طراحی باد - مقاومت یک پل بزرگ جعبه فولادی چیست؟
من به عنوان تأمین کننده پل های بزرگ جعبه فولادی ، من این افتخار را داشتم که در اعماق دنیای پیچیده مهندسی پل ، به ویژه هنگامی که صحبت از طراحی باد می شود ، در عمق دنیای پیچیده مهندسی پل قرار بگیرم. در این وبلاگ ، من با شما به اشتراک می گذارم که طراحی باد - مقاومت یک پل جعبه ای بزرگ استیل مستلزم ، اهمیت آن و عناصر اصلی درگیر است.
اهمیت طراحی باد - مقاومت
باد یک نیروی طبیعی است که می تواند تأثیر قابل توجهی در یکپارچگی ساختاری و ایمنی یک پل بزرگ جعبه فولادی داشته باشد. وزش باد با سرعت زیاد می تواند نیروهای آیرودینامیکی مانند نیروهای آسانسور ، کشیدن و پیچشی ایجاد کند. این نیروها ، اگر به درستی در طراحی به حساب نرسند ، می توانند منجر به ارتعاشات بیش از حد ، آسیب خستگی و در موارد شدید ، خرابی ساختاری شوند.
به عنوان مثال ، پل باریک تاکوما در سال 1940 نمونه ای شناخته شده از عواقب فاجعه بار طراحی مقاومت ناکافی باد است. این پل ، با نام مستعار "گالوپینگ گرتی" ، در معرض ارتعاشات ناشی از باد بود که در نهایت باعث فروپاشی آن شد. این رویداد غم انگیز نیاز اساسی به طراحی کامل باد - مقاومت در ساخت و سازهای پل را برجسته کرد.
عناصر اصلی باد - طراحی مقاومت
شکل آیرودینامیکی
شکل یک پل بزرگ جعبه فولادی نقش مهمی در مقاومت در برابر باد دارد. مهندسان بخش صلیب عرشه پل را با دقت طراحی می کنند تا تأثیر نیروهای بادی را به حداقل برسانند. یک شکل ساده می تواند کشیدن را کاهش داده و از تشکیل گردابهای بزرگی که می تواند منجر به ارتعاش شود ، جلوگیری کند. به عنوان مثال ، یک قسمت جعبه مسطح و صاف و ساده اغلب ترجیح داده می شود زیرا می تواند باد را به راحتی در اطراف پل راهنمایی کند و احتمال تغییرات ناگهانی در فشار باد را کاهش می دهد.
سفتی ساختاری
سفتی ساختار پل یکی دیگر از عوامل مهم است. یک پل سخت تر قادر به مقاومت در برابر تغییر شکل های ناشی از باد است. این امر می تواند از طریق طراحی مناسب تسمه های جعبه فولادی ، از جمله اندازه ، ضخامت آنها و ترتیب دیافراگم های داخلی حاصل شود. سیستم های مهاربندی کافی ، مانند مهاربندی متقاطع و مهاربندی مورب ، همچنین می تواند سفتی کلی این پل را تقویت کند. با افزایش سفتی ، این پل می تواند در برابر نیروهای پویا که توسط باد اعمال می شود ، مقاومت کند.
سیستم های میرایی
میرایی برای از بین بردن انرژی حاصل از ارتعاشات ناشی از باد استفاده می شود. انواع مختلفی از سیستم های میرایی وجود دارد که می تواند در یک پل بزرگ جعبه فولادی گنجانیده شود. سیستم های میرایی منفعل ، مانند میراگرهای چسبناک ، معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند. این میراث با تبدیل انرژی جنبشی ارتعاشات به انرژی گرما ، که سپس از بین می رود ، کار می کنند. از طرف دیگر ، سیستم های میرایی فعال از سنسورها و محرک ها برای تشخیص و مقابله با ارتعاشات در زمان واقعی استفاده می کنند. اگرچه پیچیده تر و گران تر است ، سیستم های میرایی فعال می توانند کنترل دقیق تری بر ارتعاشات ارائه دهند.
آزمایش تونل باد
آزمایش تونل بادی بخش مهمی از فرآیند طراحی مقاومت باد است. در یک تونل باد ، یک مدل مقیاس پذیر از پل قرار داده شده است و جریان باد در اطراف آن شبیه سازی می شود. این امر به مهندسان این امکان را می دهد تا نیروهای آیرودینامیکی را که روی این پل عمل می کنند اندازه گیری کنند و رفتار آن را در شرایط مختلف باد مشاهده کنند. با انجام آزمایشات تونل بادی ، مهندسان می توانند فرضیات طراحی خود را تأیید کنند ، مشکلات احتمالی را شناسایی کرده و تنظیمات لازم را در طراحی انجام دهند.
مطالعات موردی
پروژه بزرگ پل فولادی
ما به تازگی یک پروژه را برای a به پایان رسانده ایمپل بزرگ جعبه فولادیبشر در مرحله طراحی ، تست های گسترده تونل باد را انجام دادیم. طراحی اولیه عرشه پل دارای یک بخش متقاطع بود که در زاویه های بادی خاصی نیروهای آسانسور قابل توجهی ایجاد می کرد. بر اساس نتایج تست ، ما شکل عرشه را اصلاح کردیم و برخی از نمایشگاه های ساده را برای کاهش آسانسور اضافه کردیم. ما همچنین برای کنترل ارتعاشات ، دامپرهای چسبناک را درج کردیم. طراحی نهایی قادر به مقاومت در برابر سرعت باد طراحی بدون هیچ گونه نشانه ای از ارتعاشات بیش از حد یا پریشانی ساختاری بود.
پل گذرگاه عبور از خیابان
مثال دیگر الف استپل گذرگاه عبور از خیابانبشر این پل در منطقه ای با سرعت باد نسبتاً زیاد قرار داشت. برای تقویت مقاومت باد آن ، ما این پل را با یک قاب فولادی بسیار سفت طراحی کردیم. دیافراگم های داخلی در تسمه های جعبه فولادی با دقت در فاصله قرار گرفتند تا سفتی پیچشی کلی را افزایش دهند. علاوه بر این ، ما یک سیستم میرایی منفعل را با استفاده از میراگرهای انبوه تنظیم شده نصب کردیم. این میراگرها به فرکانس طبیعی این پل تنظیم شده اند تا به طور مؤثر ارتعاشات ناشی از باد را کاهش دهند. این پل چندین سال در خدمت است و در شرایط مختلف باد عملکرد خوبی داشته است.
مقایسه با سایر انواع پل
هنگام مقایسه پل های بزرگ جعبه فولادی باپل های قاب فولادیدر طراحی مقاومت باد - مقاومت وجود دارد. پل های قاب فولادی به طور معمول دارای یک ساختار فریم باز هستند که ممکن است بیشتر در معرض نیروهای بادی باشد. در مقابل ، پل های بزرگ جعبه فولادی دارای ساختار محصور تر و ساده تر هستند که می تواند عملکرد آیرودینامیکی بهتری را ارائه دهد. با این حال ، پل های قاب فولادی می توانند انعطاف پذیرتر باشند ، و طراحی مقاومت باد آنها ممکن است بیشتر به سیستم های میرایی برای کنترل ارتعاشات متکی باشد.
پایان
طراحی مقاومت در برابر باد جنبه مهمی از ساخت و سازهای بزرگ پل جعبه فولادی است. با در نظر گرفتن عواملی مانند شکل آیرودینامیکی ، سفتی ساختاری ، سیستم های میرایی و انجام آزمایشات کامل تونل باد ، می توانیم ایمنی و دوام این پل ها را تضمین کنیم. ما به عنوان تأمین کننده پل های بزرگ جعبه فولادی ، ما متعهد به استفاده از جدیدترین دانش و تکنیک های مهندسی برای ارائه پل های مقاوم در برابر باد بالا هستیم.
اگر برای پروژه خود به یک پل بزرگ جعبه فولادی نیاز دارید ، ما از شما دعوت می کنیم تا با ما در بحث تهیه شرکت کنید. تیم ما از مهندسان و طراحان باتجربه آماده همکاری با شما برای ایجاد پلی است که نیازهای خاص شما را برآورده کند و قابلیت اطمینان طولانی مدت را در همه شرایط باد فراهم کند.
منابع
- Simiu ، Emil و TV Scanlan.اثرات باد بر ساختارها: اصول و برنامه های طراحیبشر جان ویلی و پسران ، 2017.
- بیکر ، ما "بارهای باد روی پل ها".مجله مهندسی باد و آیرودینامیک صنعتی94.11 (2006): 871 - 884.
- چن ، BS ، و به عنوان Kiremidjian. "پاسخ پویا از پل های طولانی - دهانه به بادهای بوفه."مجله مهندسی سازه120.1 (1994): 33 - 53.