Brofagverk forklart: typer, lastebane og valg av stålfabrikasjon

Et brofagverk er et bærende rammeverk av rette elementer arrangert i trekanter. Fordi en trekant ikke kan endre form med mindre en av sidene endrer lengde, trenger ikke leddene å være stive: delene bærer stort sett ren spenning eller kompresjon langs aksen i stedet for å bøye seg. Det er hele hemmeligheten. Det er grunnen til at et fagverk kan krysse en bred elv med en overraskende slank overbygning, og grunnen til at formen har overlevd fra støpejernsjernbanebroer til moderne motorveioverganger i stål.

Vi har kuttet, boret og sveiset konstruksjonsstål siden 2009, og fagverksarbeid belønner fortsatt den samme disiplinen som det alltid har gjort – en tydelig lastbane på tegningene, nøyaktig montering i verkstedet og en monteringssekvens som passer stedet. Her er hvordan vi vanligvis leder en klient gjennom avgjørelsen.

Hva en Bridge Truss virkelig gjør

Følg belastningen og logikken blir åpenbar. Trafikken ruller inn på dekket, dekket sitter på stringers, stringers overfører lasten til gulvbjelker, og gulvbjelker leverer den til knutepunktene til fagverket. Derfra går den langs akkordene og diagonalene til lagrene og inn i distansene. Hvert medlem har én jobb, og fagverket fungerer best når den jobben er aksial – trekker eller skyver – i stedet for å bøye seg.

To praktiske konsekvenser følger. For det første betyr fagverksdybden mer enn de fleste forventer. Som en tommelfingerregel er et enkelt støttet fagverk økonomisk ved omtrent en åttendedel til en tiendedel av spennvidden i dybden, og derfor trenger en lang kryssing en synlig dyp fagverk eller en underinndelt type. For det andre er ikke hver diagonal opptatt. Under ett belastningstilfelle faller noen elementer til nesten null kraft; under en annen snur de. En god design sjekker begge deler, fordi et slankt element som er fint i strekk kan spenne seg i kompresjon.

Selve dekket kan sitte på toppen av takstolen (dekkstol), i midthøyde med en grunne takstol som fungerer som brystning (ponnystol), eller nederst mellom to høye takstoler (gjennom fagverk). Dette valget er vanligvis diktert av klaringen som er tilgjengelig under og takhøyden som kreves ovenfor.

Bridge Truss-typer og hvor hver enkelt passer

De fleste kryssene dekkes av fire familier - Warren, Pratt, Howe og K - pluss to spesielle tilfeller som er verdt å vite: Bailey-panelbroen og buestrengen med buet akkord eller Parker truss. Navnene kommer fra ingeniører fra det nittende århundre, men begrunnelsen bak dem er fortsatt aktuell.

To notater som sparer trøbbel senere. K truss er ikke automatisk sterkere; det er en måte å holde panellengder håndterbare i et veldig dypt fagverk, og det koster mer i tilkoblinger og inspeksjon. Bailey-broen er i mellomtiden et modulært pinnesystem bygget for hastighet - utmerket for midlertidige kryssinger, men ikke en erstatning for en designet permanent struktur med mindre den er konstruert og vedlikeholdt som en.

Velge en truss for ditt spenn og område

Kjøpere spør ofte hvilken takstol som er "best". Det ærlige svaret er at den beste takstolen er den som tilfredsstiller stedet, belastningen og ereksjonsmetoden på samme tid. Vi arbeider vanligvis gjennom disse punktene i rekkefølge:

1. Spennvidde og tilgjengelig dybde. Dybde styrer effektiviteten; hvis siden ikke kan gi deg dybde, kan en annen type eller et bjelkealternativ vinne.
2. Klareringer. Under for elvetrafikk, flomnivå eller jernbane; ovenfor for vegprofilen og eventuell fremtidig utvidelse.
3. Belastningsklasse og tretthet. Motorvei-, jernbane- og tungtrafikk skaper gjentatte stresssykluser som former koblingsdetaljer langt mer enn den statiske belastningen gjør.
4. Stedets geometri. Skjevhet, krumning, og om brua må utsettes, løftes eller rulles på plass.
5. Transportgrenser. Panellengder og medlemsvekter må passe til lastebiler og kraner som faktisk kan nå stedet.
6. Livssykluskostnad. Et malt fagverk trenger sikker tilgang for ommaling; galvanisert eller forvitringsstål kan koste mer foran og mindre senere.

Få de seks riktig og typen velger vanligvis seg selv.

Fabrikasjonsdetaljer som bestemmer levetiden

Fagverk av stål lever eller dør på detaljene. Støtplater bør dimensjoneres slik at boltgruppene holder seg kompakte og belastningsveien gjennom platen er kort og direkte; en tallerken som er sjenerøs, men formløs, er vanskeligere å inspisere og ofte tyngre enn den trenger å være. Hull for hovedelementer bores i stedet for stanset, og for en bro med mer enn en håndfull paneler bør butikken kunne vise en prøvemonteringsprotokoll.

Camber er en annen detalj som skiller en jevn ereksjon fra en vanskelig. En fagverk er bygget med en svak oppadgående kurve slik at den sitter jevnt under egenlast; hvis camberen er feil, kjemper dekket, lagrene og ekspansjonsleddene mot hverandre. Korrosjonsbeskyttelse fortjener den samme oppmerksomheten – riktig overflatebehandling før maling eller galvanisering, drenering som ikke fanger vann inne i en korde, og detaljer som lar en inspektør nå hver tilkobling.

Ikke noe av dette er eksotisk, men det må avgjøres før den første platen kuttes. Hvis du fortsatt er på tegnestadiet, denne korte guiden til stålkonstruksjon butikktegninger og detaljering forklarer konvensjonene som holder en truss byggbar, og du kan lese mer om vår fabrikasjonsbakgrunn hvis du vil se hvordan vi jobber.

Fagverk og bjelkebroarbeid vi har levert

Takstoler kommer sjelden som en abstrakt øvelse; de kommer som en bro over en bestemt elv, vei eller kanal. Noen få eksempler fra våre transportprosjekter viser omfanget av hva en kryssing egentlig krever:

En åttende spenns stålboksbjelke for en del av Fengxin Expressway - tungt motorveistål, levert i transportable segmenter og skjøtet på stedet med vinkelen og justeringen sjekket i hvert trinn.

Fengxin Expressway Eighth-Span Steel Box Girder Project Et referanseprosjekt fra 2017 med en enkeltboks, trecellet bjelke med 16 m dekk og 2,2 m dybde, som viser fabrikasjon og monteringskontroll. Se produkt →

Tashan Road-broen over Xinlai-elven i Laian County, Anhui - en elvekryssing hvor spennvidde, flomklaring og et kort byggevindu alt måtte balanseres i ett opplegg.

Tashan Road Steel Tubular Arch Bridge, Laian County Denne 42 m dobbeltspennede gjennomgående stålrørbuebroen ble ferdigstilt i 2016 og var fylkets første stålkonstruksjonsbro godkjent ved offentlig folkeavstemning. Se produkt →

En tilnærmingsbro som krysser en kanal som en del av 337MW/305MW kraftverkprosjektet i Bangladesh - levering til utlandet, hvor fraktbegrensninger former panelstørrelsene lenge før fabrikasjonen begynner.

Tilnærming bro som krysser kanalen for Bangladesh kraftverk En 2014 enkeltspann, 42 m tilnærmingsbro med en bue-lignende form, levert utenlands for et 337MW/305MW kraftverk EPC-prosjekt. Se produkt →

Inspeksjon, vedlikehold og spørsmål kjøpere spør

En stålfagverk er en struktur med lite vedlikehold bare hvis den er detaljert som skal vedlikeholdes. Vi foreslår en walk-over-inspeksjon annethvert år for en malt motorveistol, med mer oppmerksomhet på lagre, ekspansjonsfuger, dreneringsbaner og bunnkorden nær støttene, der vann og rusk har en tendens til å samle seg. Spenningsakkorder og deres forbindelser kvalifiserer vanligvis som bruddkritiske medlemmer, og de fortjener en dokumentert inspeksjon i stedet for et blikk fra kortstokken.

Er en boltet eller en sveiset fagverk bedre?

Begge, vanligvis. Butikksveising gir stive, ryddige noder; bolting på stedet holder monteringen rask og inspeksjonen enkel. Det som betyr noe er at de to er designet sammen, med en tydelig overgangsdetalj og nok bolttilgang for en momentnøkkel.

Kan et eksisterende takverk forsterkes i stedet for å skiftes ut?

Ofte ja. Utvidelse av et dekk eller heving av en lastklasse trenger kanskje bare ekstra elementer eller tykkere dekkplater, forutsatt at det originale stålet er i god stand og koblingene kan ta den ekstra kraften. En tilstandsundersøkelse og en fersk analyse kommer først.

Hvor lang tid tar det å bygge en fagverksbro?

Design og detaljering tar vanligvis lengre tid enn fabrikasjon. For en mellomstor motorveikryssing varer butikkarbeidet vanligvis noen måneder, og selve monteringen kan være et spørsmål om uker når distansene er klare og kranen eller utsettingsordningen er på plass.

Planlegger du en kryssing, skjer den mest nyttige samtalen tidlig, mens trusstypen fortsatt er åpen. Send oss ​​spennvidden, klaringskonvolutten og belastningsklassen, så vil vi fortelle deg tydelig hvilke konfigurasjoner som passer, hva fabrikasjonsimplikasjonene er og hvor kostnadene egentlig ligger. Det er den delen av jobben vi har gjort siden 2009 — og det er fortsatt den delen vi liker best.