Puentes y infraestructuras de acero — Estructuras de larga duración sobre el agua, las carreteras y los ferrocarriles

Un puente es la única estructura de acero que las fotografías públicas, la que tiene un fallo inaceptable, y la que debe llevar cargas vivas más grandes que cualquier piso de edificio. Es también la estructura donde la precisión de fabricación cumple con su prueba más pública: un puente cubierto de 748 m abarca un río de la ciudad con miembros que fueron cortados y soldados a cientos de kilómetros de distancia, luego erigidos hasta un cierre medido en milímetros. Esa es la disciplina de la ingeniería del puente de acero y es la razón de que nuestros clientes australianos, de Oriente Medio y africanos confían en nosotros con sus cruces.

748el
El primer puente de paisaje de acero estilo Qin de China
100T de la
El miembro más grande
±2de la misma
Tolerancia en la fabricación
120año
Vida de diseño
GB/EN/AASHTO
Códigos de diseño
Xianyang cubierto puente estructura de acero que abarca el río Wei con troncos y miembros de arco
Xianyang cubierto puente estructura de acero que abarca el río Wei con troncos y miembros de arco
Ingeniería del puente

Lo que los puentes exigen más allá de la ingeniería de construcción

Las cargas de diseño, la fatiga, las tolerancias de fabricación y la secuencia de erección de un puente son una disciplina separada con números de un orden de magnitud diferente.

Las cargas vivas regulan el diseño del puente. Un puente de carretera transporta cargas reales de tráfico de 0,6-1,8 kN/m2 por carril (vehículo estándar GB 50917-2014, EN 1991-2 Carga Modelo 1, o AASHTO HL-93), pero el caso principal es el vehículo nocional de 300-600 kN o el eje de 25-40 toneladas que produce efectos concentrados. Un puente de ferrocarril agrega un eje de 22,5 toneladas a un espacio de 1,5 m (estándar GB) o 25 toneladas (UIC 71), multiplicado por una amplificación dinámica de 1,1-1,5 dependiendo de la velocidad. Estas cargas se sientan en una cubierta cuyo propio peso es de 10-30% del total por lo que el acero está afinado para ser ligero donde el operador quiere velocidad de erección, y robusto donde el acorde inferior cruza una carretera.

La fatiga es la constante del ingeniero del puente. Mientras que los edificios se verifican para 2 millones de ciclos de viento, los detalles de soldadura de un puente de carretera se verifican para 10-20 millones de ciclos de amplitud de tráfico (EN 1993-2 con categorías de detalle 36-112 MPa a 2 millones de ciclos), y los puentes de ferrocarril para 50-100 millones de ciclos. El resultado cambia los detalles: soldadura de penetración completa en lugar de filetes en placas de espliza, no hay cortes agudos en los guasetes, y un piso implacable de categoría mínima de detalle que excluye los trucos baratos utilizados en los edificios.

Las tolerancias de ±2 mm, no ±20 mm. Un marco de construcción se cierra a ±20 mm; una cubierta de puente que abarca una carretera se cierra a ±2-5 mm, porque la articulación de cubierta, el rodamiento y la articulación de expansión deben funcionar con esa precisión o se desgastan o fallan.

Erucción sin falsificaciones sobre ríos y carreteras. Un puente se instala generalmente sin soportes temporales debajo de él sobre un río navegable, una carretera en vivo o una línea ferroviaria. La secuencia de erección (cantilífero, segmentación de cable, lanzamiento incremental o elevación de toda la extensión) está diseñada para que la estructura se sostenga por sí misma en cada etapa intermediaria, con las tensiones de erección verificadas en la oficina de diseño contra los mismos códigos que el puente final.

La corrosión es una decisión del ciclo de vida. El acero puente vive en la atmósfera que lo ataca: sales de deshielo en la cubierta, sal de rociado sobre aguas de marea, SO2 industrial cerca de plantas. El sistema de protección (ISO 12944 C5-M o C5-I, galvanización duplex + pintura, o acero de aire en climas apropiados) se selecciona para la vida útil de diseño de 100-120 años, con el programa de mantenimiento (intervalos de inspección de 1-6 años, repainting a 15-35 años) costado en la decisión del cliente.

El puente es, finalmente, la prueba de la afirmación de un fabricante. Cada edificio que entregamos es juzgado por su propietario; cada puente es juzgado por el público, por la inspección y por la historia. Construimos puentes como nuestro nombre lo indica: al estándar permanente, con los números que mueven el tráfico y las tolerancias que cercan un cruce de 748 m al milímetro.

Tipos de puentes

Seis configuraciones de puentes que ofrecemos

Celosía

Puentes de celosía de tipo de cubierta

Puentes de celosía de acero clásico de 50-200 m de luz, tipo de paso para ríos navegables (capital debajo de la cubierta) y tipo de cubierta para cruces de carretera.

  • Espacio: 50-200 m, profundidad a extensión de 1/6 a 1/12
  • Carga: vehículo estándar GB, EN LM1 o AASHTO HL-93
  • Espliza de campo: envolcada a 12-18 m, tolerancia ±2 mm
  • Erécimiento: cantilever o lanzamiento, sin falsificación
Arco

Puentes de arco de acero y de arco atado

Puentes de arco atado (arco de arco) de 60-300 m de luz para ríos y carreteras, con la cubierta atada al arco para eliminar el empuje horizontal en los abutamentos.

  • Espacio: 60-300 m, de aumento a aumento de 1/5 a 1/7
  • Tela: 50-100 t de cables de última generación, anclajes entrelazados, es decir
  • Deck: acero-béton compuesto, 200-300 mm
  • Cierre: cierre de las costillas de arco ±5 mm con un empujón de corbata
Cubierta

Puentes cubiertos y paisajes

Puentes peatonales, ciclistas y pintorescos cubiertos con techos arquitectónicos sobre tramos de acero nuestra especialidad desde el Puente cubierto Xianyang de 748 m, el primer puente peatonal de acero de dos niveles de estilo Qin de China.

  • Escala: 60-748 m, unidades individuales de arco o tronco
  • Techo: revestido de acero o de glulam, auto sostenido en las tramas
  • Carga peatonal: 5,0 kN/m2, controlada por la multitud
  • Vibración: frecuencia natural > 1,5 Hz (excitación en grupo)
Compuesto

Puentes de giros y giros múltiples compuestos

Puentes de red de red de I de tipo compuesto rentables de 20-80 m de longitud para carreteras: red de acero con planchas de hormigón que actúan de forma compositora a través de los estribos de corte, fabricados en segmentos transportables de 6-18 m.

  • Escala: 20-80 m regular, 5-7 giras por sección transversal
  • Girder: placa soldada I-sección, de 1,5 a 3,0 m de profundidad
  • Escudos: φ19-25 mm Escudos Nelson a distancia de 125-200 mm
  • Erucción: elevador de longitud segmental o de longitud completa
Cable

Puentes de cableado y suspensión

Para las cruces más largas 200-1000 m más de extensión donde la cubierta está sostenida por cables de estancia desde un pilón o colgantes de cables principales.

  • Espacio: 200-1000 m, pilones 100-300 m
  • Permanecimiento: 7-139 hilos de alambre, 100-1500 t de final
  • Deck: ortotrópico o compuesto, de 2-3 m de profundidad
  • Aero: control de flutter y vórtice a 1,2× viento de diseño
Ferrocarril

Puentes y viaductos ferroviarios

Puentes de acero que transportan tráfico ferroviario con los límites más altos de fatiga y de desviación: 22,5-25 t de cargas en el eje a 120-350 km/h, desviaciones de alineación de la vía limitadas a L/1200-1/2000 y 50-100 millones de detalles de fatiga de ciclo.

  • Espacio: 30-300 m, velocidad de 120-350 km/h
  • Eje: 22,5-25 t a un espacio de 1,5 m (GB/UIC 71)
  • Deflección: L/1200 para los ballastos, L/2000 para las trayectorias de los placas
  • Fatiga: 50-100 millones de ciclos de la norma EN 1993-1-9
Características técnicas

Seis detalles de ingeniería de un puente de acero

±2 mm Tolerancia de fabricación

Los miembros se cortan, soldan y perforan hasta ±1 mm en los agujeros de la trama (perforación en tamaño completo después del ensayo de montaje), ±2 mm de profundidad total y se verifican mediante el diseño completo del loft antes de la expedición.

100% UT en soldas de penetración completa

Todas las articulaciones de tras y T de penetración completa en las flanges, las telas y las placas de los nodos se prueban 100% por ultrasonido con arreglo al nivel B de ISO 17640 con radiografía del 10-20% en las articulaciones de tras críticas el mismo estándar de aceptación que los detalles de EN 1090-2 EXC4 críticos para la fatiga.

Detalles verificados por fatiga en ciclos de 100M

Cada detalle de conexión se clasifica en la norma EN 1993-1-9 (categorías de detalle 36-112 MPa a 2 millones de ciclos, reducidos a 100 millones), con las distancias de los bordes de la placa, las formas de soldadura y los patrones de agujeros diseñados para el espectro específico del tráfico.

Protección contra la corrosión ISO 12944 C5

Primer rico en zinc + intermediación de epoxi + capa superior de poliuretano (ISO 12944 C5-I/C5-M, vida útil de 120 años) o galvanizado duplex + pintura para exposición a mareas, con un programa de mantenimiento documentado de 15-35 años de ciclos de pintura nueva.

Estadios de la erección auto-suportable

Erucción por cantilever, lanzamiento o elevador de toda la autonomía nunca falsear en el agua o en una carretera con cada etapa de erección intermedio verificada en el modelo de diseño con los mismos factores de carga GB/EN/AASHTO que la estructura final.

Verificación de estabilidad aerodinámica

Los puentes de larga distancia se comprueban con un control de flutter de 1,2 veces la velocidad del viento de diseño y la amplitud de desprendimiento de vórtices verificados con arreglo a los límites de confort de la norma ISO 10137 probados por CFD y, para las franjas de firma, por el túnel de viento de modelo de sección.

Normas

Códigos aplicables al diseño y fabricación de puentes

Diseño

GB 50917-2014 (diseño de puentes de acero) con los vehículos y factores dinámicos estándar de GB; EN 1991-2 + EN 1993-2 para proyectos europeos (modelo de carga 1, modelo de carga de fatiga 3); AASHTO LRFD para proyectos de América del Norte (HL-93).

Fabricación

EN 1090-2 (estándar EXC3, EXC4 para miembros críticos de fatiga), soldadura ISO 3834-2, acero a la norma EN 10025 S355J2+N o S460M, UT por ISO 17640 Nivel B, muestreo radiográfico por ISO 17636-1, y ensamblaje de ensayo de tamaño completo para los segmentos de muelle de cada puente.

Protección

Clasificación ISO 12944-2 C5, sistemas de corrosión o duplex para la vida útil de 120 años de diseño, protección contra incendios de las estructuras de apoyo sobre las carreteras según el código local y detalle de exposición marina para las zonas de mareas y salpicaduras.

Portfolio de puentes

Puentes de acero que hemos construido

El puente que define nuestra capacidad es el Puente cubierto de Xianyang sobre el río Wei a 748 m, el primer puente paisajístico de peatones de acero de dos niveles de estilo Qin de China. No es un espacio sino una secuencia de unidades de arco-celosía cerradas por cantilever sobre el río, con la cubierta de peatones, el techo cubierto y el sobre inspirado históricamente integrado en la estructura de acero. Trabajo de acero de intercambio y viaducto para proyectos de autopistas en China, Puentes de celosía de acero para corredores ferroviarios, y de exportación de acero de puentes documentados en la norma EN 1090-2 EXC3/EXC4 para ingenieros europeos que instruyen.

Para los clientes de infraestructura, lo que importa es el registro de fabricación: 200.000 toneladas de capacidad anual, soldas de penetración completa 100% UT-testadas, tolerancias de miembros ±2 mm, y una sala de ensayo de ensayo donde cada segmento de muelle se cierra antes de que se envíe. Cuando su documento de proyecto dice "NB 25 m transparente de tipo de cubierta de celosía, HL-93, EN 1090-2 EXC3, ISO 12944 C5-M", la respuesta no es si podemos construirlo es cuál de nuestros registros de calidad de puente de 748 m presentaremos primero.

¿Planeando un puente de acero o un cruce de infraestructura?

Envíanos el cruce (amplitud, ancho, clase de carga, velocidad para el ferrocarril), las restricciones del sitio (agua navegable, carretera en vivo, posesión del ferrocarril), la forma estructural preferida y el código de gobierno (GB, EN, AASHTO).

Correo electrónico: market@permanentsteelstructure.com