تمثل المناطق الباردة تحديات فريدة لبناء الجسر. كمورد لإطار الجسر ، يعد فهم ميزات التصميم اللازمة لإطارات الجسر في هذه المناطق أمرًا بالغ الأهمية. في هذه المدونة ، سوف أتعمق في جوانب التصميم الرئيسية التي تجعل إطارات الجسر مناسبة للظروف المناخية الباردة.
1. اختيار المواد
يعد اختيار المواد أمرًا أساسيًا عند تصميم إطارات الجسر للمناطق الباردة. يتم استخدام المعادن بشكل شائع ، ومن بينها ، الفولاذ هو خيار شائع. ومع ذلك ، لا يتم إنشاء كل الفولاذ على قدم المساواة.
غالبًا ما يفضل الفولاذ المنخفضة - سبيكة (HSLA). تتمتع هذه الفولاذ بنسب القوة الممتازة - إلى - نسب الوزن ، مما يعني أنه يمكن تصميم إطار الجسر ليكون أخف وزنا دون التضحية بالسلامة الهيكلية. لديهم أيضًا قابلية لحام جيدة ، وهو أمر ضروري لعملية تصنيع إطارات الجسر. على سبيل المثال ، يعد ASTM A572 Grade 50 عبارة عن فولاذ HSLA المعروف الذي يستخدم على نطاق واسع في بناء الجسر. يمكن أن تصمد أمام الضغوط العالية المفروضة على إطار الجسر ، حتى في الطقس البارد.
آخر مهم آخر هو مقاومة التآكل. غالبًا ما تحتوي المناطق الباردة على أملاح الجليد المستخدمة على الطرق والجسور خلال فصل الشتاء ، والتي يمكن أن تسرع التآكل. هذا هو المكانالإطار المجلفن الساخنيلعب دوره. Hot - Glvanizing هو عملية حيث يتم طلاء الفولاذ بطبقة من الزنك. هذا طلاء الزنك يعمل بمثابة أنود ذبيحة ، يحمي الصلب من التآكل. سوف تتآكل طبقة الزنك أولاً ، وطالما كان هناك زنك موجود ، يظل الصلب الأساسي محميًا. هذا يمتد بشكل كبير عمر إطار الجسر في بيئات المنطقة الباردة القاسية.
2. التصميم الهيكلي
يجب أن يفسر التصميم الهيكلي لإطارات الجسر في المناطق الباردة شروط التحميل الفريدة. أحد الشواغل الرئيسية هو الوزن الإضافي من تراكم الثلج والجليد. يجب تصميم إطارات الجسر لتحمل الحمل الثابت من الثلج والجليد على سطح الجسر.
يمكن أن يلعب شكل إطار الجسر أيضًا دورًا في التعامل مع الثلج والجليد. يمكن أن يساعد التصميم المنحدر أو المقوس في الانزلاق على الثلج والجليد بسهولة أكبر ، مما يقلل من الحمل الكلي على الهيكل. على سبيل المثال ، يمكن لإطار جسر القوس المكافئ توزيع وزن الثلج والجليد بشكل متساوٍ على طول منحنىه ، مما يقلل من تركيزات الإجهاد.
بالإضافة إلى الأحمال الثلجية والجليد ، فإن المناطق الباردة معرضة أيضًا للرياح القوية. يمكن أن تسبب الرياح أحمالًا ديناميكية على إطار الجسر ، بما في ذلك الاهتزازات. لمواجهة ذلك ، يجب تصميم إطار الجسر بآليات الصلابة والتخميد المناسبة. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي إضافة التقاطع إلى الإطار إلى زيادة تصلبه ، مما يقلل من احتمال الاهتزازات المفرطة. يمكن أيضًا تثبيت أجهزة التخميد ، مثل مخمدات الكتلة المضبوطة ، لامتصاص وتبديد الطاقة من الاهتزازات التي يسببها الرياح.
3. التوسع الحراري والانكماش
اختلافات درجة الحرارة في المناطق الباردة متطرفة. خلال فصل الشتاء ، يمكن أن تنخفض درجات الحرارة إلى أقل بكثير من التجمد ، وفي الصيف ، يمكن أن ترتفع بشكل كبير. تسبب التغيرات في درجة الحرارة هذه في توسيع إطار الجسر والتعاقد.
إذا لم يتم حسابها بشكل صحيح ، يمكن أن يؤدي التوسع الحراري والانكماش إلى أضرار هيكلية. لمعالجة هذا ، يتم تثبيت مفاصل التوسع في إطار الجسر. تسمح هذه المفاصل للإطار بالتوسع والتقلص بحرية دون التسبب في الضغط على الهيكل. ينبغي النظر في تصميم مفاصل التوسع بعناية ، حيث يجب أن تكون قادرة على تحمل الحركة وكذلك منع دخول المياه والحطام ، مما قد يسبب انسدادًا ويقلل من فعاليته.
طريقة أخرى هي استخدام المواد ذات المعاملات المنخفضة للتوسع الحراري. يمكن استخدام بعض السبائك الخاصة أو المواد المركبة لتقليل مقدار التوسع والانكماش بسبب التغيرات في درجة الحرارة. هذا يمكن أن يبسط تصميم مفاصل التوسع ويقلل من التعقيد الكلي لإطار الجسر.
4. تصميم الأساس
أساس إطار الجسر هو القاعدة التي تدعم الهيكل بأكمله. في المناطق الباردة ، غالبًا ما تكون الظروف الأرضية صعبة. الصقيع heave هو قضية رئيسية. يحدث الصقيع عندما يتجمد الماء في التربة ويتوسع ، مما يتسبب في ارتفاع الأرض. هذا يمكن أن يمارس قوى تصاعدية على مؤسسة الجسر ، مما قد يؤدي إلى أضرار هيكلية.
لمنع الصقيع ، يجب تصميم الأساس ليكون عميقًا بما يكفي للوصول إلى أسفل خط الصقيع. خط الصقيع هو العمق الذي من غير المرجح أن يتجمد فيه الأرض. من خلال وضع الأساس أسفل هذا الخط ، يتم تقليل القوى الصعودية من Frost Heave. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام مواد العزل الخاصة حول الأساس لتقليل نقل الحرارة من الأرض إلى الأساس ، مما يقلل من مخاطر الصقيع.
5. تصميم الاتصال
الروابط بين المكونات المختلفة لإطار الجسر أمر بالغ الأهمية. في المناطق الباردة ، يجب أن تكون هذه الروابط قادرة على تحمل هشاشة درجة الحرارة المنخفضة. الاتصالات الملحومة ، على سبيل المثال ، تحتاج إلى تصميم وتنفيذ بعناية. يجب التحكم في عملية اللحام لضمان اللحامات عالية الجودة التي يمكن أن تقاوم التكسير في درجات حرارة منخفضة.
يتم استخدام الاتصالات المبللة أيضًا. يجب أن تكون البراغي مصنوعة من مواد مناسبة لاستخدام الطقس البارد. ويفضل البراغي عالية القوة مع ليونة جيدة. بالإضافة إلى ذلك ، يعد تشديد البراغي أمرًا ضروريًا لضمان اتصال آمن. يمكن أن تؤدي البراغي الفضفاضة إلى فشل المفصل ، وخاصة في ظل الأحمال الديناميكية الناجمة عن حركة المرور والعوامل البيئية.
6. التفتيش والصيانة
يتضمن تصميم إطار جسر للمناطق الباردة اعتبارات للتفتيش والصيانة. عمليات التفتيش العادية ضرورية للكشف عن أي علامات على الأضرار ، مثل التآكل أو التكسير أو الاتصالات الفضفاضة. يجب تصميم نقاط الوصول في إطار الجسر للسماح بسهولة الوصول للمفتشين.
يجب التخطيط لأنشطة الصيانة ، مثل الرسم ، واستبدال مفاصل التوسع ، وتشديد البراغي ، مسبقًا. البارد - قد تتطلب جسور المنطقة صيانة متكررة أكثر بسبب الظروف البيئية القاسية. على سبيل المثال ، قد تحتاج إلى فحص وإصلاح طلاء الزنك على الإطارات المجلفنة الساخنة والمغمسة بشكل دوري إذا كانت هناك أي علامات على الضرر.
خاتمة
كمورد لإطار الجسر ، يتطلب توفير حلول لجسور المنطقة الباردة فهمًا شاملاً لميزات التصميم الموضحة أعلاه. من اختيار المواد إلى تصميم الاتصال ، يلعب كل جانب دورًا مهمًا في ضمان سلامة وطول الجسر.
إذا كنت بحاجة إلى إطارات جسر عالية الجودة مصممة للمناطق الباردة ، فنحن هنا للمساعدة. ملكناالإطار المعدني الصناعيومعدات جسر الإطار الصلب بيليتم تصميمها مع أحدث التقنيات وأفضل الممارسات لمواجهة التحديات الفريدة للبيئات المناخية الباردة. اتصل بنا لمناقشة متطلباتك المحددة وبدء عملية الشراء. نتطلع إلى العمل معك في مشروع الجسر التالي.
مراجع
- "دليل هندسة الجسر" بقلم تشن - وو ياه
- "بارد - هندسة المنطقة" بقلم جون ب. زوب
- "تصميم الهياكل الفولاذية" بقلم SK Duggal