Principales caractéristiques du pont en acier

1. Avantages

1)Matériau homogène à haute résistance : L’acier est un matériau à haute résistance, compressive et cisaillée. Il peut résister à la tension, compression, flexion, et cisaillement, et a un petit poids mort par rapport au béton et d’autres matériaux (habituellement le rapport de force indique le poids relatif des deux matériaux dans le sens structurel), de sorte que le pont en acier a une grande capacité de s’étendant. La travée du pont est très grande et la charge est très lourde. Lorsqu’il est difficile de construire le pont avec d’autres matériaux, des ponts en acier sont généralement utilisés. L’acier a une bonne machinabilité et peut être utilisé pour les ponts complexes et les ponts paysager.

2) Les composants du pont en acier sont les plus appropriés pour être fabriqués par des méthodes industrialisées, qui sont commodes pour le transport et la construction sans supports, et la vitesse d’installation sur le chantier de construction est également rapide. Par conséquent, la période de construction du pont en acier est relativement courte.

3) Bonne dureté et ductilité, qui peuvent améliorer la performance sismique.

4) Après que le pont en acier soit endommagé, il est facile à réparer et à remplacer.

5) L’ancien pont peut être recyclé et les ressources peuvent être réutilisées, ce qui est bon pour la protection de l’environnement.

2. Inconvénients

Le principal inconvénient de l’acier est qu’il est sensible à la corrosion et nécessite des inspections fréquentes et une peinture régulière. Le bruit et les vibrations des ponts en acier ferroviaire sont relativement importants au volant.

01/Structure et force

1. Structure à paroi mince

Afin d’améliorer l’efficacité de la section, les ponts en acier sont généralement faits de structures à paroi mince, et le calcul du stress devrait tenir compte des effets du décalage de cisaillement, de la torsion (torsion libre, torsion contrainte) et du déformation.

2. Stable

La rigidité de la structure du pont en acier est faible, et le problème de stabilité est important. En tant que structure à paroi mince, afin d’éviter l’instabilité locale de la plaque, il est nécessaire de fournir des nervures raidissantes et de limiter le rapport largeur/épaisseur de la plaque.

3. Rigidité

La rigidité est faible. Dans la conception, le rapport de minceur, la déflexion et le rapport largeur-travée du pont en acier sont limités pour assurer la rigidité du pont.

4. Fatigue

La résistance à la fatigue des composants et des connexions est affectée par les matériaux, les méthodes et méthodes de connexion, les propriétés de charge, les états de stress, les amplitudes de stress et les rapports de stress.

5. Connectez-vous

Les composants des ponts en acier sont généralement soudés par des plaques d’acier et des aciers de section, et assemblés avec des boulons à haute résistance ou le soudage du site.

02/Traitement et installation de ponts en acier

Le contenu et la taille marquée du dessin de conception du pont en acier font référence à la forme et à la taille de la structure dans l’état terminé du pont. La tâche à accomplir dans la production de ponts en acier est d’utiliser des plaques d’acier et des aciers de section comme matières premières principales, et de les transformer en unités ou composants transportables dans l’usine selon les exigences des ponts en acier, jusqu’à ce qu’ils soient emballés et expédiés. L’installation du pont en acier est de hisser les composants ou les unités fabriqués en usine en place et de les connecter pour former un pont, et de répondre aux exigences de la force structurelle, la forme structurelle et la taille du dessin de conception. Le traitement en usine des composants du pont en acier nécessite un prétraitement des matériaux, la préparation de l’échantillon, la numérotation, la coupe, le redressement, le traitement des bords, la fabrication de trous, le soudage d’assemblage, le soudage, la mise en forme, l’inspection, l’assemblage d’essai, l’enlèvement de la rouille, la peinture, l’emballage et la livraison, etc. Processus routier. Pendant le traitement de la structure en acier, la plaque d’acier ou l’acier de section produira diverses déformations. Dans le même temps, dans le processus d’installation du pont en acier (en particulier le soudage du site) produira également une déformation non négligeable. Ces déformations doivent être prises en considération à l’avance lorsque les pièces du pont en acier sont blanchies, sinon des problèmes tels que des erreurs dimensionnelles sont susceptibles de rendre difficile la production et l’installation du pont en acier, et même le pont terminé ne peut pas répondre aux exigences des dessins de conception.

Par conséquent, une fois que l’usine accepte les dessins de conception, elle doit d’abord dessiner l’unité de structure en acier et les dessins de composants en fonction des différentes tailles de matières premières qui peuvent être achetées, de la capacité de traitement et des conditions de transport de l’usine, etc., c’est-à-dire des dessins de traitement d’usine. Les dessins de traitement considèrent la déformation de pré-cambre, de fabrication et d’installation, etc., expliquent la technologie de traitement, et obtiennent l’approbation du concepteur et du propriétaire. Deuxièmement, l’usine doit dessiner les dessins de pièces des différents composants du pont en acier en fonction des exigences des dessins de traitement. Les dessins de pièces sont à la base de l’échantillon, du nombre et de la production diverses des données de contrôle des machines-outils CNC de l’usine. Il est nécessaire de tenir compte des divers aspects du processus de traitement et d’installation des ponts en acier. Déformation et autres influences et exigences telles que le soudage de la couture et la marge de coupe.

03/Exigences générales et principes de conception de ponts en acier

Les ponts en acier sont généralement faits de plaques d’acier, d’aciers de section, etc., avec de nombreuses procédures de traitement et des processus complexes, nécessitant une haute technologie et une production d’usine spécialisée. Afin de faciliter le contrôle et d’assurer la qualité des ponts en acier, les ponts en acier utilisent généralement des composants soudés en usine et l’assemblage sur place (raccordement de boulons à haute résistance ou soudure du site). La conception de la structure en acier doit être considérée dans son ensemble avec le plan d’érection, et il devrait être économique et raisonnable, pratique pour le traitement, pratique pour le transport, l’installation, et l’inspection et l’entretien. Le pont en acier est une structure à paroi mince à haute résistance et légère avec une coupe transversale plus petite et un poids mort qu’un pont en béton, et une plus grande envergure. En même temps, la rigidité du pont en acier est relativement petite, et la déformation et la vibration sont plus grandes que celle du pont en béton. Afin d’assurer la sécurité et le confort du véhicule, et d’éviter que des déformations et des vibrations excessives n’affectent négativement la structure du pont en acier, le pont en acier doit avoir une rigidité globale suffisante. Le code stipule que la déviation verticale causée par la charge du véhicule ne doit pas dépasser une certaine valeur permise.

Sous l’action de la charge morte, la structure du pont se déformera. Afin de s’assurer que la forme de la ligne de la surface du pont après l’achèvement du pont en acier est aussi compatible que possible avec la forme de la ligne de conception de ligne, lorsque la déflexion de la charge morte est grande, la structure de la travée du pont doit être réglée avec un pré-cambre. Le code du pont en acier routier stipule que lorsque la déviation verticale causée par la gravité structurale et la charge en direct statique dépasse 1/1600 de la travée, le pré-cambre doit être réglé, ce qui est égal à la déflexion verticale causée par la gravité structurale et 1/2 charge en direct statique La somme, le cambre doit être transformé en une courbe lisse. Si le tablier du pont est sur une courbe verticale, le pré-cambre doit être compatible avec la pente verticale de la courbe verticale. Lors de l’utilisation du soudage du site pour les ponts en acier, la déformation structurelle due au soudage doit également être envisagée. Surtout lorsque le tablier du pont en acier est soudé, la plaque inférieure du faisceau d’acier et la toile sont boulonnées à la forme hybride de structure de connexion du pont, lorsque le support est connecté dans un état sans stress, la déformation causée par le soudage est relativement grande, et même proche ou supérieure de la déflexion constante de la charge.

Afin d’éviter l’instabilité latérale et les vibrations latérales excessives du pont en acier, la structure du pont doit avoir la rigidité latérale nécessaire. Surtout pour les ponts en acier ferroviaire, la largeur du pont est étroite, la charge en direct est grande, et le mouvement du serpent du train est sujette à des vibrations latérales, et le problème de la stabilité latérale est plus important. Dans les ponts en acier routiers à très longue portée, le rapport largeur-travée diminue, et l’instabilité latérale peut également se produire. En particulier pour les ponts en arc d’acier à longue portée, la stabilité latérale de la structure doit être assurée en termes de structure et de dimensions structurelles. En général, lorsque la longueur de la travée dépasse 20 fois la largeur du pont, la stabilité latérale de la structure du pont doit être vérifiée. La structure de la travée du pont devrait également assurer la stabilité horizontale et verticale de renversement pendant la construction et l’érection. Le code des ponts en acier routier stipule que le facteur de stabilité ne doit pas être inférieur à 1,3.

La conception du pont en acier doit non seulement répondre aux exigences de la force et du rendement au travail pendant la phase d’utilisation, mais aussi analyser les conditions de force telles que le levassement de la construction et l’ajustement du support, de sorte que le pont en acier réponde aux exigences de stress et de déformation pendant le processus de construction, en tenant compte des exigences du processus de levassement. Effets inertiels et autres facteurs défavorables imprévisibles, le code du pont en acier routier stipule que l’équipement de levage et la structure elle-même doivent être vérifiés en fonction du poids de levage de 30 % lors de la vérification de la construction du pont en acier. Le plus grand inconvénient des ponts en acier est qu’ils sont sujets à la corrosion. Une conception et un entretien inadéquats des ponts en acier affecteront sérieusement la durabilité et la durée de vie des ponts en acier. À l’heure actuelle, la durée de vie anticorrosion du revêtement de peinture anticorrosion le plus lourd utilisé dans les ponts en acier n’est que d’environ 10 ans, et les ponts en acier doivent être retirés de la rouille flottante, de la vieille peinture et repeints à plusieurs reprises au cours de la période de conception d’utilisation. Suffisamment d’espace et de canaux d’accès doivent être réservés à toutes les parties du pont en acier qui peuvent être corrodées. Par exemple, les diaphragmes de la structure en forme de boîte doivent être ouverts et répondre aux exigences minimales de taille que le personnel doit passer pour assurer la maintenir de la structure. Dans le cas contraire, des mesures fiables doivent être prises, comme faire de la structure une forme complètement fermée pour prévenir la corrosion de l’acier, etc., afin de s’assurer que la structure du pont en acier ne se corrode pas pendant la période d’utilisation de conception, ou que la corrosion est contrôlée dans un niveau prédéterminé. Il est nécessaire d’éviter l’utilisation de sections en forme de boîte avec une petite hauteur de faisceau ou la largeur du faisceau ou des structures fermées inutiles pour réduire la difficulté de soudure et d’entretien dans la boîte.

Un autre inconvénient des ponts en acier est la fatigue. Les principaux facteurs affectant la fatigue des ponts en acier sont : la qualité de l’acier, les propriétés de charge, l’état de stress, la structure et la méthode de connexion, les détails de la structure, etc. La conception du pont en acier doit utiliser l’acier avec une résistance suffisante pour éviter autant que possible la concentration de stress et les détails structurels, les structures de connexion et les méthodes sujettes à la fatigue. Le degré de changement graduel de la section transversale de la structure dans sa trajectoire de transmission de la force est le principal facteur affectant la concentration de stress. Le changement rapide de la coupe transversale devrait être évité dans la conception des ponts en acier. Par exemple, définissez la section de transition de courbe autant que possible dans la connexion en forme de T pour éviter les coins. Comme l’étanchéité entre les couches de la partie de contact non boulonnée ou non habitée ne peut être garantie, il est facile de former une couture fine pour absorber l’eau et n’est pas facile à sécher. Afin d’empêcher la poutre d’acier de rouiller, il ne devrait pas y avoir de contact non boulonné ou non habité dans la section de la structure de la poutre d’acier. Les petites fosses et rainures sur les composants des poutres d’acier peuvent facilement causer l’accumulation d’eau et doivent être évitées. En même temps, pour les structures en forme de boîte ou les parties où l’eau peut s’accumuler, des trous de drain devraient être ouverts pour empêcher l’accumulation d’eau due à la condensation de l’air et à la fuite d’eau. Pour la forme transversale ouverte, les détails de la structure qui sont faciles à accumuler de l’eau et de la poussière doivent être évités autant que possible.

Afin d’améliorer l’efficacité de la fabrication et de l’installation des ponts en acier, les types de composants et de pièces devraient être réduits autant que possible, et la conception des composants des structures en acier devrait être normalisée autant que possible, afin que les composants du même type puissent être échangés. La taille et le poids de l’unité de composants du pont en acier devraient tenir pleinement compte des conditions de transport, de la capacité de transport et de la capacité de levage de l’usine jusqu’au site du pont. Dans le cas du transport terrestre, la largeur et la longueur des composants ne doivent pas dépasser la taille maximale des véhicules et des routes qui peuvent être transportés. Dans le même temps, la charge de travail de l’assemblage ou de l’installation du site devrait être réduite autant que possible, les connexions au site devraient être réduites, la vitesse de construction devrait être accélérée et la qualité structurelle devrait être améliorée. Par exemple, lorsque le transport par eau et les grandes grues flottantes sont utilisés pour le levage, de grandes sections ou même des trous entiers peuvent être utilisés pour le levage.

Lors de l’installation ou de la réparation du support d’un pont en acier, il est souvent nécessaire de jack up le faisceau, de sorte que la structure doit être prédéfinie pour la fonction de jacking (tels que les raideurs prédéfinis, corbels ou au milieu du faisceau continu au support de prise Le point de soutien est fourni avec une structure pour le jacking, etc.). Compte tenu de la force inégale pendant le jacking et d’autres facteurs accidentels, la structure de prise doit être vérifiée en fonction de la surcharge de poids réelle de 30%. Lors de l’organisation de la position de la prise, il est nécessaire de tenir compte de l’espace de fonctionnement nécessaire, comme le remplacement du support. Étant donné que l’épaisseur de la plaque d’acier peut avoir des tolérances de roulement négatives et que la corrosion se produira pendant le fonctionnement à long terme, l’épaisseur minimale de la plaque d’acier et de l’acier de section doit être spécifiée pour les composants. La plaque gusset est située à l’intersection de plusieurs membres. La force interne de l’accord et du web est transmise par la plaque gusset. Par conséquent, l’état de stress de plaque de gusset est plus compliqué. Il y a à la fois du stress compressif et du stress tensile, ainsi que du stress et du stress. La distribution est également extrêmement inégale. Afin d’assurer la stabilité de la toile et de réduire le stress résiduel, l’épaisseur du faisceau de plaques soudées ne doit pas être trop petite, il est donc recommandé qu’il ne soit pas inférieur à 10 mm. Pour la poutre principale, le système de conduite ou le système de connexion, compte tenu de la possibilité d’utiliser des membres en forme de I ou en T avec des brides en surplomb, à partir de répondre aux exigences du rapport largeur-épaisseur minimum, il convient de stipuler qu’il n’est pas inférieur à 8 mm. La plaque de remplissage est un membre non stressé, qui est spécifié pour être pas moins de 4mm.

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