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1. Il ponte di barche galleggiante si riferisce a un ponte che galleggia sulla superficie dell'acqua con una barca o un pontone al posto dei pilastri del ponte. Il ponte di barche galleggiante è composto da molo galleggiante, pannello, trave di distribuzione e sistema di cavi.
2. Punti di considerazione dello schema di base della progettazione di un ponte di barche galleggiante
Condizioni stradali, prestazioni, struttura del pontone, disegni del pontone, ambiente
3. Principio di progettazione di base del ponte di barche galleggiante
Principi da seguire: gli obiettivi prestazionali sono coerenti con lo scopo, sicurezza, durabilità, qualità, facilità di manutenzione e gestione, armonia con l'ambiente, economia e altri indicatori.
Scelta del tipo di struttura: devono essere considerate le condizioni topografiche, geologiche e geografiche.
Il numero di strutture dei pontoni e il sistema complessivo dovrebbero soddisfare i requisiti di resistenza, deformazione e stabilità.
La durata di un ponte di barche galleggiante è molto sensibile alle condizioni ambientali e a fattori come i carichi naturali (come vento, onde dell'acqua, corrente, cambiamenti delle maree, sub-fluttuazioni nella superficie del lago) e la corrosione. In condizioni di basso costo del ciclo, la durata di servizio del ponte di barche galleggiante dovrebbe essere generalmente di 75-100 anni.
Secondo la classificazione di importanza, il ponte di barche galleggiante è diviso in tipo standard e tipo importante speciale, cioè ponte di barche galleggiante di tipo A e ponte di barche galleggiante di tipo B. Il ponte di barche galleggianti A è diverso dal ponte di barche galleggianti B. I ponti di barche galleggianti B sono suddivisi in: superstrade, superstrade urbane, strade urbane designate, strade nazionali ordinarie, doppi incroci, viadotti, ponti ferroviari, ponti locali e comunali particolarmente importanti.
La tabella seguente riporta la classificazione dei livelli prestazionali dello stato del ponte di barche galleggiante. Un livello di prestazione statale pari a 0 viene confrontato principalmente con altri livelli di prestazione 1-3. Per carichi di traffico, onde di tempesta, tsunami e terremoti, i pontoni sono progettati in diversi livelli di prestazione.
In base al fattore di importanza, la progettazione del ponte di barche galleggiante dovrebbe garantire che abbia il corrispondente livello di prestazione target elencato nella Tabella 7, come carico, onda di tempesta, tsunami e terremoto.
4. Carico di progetto del ponte di barche galleggiante
Carico di progetto
Comprende principalmente: carico statico, carico dinamico, carico d'urto (come collisione, ecc.), pressione del terreno (come il palo di ancoraggio nel sistema di ancoraggio sul ponte di barche galleggiante), pressione idrostatica (inclusa la galleggiabilità), carico del vento, fattore delle onde d'acqua (incluso il fattore di espansione), fattore sismico (inclusa la pressione idrodinamica), fattore di cambiamento di temperatura, fattore di flusso d'acqua, fattore di cambiamento della marea, fattore di deformazione della fondazione, fattore di movimento del supporto, ecc. Carico di neve, carico centrifugo, fattore tsunami, fattore di marea tempestosa, lago fluttuazione (fluttuazione secondaria), onda d'urto della nave, shock marino, carico di frenata, carico di assieme, carico di collisione (compresa la collisione della nave), fattore di banchisa e pressione della banchisa, fattore di trasporto costiero, fattore di oggetti alla deriva, fattore di classe dell'acqua (erosione e attrito) e altri carichi.
Galleggiabilità, onda d'acqua, vento e periodo di ricorrenza
Durante la progettazione del ponte di barche galleggiante, il cambiamento del livello dell'acqua causato dalla marea, dallo tsunami e dalle mareggiate è uno dei carichi di controllo. Nella progettazione è necessario tenere conto dell'asse verticale del ponte di barche galleggiante. Quando il vento soffia sull'acqua, le onde risultanti creeranno carichi orizzontali, verticali e torsionali sul ponte di barche galleggiante. Questi carichi dipendono dalla velocità del vento, dalla direzione, dalla durata, dalla lunghezza del colpo (lunghezza della zona del vento), dalla struttura del canale e dalla profondità.
La velocità del vento di progetto è la velocità media su un periodo di 10 minuti ad un'altitudine di 10 m sopra l'acqua. I carichi naturali come venti e terremoti sono un fattore chiave in molti casi.
Onda d'acqua irregolare
Normalmente, le onde dell'acqua sono molto irregolari. Sono composti da onde d'acqua regolari con molte componenti di frequenza.
Poiché il periodo naturale del ponte di barche galleggiante è molto più lungo di quello del ponte tradizionale, l'effetto dell'onda d'acqua con un lungo periodo è maggiore. In termini di frequenza, lo spettro rappresenta la distribuzione energetica delle onde dell'acqua. Quando il vento soffia da una certa distanza orizzontale, le onde dell'acqua continuano a viaggiare. Ma dopo un certo periodo di tempo, l'onda dell'acqua smette gradualmente di rafforzarsi e diventa stabile.
Carico combinato
Il carico combinato avrà un effetto negativo sul ponte di barche galleggiante.
I livelli di marea sono suddivisi nelle seguenti categorie:
Durante i terremoti: tra HWL (alto livello dell'acqua) e LWL (basso livello dell'acqua);
Durante le tempeste di neve: tra HHWL (HWL più alto) e LWL o tra HHWL e LLWL (LWL più basso);
Condizioni d'uso: tra HWL e LWL
Pertanto, durante gli tsunami non si verificano danni mortali, né a causa di cambiamenti estremi di marea tra HWL e LWL, né a causa dell'innalzamento e dell'abbassamento del livello dell'acqua.
5. Materiale del ponte di barche galleggiante
I materiali comuni sono acciaio e cemento.
In generale, la corrosione della struttura del pontone dovrebbe essere considerata per prima. Poiché l'impermeabilità del calcestruzzo è molto importante, nella produzione di ponti di barche galleggianti viene generalmente utilizzato il calcestruzzo impermeabile o il calcestruzzo marino. Tra questi, il cemento Portland a medio punto di fusione, il cemento delle scorie dell'altoforno Portland, il cemento delle polveri volanti Portland possono essere utilizzati per realizzare ponti di barche galleggianti. Gli effetti di peristalsi e contrazione della struttura devono essere considerati solo quando il serbatoio è asciutto, quindi gli effetti sopra indicati non devono essere considerati una volta varato il serbatoio. Il calcestruzzo ad alte prestazioni come la polvere volante e la polvere di silice è più adatto per realizzare serbatoi galleggianti.
I materiali utilizzati nel sistema di ormeggio dovrebbero essere selezionati in base agli obiettivi di progettazione, all'ambiente, alla durabilità e all'economia.
A causa dell'ambiente corrosivo, è necessaria l'anticorrosione, soprattutto nelle parti al di sotto del livello medio dell'acqua, MLWL, si verificherà una grave corrosione locale. Per tali parti viene generalmente adottata la protezione catodica.
Il trattamento superficiale è generalmente adottato con metodi di trattamento superficiale LWL che includono verniciatura, aggiunta di superficie di materiale organico, superficie di grasso minerale, superficie di materiale inorganico e così via. Il trattamento superficiale inorganico comprende rivestimenti metallici, come rivestimento in titanio, superficie in acciaio inossidabile, zinco, alluminio, lega di alluminio, ecc. L'effetto della profondità dell'acqua sulla velocità di corrosione dipende dall'ambiente.
La corrosione da schizzi è la più grave e il suo limite superiore può essere determinato in base all'installazione della struttura.
L'area di flusso e riflusso è l'ambiente più severo e la velocità di corrosione varia notevolmente con la profondità.
Nella zona dell'acqua salata, l'ambiente diventa più moderato. Ma in alcune condizioni, come le correnti e l’aumento dei trasporti marittimi, la corrosione può essere accelerata.
L’ambiente dello strato di terreno al di sotto del fondale marino dipende dalla densità del sale, dal livello di inquinamento e dalle condizioni climatiche, ma il tasso di corrosione è relativamente stabile.
Nota: rispetto alla struttura fissa, il ponte di barche galleggiante cambia con la superficie dell'acqua, quindi il flusso e riflusso della marea non esiste.
6. Stato limite del ponte di barche galleggiante
Il ponte di barche galleggiante deve avere una capacità sufficiente per affrontare potenziali pericoli quali navi, detriti, legno, inondazioni, guasto della corda di ormeggio e completa separazione del ponte dopo frattura laterale o obliqua.
Sebbene l'acqua fornisca galleggiabilità al ponte di barche galleggiante, se l'acqua penetra all'interno del ponte di barche galleggiante, danneggerà gradualmente il ponte di barche galleggiante e alla fine porterà all'affondamento del ponte. Questo è l'attuale problema di ricerca che si trova ad affrontare il ponte di barche galleggiante.
7. Progettazione specifica e analisi del ponte di barche galleggiante
Stabilità: si riferisce alla capacità della nave di inclinarsi sotto l'azione di forze esterne e di tornare alla posizione di equilibrio originale dopo che le forze esterne scompaiono.
Tre stati di equilibrio:
1) Equilibrio stabile: G è inferiore a M e la gravità e la galleggiabilità formano una coppia di stabilità dopo l'inclinazione.
2) Equilibrio instabile: G è superiore a M e la gravità e la galleggiabilità formano un momento ribaltante dopo l'inclinazione.
3) Equilibrio accidentale: G e M coincidono e gravità e galleggiabilità agiscono sulla stessa linea verticale dopo l'inclinazione, senza coppia.
Il rapporto tra stabilità e navigazione della nave:
1) La stabilità è eccessiva e la nave oscilla violentemente, causando disagio al personale, uso scomodo degli strumenti di navigazione, facili danni alla struttura dello scafo e facile spostamento del carico nella stiva, mettendo così in pericolo la sicurezza della nave.
2) La stabilità è troppo piccola, la capacità antiribaltamento della nave è scarsa, è facile apparire con un ampio angolo di inclinazione, un recupero lento e la nave è inclinata a lungo sulla superficie dell'acqua e la navigazione è inefficace.
Come nel caso delle imbarcazioni, il ribaltamento dei pontoni è legato alla loro stabilità statica.
Nel processo di progettazione di un ponte di barche galleggiante, è necessario considerare diverse grandezze fisiche importanti: spostamento verticale, spostamento orizzontale e grado di inclinazione.
Che si tratti delle solite condizioni meteorologiche di bufera di neve che si verificano una volta all'anno o di condizioni di bufera di neve estreme che si verificano una volta ogni secolo, il comfort del traffico deve essere attentamente considerato nella progettazione. Pertanto, l'accelerazione di risposta del ponte dovrebbe rientrare nell'intervallo di valori tollerabili.
Stabilità di manovrabilità: la facilità di manovrabilità è una delle prestazioni più importanti.
Fatica: per prevenire danni strutturali causati da carichi dinamici, come vento, onde dell'acqua, ecc. Il metodo di valutazione è lo stesso dei Ponti tradizionali.
Fattori sismici: poiché il ponte di barche galleggiante ha un lungo periodo naturale, è necessario studiare l'influenza delle onde sismiche a lungo periodo. Sebbene i pontoni siano intrinsecamente isolati, è necessario verificare la resistenza del sistema di ormeggio ai terremoti, in particolare dei pali di ormeggio e delle fondazioni.
8. Progettazione del corpo del ponte di barche galleggiante: i pontoni generali considerano principalmente il serbatoio del pontone separato. Come spiegato in precedenza, le caratteristiche idrodinamiche di ciascun serbatoio possono essere studiate individualmente, e quindi i risultati ottenuti possono essere utilizzati per l'analisi globale del sistema. In effetti, metodi discreti come il metodo degli elementi finiti sono spesso utilizzati nell'analisi del sistema globale. Per questo metodo di analisi, si dovrebbero considerare la massa aggiuntiva di ciascun serbatoio, lo smorzamento idrodinamico e i fattori idrodinamici, e dovrebbe essere inserita la posizione del centro di galleggiabilità del serbatoio.
Progettazione della velocità del vento e dell'altezza effettiva delle onde: l'altezza effettiva delle onde di 2,5 m è un punto chiave del ponte di tipo pontone. Per garantire che l'altezza effettiva delle onde sia inferiore a 2,5 m, è necessario installare una barriera contro le onde. L'effetto viscoso e l'effetto del flusso potenziale sono due fattori importanti nell'analisi del moto ondoso incidente dell'acqua e dello stress delle strutture sottomarine. Per la teoria del flusso potenziale, si tratta principalmente degli effetti di diffusione e radiazione delle onde d'acqua attorno alla struttura.
La dispersione dell'acqua è la più importante. Pertanto, è molto ragionevole applicare la teoria della diffusione delle onde d'acqua per analizzare il problema in questa regione.
Infatti, sebbene la teoria del flusso potenziale del fluido a superficie libera sia basata sul presupposto che il fluido sia incomprimibile, irrotazionale e non viscoso, i suoi risultati di previsione sono in buon accordo con i risultati sperimentali. Questo è il motivo per cui la teoria della diffusione delle onde dell'acqua basata sulla teoria del flusso potenziale lineare viene spesso applicata nell'analisi della progettazione.
Progettazione della sovrastruttura: comprende principalmente la selezione del tipo di struttura, la progettazione della composizione della struttura e il contenuto anticorrosivo.
Design del corpo flottante: il design del corpo flottante è molto diverso dal design tradizionale del ponte. La progettazione del corpo galleggiante comprende: selezione del tipo di corpo galleggiante, progettazione delle parti di controllo delle inondazioni del corpo galleggiante, progettazione della prevenzione delle collisioni della nave, progettazione della struttura della sezione di connessione di transizione, protezione dalla corrosione, strutture ausiliarie e progettazione della struttura di ancoraggio.
Progettazione della struttura di ancoraggio: confermare il tipo, la distribuzione e la quantità della struttura di ancoraggio. Nella progettazione, è necessario comprendere i vari parametri dell'ambiente, come la velocità del vento, l'onda e la corrente dell'acqua, il terremoto, il cambiamento di temperatura, lo tsunami, lo shock sulla superficie del lago (onda secondaria), l'onda dell'acqua a lungo periodo, il design della struttura di ancoraggio del palo di ancoraggio, l'ancoraggio della catena di ancoraggio, la piattaforma della gamba di tensione e altre condizioni e il metodo di ancoraggio attraverso le due estremità del morsetto.
Progettazione di base: la progettazione di base solitamente comprende: confermare il carico, selezionare il tipo di fondazione.
Progettazione degli accessori: scelta e progettazione della struttura di connessione.
9. Applicazione del ponte di barche galleggiante: pedonale, stradale e ferroviario.
10. Caratteristiche del ponte di barche galleggiante: la struttura non è complicata, è anche facile da smontare, ma i costi di manutenzione sono elevati.
Lo scopo della costruzione di ponti di barche galleggianti è generalmente diviso in due categorie: una è soddisfare le esigenze di prontezza al combattimento militare o di soccorso in caso di calamità. Poiché la fondazione galleggiante sostituisce la complessa fondazione fissa subacquea, il ponte di barche galleggiante è facile da installare, facile da smontare, più facile da evacuare e nascondere, e più facile da caricare e trasportare, e ha una rapidità e mobilità eccezionali.
In tempo di guerra, può superare gli ostacoli fluviali, garantire il trasporto ferroviario e stradale, in tempo di pace, superare le inondazioni, effettuare riparazioni rapide e soccorsi in caso di calamità o comunicare rapidamente con le due parti per trasportare vari materiali da costruzione su larga scala, che è un mezzo di emergenza flessibile ed efficiente a breve termine, quindi la ricerca teorica e sperimentale su questo tipo di ponte di barche galleggiante è di grande importanza pratica.
L'altro scopo è principalmente economico, vale a dire, quando la profondità dell'acqua del sito è molto grande o il fondale è molto morbido, la costruzione di moli tradizionali non è adatta. In questo momento, sfruttando la naturale galleggiabilità dell'acqua, un ponte di barche galleggiante che non richiede moli tradizionali o buone fondamenta diventa una scelta migliore.
| EVERCROSS - SPECIFICA DEL PONTE IN ACCIAIO DELLA GRANDE MURA | ||
| EVERCROSS - PONTE IN ACCIAIO DELLA GRANDE MURA |
Ponte Bailey (Compact-200, Compact-100, LSB, PB100, China-321, BSB) Ponte modulare (GWD, HBD60, CB300, Delta, tipo 450, ecc.), Ponte di travatura reticolare, Ponte Warren, Ponte ad arco, Ponte a piastre, Ponte a travi, Ponte a trave a scatola, Ponte sospeso, Ponte strallato, Ponte galleggiante, ecc. |
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| CAMPI DI PROGETTAZIONE | DA 10 M A 300 M Campata singola | |
| VIA CARRABILE | CORSIA SINGOLA, CORSIA DOPPIA, MULTILANA, PASSERELLA, ECC | |
| CAPACITÀ DI CARICO | AASHTO HL93.HS15-44,HS20-44,HS25-44, BS5400 HA+20HB,HA+30HB, AS5100 Truck-T44, IRC 70R Classe A/B, NATO STANAG MLC80/MLC110. del camion-60T, Trailer-80/100Ton, ecc. Ponte DB24 di 1° grado della Corea |
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| GRADO DI ACCIAIO | EN10025 S355JR S355J0/EN10219 S460J0/EN10113 S460N/BS4360 Grado 55C AS/NZS3678/3679/1163/Grado 350, ASTM A572/A572M GR50/GR65 GB1591 GB355B/C/D/460C, ecc |
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| CERTIFICATI | ISO9001, ISO14001,ISO45001,EN1090,CIDB,COC,PVOC,SONCAP, ecc | |
| SALDATURA | AWS D1.1/AWS D1.5 AS/NZS 1554 o equivalente |
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| BULLONI | ISO898,AS/NZS1252,BS3692 o equivalente | |
| CODICE ZINCATURA | ISO1461 AS/NZS 4680 ASTM-A123, BS1706 o equivalente |
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| Livello di prestazione | Descrizione del pericolo |
| 0 | Nessun danno alla stabilità del ponte |
| 1 | Nessun danno alla funzione del ponte |
| 2 | Sebbene il danno presenti alcune limitazioni alla funzione del ponte, queste funzioni possono essere ripristinate |
| 3 | I pericoli possono causare la perdita della funzione del ponte, ma sono limitati per evitare crolli, cedimenti e derive |
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