Miért terveznének egy ferdekábeles hidat pilonokkal, amelyek a lefedett akadály felé hajlanak?

Miért építsenek oszlopokat, amelyek el vannak hajlítva az átfedett akadálytól?

Amellett, hogy esztétikailag érdekes, ez szerkezetileg is hatékony lehet. Személy szerint én Hozza ki a sok hidat Calatrava segítségével ezt a koncepciót, különös tekintettel a Puente del Alamillo -ra. A pilon holt terhelés alatt valójában teljesen összenyomódik: a kábelfeszültség és a pilon önsúlya közvetlenül a pilon tengelyén lefelé ható erővé válik.

Miért kell olyan pilonokat építeni, amelyek felé hajlanak az átgondolt akadály felé?

Sajnos a fő válasz az esztétika. A “művészet” a hely büszkesége, a költségek növekedése Mivel itt a pilon önsúlya és a kábelfeszültség együttesen hat, mindkettő ugyanabba az irányba hajlítja a pilont. Ennek ellensúlyozásához általában sok előfeszítést használ.

Rendben, úgyhogy látom , hogy ennek mérnöki értelme lehet, ha a webhely korlátai miatt rövid lenne fő fesztávolság és hosszú hátlapok; mert akkor a hátsó fesztávú kábel erő (amely a pilon önsúlyával szemben hat) nagyobb lehet, mint a fő fesztávú kábel ereje. De ez nagyon szokatlan lenne, és ez nem az Ön által megadott képen található.

Megjegyzés a ferde oszlopok felépítéséről

A “szokásos stratégiád” valójában nem általános a nagyobb kábelhidaknál. Sokkal gyakoribb a pilon és a fedélzet egy részének megépítése, egy kábellel való összekötés, majd ismétlés. Ezt a módszert követve a ferde oszlopon az öntömeg egyensúlyon kívüli terhelése jelentősen csökken.

Megjegyzések

• Néhány igazán szörnyű ( mérnöki értelemben) a hídtervezés során a ‘ art ‘ nevében történtek dolgok. Lásd például: sunderlandecho.com/news/business/… , amely nagyon közel került ahhoz, hogy egy a költségek annyira csillagászati szempontból lettek törölve.
• @achrn – Nagyszerű példa. Túl sok mást említ, sajnos …
• Tényleg rossz, ha a híd esztétikai vagy művészi értéke néha meghaladja a kevésbé hatékony kialakítással járó többletköltségeket? Mindaddig, amíg a tervezés biztonságos, miért ne hozna létre valami szépet, miközben egyszerre valami funkcionálisat is létrehoz?
• @KevinWells – Nos, jöjjön el egy mérnöki oldalra, és ‘ választ kapok egy mérnöktől! A mérnökök inkább praktikusak, mint művésziek … Bizonyosan vannak olyan esetek, amikor a művészi elemek miatti költségnövekedés elfogadható; lásd pl. az általam említett Puente del Alamillo; költséghatékonyabb lett volna egy egyszerűbb híd megépítése, de elfogadom a művészi elemeket, mivel strukturális funkciójuk van.Ha a művészi elemek antistrukturálisak, akkor (mérnöki sapkámmal) halott vagyok ellenük.

Ahogy AndyT mondja – a jelek szerint esztétikája a legtöbb esetben.

A fentieket válaszul figyelembe véve az alábbiak lényegében megjegyzések, de érdemesnek tűntek közzétenni, mivel rengeteg részletet tartalmaz arról, hogy mi is történik egy kialakítás és hogyan vannak olyan kérdések, amelyek nem nyilvánvalóak a “kívülállók” számára, de amelyek fontosak lehetnek. Például ebben a példában a fesztávolság nagyon kissé ívelt, ami 66 mm-es elhajlást eredményez az úttesten (3 hüvelyk alatti), de külön nehézséget okozott . És ennek a hídnak a megépítéséhez szükséges erőfeszítések és a szigorú tűrések egyáltalán nem nyilvánvalóak az ellenőrzés során.

Ez érdemesnek tűnt, mivel míg az eredeti kérdés csak a szögletes tornyokra vonatkozik, ez megmutatja, hogy mennyi más láthatatlan tényező lehet befolyásolja a kialakítást.

ORMISTON ÚTKÁBEL MEGHALT HÍD
Ez a cikk áttekintést ad azokról a kiválasztott építési kihívásokról, amelyekkel szembesültek az Ormiston úti ferdekábeles híd, egy ikonikus kompozit acél- és betonhíd építésével, amelyet a Sir Barry Curtis Parkban (Manukau City, Auckland) építettek.

Ha jól értem a leírást, az egyik torony jelentősen összenyomott, a másik feszült. Ez egy kicsi közúti híd, de a különböző korlátok miatt a műszaki nehézségek nagyobbak, mint néhány sokkal nagyobb hídon.

Néhány fontos megjegyzés – az egész cikket érdemes elolvasni.

• A kábeltartó híd felépítése technikailag nagyon összetett volt az aszimmetrikus geometria miatt és nagyon szoros meghatározott tűrések. A hídfedélzet kb. 37 km sugarú körzetben van, ami nagyon síknak tűnik, de a híd hosszában 66 mm-es görbület miatt szintbeli eltéréseket eredményez. A 45,5 m-es oszlopok 28 m-es vasbeton részből állnak, amelyek az alaptól 1,8 m átmérőtől a tetejéig 1,3 m átmérőjűek, és egy 5,5 m magas szerkezeti acéldobozzal rögzítik a rögzítő kábeleket, és egy 12 m tetején vannak. rácsos torony rozsdamentes acélból és üvegből. A tovább bonyolítja a helyzetet, hogy mindkét oszlop hosszirányban 15 fokkal hátradől, 5 fokon szögben hajlik össze, és nem voltak önhordóak.

• Nagyon kevés tolerancia volt a rögzítő kábelek biztosításában a pilon és a fedélzet rögzítési pontjai között. A kábeltartó hidakra általánosan meghatározott 0,25 fokos szögelfordulási tűrés megkövetelte, hogy a rögzítési rögzítések helyzeti tűrése 3 mm-en belül legyen. Ezzel a pontossági szinttel az építési erőfeszítések és a kockázatcsökkentés nagy része a felmérés integritására és az építési tűrések megőrzésére összpontosult.

• A betonoszlopok két irányban ferdén állnak, és dinamikus elemet képeznek a híd számára. Közelebb vannak a nyugati támaszhoz, mint a keleti, vagyis a hátsó fesztávolság lényegesen rövidebb, mint az elülső fesztávolság. Ez az aszimmetria jelentős emelkedést eredményez a nyugati támaszponton, amelynek mélyfeszültségű cölöpökkel lehet ellenállni.

• A szokásos Drossbach-csatornákat nem lehetett használni, mivel az ínhüvely a kutatások után azt mutatta, hogy Drossbach körülbelül 12 méteres betonfejnél összeomolhat. 100NB-os acél nyomócsövet használtak alternatívaként, amely képes megbirkózni a magas hy

• Az inakat a talajon szerelték fel, mielőtt felemelték és elhelyezték a cölöpöket, amelyek már rendelkeznek az erősítővel ketrec telepítve. 3 daru szinkronizált erőfeszítése volt szükség 6 kaparólemez és egy kotrógép segítségével, hogy a 45 m hosszú hajlékony íneket vízszintesen a függőleges irányba sikeresen felemelje, az ín megtörése nélkül, hogy le lehessen engedni a cölöp burkolatába.

• A bolyhos inak áthaladnak a nyugati támaszon, és a fedélzeten végződnek. Ez azt jelentette, hogy az inakat nem lehetett megterhelni és fugázni, amíg a fedélzetet ki nem öntötték, körülbelül 9 hónappal később. A szál korróziójának megelőzésére ideiglenes intézkedésként ** nátrium-hidroxid-oldatot vezettek a cölöpökbe az alkáli védőkörnyezet létrehozása érdekében. Rendszeres pH-vizsgálatot alkalmaztak a lúgosság ellenőrzésére és fenntartására.

• Míg a híd fesztávolsága 70 m-nél rövid, a kábelek tényleges mellékfolyási területe hasonló volt nagyságrendileg sokkal nagyobb kábelhíd a nagy fedélzeti szélesség miatt, és hasonló méretű kábeltartókat eredményezett.

“ferde toronnyal” rendelkező gyalogoshíd Barna bagoly (hoo?) Új-Zélandon.

Hely a Google Maps-en

Megjegyzések

• Először is: helytelen a megértése arról, hogy ” az egyik torony feszültség alatt áll “: mindkét torony kompresszióban van, egy támasz feszültség alatt áll. Másodszor: ‘ nem látok semmilyen műszaki indokolást a tervezéshez – ez még egy példa, ahol az esztétikai formát választották (” egy ferdekábeles híd, amelynek egyik végén két oszlop van, nagyon jónak tűnik “), ami extra létrehozását hozta létre mérnöki kihívások (a feszültség támadása). Harmadszor: Isten segítsen, de én ‘ szerettem ezen dolgozni; nagyon jól néz ki! : D
• @AndyT (2) re ” … Nem látok ‘ semmilyen műszaki indokolást a tervezés … ” – > Valóban – amint azt az első mondatban megjegyeztem. azaz egyetértünk. (1) Támogatás / torony – > Egyetért. Tudtam, hogy nagyon rosszul éreztem magam, de (hülyén) nem tértem vissza a képhez, ami nyilvánvalóvá teszi, hogy mindkét toronynak KELL feszültségben lennie. Úgy gondoltam, hogy összekeverem a támaszt és a torony-alapot – amire nem gondoltak. (3) Szórakoztató játék, igen, DE teljesen okosnak tűnik a kedvemhez. Én ‘ egy nagyobb túlcsordulású EE-t ” egyéb ” – ha nem sikerül a következő évtizedekben nem fogok meglepődni ‘. Remélhetőleg nem.
• @AndyT Azt mondták, ez volt az első híd NZ-ben. Talán közúti híd – de ez a híd a Brown Owl-nál [:-)] talán 20 éve van ott.

Úgy gondolom, hogy van ésszerű mérnöki ok, amelyet még senki nem emelt ki. Az eredeti kérdés képén a középső fesztávolság valamivel hosszabb, mint az egyes külső kábeltartó rácsok kétszerese. Ez nagyobb terhelést jelent a központi fesztávolság mindkét feléből, mint minden külső kábeltámasztott fesztávolságból. Ezenkívül a szigorúan függőleges tornyokból származó kábeleknek sekélyebbé kell válniuk ahhoz, hogy nagyobb távolságot érjenek el a központi fesztávolság közepétől, ami tovább növelné az azonos részleges függőleges terhelés megtámasztásához szükséges feszültséget.

Ez kiegyensúlyozatlan feszültséget eredményeznek a függőleges tornyokban, és hajlamosak befelé húzni, és torzítják a hidat. Az, hogy a tornyok kifelé hajolnak – és / vagy további feszültséggel kifelé húzzák őket a talajtartóba – lehet az egyensúlyhiány kezelésének egyik módja (például a @RussellMcMahon válaszában szereplő aszimmetrikus példában), de lehet, hogy ez a szükséges feszültség szintje nem lesz praktikus a szükséges terhelés és fesztávolság szempontjából, és figyelembe veszi a kérdéses híd mederének tartószerkezetét. Mindenesetre minden bizonnyal nagyobb strukturális támogatást – és ezáltal költséget – igényel, ha a tornyok kifelé hajolnak a még nagyobb feszültséggel szemben, hogy még hosszabb elérést támogassanak a hosszú központi fesztávolság közepéig. (Ezért lehet, hogy a hagyományos bölcsességnek gondjai voltak egy működőképes és megfizethető kialakítással, ha ez igaz volt erre az esetre.)

Ehelyett úgy tűnik, hogy a tornyok befelé billenésével a kábelek képesek kiegyensúlyozottabb profil fenntartása érdekében kevesebb stressz járul hozzá a tervezéshez, csak a kiegyensúlyozás érdekében. A tornyok teteje az egyes középpontok közelében található a középső fesztávolság közepe és az egyes külső kábeltartott fesztávolságok külső elérése között, így a legnagyobb feszültségű (és a legnagyobb vízszintes alkatrésszel rendelkező) kábelek a legszimmetrikusabbak … hogy aztán az egyes tornyok oldalirányú erői kiegyensúlyozottak legyenek. Inkább úgy tűnik, hogy a függőleges tornyok alapját egyszerűen távolabb csúsztatták egymástól, miközben a csúcsok rögzítettek voltak, ami azt jelenti, hogy a szerkezet és a költség inkább hasonlít egy rövidebb középfesztávolsághoz, ha szimmetrikus kábeleket használunk függőleges tornyokból, és nem a gyorsuló költségeket hosszabb ideig. átmért távolság a hagyományos kivitelekkel.

A kábeltartók közötti távolság a fesztávon nem biztos, hogy teljesen megegyezik a központi fesztávolsággal és a külső fesztávolsággal, és az egyes fesztávokon kissé eltérhet, hogy kissé megváltoztassa az egyes támaszok terhelését. Amint a torony rögzítési pontja távolabb kerül a középponttól a részleges teherpárok között, akkor minden egyes fokozatosan közelebb eső kábelpár elhelyezhető úgy, hogy kiegyenlítse a torony oldalirányú feszültségét, és a torony terhelését a A tömörítési szilárdság tengelye. Az optimális elhelyezések kidolgozásához szükséges mérnöki matematika túlmutat rajtam.Elképzelhető, hogy a kábel terhelési távolsága végül is egységes; ennek nem feltétlenül kell lennie ezzel a megközelítéssel.