Capacidade de carga pesada Ponte de aço Ponte flutuante

Ponte flutuante flutuante Descrição:

1.Ponte flutuanterefere-se a uma ponte que flutua na superfície da água com um barco ou tanque de pontão em vez de pilares de ponte.A ponte flutuante é composta por cais flutuante, painel, viga de distribuição e sistema de cabos aéreos.

2.Ponte flutuanteprojetar pontos de consideração do esquema básico

Condição da estrada, desempenho, estrutura do pontão, desenhos do pontão, meio ambiente

3. Princípio básico de projeto da ponte flutuante

Princípios a serem seguidos: os objetivos de desempenho são coerentes com a finalidade, segurança, durabilidade, qualidade, facilidade de manutenção e gerenciamento, harmonia com o meio ambiente, economia e outros indicadores.

Escolha do tipo de estrutura: devem ser consideradas as condições topográficas, geológicas e geográficas.

O número de estruturas de pontões e o sistema geral devem atender aos requisitos de resistência, deformação e estabilidade.

A vida útil de uma ponte flutuante é muito sensível às condições ambientais e a fatores como cargas naturais (como vento, ondas de água, correntes, mudanças de maré, subflutuações na superfície do lago) e corrosão.Sob a condição de baixo custo de ciclo, espera-se que a vida útil da ponte flutuante seja geralmente de 75 a 100 anos.

De acordo com a classificação de importância, a ponte flutuante é dividida em tipo padrão e tipo especial importante, ou seja, ponte flutuante tipo A e ponte flutuante tipo B.A ponte flutuante A é diferente da ponte flutuante B. As pontes flutuantes B são divididas em: vias expressas, vias expressas urbanas, estradas urbanas designadas, estradas nacionais comuns, passagens duplas, viadutos, pontes ferroviárias, pontes locais e municipais especialmente importantes.

A tabela abaixo fornece a classificação dos níveis de desempenho da ponte flutuante.Um nível de desempenho estadual de 0 é principalmente comparado a outros níveis de desempenho de 1 a 3.Para cargas de tráfego, ondas de tempestade, tsunamis e terremotos, os pontões são projetados em diversos níveis de desempenho.

De acordo com o fator de importância, o projeto da ponte flutuante deve garantir que ela tenha o nível de desempenho alvo correspondente listado na tabela, como carga, onda de tempestade, tsunami e terremoto.

4. Carga de projeto de ponte flutuante

Carga de projeto

Inclui principalmente: carga estática, carga dinâmica, carga de impacto (como colisão, etc.), pressão da terra (como a estaca de ancoragem no sistema de ancoragem na ponte flutuante), pressão hidrostática (incluindo flutuabilidade), carga de vento, fator de ondas de água (incluindo fator de expansão), fator sísmico (incluindo pressão hidrodinâmica), fator de mudança de temperatura, fator de fluxo de água, fator de mudança de maré, fator de deformação da fundação, fator de movimento de suporte, etc. Carga de neve, carga centrífuga, fator de tsunami, maré de tempestade fator, flutuação do lago (flutuação secundária), onda de choque do navio, choque do mar, carga de frenagem, carga de montagem, carga de colisão (incluindo colisão de navio), fator de gelo compactado e pressão de gelo compactado, fator de transporte costeiro, fator de objeto à deriva, fator de classe de água ( erosão e fricção) e outras cargas.

Carga combinada

A carga combinada terá um efeito adverso na ponte flutuante.

Os níveis de maré são divididos nas seguintes categorias:

Durante terremotos: entre HWL(nível de água alto) e LWL(nível de água baixo);

Durante tempestades de neve: entre HHWL(maior HWL) e LWL ou entre HHWL e LLWL(menor LWL);

Condições de uso: entre HWL e LWL

Assim, não ocorrem danos fatais durante os tsunamis, quer devido a mudanças extremas de maré entre HWL e LWL, quer devido à subida e descida dos níveis da água.

Flutuabilidade, onda de água, vento e período de recorrência

Durante o projeto da ponte flutuante, a mudança do nível da água causada pela maré, tsunami e tempestade é uma das cargas de controle.O eixo vertical da ponte flutuante deve ser considerado no projeto.Quando o vento sopra sobre a água, as ondas resultantes criarão cargas horizontais, verticais e de torção na ponte flutuante.Estas cargas dependem da velocidade do vento, direção, duração, comprimento do sopro (comprimento da zona de vento), estrutura do canal e profundidade.

Onda de água irregular

Normalmente, as ondas da água são muito irregulares.Eles são compostos de ondas regulares de água com muitos componentes de frequência.

Como o período natural da ponte flutuante é muito mais longo do que o da ponte tradicional, o efeito das ondas de água com longo período é maior.Em termos de frequência, o espectro representa a distribuição de energia das ondas de água.Quando o vento sopra de uma certa distância horizontal, as ondas da água continuam a viajar.Mas depois de um certo período de tempo, a onda de água para de se fortalecer gradualmente e se torna estável.

5. Material de ponte flutuante

Os materiais comuns são aço e concreto.

De modo geral, a corrosão da estrutura do pontão deve ser considerada primeiro.Como a estanqueidade do concreto é muito importante, o concreto estanque ou concreto marinho é geralmente usado na fabricação de pontes flutuantes.Entre eles, cimento Portland de médio ponto de fusão, cimento de escória de alto forno Portland e cimento de pó voador Portland podem ser usados ​​​​para fazer pontes flutuantes.Os efeitos de peristaltismo e contração da estrutura precisam ser considerados apenas quando o tanque estiver seco, portanto os efeitos acima não precisam ser considerados quando o tanque for lançado.

Os materiais utilizados no sistema de amarração devem ser selecionados de acordo com os objetivos do projeto, meio ambiente, durabilidade e economia.

Devido ao ambiente corrosivo, a anticorrosão é necessária, principalmente nas partes abaixo do nível médio da água, MLWL, haverá grave corrosão local.Para tais peças, geralmente é adotada proteção catódica.

O tratamento de superfície é geralmente adotado nos métodos de tratamento de superfície LWL, incluindo pintura, adição de superfície de material orgânico, superfície de graxa mineral, superfície de material inorgânico e assim por diante.O tratamento de superfície inorgânico inclui revestimento metálico, como revestimento de titânio, superfície de aço inoxidável, zinco, alumínio, liga de alumínio, etc.

A corrosão por respingo é a mais grave e seu limite superior pode ser determinado de acordo com a instalação da estrutura.

A área de vazante e fluxo é o ambiente mais severo e a taxa de corrosão varia muito com a profundidade.

Na zona de água salgada, o ambiente torna-se mais moderado.Mas para algumas condições, como correntes e aumento do transporte marítimo, a corrosão pode ser acelerada.

O ambiente da camada do solo abaixo do fundo do mar depende da densidade do sal, do nível de poluição e das condições climáticas, mas a taxa de corrosão é relativamente estável.

Nota: Em comparação com a estrutura fixa, a ponte flutuante muda com a superfície da água, pelo que a vazante e o fluxo da maré não existem.

6. Estado limite da ponte flutuante

A ponte flutuante deve ter capacidade suficiente para enfrentar perigos potenciais, como navios, detritos, madeira, inundações, falha do cabo de amarração e separação completa da ponte após fratura lateral ou oblíqua.

Embora a água forneça flutuabilidade para a ponte flutuante, se a água vazar para o interior da ponte flutuante, danificará gradualmente a ponte flutuante e eventualmente levará ao naufrágio da ponte.Este é o atual problema de pesquisa enfrentado pela ponte flutuante.

7. Projeto específico e análise de ponte flutuante

Estabilidade: refere-se à capacidade do navio de inclinar-se sob a ação de forças externas e de retornar à posição de equilíbrio original após o desaparecimento das forças externas.

Três estados de equilíbrio:

1) Equilíbrio estável: G está abaixo de M, e a gravidade e a flutuabilidade formam um torque de estabilidade após a inclinação.

2) Equilíbrio instável: G está acima de M, e a gravidade e a flutuabilidade formam um momento de tombamento após a inclinação.

3) Equilíbrio acidental: G e M coincidem, e a gravidade e a flutuabilidade atuam na mesma linha vertical após a inclinação, sem torque.

A relação entre estabilidade e navegação naval:

1) A estabilidade é muito grande e o navio balança violentamente, causando desconforto ao pessoal, uso inconveniente dos instrumentos de navegação, fácil dano à estrutura do casco e fácil deslocamento da carga no porão, colocando em risco a segurança do navio.

2) A estabilidade é muito pequena, a capacidade anti-emborcamento do navio é fraca, é fácil aparecer um grande ângulo de inclinação, recuperação lenta e o navio fica inclinado na superfície da água por um longo tempo e a navegação é ineficaz.

Tal como acontece com os barcos, o tombamento dos pontões está relacionado com a sua estabilidade estática.

No processo de projeto de uma ponte flutuante, várias grandezas físicas importantes precisam ser consideradas: deslocamento vertical e deslocamento horizontal e grau de inclinação.

Estabilidade de manuseio: A facilidade de manuseio é um dos desempenhos mais importantes.

Fadiga: para evitar danos estruturais causados ​​por cargas dinâmicas, como vento, ondas de água, etc. O método de avaliação é o mesmo das Pontes tradicionais.

Fatores sísmicos: Como a ponte flutuante tem um longo período natural, é necessário estudar a influência das ondas sísmicas de longo período.Embora os pontões sejam inerentemente isolados, é necessário verificar a resistência do sistema de amarração aos sismos, especialmente das estacas e fundações de amarração.

8. Projeto do corpo da ponte flutuante:

Os pontões gerais consideram principalmente o tanque do pontão separado.Conforme explicado anteriormente, as características hidrodinâmicas de cada tanque podem ser estudadas individualmente, e então os resultados obtidos podem ser utilizados para análise global do sistema.Na verdade, métodos discretos, como o método dos elementos finitos, são frequentemente usados ​​na análise de sistemas globais.Para este método de análise, devem ser considerados a massa adicional de cada tanque, o amortecimento hidrodinâmico e os fatores hidrodinâmicos, e deve ser inserida a posição do centro de flutuabilidade do tanque.

Projeto da velocidade do vento e altura efetiva da onda: a altura efetiva da onda de 2,5 m é um ponto chave da ponte tipo pontão.Para garantir que a altura efetiva das ondas seja inferior a 2,5 m, é necessário instalar uma barreira contra ondas.O efeito viscoso e o efeito de fluxo potencial são dois fatores importantes na análise do movimento das ondas de água incidentes e da tensão das estruturas subaquáticas.Para a teoria do fluxo potencial, trata-se principalmente dos efeitos de espalhamento e radiação das ondas de água ao redor da estrutura.

A dispersão da água é a mais importante.Portanto, é muito razoável aplicar a teoria de espalhamento das ondas de água para analisar o problema nesta região.

Na verdade, embora a teoria do fluxo potencial do fluido de superfície livre se baseie na suposição de que o fluido é incompressível, irrotacional e não viscoso, seus resultados de previsão estão de acordo com os resultados experimentais.É por isso que a teoria de espalhamento de ondas de água baseada na teoria do fluxo potencial linear é frequentemente aplicada na análise de projetos.

Projeto de superestrutura: inclui principalmente seleção do tipo de estrutura, projeto de composição da estrutura e conteúdo anticorrosivo.

Design de corpo flutuante: O design de corpo flutuante é muito diferente do design de ponte tradicional.O projeto de corpo flutuante inclui: seleção do tipo de corpo flutuante, projeto de peças de controle de inundação de corpo flutuante, projeto de prevenção de colisão de navios, projeto de estrutura de seção de conexão de transição, proteção contra corrosão, instalações auxiliares e projeto de estrutura de ancoragem.

A frequência de monitorização das condições meteorológicas e da água para a segurança de uma ponte flutuante pode variar dependendo de vários factores, incluindo regulamentos locais, os requisitos específicos do projecto e o nível de risco associado à localização da ponte.

9. Aplicação de ponte flutuante:pedestres, rodoviários e ferroviários. Situações de emergência

10.Vantagems de ponte flutuante:

As pontes flutuantes oferecem flexibilidade e facilidade de construção, mas apresentam certas limitações.Eles podem ser afetados por fortes correntes, ventos e ondas, o que pode torná-los instáveis ​​ou difíceis de usar em determinadas condições.Eles também têm restrições de peso e veículos ou equipamentos pesados ​​podem exigir considerações adicionais de engenharia.

É importante observar que as vantagens das pontes flutuantes podem variar dependendo dos requisitos específicos do projeto e das condições do local.Consultar um engenheiro qualificado ou especialista em pontes é essencial para determinar a solução de ponte mais adequada para uma aplicação específica.

Visão geral das pontes de aço Evercross: