장애물을 향해 기울어 진 철탑이있는 사장교를 설계하는 이유는 무엇입니까?

왜 장애물이 멀어 지도록 경 사진 철탑을 만드나요?

미적으로 흥미로울뿐만 아니라 구조적으로도 효율적일 수 있습니다. 이 개념을 사용하는 Calatrava 의 많은 다리, 특히 Puente del Alamillo 를 확인하세요. 파일론은 실제로 정하중 상태에서 완전히 압축됩니다. 케이블 응력과 파일론의 자중이 파일론 축 바로 아래에있는 힘으로 분해됩니다.

왜 가로 막힌 장애물을 향하여 기울어 진 철탑을 만드나요?

안타깝게도 주된 대답은 미학입니다. “예술”이 자리를 차지하고 비용이 증가합니다. 여기에서는 주탑의 자중과 케이블 응력이 함께 작용하여 주탑을 같은 방향으로 구부리기 때문입니다. 이 문제를 해결하기 위해 일반적으로 많은 프리스트레스를 사용합니다.

좋습니다. 사이트 제약으로 인해 부족한 경우 엔지니어링에 의미가 있음을 알 수 있습니다 . 메인 스팬과 긴 백 스팬; 백 스팬 케이블 힘 (파일론 자체 무게에 대한 작용)이 주 스팬 케이블 힘보다 클 수 있기 때문입니다. 그러나 그것은 매우 드문 일이며 “제공 한 사진의 경우가 아닙니다.

경사 철탑 건설에 대한 참고 사항

사실 더 큰 사장교에서는 “일반적인 전략”이 일반적이지 않습니다. 훨씬 더 일반적인 것은 철탑의 한 부분과 갑판의 한 부분을 만들고 케이블로 연결 한 다음 반복하는 것입니다. 이 방법을 따르면 경 사진 철탑에 대한 자중의 불균형 부하가 훨씬 줄어 듭니다.

댓글

• 공학적 의미와 관련하여) ' art '라는 이름으로 교량 설계에서 작업이 수행되었습니다. 예를 들어 이전에 건설 된 것에 매우 근접한 sunderlandecho.com/news/business/ … 를 참조하세요. 비용이 너무 많아서 취소되었습니다.
• @achrn-좋은 예입니다. 안타깝게도 …
• 다리의 미적 또는 예술적 가치가 때때로 덜 효율적인 설계를 구축하는 데 드는 추가 비용을 능가하는 것이 정말 나쁜가요? 디자인이 안전하다면 기능적인 것을 동시에 만드는 동시에 아름다움을 만드는 것은 어떨까요?
• @KevinWells-엔지니어링 사이트에 오시면 여러분은 ' 엔지니어로부터 답변을받습니다! 엔지니어는 예술적 이라기보다는 실용적 경향이 있습니다. 예술적 요소로 인한 비용 증가가 허용되는 경우가 있습니다. 예를 들어 내가 언급 한 Puente del Alamillo; 더 단순한 다리를 짓는 것이 더 비용 효율적이었을 것입니다. 그러나 저는 그것들이 구조적 기능을 가지고 있기 때문에 예술적 요소를 수용하고 있습니다.예술적 요소가 반 구조적 일 때 나는 그들에 맞서 죽습니다.

AndyT가 말했듯이-대부분의 경우 미학 인 것 같습니다.

위의 답을 답으로봤을 때 다음은 본질적으로 댓글이지만, 들어가는 내용에 대한 많은 세부 정보를 제공하므로 게시 할 가치가있는 것 같습니다. 설계 및 “외부인”에게는 분명하지 않지만 중요 할 수있는 문제가있는 방법. 예를 들어이 예에서 스팬이 매우 약간 구부러져 도로에서 66mm (3 인치 미만) 편향이 발생하지만 추가 어려움이 발생했습니다. . 그리고이 교량을 건설하는 데 필요한 노력과 엄격한 공차는 검사를 통해 전혀 명확하지 않습니다.

원래 질문에서는 각진 타워에 대해 묻는 반면에 보이지 않는 다른 요인이 얼마나 많은지 보여주는 것처럼 보였습니다. 설계에 영향을 미칩니다.

ORMISTON ROAD CABLE STAYED BRIDGE
이 백서는 오클랜드 마누카 우시의 Sir Barry Curtis Park에 건설 된 Sir Barry Curtis Park에 건설 된 상징적 인 케이블 스테이 복합 강철 및 콘크리트 다리 인 Ormiston Road 사장교를 건설하는 동안 발생하는 건설 과제에 대한 개요를 제공합니다.

설명을 올바르게 이해하면 타워 하나는 상당히 압축되고 다른 타워는 장력 상태입니다. 이것은 작은 도로 교량이지만 다양한 제약으로 인해 훨씬 큰 교량보다 기술적 어려움이 더 큽니다.

일부 주요 의견-전체 논문을 읽을 가치가 있습니다.

• 케이블 스테이 브리지의 건설은 비대칭 기하학으로 인해 기술적으로 매우 복잡하고 매우 빡빡합니다. 지정된 허용 오차. 교량 갑판은 반경이 약 37km로 매우 평평하게 들리지만 교량 길이를 따라 66mm의 곡률로 인해 레벨이 달라집니다. 45.5m 철탑은 기본 직경 1.8m에서 상단 직경 1.3m까지 테이퍼 진 28m의 철근 콘크리트 섹션으로 구성되며, 고정 케이블을위한 앵커리지를 제공하는 5.5m 높이의 구조용 강철 상자와 12m의 상단이 있습니다. 스테인리스 스틸과 유리로 만든 격자 첨탑. 더 복잡한 문제로 인해 두 파일론은 세로로 15도 뒤로 기울어지고 5도 각도로 서로 기울어 져 있으며 자체지지가되지 않았습니다.

• 스테이 케이블이 제대로 유지되도록하는 데 허용 오차가 거의 없었습니다. 철탑과 데크 앵커리지 사이에 올바르게 정렬됩니다. 사장교 에 일반적으로 지정되는 0.25 도의 각도 회전 공차는 스테이 앵커리지의 위치 공차가 3mm 이내 여야합니다. 이 수준의 정확성으로 건설 노력과 위험 완화의 대부분은 조사 무결성과 건설 공차 보존에 초점을 맞추 었습니다.

• 콘크리트 주탑은 다리에 동적 요소를 제공하는 두 방향으로 기울어 져 있습니다. 그들은 또한 동부보다 서쪽 어 버트먼트에 더 가깝게 위치하여 백 스팬이 포 스팬보다 상당히 짧습니다. 이 비대칭은 깊은 장력 파일로 저항되는 웨스턴 어 버트먼트에서 상당한 융기를 생성합니다.

• 일반 Drossbach 덕트는 Drossbach가 콘크리트의 약 12m 높이에서 붕괴 될 수 있다는 연구 결과가 나온 후 힘줄 덮개로 사용할 수 없었습니다. 100NB 강철 압력 파이프를 대안으로 사용하여 높은 hy에 대처할 수있었습니다.

• 이미 보강이있는 말뚝 내부에 텐던을 들어 올려 놓기 전에 텐던을지면에 조립했습니다. 케이지가 설치되었습니다. 6 개의 스내치 블록과 굴삭기를 사용하는 크레인 3 대의 동기화 된 노력이 힘줄을 꼬임없이 45m 길이의 유연한 힘줄을 수평에서 수직으로 성공적으로 들어 올려 파일 케이싱으로 내려갈 수 있도록했습니다.

• 말뚝 힘줄은 서쪽 접합부를 통과하여 갑판에서 끝납니다. 이것은 약 9 개월 후 갑판을 부을 때까지 힘줄에 스트레스를가하거나 그라우트를 칠 수 없음을 의미했습니다. 스트랜드의 부식을 방지하기위한 임시 조치로 ** 알칼리 보호 환경을 만들기 위해 수산화 나트륨 용액을 파일 힘줄에 도입했습니다. 알칼리도를 모니터링하고 유지하기 위해 정기적 인 pH 테스트가 사용되었습니다.

• 브리지 스팬이 70m로 짧지 만 케이블의 유효 지류 하중 영역은 비슷했습니다. 큰 데크 폭으로 인해 훨씬 더 큰 케이블 스테이 브리지로 규모가 커지고 비슷한 크기의 케이블 스테이가 생겼습니다.

“기울어 진 타워”가있는 풋 브리지 뉴질랜드의 갈색 올빼미 (hoo?).

Google지도상의 위치

댓글

• 첫째, " 하나의 타워가 긴장하고 있음 "에 대한 이해가 잘못되었습니다. 두 개의 타워 가 압축되고 하나의 어 버트먼트 가 텐션 상태입니다. 둘째 : 설계에 대한 엔지니어링 타당성을 ' 볼 수 없습니다. 미학을 위해 양식을 선택한 또 다른 예처럼 보입니다 (" 한 쪽 끝에 두 개의 철탑이있는 사장교는 멋지게 보입니다 "). 그 결과 추가 의 창조 가 발생했습니다. 엔지니어링 문제 (장력의 접합부). 셋째 : 신이 도와 주셨지만 '이 작업을하고 싶었습니다. 멋지다! : D
• @AndyT (2) re " … 나는 '에 대한 엔지니어링 정당성을 볼 수 없습니다. 디자인 … "-> 사실-제가 첫 번째 문장에서 언급했듯이. 즉 우리는 동의합니다. (1) 어 버트먼트 / 타워-> 동의합니다. 나는 그것이 매우 틀렸다는 것을 알았지 만 (어리석게도) 그림으로 돌아 가지 않았기 때문에 두 타워가 모두 긴장 상태에 있어야 함을 분명히 알 수 있습니다. 나는 어 버트먼트와 타워 기반을 혼동한다고 생각합니다. 이것은 그들이 의미하는 바가 아닙니다. (3) 가지고 노는 재미, 네,하지만 내 취향에 비해 너무 영리 해 보입니다. 나는 ' " other "로 큰 오버플로가있는 EE입니다-실패하는 경우 앞으로 수십 년 동안 ' 놀랍지 않았습니다. 하지만 그렇지 않기를 바랍니다.
• @AndyT 그들은 이것이 뉴질랜드 최초의 케이블 스테이 브리지라고 말했습니다. 도로 교량은 아마도-하지만 Brown Owl의 이 인도교 [:-)]는 아마 20 년 동안 그곳에있었습니다.

아직 아무도 지적하지 않은 합리적인 엔지니어링 이유가 있다고 생각합니다. 원래 질문의 그림에서 중앙 스팬은 각 외부 케이블 지원 스팬 길이의 두 배보다 약간 더 긴 것으로 보입니다. 이는 외부 케이블 지원 스팬보다 중앙 스팬의 각 절반에서 더 큰 부하를 의미합니다. 더욱이, 엄격하게 수직 인 타워의 케이블은 중앙 스팬의 중심까지 더 먼 거리에 도달하기 위해 더 얕아 져야하므로 동일한 부분 수직 하중을 지원하는 데 필요한 장력이 더욱 증가합니다.

그렇게됩니다. 수직 타워에 불균형 장력이 발생하고 타워를 안쪽으로 당기고 다리를 왜곡하는 경향이 있습니다. 타워를 바깥쪽으로 기울이거나 지상 지지대에 대한 추가 장력에 의해 바깥쪽으로 당기는 것은 불균형을 수용하는 한 가지 방법 일 수 있습니다 (예 : @RussellMcMahon의 답변에있는 비대칭 예제). 요구되는 장력의 수준은 요구되는 하중과 스팬 거리에 비현실적이며 문제의 교량에 대한 강바닥의지지 구조가 주어집니다. 어쨌든 긴 중앙 스팬의 중심까지 더 멀리 도달 할 수 있도록 타워를 더 큰 장력에 대해 바깥쪽으로 기울이려면 더 많은 구조적 지원이 필요하고 비용이 많이 드는 것 같습니다. (이것이 이것이 사실이라면 기존의 통념이 작동 가능하고 저렴한 디자인을 찾는 데 어려움을 겪었던 이유 일 수 있습니다.)

대신 타워를 안쪽으로 기울임으로써 케이블을 사용할 수있는 것으로 보입니다. 균형을 맞추기 위해 디자인에 더 적은 스트레스를 추가하면서 균형 잡힌 프로필을 유지합니다. 타워의 상단은 중앙 스팬의 중심과 각 외부 케이블지지 스팬의 외부 도달 범위 사이의 각 중간 지점 근처에 있으므로 가장 큰 장력을받는 (가장 큰 수평 구성 요소를 가진) 케이블이 가장 대칭입니다. 그런 다음 각 타워의 횡력을 균형있게 유지합니다. 수직 타워의 바닥이 단순히 윗부분이 고정 된 상태로 더 멀리 떨어져있는 것과 비슷합니다. 즉, 구조와 비용이 더 긴 시간 동안의 가속 비용보다 수직 타워의 대칭 케이블을 사용하는 짧은 중앙 스팬의 경우와 비슷합니다. 기존 설계의 스팬 거리.

스팬에있는 케이블 마운트 사이의 정확한 거리는 중앙 스팬과 외부 스팬에 대해 정확히 동일하지 않을 수 있으며 각 스팬에서 약간 씩 다를 수있어 각 지지대의 부하가 약간 다를 수 있습니다. 타워의 장착 지점이 한 쌍의 부분 부하 사이의 중심에서 멀어짐에 따라 점점 더 가까운 케이블 쌍을 각각 배치하여 타워의 측면 장력 균형을 맞추고 타워의 부하를 압축 강도의 축. 최적의 배치를 계산하기위한 공학 수학은 저를 초월합니다.결국 케이블 부하 간격이 균일 할 수 있습니다.이 방법을 사용할 필요는 없습니다.