Zware laadcapaciteit Stalen brug Drijvende pontonbrug Economisch

Drijvende pontonbrug Beschrijving:

1. drijvende pontonbrugverwijst naar een brug die op het wateroppervlak drijft met een boot- of pontontank in plaats van brugpijlers.De drijvende brug bestaat uit een drijvende pier, een paneel, een distributiebalk en een kabelluchtsysteem.

2.Drijvende pontonbrugontwerp basisschema overwegingspunten

Wegconditie, prestaties, pontonstructuur, pontontekeningen, omgeving

3. Basisontwerpprincipe van drijvende pontonbrug

Te volgen principes: de prestatiedoelstellingen zijn consistent met het doel, veiligheid, duurzaamheid, kwaliteit, onderhouds- en beheergemak, harmonie met het milieu, economie en andere indicatoren.

Bij het kiezen van het type structuur moet rekening worden gehouden met topografische, geologische en geografische omstandigheden.

Het aantal pontonconstructies en het totale systeem moeten voldoen aan de eisen van sterkte, vervorming en stabiliteit.

De levensduur van een drijvende pontonbrug is zeer gevoelig voor omgevingscondities en factoren zoals natuurlijke belastingen (zoals wind, watergolven, stroming, getijdenveranderingen, subfluctuaties in het meeroppervlak) en corrosie.Op voorwaarde van lage cycluskosten wordt over het algemeen verwacht dat de levensduur van de drijvende pontonbrug 75-100 jaar bedraagt.

Volgens de classificatie van belangrijkheid is de drijvende pontonbrug verdeeld in standaardtype en speciaal belangrijk type, dat wil zeggen type A drijvende pontonbrug en type B drijvende pontonbrug.Drijvende pontonbrug A verschilt van drijvende pontonbrug B. Drijvende pontonbruggen B zijn onderverdeeld in: snelwegen, stedelijke snelwegen, aangewezen stedelijke wegen, gewone rijkswegen, dubbele kruisingen, viaducten, spoorbruggen, vooral belangrijke lokale en gemeentelijke bruggen.

Onderstaande tabel geeft de classificatie van de statusprestatieniveaus van de drijvende pontonbrug.Een staatsprestatieniveau van 0 wordt vooral vergeleken met andere prestatieniveaus 1-3.Voor verkeersbelastingen, stormgolven, tsunami's en aardbevingen zijn de pontons ontworpen in verschillende prestatieniveaus.

Volgens de belangrijkheidsfactor moet het ontwerp van de drijvende brug ervoor zorgen dat deze het overeenkomstige beoogde prestatieniveau heeft zoals vermeld in de tabel, zoals belasting, stormgolf, tsunami en aardbeving.

4. Ontwerpbelasting van drijvende pontonbrug

Ontwerpbelasting

Het omvat voornamelijk: statische belasting, dynamische belasting, impactbelasting (zoals aanvaring etc.), gronddruk (zoals de ankerpaal in het verankeringssysteem op de drijvende pontonbrug), hydrostatische druk (inclusief drijfvermogen), windbelasting, watergolffactor (inclusief uitzettingsfactor), seismische factor (inclusief hydrodynamische druk), temperatuurveranderingsfactor, waterstromingsfactor, getijdenveranderingsfactor, funderingsvervormingsfactor, ondersteuningsbewegingsfactor, etc. Sneeuwbelasting, centrifugale belasting, tsunamifactor, stormvloed factor, meerfluctuatie (secundaire fluctuatie), scheepsschokgolf, zeeschok, rembelasting, montagebelasting, aanvaringsbelasting (inclusief scheepsbotsing), pakijsfactor en pakijsdruk, kusttransportfactor, drijvende objectfactor, waterklassefactor ( erosie en wrijving) en andere belastingen.

Gecombineerde belasting

De gecombineerde belasting zal een negatief effect hebben op de drijvende pontonbrug.

De getijdenniveaus zijn onderverdeeld in de volgende categorieën:

Tijdens aardbevingen: tussen HWL(hoogwaterstand) en LWL(laagwaterstand);

Tijdens sneeuwstormen: tussen HHWL(hoogste HWL) en LWL of tussen HHWL en LLWL(laagste LWL);

Gebruiksvoorwaarden: tussen HWL en LWL

Er treedt dus geen fatale schade op tijdens tsunami's, noch door extreme getijdenveranderingen tussen HWL en LWL, noch door stijgende en dalende waterstanden.

Drijfvermogen, watergolf, wind en herhalingsperiode

Tijdens het ontwerp van de drijvende pontonbrug is de waterstandverandering veroorzaakt door getij, tsunami en stormvloed één van de controlelasten.Bij het ontwerp moet rekening worden gehouden met de verticale as van de drijvende pontonbrug.Wanneer de wind over het water waait, zullen de resulterende golven horizontale, verticale en torsiebelastingen veroorzaken op de drijvende pontonbrug.Deze belastingen zijn afhankelijk van windsnelheid, richting, duur, blaaslengte (windzonelengte), kanaalstructuur en diepte.

Onregelmatige watergolf

Normaal gesproken zijn watergolven erg onregelmatig.Ze zijn samengesteld uit regelmatige watergolven met veel frequentiecomponenten.

Omdat de natuurlijke periode van de drijvende pontonbrug veel langer is dan die van de traditionele brug, is het effect van watergolven met een lange periode groter.In termen van frequentie vertegenwoordigt het spectrum de energieverdeling van watergolven.Wanneer de wind vanaf een bepaalde horizontale afstand waait, blijven de watergolven zich voortplanten.Maar na een bepaalde tijd stopt de watergolf geleidelijk met versterken en wordt stabiel.

5. Drijvend pontonbrugmateriaal

Veel voorkomende materialen zijn staal en beton.

Over het algemeen moet eerst rekening worden gehouden met de corrosie van de pontonconstructie.Omdat de waterdichtheid van beton erg belangrijk is, wordt bij de vervaardiging van drijvende pontonbruggen doorgaans waterdicht beton of zeebeton gebruikt.Onder hen kunnen medium smeltend Portland-cement, Portland-hoogovenslakcement en Portland-vliegend stofcement worden gebruikt om drijvende pontonbruggen te maken.Er hoeft alleen rekening te worden gehouden met de peristaltiek- en samentrekkingseffecten van de constructie als de tank droog is, dus de bovenstaande effecten hoeven niet in aanmerking te worden genomen zodra de tank te water is gelaten.

De materialen die in het afmeersysteem worden gebruikt, moeten worden geselecteerd op basis van de ontwerpdoelstellingen, het milieu, de duurzaamheid en de economie.

Vanwege de corrosieve omgeving is anticorrosie noodzakelijk, vooral in de delen onder het gemiddelde waterniveau, MLWL, zal lokaal ernstige corrosie optreden.Voor dergelijke onderdelen wordt doorgaans kathodische bescherming toegepast.

Oppervlaktebehandeling wordt over het algemeen toegepast onder LWL-oppervlaktebehandelingsmethoden, waaronder schilderen, het toevoegen van organisch materiaaloppervlak, mineraalvetoppervlak, anorganisch materiaaloppervlak enzovoort.Anorganische oppervlaktebehandeling omvat metaalcoating, zoals titaniumcoating, roestvrijstalen oppervlak, zink, aluminium, aluminiumlegering, enz. Het effect van de waterdiepte op de corrosiesnelheid is afhankelijk van de omgeving.

Spatcorrosie is het ernstigst en de bovengrens ervan kan worden bepaald afhankelijk van de installatie van de constructie.

Het eb- en vloedgebied is de zwaarste omgeving en de corrosiesnelheid varieert sterk met de diepte.

In de zoutwaterzone wordt het milieu gematigder.Maar onder sommige omstandigheden, zoals stroming en toegenomen scheepvaart, kan corrosie worden versneld.

Het milieu van de bodemlaag onder de zeebodem is afhankelijk van de zoutdichtheid, het vervuilingsniveau en de klimatologische omstandigheden, maar de corrosiesnelheid is relatief stabiel.

Opmerking: Vergeleken met de vaste structuur verandert de drijvende pontonbrug met het wateroppervlak, dus er is geen sprake van eb en vloed van het getij.

6. Grenstoestand van de drijvende pontonbrug

De drijvende pontonbrug moet voldoende capaciteit hebben om potentiële gevaren het hoofd te bieden, zoals schepen, puin, hout, overstromingen, falen van meerkabels en volledige scheiding van de brug na laterale of schuine breuk.

Hoewel het water zorgt voor drijfvermogen voor de drijvende pontonbrug, zal het water, als het in het inwendige van de drijvende pontonbrug lekt, geleidelijk de drijvende pontonbrug beschadigen en uiteindelijk leiden tot het zinken van de brug.Dit is het huidige onderzoeksprobleem waarmee de drijvende pontonbrug wordt geconfronteerd.

7. Specifiek ontwerp en analyse van drijvende pontonbrug

Stabiliteit: verwijst naar het vermogen van het schip om te kantelen onder invloed van externe krachten, en om terug te keren naar de oorspronkelijke evenwichtspositie nadat de externe krachten zijn verdwenen.

Drie evenwichtstoestanden:

1) Stabiele balans: G ligt onder M, en zwaartekracht en drijfvermogen vormen een stabiliteitskoppel na de kanteling.

2) Instabiel evenwicht: G ligt boven M, en zwaartekracht en drijfvermogen vormen na het kantelen een kantelmoment.

3) Accidentele balans: G en M vallen samen, en zwaartekracht en drijfvermogen werken op dezelfde verticale lijn na kanteling, zonder koppel.

De relatie tussen stabiliteit en scheepsnavigatie:

1) De stabiliteit is te groot en het schip zwaait hevig, wat ongemak voor het personeel, onhandig gebruik van navigatie-instrumenten, gemakkelijke schade aan de rompconstructie en gemakkelijke verplaatsing van lading in het ruim veroorzaakt, waardoor de veiligheid van het schip in gevaar komt.

2) De stabiliteit is te klein, het anti-kapseizen vermogen van het schip is slecht, het is gemakkelijk om een ​​grote hellingshoek te hebben, langzaam herstel, en het schip staat lange tijd op het wateroppervlak gekanteld en de navigatie is niet effectief.

Net als bij boten houdt het kantelen van pontons verband met hun statische stabiliteit.

Bij het ontwerpen van een drijvende pontonbrug moeten verschillende belangrijke fysieke grootheden in aanmerking worden genomen: verticale verplaatsing en horizontale verplaatsing en hellingsgraad.

Hanteringsstabiliteit: Bedieningsgemak is een van de belangrijkste prestaties.

Vermoeidheid: om structurele schade veroorzaakt door dynamische belastingen, zoals wind, watergolven, etc. te voorkomen. De beoordelingsmethode is dezelfde als voor traditionele bruggen.

Seismische factoren: Omdat de drijvende pontonbrug een lange natuurlijke periode heeft, is het noodzakelijk om de invloed van langdurige seismische golven te bestuderen.Hoewel pontons inherent geïsoleerd zijn, moet de weerstand van het afmeersysteem tegen aardbevingen worden geverifieerd, vooral de afmeerpalen en funderingen.

8. Ontwerp van het drijvende pontonbruglichaam:

Bij algemene pontons wordt vooral rekening gehouden met de aparte pontontank.Zoals eerder uitgelegd, kunnen de hydrodynamische kenmerken van elke tank afzonderlijk worden bestudeerd, en vervolgens kunnen de verkregen resultaten worden gebruikt voor globale systeemanalyse.In feite worden discrete methoden zoals de eindige-elementenmethode vaak gebruikt in de globale systeemanalyse.Voor deze analysemethode moet rekening worden gehouden met de extra massa van elke tank, de hydrodynamische demping en hydrodynamische factoren, en moet de positie van het drijfmiddelpunt van de tank worden ingevoerd.

Ontwerp van windsnelheid en effectieve golfhoogte: de effectieve golfhoogte van 2,5 m is een belangrijk punt van de brug van het pontontype.Om ervoor te zorgen dat de effectieve golfhoogte onder de 2,5 meter blijft, is het plaatsen van een golfscherm noodzakelijk.Het viskeuze effect en het potentiële stromingseffect zijn twee belangrijke factoren bij de analyse van de invallende watergolfbeweging en de spanning van onderwaterconstructies.Voor de potentiële stromingstheorie zijn het vooral de verstrooiings- en stralingseffecten van watergolven rond de constructie.

Waterverstrooiing is het belangrijkste.Daarom is het zeer redelijk om de verstrooiingstheorie van watergolven toe te passen om het probleem in deze regio te analyseren.

Hoewel de potentiële stromingstheorie van het vrije oppervlak gebaseerd is op de veronderstelling dat de vloeistof onsamendrukbaar, niet-roterend en niet-viskeus is, komen de voorspellingsresultaten in feite goed overeen met de experimentele resultaten.Dit is de reden waarom de watergolfverstrooiingstheorie, gebaseerd op de lineaire potentiële stromingstheorie, vaak wordt toegepast in ontwerpanalyse.

Ontwerp van de bovenbouw: omvat voornamelijk de selectie van structuurtypes, het ontwerp van de structuursamenstelling en de anticorrosie-inhoud.

Drijvend lichaamsontwerp: Het drijvende lichaamsontwerp verschilt sterk van het traditionele brugontwerp.Het ontwerp van een drijvend lichaam omvat: selectie van het type drijvend lichaam, ontwerp van onderdelen voor overstromingsbeheer van een drijvend lichaam, ontwerp van aanvaringspreventie voor schepen, ontwerp van de structuur van de overgangsverbindingssectie, corrosiebescherming, ondersteunende voorzieningen en ontwerp van de verankeringsstructuur.

De frequentie van het monitoren van de weers- en wateromstandigheden voor de veiligheid van een drijvende pontonbrug kan variëren afhankelijk van verschillende factoren, waaronder lokale regelgeving, de specifieke projectvereisten en het risiconiveau dat aan de locatie van de brug is verbonden.

9. Toepassing van drijvende pontonbrug:voetganger, weg en spoorweg. Noodsituaties

10.Voordeels van drijvende pontonbrug:

Drijvende pontonbruggen bieden flexibiliteit en constructiegemak, ze hebben bepaalde beperkingen.Ze kunnen worden beïnvloed door sterke stroming, wind en golven, waardoor ze onder bepaalde omstandigheden onstabiel of moeilijk te gebruiken kunnen zijn.Ze hebben ook gewichtsbeperkingen, en voor zware voertuigen of uitrusting kunnen aanvullende technische overwegingen nodig zijn.

Het is belangrijk op te merken dat de voordelen van drijvende pontonbruggen kunnen variëren, afhankelijk van de specifieke projectvereisten en locatieomstandigheden.Overleg met een gekwalificeerde ingenieur of bruggenspecialist is essentieel om de meest geschikte brugoplossing voor een bepaalde toepassing te bepalen.

Overzicht Evercross stalen bruggen: