Tässä ”sa YouTube-video käsitteellä sillasta, joka on parhaillaan rakenteilla Pietarissa. Sillan suurin jänneväli on köysirata ja se on suunniteltu liikentämään Nevan jokiväylää.
Suurin alue on kahdella pylväällä, jotka on sijoitettu symmetrisesti siten, että ne kallistuvat kohti väyläakselia. tämä:
Tämä eroaa Paljon ”tavanomaisesta” suunnittelusta, jossa pylväät rakennetaan pystysuoraan. Niillä voi olla ”A” -muoto, mutta niillä ei kuitenkaan ole kaltevuutta tien akselilla.
Tavanomainen strategia rakennettaessa kaapelisiltoja on, että ensin rakenna pylväät ja väliaikaiset tuet, asenna sitten kansi kyseisiin tukiin, asenna sitten kaapelit ja poista sitten väliaikaiset tuet. Ehkä pylväät kuormittuvat tasaisesti rakentamisen valmistuttua, mutta kymmenien tonnien teräsbetonin kaltevien pylväiden rakentaminen aiheuttaa haasteen – sekä pylväiden että niiden perustusten on tuettava ylimääräisiä kuormia, jotka syntyvät yksinkertaisesti siksi, että pylväät ovat kaltevia. Pystysuoran pylvään rakentaminen näyttää paljon helpommalta.
Näyttää siltä, että tämä malli vaatii vain ylimääräisiä ongelmia eikä tarjoa mitään hyötyä verrattuna pystysuoraan rakennettuihin pylväisiin.
Miksi suunnitella silta pylväät, jotka kallistuvat joen väylää kohti pystysuorien pylväiden sijasta?
Kommentit
- Ilmeisin syy on, että pylväiden välillä on enemmän etäisyyttä. ’ ei ajattele, että se kompensoi ylimääräiset jännitykset.
- On mahdollista, että se oli ’ yksinkertaisesti esteettinen päätös.
- @ChrisMueller Ehkä, mutta luulen, että paljon viileämmän näköisiä asioita olisi voitu tehdä paljon halvemmalla.
Vastaa
Miksi rakentaa pylväitä, jotka ovat poispäin ulotettavasta esteestä?
Sen lisäksi, että se on esteettisesti mielenkiintoinen, se voi olla myös rakenteellisesti tehokas. Suorita Calatrava -sillan monien siltojen avulla tämä käsite, erityisesti Puente del Alamillo . Pylväs on tosiasiassa täysin puristettuna kuolleella kuormalla: kaapelin jännitys ja pylvään omapaino muuttuvat voimaksi suoraan pylvään akselia pitkin.
Miksi rakentaa pylväitä, jotka ovat taipuvaisia kohti ulottuvaa estettä?
Valitettavasti päävastaus on estetiikka. ”Taide” on ylpeä paikasta ja lisää kustannuksia. Koska tässä pylvään omapaino ja kaapelijännitys vaikuttavat yhdessä, molemmat taivuttavat pylvään samaan suuntaan. Tämän torjumiseksi käytetään yleensä paljon esijännitystä.
Okei, joten näen , että sillä voi olla teknistä merkitystä, jos sinulla on sivustosi rajoitteiden vuoksi lyhyt pääväli ja pitkät selkänojat; koska tällöin takalevyn kaapelin voima (joka vaikuttaa pylonin omapainoon) voi olla suurempi kuin pääkaapelin voima. Mutta se olisi hyvin epätavallista, eikä se ole sinun antamassa kuvassa.
Huomautus kaltevien pylväiden rakentamisesta
”Tavallinen strategiasi” ei todellakaan ole yleinen suuremmille kaapelisilloille. Paljon yleisempää on rakentaa osa pylväästä ja osa kannesta, liittää ne kaapelilla ja toistaa sitten. Tätä menetelmää käytettäessä kaltevan pylvään omapainon tasapainon ulkopuolella oleva kuormitus vähenee paljon.
Kommentit
- Jotkut todella kauheita ( tekniikan kannalta) asioita on tehty siltasuunnittelussa ’ art ’ -nimellä. Katso esimerkiksi sunderlandecho.com/news/business/… , joka tuli hyvin lähelle kustannukset olivat niin tähtitieteellisiä, että ne peruttiin.
- @achrn – hieno esimerkki. Valitettavasti liian monta muuta mainittakoon …
- Onko sillan esteettisen tai taiteellisen arvon kannalta todella huono ylittää joskus vähemmän tehokkaan suunnittelun rakentamiseen liittyvät lisäkustannukset? Niin kauan kuin muotoilu on turvallista, niin miksi ei luoda jotain kauneutta ja luoda samalla jotain toiminnallista?
- @KevinWells – No, tule suunnittelupaikalle ja sinä ’ saan vastauksen insinööriltä! Insinöörit ovat yleensä käytännön kuin taiteellisia … On varmasti tapauksia, joissa taiteellisten elementtien aiheuttama kustannusten kasvu on hyväksyttävää; katso esim. mainitsemani Puente del Alamillo; olisi ollut kustannustehokkaampaa rakentaa yksinkertaisempi silta, mutta hyväksyn taiteelliset elementit, koska niillä on rakenteellinen tehtävä.Kun taiteelliset elementit ovat rakenteiden vastaisia, olen kuollut niitä vastaan (teknisen hatun ollessa päällä).
Vastaa
Kuten AndyT sanoo – näyttää siltä, että se on estetiikkaa useimmissa tapauksissa.
Ottaen huomioon yllä olevan vastauksen, seuraava on pohjimmiltaan kommentti, mutta tuntui julkaisemisen arvoiselta, koska se antaa paljon yksityiskohtia suunnittelu ja kuinka on asioita, jotka eivät ole ”ulkopuolisten” ilmeisiä, mutta jotka voivat olla tärkeitä. esim. tässä esimerkissä alue on hyvin kaareva, mikä johtaa 66 mm taipumiseen ajoradalla (alle 3 tuumaa), mutta se aiheutti ylimääräisiä vaikeuksia . Ja tämän sillan rakentamiseen tarvittavat ponnistelut ja tiukat toleranssit eivät ole lainkaan ilmeisiä tarkastuksesta.
Tämä näytti kannattavalta, koska vaikka alkuperäinen kysymys koskee vain kulmikkaita torneja, tämä osoittaa kuinka monta muuta näkymätöntä tekijää voi vaikuttaa suunnitteluun.
ORMISTON-TIEKAAPELI PYSYVÄ SILTA
Tämä artikkeli antaa yleiskatsauksen valituista rakennushaasteista, joita on kohdattu Ormiston Road -köysiradan, ikonisen kaapelirakenteisen komposiittiteräs- ja betonisillan rakentamisen aikana.
Jos ymmärrän kuvauksen oikein, yksi torni on huomattavasti puristettu ja toinen jännittynyt. Tämä on pieni tien silta, mutta erilaiset rajoitteet tekevät teknisistä vaikeuksista suurempia kuin joissakin paljon suuremmissa silloissa.
Joitakin keskeisiä kommentteja – koko paperi on lukemisen arvoinen.
-
Vaijerisiltan rakenne oli teknisesti hyvin monimutkainen epäsymmetrisen geometrian vuoksi ja erittäin tiukka määritetyt toleranssit. Sillan kansi on noin 37 km: n säteellä, mikä kuulostaa hyvin tasaiselta, mutta johtaa tasojen vaihteluihin johtuen 66 mm kaarevuudesta sillan pituudella. 45,5 m pylväät koostuvat 28 m: n osasta teräsbetonia, joka on kapeneva 1,8 m: n halkaisijasta pohjaan ja 1,3 m: n yläreunaan. ristikkokierre ruostumattomasta teräksestä ja lasista. Monimutkaisuuden lisäämiseksi molemmat pylväät ovat taaksepäin pituussuunnassa 15 astetta ja kulmassa toisiinsa nähden 5 astetta eivätkä olleet itsekantavia.
-
Pysyvyyskaapeleiden varmistamisessa oli hyvin vähän suvaitsevaisuutta. oikein kohdakkain pylvään ja kannen kiinnityspisteiden välillä. 0,25 asteen kulmakiertotoleranssi, joka on yleisesti määritelty kaapelisilloille edellytti, että tukikiinnitysten sijaintitoleranssin tulisi olla 3 mm: n sisällä. Tällä tarkkuustasolla suuri osa rakennustöistä ja riskien vähentämisestä keskitettiin tutkimuksen eheyteen ja rakentamisen toleranssien säilyttämiseen.
-
Betonipylväät ovat kulmassa kahteen suuntaan tarjoten dynaamisen elementin sillalle. Ne on myös sijoitettu lähemmäksi länsimaista tukijalkaa kuin itäistä, mikä tarkoittaa, että selkäväli on huomattavasti lyhyempi kuin etuväli. Tämä epäsymmetria tuottaa huomattavaa nousua länsimaisessa vastakohdassa, jota vastustetaan syvillä jännityspaaluilla.
-
Normaalia Drossbach-kanavaa ei voitu käyttää, koska jänteen vaippa oli tutkimuksen jälkeen osoittanut, että Drossbach voisi romahtaa noin 12 metrin päähän betonia. Vaihtoehtona käytettiin 100NB: n teräsputkea, joka selviytyi korkeasta hy
-
Jänteet koottiin maahan ennen niiden nostamista ja sijoittamista paaluihin, joissa jo oli vahvistus häkki asennettu. Kolmen nosturin synkronoitu ponnistus, jossa käytettiin 6 tartuntalohkoa ja kaivinkone, nosti 45 metrin pituiset joustavat jänteet vaakasuorasta pystysuoraan jänettä taittamatta, jotta ne voitaisiin laskea paalupesään.
-
Paalun jänteet kulkevat länsimaisen vastakohdan läpi ja päättyvät kannelle. Tämä tarkoitti, että jänteet eivät voineet olla stressaantuneita ja injektoida ennen kuin kansi oli kaadettu, noin 9 kuukautta myöhemmin. Väliaikaisena toimenpiteenä juosteen korroosion estämiseksi ** paalujänteisiin lisättiin natriumhydroksidiliuos suojaavan alkaliympäristön luomiseksi. Säännöllistä pH-testausta käytettiin emäksisyyden seurantaan ja ylläpitämiseen.
-
Vaikka sillan kärkiväli on lyhyt 70 m: ssä, kaapeleiden tehollinen sivujohtokuormitusalue oli samanlainen huomattavasti suuremmalle kaapelisiltasillalle kannen suuren leveyden takia ja johti samankokoisiin kaapelipidikkeisiin.
Kävelytorni ”kaltevalla tornilla” Ruskea pöllö (hoo?) Uudessa-Seelannissa.
Kommentit
- Ensinnäkin: käsityksesi ” yhden tornin jännityksestä ” on väärä: molemmat tornit ovat puristuksissa, yksi tukijalka on jännitteissä. Toiseksi: En osaa ’ nähdä suunnittelulle mitään teknisiä perusteluja – se näyttää jälleen uudelta esimerkiltä, jossa muoto valittiin estetiikkaa varten (” vaijerisilta, jossa on kaksi pylvästä toisessa päässä, näyttää hyvältä ”), mikä johti ylimääräisen luomiseen tekniset haasteet (jännityksen tukeminen). Kolmanneksi: Jumala auta minua, mutta olen ’ rakastanut työskennellä sen parissa; se näyttää siistiltä! : D
- @AndyT (2) re ” … En voi ’ nähdä mitään teknistä perustelua suunnittelu … ” – > Todellakin – kuten totesin ensimmäisessä virkkeessä. eli olemme samaa mieltä. (1) Talo / torni – > Hyväksy. Tiesin, että se tuntui hyvin väärältä, mutta en (tyhmästi) palannut kuvaan, mikä tekee selväksi, että molempien tornien PITÄÄ olla jännitteissä. Ajattelin, että sekoitin tukikohdan tornin perustukseen – mitä he eivät tarkoittaneet. (3) Hauskaa leikkiä, kyllä, MUTTA se tuntuu aivan liian fiksulta mielialalleni. Olen ’ m EE, jolla on suuri ylivuoto ” muuhun ” – jos se epäonnistuu en seuraavien vuosikymmenien aikana ’ en ole yllättynyt. Toivottavasti ei.
- @AndyT He sanoivat, että se oli ensimmäinen köysirata NZ: ssä. Tien silta ehkä – mutta tämä kävelysilta Brown Owlissa [:-)] on ollut siellä ehkä 20 vuotta.
Vastaus
Mielestäni on järkevä tekninen syy, jota kukaan ei ole vielä tuonut esiin. Alkuperäisen kysymyksen kuvassa keskiväli näyttää olevan hieman pidempi kuin kaksi kertaa jokaista ulkokaapelia tukevaa jänneväliä. Tämä merkitsee suurempaa kuormitusta keskusväylän kummaltakin puoliskolta kuin kustakin ulommasta kaapelilla tuetusta alueesta. Lisäksi tiukasti pystysuorista torneista tulevien kaapeleiden on oltava matalampia saavuttaakseen suuremman etäisyyden keskialueen keskikohtaan, mikä lisäisi edelleen jännitystä, joka tarvitaan saman osittaisen pystysuoran kuormituksen tukemiseen.
Se aiheuttaa epätasapainoista jännitystä pystytorneissa ja pyrkii vetämään niitä sisäänpäin ja vääristämään siltaa. Tornien kallistuminen ulospäin – ja / tai vetäminen ulospäin ylimääräisellä jännityksellä maatuelle – voi olla yksi tapa hoitaa epätasapaino (kuten epäsymmetrisessä esimerkissä @RussellMcMahon vastauksessa), mutta voi olla, että Tarvittavan jännityksen tasosta tulee epäkäytännöllinen vaaditulle kuormalle ja jännevälille, kun otetaan huomioon kyseessä olevan sillan tukirakenne joen pohjassa. Joka tapauksessa näyttää siltä, että vaaditaan enemmän rakenteellista tukea – ja siten kustannuksia -, jos tornit kallistuvat ulospäin vielä suurempaa jännitettä vastaan tukeakseen entistäkin pidemmälle ulottuvuutta pitkän keskijalan keskelle. (Siksi tavanomaisella viisaudella oli vaikeuksia suunnitella toimiva ja edullinen muotoilu, jos se oli totta tässä tapauksessa.)
Sen sijaan näyttää siltä, että kun tornit kallistuvat sisäänpäin, kaapelit pystyvät tasapainoisemman profiilin säilyttämiseksi, kun suunnitteluun lisätään vähemmän stressiä vain sen tasapainottamiseksi. Tornien yläosat ovat lähellä kutakin keskipisteen keskipisteen ja jokaisen kaapelilla tuetun ulomman ulottuman välistä keskipistettä, joten suurimmalla jännityksellä (ja suurimmalla vaakakomponentilla) olevat kaapelit ovat symmetrisin … pitää sitten tornien sivuttaisvoimat tasapainossa. Se on pikemminkin kuin pystytornien alaosaa liuutettiin yksinkertaisesti kauemmaksi toisistaan pitäen yläosat kiinteinä, mikä tarkoittaa, että rakenne ja kustannukset ovat enemmän kuin lyhyemmällä keskialueella käyttämällä symmetrisiä kaapeleita pystytorneista pikemminkin kuin kiihdyttävät kustannukset pidempään ulotettu etäisyys tavanomaisilla malleilla.
Tarkka etäisyys kaapelikiinnityksistä jännevälillä ei välttämättä ole täsmälleen sama keskivahvikkeella ja ulommilla jännevälillä, ja se voi vaihdella hieman kussakin jännevälissä, jotta jokaisen tuen kuormitus vaihtelee hieman. kun tornin kiinnityskohta tulee kauemmas keskiosasta parikuormaparin välillä.Kukin asteittain lähempänä oleva kaapelipari voidaan sitten sijoittaa tasapainottamaan tornin sivuttaisjännitystä ja pitämään tornin kuorma kuormitettuna sen pitkin Tekninen matematiikka optimaalisten sijoittelujen selvittämiseksi on minun ylitseni.On mahdollista, että kaapelin kuormaväli on loppujen lopuksi tasainen; sen ei tarvitse välttämättä olla tämän lähestymistavan kanssa.