Segmentos fabricados en tienda para el rendimiento del ciclo de vida del puente
Los puentes de acero reemplazan el hormigón en un espacio de 50-200 metros porque son más ligeros, más rápidos de instalar y más fáciles de inspeccionar. La clave es la fabricación del taller: cada segmento de celosía se fabrica, ensaya y verifica la calidad en la fábrica, luego se transporta al sitio para conexiones de campo enboltadas. Hemos construido el puente cubierto de 748 metros un híbrido de puente de construcción y entregamos proyectos de puente en Pakistán e Indonesia.
Por qué los puentes de acero reemplazan el hormigón por 50-200 metros de luz y por qué la prefabricación es la clave
Para los puentes de 50-200 m, el acero no es simplemente una alternativa al hormigón. Es un enfoque fundamentalmente diferente al ciclo de vida del puente. Un puente de hormigón de este rango de rango de rango se fundió en su lugar o prefabricado segmente, lo que requiere un trabajo de moldura extendido en el lugar, tiempo de curado y gestión del tráfico.
El ventaja de fabricación en la tienda En una fábrica de fabricación, la soldadura se realiza bajo condiciones controladas de temperatura, humedad y viento por soldadores certificados utilizando procedimientos calificados según el código aplicable (AWS D1.5 para puentes de carretera, AASHTO para proyectos estadounidenses, GB 50205 para proyectos chinos). Cada soldadura se inspecciona visualmente, mediante pruebas de partículas magnéticas para indicaciones superficiales y mediante pruebas ultrasónicas para la solidez interna. La inspección se realiza en la tienda, donde el acceso es fácil y el reelaboramiento es barato, no en un puente a 30 m sobre un río donde el acceso reelaborado requiere asfalto y cierra el puente.
El logística de transporte El segmento de celosía tiene una anchura de 3,5 metros de ancho, 4 metros de profundidad y 20 metros de largo y pesa 15-25 toneladas y puede ser transportado por camión de piso plano estándar en la mayoría de las carreteras. Un segmento más amplio de 4 metros requiere permisos especiales; más amplio de 5 metros requiere vehículos de escolta y encuestas de rutas; más largo de 25 metros requiere un enrutamiento especial para evitar giras apretadas.
Para nuestro puente de estructura de acero En el marco de los proyectos, poseemos la calificación de Contratista General de Construcción de Edificios de Clase 1 y la calificación de Contratista Especial de Estructura de Acero de Clase 1 los niveles más altos para la construcción de puentes en el sistema chino.
Diseño de la fatiga, aislamiento sísmico y híbrido del puente de construcción
Los sistemas de ingeniería que distinguen el diseño del puente de acero del diseño del edificio y por qué el puente cubierto de 748 m desafía la clasificación convencional.
Diseño de la fatiga para cargas de tráfico
Un puente es una estructura cargada dinámicamente. Cada vehículo que lo cruza aplica una carga de punto móvil que se hace circular a través de los miembros y conexiones de la estructura.
El diseño de los puentes de acero se rige por el rango de tensión en los detalles críticos de la fatiga y el número de ciclos. Los detalles críticos son: conexionesEn el caso de las bandas, las bandas de soldadura que se encuentran en el interior de las bandas de soldadura se encuentran en el interior de las bandas de soldadura. Estos son los lugares donde las concentraciones de tensión amplifican el rango nominal de tensión y donde se inician grietas de fatiga.
Nuestro enfoque de diseño de la fatiga para puentes de estructura de acero Se sigue:
- Clasificación por detalle: Cada detalle soldado y enroscado se clasifica según las tablas de la categoría de fatiga del código aplicable (tabela 6.6.1.5.3-1 de AASHTO LRFD, Eurocode 3 tabla 8.1-N o GB 50017). La categoría determina el rango de tensión permitido para un recuento de ciclos determinado.
- Calculo del rango de tensión: Para cada detalle crítico para la fatiga, el rango de tensión se calcula a partir del análisis estructural de la carga del camión de fatiga (un camión de diseño con espacio y peso del eje especificados, aplicado en múltiples posiciones para maximizar el rango de tensión en el detalle).
- Regla del minero daño acumulado: El daño de fatiga de camiones de diferentes pesos se acumula utilizando la regla de Miner, que suma la relación de daño (ciclos reales / ciclos permitidos) en todas las categorías de peso del camión.
- Mejora de los detalles: Cuando la capacidad de fatiga de un detalle es insuficiente, el detalle se re-ingeniera: las soldas se reorientan para reducir la concentración de estrés, el molienda de los dedos de la soldadura reduce el factor de concentración de estrés, o las espigas enrolladas reemplazan las espigas soldadas en lugares de alto rango de estrés.
Los rodamientos de aislamiento sísmico
En las zonas sísmicas, la superestructura del puente (el tronco o la correa de acero) debe aislarse de la subestructura (los pilares y los abutamentos) para evitar la transferencia de fuerzas sísmicas dañinas. los rodamientos de aislamiento sísmico dispositivos colocados entre la superestructura y la subestructura que descopilan el movimiento horizontal del suelo del movimiento horizontal de la cubierta del puente.
Diseñamos tres tipos de rodamientos de aislamiento sísmico, seleccionados en función del peligro sísmico del puente, la duración y los requisitos funcionales:
- Los rodamientos elastómicos: Las capas de goma entrelazadas con placas de acero. La goma proporciona flexibilidad horizontal (permitiendo que el puente se mueva en relación con los pilares), mientras que las placas de acero proporcionan rigidez vertical (suportando las cargas muertas y vivas del puente).
- Los rodamientos de goma de plomo (LRB): El núcleo de plomo se inserta en un rodamiento elastomérico. El núcleo de plomo produce bajo desplazamiento sísmico, disipar la energía a través de amortiguación histerética.
- Los rodamientos de péndulo de fricción (FPB): Un rodamiento deslizante con una superficie curva concave. La cubierta del puente se desliza sobre la superficie curva durante un terremoto, con la curvatura proporcionando una fuerza de restauración que devuelve el puente a su posición central. La fricción entre las superficies deslizantes proporciona disipación de energía.
El diseño del rodamiento no es solo una especificación del dispositivo se integra en el análisis estructural. Las propiedades de rigidez y amortiguación de los rodamientos se modelan en el análisis sísmico del puente, y las fuerzas sísmicas reducidas en la superestructura y la subestructura se utilizan para optimizar los tamaños de los miembros. Un puente con rodamientos de aislamiento sísmico tiene miembros de superestructura más ligeros y elementos de subestructura más pequeños que un puente no aislado del mismo lapso el sistema de aislamiento se paga por sí mismo a través de ahorros estructurales.
El puente cubierto de 748 m: un híbrido entre el edificio y el puente
Nuestro proyecto de puente cubierto de 748 m representa un tipo estructural que desafía la clasificación convencional. Es un puente que transporta peatones a través de un río o valle pero también es un edificio, con un techo, paredes y espacio interior cerrado. La estructura debe resistir no solo las cargas del puente (trafico, viento en la cubierta) sino también las cargas de la construcción (viento en las paredes y el techo, nieve en el techo, masa sísmica del sobre).
El desafío de ingeniería de un puente cubierto es la interacción entre la estructura del puente y el envolvente del edificio. Las celosías del puente llevan la carga de cubierta y resisten a las fuerzas horizontales de la envoltura. La envoltura techo, paredes, gables finales añade un área de viento para la que las celosías del puente no fueron diseñadas en una configuración de cubierta abierta. La cuerda de la celosía superior, que en un puente convencional es un miembro de compresión que lleva la carga de cubierta, se convierte en un miembro de compresión combinada que carga tanto la carga de cubierta como la carga del viento desde la pared superior.
La longitud de 748 m del puente significa que la expansión térmica es una consideración de diseño importante. Un puente de acero de 748 m que experimenta un cambio de temperatura de 60 ° C se expande en aproximadamente 540 mm en el extremo libre con juntas de expansión en cada intervalo. Sin embargo, la envoltura cubierta modera el rango de temperatura: el interior cerrado experimenta menos variación de temperatura que un puente expuesto, lo que reduce la demanda de movimiento térmico. Este es uno de los beneficios estructurales de la tipología del puente cubierto la envoltura que agrega carga de viento también reduce la tensión térmica.
Para el puente cubierto, desplegamos un sistema de celosía modular: el puente se divide en módulos estructurales de 40-60 m, cada módulo fabricado en taller, transportado y enboltado juntos en el sitio. Las interrupciones modulares coinciden con las ubicaciones de las articulaciones de expansión, por lo que cada módulo es termicamente independiente. Las esplices de campo enboltadas están diseñadas como conexiones fijadas (transferir corte pero no momento), lo que permite a cada módulo articularse de forma independiente bajo movimiento térmico y regulación diferencial.
De tienda en tienda: cómo se eleva un puente de acero
Fabricación y ensayo del taller
Cada módulo de celosía se fabrica en nuestra instalación de Xuzhou: miembros de cuerda cortados a la longitud en líneas de corte automatizadas, placas de gusset cortadas CNC para diseñar geometría, miembros de web instalados y soldados utilizando procedimientos certificados. Cada soldadura se inspecciona por métodos visuales, partículas magnéticas y ultrasónicos. El módulo terminado se ensaya en la tienda enbolteado a su módulo de apareamiento en un área de montaje plana para verificar que la geometría de conexión de campo coincide con el diseño. Cualquier discrepancia se corrige en la tienda, donde los costos de corrección son mínimos.
Encuesta de transporte y rutas
El transporte de módulos se planifica en coordinación con la encuesta de rutas. Para los proyectos nacionales, los módulos dentro de los límites de permisos estándar (bajo 4 m de ancho, debajo de 25 m de largo, debajo de 30 toneladas) viajan por cama plana estándar. Los módulos de gran tamaño requieren permisos especiales, vehículos de escolta y encuestas de rutas que verifiquen las cualificaciones de carga de puente, la franqueza aérea y el radio de giro a lo largo de la ruta de transporte. Para los proyectos extranjeros, los módulos se envasan o envían como carga de ruptura, con el tiempo de transporte marítimo factorado en el cronograma del proyecto.
Erécción de campo
En el lugar, los módulos se colocan por grúa y se enboltan al módulo previamente erigido. Para puentes sobre el agua, se puede utilizar una secuencia de lanzamiento: los módulos se ensamblan en un banco y se empujan (lanzan) a través del hueco por jacks hidráulicos, con una nariz de lanzamiento en el borde delantero hasta el cantilever a través del espacio hasta que llega al siguiente muelle. Para puentes sobre tierra, los módulos se pueden levantar directamente por grúa sobre los muelles, o erigidos utilizando un sistema de falseamiento temporal.
Instalación de los rodamientos y ajuste final
Los rodamientos de aislamiento sísmico se instalan en las tapas del muelle antes de que el módulo del puente se baje sobre ellos. Los rodamientos se colocan a su altura de diseño, y el puente se ajusta a su línea final y grado. Los rodamientos se agrupan en su lugar, bloqueando la geometría del puente. Para los rodamientos de péndulo de fricción, la superficie deslizante se protege con una retención temporal que se elimina después de que el puente esté completo y el rodamiento está listo para funcionar en su modo de aislamiento sísmico.
Proyectos de puentes que hemos entregado
El producto de la industria
Puente cubierto de 748 m
Una estructura híbrida de puente de construcción que combina la ingeniería de puentes peatonales con diseño de envoltura cerrada. Sistema de celosía modular con segmentos fabricados en la tienda y conexiones de campo enboltadas. Expansión térmica diseñada para un rango de 60 °C.
En el extranjero
Puente de Karot de Pakistán
Proyecto de puente de estructura de acero en Pakistán, con segmentos fabricados en tiendas transportados internacionalmente y construidos en el lugar.
En el extranjero
Puente de Tarbela de Pakistán
Suministro y fabricación de estructuras de acero para un proyecto de puente en Tarbela, Pakistán. Diseño de fatiga para cargas de tráfico y segmentos de celosía modulares fabricados en tiendas para el transporte internacional.
¿Estás planeando un proyecto de puente de estructura de acero?
Envíanos tu tipo de puente (autopista, peatonal, cubierto), el requisito de extensión, los datos sísmicos del sitio y la especificación de carga de tráfico. Nuestro equipo de ingeniería responderá dentro de las 24 horas con una recomendación de sistema estructural, plan de fabricación y transporte y presupuesto respaldado por la calificación de contratación de Clase 1 y experiencia en proyectos de puente en el extranjero.
Correo electrónico: market@permanentsteelstructure.com