферм. Это триангулированные рамки, которые часто бывают видны, удерживая крыши в домах, и поддерживающие более простые мосты. Фермы являются эффективными структурными элементами, потому что они могут действовать в растяжении и сжатии.

В дополнение к мостовому типу, фермы часто используются при строительстве мостов. Они часто являются компонентами в арках или выступают в качестве кантилеверов и укрепляют балки в подвесных мостах.

Преимущества стали: фермы менее популярны, чем раньше, потому что они дорогостоящие в своем изготовлении Тем не менее, для многих мостов они являются единственной альтернативой, доступной для выполнения этой работы.

Арочные мосты

В этих мостах сталь выполняет те же функции, что и камень или кладка в старых конструкциях. Мост поднимается вверх — и оказывает горизонтальную направленность на фундамент. Стальные арки действуют в основном на сжатие.

Колода может поддерживаться на стойках, сидеть прямо на арке или подвешиваться к арке.

Другим вариантом этого типа моста является арка с привязкой или аркой дугой. Палуба висит над аркой и действует как натяжной галстук. Сталь хорошо подходит для мостов, которые охватывают водные пути, где земля под ними мягкая.

Преимущества стали: мосты Архивы стали более популярными в последние десятилетия, поскольку они относительно экономичны, устойчивые и привлекательны в архитектуре. Использование стали на арках мостов дает дизайнерам возможность расширить свое творческое мышление.

Кабельные мосты

Кабельные мосты — современные инновационные конструкции, без применения стали, были бы невозможны. Основные балки этих мостов поддерживаются через определенные интервалы вдоль длины натяжными проводами, соединенными со стальной мачтой или пиелоном.
Благодаря прочности строятся два ряда опор, один по обе стороны от моста или один по центру. Второй вариант делает мосты необычайно легкими и видными. Башни, которые могут иметь форму A-кадров, H-кадров или столбцов, действуют при сжатии. Башенные балки выдерживают силы сжатия и изгиба.
Преимущества стали: достижения в области техники позволяют создавать более длинные мостовые кабели. Они теперь используются в тех местах, где в прошлом были бы построены подвесные мосты.

Подвесные мосты

Эти мосты представлены сложными конструкциями, но они функционируют относительно простым способом. Два стальных троса висят между двумя опорами, образуя неглубокую кривую. Дополнительные кабели подвешены к опорам и подключены к земле. Палуба подвешена с помощью подвесных кабелей. Все стальные тросы поглощают силы натяжения.
Колода действует, чтобы усилить структуру и распространить нагрузку на нее. При правильном проектировании колода предотвращает изгиб и скручивание моста. Если колода спроектирована неправильно, результаты могут быть катастрофическими. Примером подвесного моста, в проектировании которого была допущена ошибка, является мост Такома-Нинроуз, который рухнул из-за вибрации и скручивания, произошедших во время бури.
Преимущества стали: относительно низкая стоимость стального троса и технические возможности, которые он предлагает, делают подвесные мосты идеальным вариантом для дальних расстояний, таких как каньоны, заливы и долины.

Использование стали на мостах

Конструкционная сталь доступна в разных классах. Она производится в виде множества продуктов с широким диапазоном размеров и форм. Сталь, используемая для сборки мостов, предварительно изготовлена в контролируемых заводских условиях. Это гарантирует, что сталь будет стабильной, качественной и надежной.
Некоторые из процессов, используемых для создания стальных конструкций для мостов, включают формовку, резку, сверление, сборку и сварку. Сталь обрабатывается и получают защитное покрытие, которое помогает выдерживать погоду и суровые условия окружающей среды.
Сталь поставляется на мостовые строительные площадки в виде различных изделий, таких как стальные листы, балки, каналы и угловые компоненты.
Сталь тестируется до того, как она покинет завод, чтобы обеспечить соответствие требованиям, определенным инженерами, которые проектируют мосты и регулирующие органы. Эти спецификации основаны на силах натяжения и сжатия, которые строительные компоненты должны выдерживать.Конструктор моста учитывает несколько факторов при выборе класса стали для конкретного компонента моста, в том числе:
• технические характеристики стали
• требования к дизайну
• стоимость
• доступность продукта
• прочность
• свариваемость
• устойчивость к коррозии

Сталь, наиболее часто используемая на мостах, может быть сгруппирована по следующим категориям:
• Углеродистая сталь является самым дешевым конструкционным продуктом. Она используется в тех случаях, когда жесткость важнее силы.
• Высокопрочная сталь становится более долговечной благодаря добавлению сплавов в процессе изготовления. Она обычно дороже, чем углеродистая сталь, и требует специальных методов сварки.
• Выветривающая сталь (также известная как сталь корта) представляет собой высокопрочный низколегированный продукт, изготовленный специально для выдерживания атмосферных условий. Антикоррозионные свойства выветривающей стали продлевают срок службы мостов до 100 лет и более.
• Нержавеющая сталь используется в местах с высокой коррозионной стойкостью, для компонентов безопасности: подшипники и защитные решетки. Использование ограничено из-за ее высокой стоимости.

Оцените статью:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

Комментарии