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1. Puente de pontón flotante se refiere a un puente que flota en la superficie del agua con un bote o tanque pontón en lugar de muelles del puente. El puente de pontón flotante está compuesto de muelle flotante, panel, haz de distribución y sistema de aire de cable.
2. Puntos de consideración del esquema del esquema del diseño del puente de pontones flotantes
Condición de la carretera, rendimiento, estructura de pontón, dibujos de pontón, entorno
3. Principio de diseño básico del puente de pontones flotantes
Principios a seguir: los objetivos de rendimiento son consistentes con el propósito, la seguridad, la durabilidad, la calidad, la facilidad de mantenimiento y la gestión, la armonía con el medio ambiente, la economía y otros indicadores.
Elegir el tipo de estructura: se deben considerar las condiciones topográficas, geológicas y geográficas.
El número de estructuras de pontón y el sistema general deben cumplir con los requisitos de resistencia, deformación y estabilidad.
La vida útil de un puente de pontón flotante es muy sensible a las condiciones y factores ambientales como las cargas naturales (como el viento, las ondas de agua, la corriente, los cambios de marea, las subfluiciones en la superficie del lago) y la corrosión. Bajo la condición del bajo costo del ciclo, generalmente se espera que la vida útil del puente de pontón flotante sea de 75-100 años.
Según la clasificación de importancia, el puente de pontones flotante se divide en tipo estándar y de tipo especial importante, es decir, el puente de pontones flotante tipo A y el puente de pontón flotante tipo B. El puente de pontones flotante A es diferente del puente de pontón flotante B. B puentes de pontón flotantes se dividen en: autopistas, autopistas urbanas, caminos urbanos designados, caminos nacionales ordinarios, cruces dobles, viaductos, puentes ferroviarios, especialmente importantes puentes locales y municipales.
A continuación, la tabla proporciona la clasificación de los niveles de rendimiento de estado del puente de pontones flotante. Un nivel de rendimiento estatal de 0 se compara principalmente con otros niveles de rendimiento 1-3. Para cargas de tráfico, ondas de tormenta, tsunamis y terremotos, los pontones están diseñados en varios niveles de rendimiento.
Según el factor de importancia, el diseño del puente de pontón flotante debe garantizar que tenga el nivel de rendimiento objetivo correspondiente en la Tabla 7, como la carga, la tormenta, el tsunami y el terremoto.
4. Carga de diseño de puente de pontón de pontón flotante
Carga de diseño
It mainly includes: Static load, dynamic load, impact load (such as collision, etc.), earth pressure (such as the anchor pile in the anchoring system on the floating pontoon bridge), hydrostatic pressure (including buoyancy), wind load, water wave factor (including expansion factor), seismic factor (including hydrodynamic pressure), temperature change factor, water flow factor, tidal change factor, foundation deformation factor, support movement factor, etc. Snow load, Carga centrífuga, factor de tsunami, factor de marea de tormenta, fluctuación del lago (fluctuación secundaria), ola de choque de barcos, choque marítimo, carga de frenado, carga de ensamblaje, carga de colisión (incluida la colisión del barco), el factor de hielo de la manada y la presión de hielo de la manada, el factor de transporte costero, el factor de objeto de la deriva, la clase de agua (erosión y la fricción) y otras cargas.
Flotabilidad, ola de agua, viento y período de recurrencia
Durante el diseño del puente de pontón flotante, el cambio del nivel del agua causado por la marea, el tsunami y la marejada ciclónica es una de las cargas de control. El eje vertical del puente pontón flotante debe considerarse en el diseño. Cuando el viento sopla sobre el agua, las ondas resultantes crearán cargas horizontales, verticales y torsionales en el puente de pontón flotante. Estas cargas dependen de la velocidad del viento, la dirección, la duración, la longitud del soplo (longitud de la zona del viento), la estructura del canal y la profundidad.
La velocidad de diseño del viento es la velocidad promedio durante un período de 10 minutos a una altitud de 10 m sobre el agua. Las cargas naturales, como los vientos y los terremotos, son un factor clave en muchos casos.
Onda de agua irregular
Normalmente, las ondas de agua son muy irregulares. Están compuestos de ondas de agua regulares con muchos componentes de frecuencia.
Debido a que el período natural del puente de pontón flotante es mucho más largo que el del puente tradicional, el efecto de las ondas de agua con un período largo es mayor. En términos de frecuencia, el espectro representa la distribución de energía de las ondas de agua. Cuando el viento sopla desde una determinada distancia horizontal, las ondas de agua continúan viajando. Pero después de un cierto período de tiempo, la onda de agua deja de fortalecerse gradualmente y se vuelve estable.
Carga combinada
La carga combinada tendrá un efecto adverso en el puente de pontón flotante.
Los niveles de marea se dividen en las siguientes categorías:
Durante los terremotos: entre HWL (alto nivel de agua) y LWL (bajo nivel de agua);
Durante las tormentas de nieve: entre HHWL (HWL más alto) y LWL o entre HHWL y LLWL (LWL más bajo);
Condiciones de uso: entre HWL y LWL
Por lo tanto, no se produce un daño fatal durante el tsunamis, ya sea por cambios de marea extremos entre HWL y LWL o por el aumento y la reducción de los niveles de agua.
5. Material de puente de pontón flotante
Los materiales comunes son acero y concreto.
En términos generales, la corrosión de la estructura del pontón debe considerarse primero. Debido a que la atracción del concreto es muy importante, el concreto o el concreto marino se usa generalmente en la fabricación de puentes de pontón flotantes. Entre ellos, el cemento de Portland de fusión media, el cemento de escoria de alto horno de Portland, el cemento de polvo volador de Portland se puede usar para hacer puentes de pontón flotantes. Los efectos de peristalsis y contracción de la estructura deben considerarse solo cuando el tanque está seco, por lo que los efectos anteriores no deben considerarse una vez que se lance el tanque. El concreto de alto rendimiento, como el polvo de mosca y el polvo de sílice, es más adecuado para hacer tanques flotantes.
Los materiales utilizados en el sistema de amarre deben seleccionarse de acuerdo con los objetivos de diseño, el medio ambiente, la durabilidad y la economía.
Debido al entorno corrosivo, es necesario anticorrosión, especialmente en las partes por debajo del nivel promedio del agua, MLWL, habrá una corrosión local grave. Para tales partes, la protección catódica generalmente se adopta.
El tratamiento de la superficie generalmente se adopta bajo los métodos de tratamiento de superficie LWL incluyen pintura, agregar superficie de material orgánico, superficie de grasa mineral, superficie de material inorgánico, etc. El tratamiento de la superficie inorgánica incluye recubrimiento de metal, como recubrimiento de titanio, superficie de acero inoxidable, zinc, aluminio, aleación de aluminio, etc. El efecto de la profundidad del agua sobre la velocidad de corrosión depende del medio ambiente.
La corrosión de salpicaduras es la más grave, y su límite superior se puede determinar de acuerdo con la instalación de la estructura.
El área de flujo y flujo es el entorno más severo, y la tasa de corrosión varía mucho con la profundidad.
En la zona de agua salada, el medio ambiente se vuelve más moderado. Pero para algunas condiciones, como las corrientes y el aumento del envío, se puede acelerar la corrosión.
El entorno de la capa del suelo debajo del fondo del mar depende de la densidad de la sal, el nivel de contaminación y las condiciones climáticas, pero la tasa de corrosión es relativamente estable.
Nota: En comparación con la estructura fija, el puente de pontón flotante cambia con la superficie del agua, por lo que no existen el flujo y el flujo de la marea.
6. Límite el estado del puente de pontones flotante
El puente de pontón flotante debe tener una capacidad suficiente para enfrentar riesgos potenciales como barcos, escombros, madera, inundaciones, falla de la cuerda de amarre y separación completa del puente después de una fractura lateral u oblicua.
Aunque el agua proporciona flotabilidad para el puente de pontón flotante, si el agua se filtra en el interior del puente de pontón flotante, gradualmente dañará el puente de pontón flotante y eventualmente conducirá al hundimiento del puente. Este es el problema de investigación actual que enfrenta el puente de pontón flotante.
7. Diseño y análisis específico del puente de pontones flotantes
Estabilidad: se refiere a la capacidad de la nave para inclinarse bajo la acción de las fuerzas externas, y volver a la posición del equilibrio original después de que las fuerzas externas desaparecen.
Tres estados de equilibrio:
1) Balance estable: G está debajo de M, y la gravedad y la flotabilidad forman un par de estabilidad después de la inclinación.
2) Equilibrio inestable: G está por encima de M, y la gravedad y la flotabilidad forman un momento volcador después de la inclinación.
3) El equilibrio accidental: G y M coinciden, y la gravedad y la flotabilidad actúan en la misma línea vertical después de la inclinación, sin par.
La relación entre la estabilidad y la navegación del barco:
1) La estabilidad es demasiado grande, y el barco se balancea violentamente, causando incomodidad al personal, el uso inconveniente de los instrumentos de navegación, el daño fácil a la estructura del casco y el desplazamiento fácil de la carga en la bodega, poniendo en peligro la seguridad del barco.
2) La estabilidad es demasiado pequeña, la capacidad anticapsizada del barco es pobre, es fácil parecer un ángulo de inclinación grande, una recuperación lenta y el barco está inclinado en la superficie del agua durante mucho tiempo y la navegación es ineficaz.
Al igual que con los barcos, el vuelco de los pontones está relacionado con su estabilidad estática.
En el proceso de diseño de un puente de pontón flotante, se deben considerar varias cantidades físicas más importantes: desplazamiento vertical y desplazamiento horizontal y grado de inclinación.
Ya sea que se trate de las condiciones climáticas de tormenta de nieve únicas habituales o las condiciones de tormenta de nieve extremas, una vez en el siglo, la comodidad del tráfico debe considerarse cuidadosamente en el diseño. Por lo tanto, la aceleración de respuesta del puente debe estar dentro del rango de valores tolerables.
Manejo de estabilidad: la facilidad de manejo es uno de los rendimientos más importantes.
Fatiga: para evitar el daño estructural causado por cargas dinámicas, como el viento, las ondas de agua, etc. El método de evaluación es el mismo que para los puentes tradicionales.
Factores sísmicos: Debido a que el puente de pontón flotante tiene un largo período natural, es necesario estudiar la influencia de las ondas sísmicas de larga duración. Aunque los pontones están inherentemente aislados, la resistencia del sistema de amarre a los terremotos debe verificarse, especialmente las pilas y los cimientos de amarre.
8. Diseño del cuerpo del puente de pontones flotantes: las pontones generales consideran principalmente el tanque de pontón separado. Como se explicó anteriormente, las características hidrodinámicas de cada tanque se pueden estudiar individualmente, y luego los resultados obtenidos se pueden utilizar para el análisis del sistema global. De hecho, los métodos discretos como el método de elementos finitos a menudo se utilizan en el análisis del sistema global. Para este método de análisis, se debe considerar la masa adicional de cada tanque, la amortiguación hidrodinámica y los factores hidrodinámicos, y se debe ingresar la posición del centro de flotabilidad del tanque.
Diseño de la velocidad del viento y la altura efectiva de la onda: la altura efectiva de la onda de 2.5m es un punto clave del puente tipo pontón. Para garantizar que la altura efectiva de la onda sea inferior a 2.5 m, es necesario establecer una barrera de onda. El efecto viscoso y el efecto de flujo potencial son dos factores importantes en el análisis del movimiento de la onda de agua incidente y el estrés de las estructuras submarinas. Para la teoría del flujo potencial, es principalmente los efectos de dispersión y radiación de las ondas de agua alrededor de la estructura.
La dispersión de agua es la más importante. Por lo tanto, es muy razonable aplicar la teoría de dispersión de las ondas de agua para analizar el problema en esta región.
De hecho, aunque la teoría del flujo de potencial de fluido superficial libre se basa en la suposición de que el fluido es incompresible, irrotacional y no visual, los resultados de su predicción están en buen acuerdo con los resultados experimentales. Esta es la razón por la cual la teoría de dispersión de ondas de agua basada en la teoría del flujo de potencial lineal a menudo se aplica en el análisis de diseño.
Diseño de superestructura: incluye principalmente la selección del tipo de estructura, el diseño de la composición de la estructura y el contenido de anticorrosión.
Diseño del cuerpo flotante: el diseño del cuerpo flotante es muy diferente del diseño tradicional del puente. El diseño del cuerpo flotante incluye: selección de tipo de cuerpo flotante, diseño de piezas de control de inundación del cuerpo flotante, diseño de prevención de colisiones de barcos, diseño de estructura de la sección de conexión de transición, protección de corrosión, instalaciones auxiliares y diseño de estructura de anclaje.
Diseño de estructura de anclaje: confirme el tipo, distribución y cantidad de estructura de anclaje. En el diseño, es necesario comprender los diversos parámetros del medio ambiente, como la velocidad del viento, las ondas de agua y la corriente, el terremoto, el cambio de temperatura, el tsunami, el choque superficial del lago (onda secundaria), la onda de agua larga, el diseño de la estructura de anclaje de la pila de anclaje, el anclaje de la cadena de anclaje, la plataforma de leyes de tensión y otras condiciones, y el método de anclaje a través de los dos extremos de la anaja.
Diseño básico: el diseño básico generalmente incluye: confirme la carga, seleccione el tipo de base.
Diseño de accesorios: selección y diseño de estructura de conexión.
9. Aplicación del puente de pontones flotantes: peatones, carreteras y ferrocarril.
10. Características del puente de pontón flotante: la estructura no es complicada, también es fácil de desmontar, pero los costos de mantenimiento son altos.
El propósito de construir puentes de pontones flotantes generalmente se divide en dos categorías: una es satisfacer las necesidades de preparación militar de combate o alivio de desastres. Debido a que la base flotante reemplaza la compleja base fija submarina, el puente de pontón flotante es fácil de configurar, fácil de desmantelar, más fácil de evacuar y esconderse, y más fácil de cargar y transportar, y tiene una excelente rapidez y movilidad.
En tiempos de guerra, puede superar los obstáculos del río, garantizar el transporte ferroviario y vial, en tiempos de paz, superar los desastres de inundaciones, llevar a cabo una reparación rápida y alivio de desastres, o comunicarse rápidamente con las dos partes para transportar varios materiales de construcción a gran escala, lo cual es una gran importancia práctica a corto plazo, por lo que el significado de emergencia eficiente a corto plazo, la investigación experimental y experimental en este tipo de pontón de pontón es de gran significado práctico.
El otro propósito es principalmente para consideraciones económicas, a saber, cuando la profundidad del agua del sitio es muy grande o el fondo es muy suave, la construcción de muelles tradicionales no es adecuada. En este momento, el uso de la flotabilidad natural del agua, un puente de pontón flotante que no requiere muelles tradicionales o buenas bases se convierte en una mejor opción.
| Especificación de puente de acero de la pared de Evercross -GRAZS | ||
| de la pared de Evercross Puente de acero |
Bailey Bridge (Compact-200, Compact-100, LSB, PB100, China-321, BSB) Puente modular (GWD, HBD60, CB300, Delta, Type 450, etc.), puente de truss, puente Warren, puente de placa, puente de la viga, cajas de cajas, puente de suspensión, puente con cable, puente de estayas, flotación de puentes flotantes, etc. |
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| Tramos de diseño | De 10 m a 300 m de un solo tramo | |
| Camino de carruaje | Carril único, carriles dobles, multilane, pasarela, etc. | |
| Capacidad de carga | AASHTO HL93.HS15-44, HS20-44, HS25-44, BS5400 HA+20HB, HA+30HB, AS5100 Truck-T44, IRC 70R Clase A/B, OTAN Stanag MLC80/MLC110. Truck-60T, remolque-80/100ton, etc. Corea Puente de primer grado DB24 |
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| Grado de acero | EN10025 S355JR S355J0/EN10219 S460J0/EN10113 S460N/BS4360 Grado 55C AS/NZS3678/3679/1163/Grado 350, ASTM A572/A572M GR50/GR65 GB1591 GB355B/C/C/D/D/460C, etc. |
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| Certificados | ISO9001, ISO14001, ISO45001, EN1090, CIDB, COC, PVOC, SONCAP, etc. | |
| SOLDADURA | AWS D1.1/AWS D1.5 AS/NZS 1554 o equivalente |
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| Perno | ISO898, AS/NZS1252, BS3692 o equivalente | |
| Código de galvanización | ISO1461 AS/NZS 4680 ASTM-A123, BS1706 o equivalente |
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| Nivel de rendimiento | Descripción del peligro |
| 0 | No hay daño a la estabilidad del puente |
| 1 | Sin daños a la función del puente |
| 2 | Aunque el daño tiene algunas limitaciones en la función del puente, estas funciones se pueden restaurar |
| 3 | Los peligros pueden causar la pérdida de la función del puente, pero son limitados para evitar el colapso, el hundimiento y la deriva |
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