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Ponte estaiada , também conhecida como ponte diagonal, é um tipo de ponte onde a viga principal é puxada diretamente na torre da ponte com muitos cabos. É um sistema estrutural composto por uma torre pressurizada, um cabo tensionado e um corpo em viga dobrada.
A ponte estaiada é dividida principalmente em três partes: viga principal, torre de cabos e estai.
A viga principal geralmente adota estrutura de concreto, estrutura combinada de aço-concreto,
Estrutura de aço ou estrutura mista de aço e concreto.
Torre de cabos - adota concreto, combinação aço-concreto ou estrutura de aço. A maioria deles são estruturas de concreto.
Cabo estaiado - é feito de material de alta resistência (fio de aço de alta resistência ou cordão de aço).
O caminho de transferência de carga da ponte estaiada é: as duas extremidades do cabo estaiado são ancoradas respectivamente na viga principal e na torre de cabos, e a carga permanente e a carga do veículo da viga principal são transferidas para a torre de cabos, e então transmitido para a fundação através da torre de cabos.
Portanto, a viga principal é suportada pelos vários pontos do cabo, e a viga contínua com suporte elástico de vários vãos é tensionada, o momento fletor interno da viga é bastante reduzido e o tamanho da viga principal é bastante reduzido (a altura da viga é geralmente 1/50 ~ 1/200 do vão, ou até menor), o que reduz o peso estrutural e aumenta muito a capacidade de travessia da ponte.
1. Torre gêmea de três vãos: devido ao seu vão principal ser maior, geralmente adequado para cruzar rios maiores.
2. Vão duplo de torre única: devido ao vão do furo principal ser geralmente menor que o vão do furo principal dos três vãos da torre gêmea, é adequado para cruzar rios de pequeno e médio porte e canais urbanos.
3.Três torres, quatro vãos e multi-torres multi-span: devido ao topo da torre intermediária da ponte estaiada multitorre multi-span e a ponte suspensa não tem cabo de ancoragem final para limitar efetivamente seu deslocamento, ponte estaiada ou ponte suspensa com estrutura flexível adota multi-torre e multi-span aumentará ainda mais a flexibilidade da estrutura, o que pode levar a deformação excessiva.
4. Cais auxiliar e vão lateral
A carga dinâmica geralmente produz um grande momento fletor positivo próximo à extremidade da viga lateral e leva à rotação do corpo da viga, e a junta de expansão é fácil de ser danificada. Neste caso, pode-se resolver alongando a viga lateral para formar o vão principal ou fixando o pilar auxiliar. Ao mesmo tempo, a configuração do pilar auxiliar pode reduzir a amplitude de tensão do cabo, melhorar a rigidez do vão principal e aliviar a reação negativa do fulcro final, que é um método comum em pontes estaiadas de longo vão.
Além disso, a instalação de pilares auxiliares também é conveniente para a construção em cantilever de pontes estaiadas, ou seja, a construção em cantilever duplo para o pilar auxiliar equivale à construção em cantilever simples, e seu balanço é pequeno e mais seguro.
A forma da torre de cabos
A torre de cabos é a estrutura principal para expressar a personalidade e o efeito visual da ponte estaiada, portanto, deve-se prestar bastante atenção ao design estético da torre de cabos.
O projeto da torre deve ser adequado à disposição do cabo, a transmissão de força deve ser simples e clara e a torre deve estar sob pressão axial, tanto quanto possível, sob a ação da carga permanente.
(a) É uma torre principal do tipo coluna única, de estrutura simples.
(b) É a forma de A.
(c) É do tipo Y invertido, que possui alta rigidez ao longo da ponte e é propício para suportar a tensão desequilibrada do cabo em ambos os lados da torre de cabos; O formato A também pode reduzir o momento fletor negativo da viga principal neste ponto.
O layout da direção da ponte cruzada da torre de cabos pode ser dividido em tipo de coluna única, tipo de coluna dupla, tipo de porta ou tipo H, tipo A, tipo gema ou tipo Y invertido.
A disposição vertical e horizontal do poste é do tipo coluna única, adequada apenas para pontes estaiadas de plano único. Quando for necessário reforçar a rigidez ao vento da ponte transversal, pode-se utilizar o tipo g ou h. b~d é geralmente adequado para cabos biplanares; e, f e i são geralmente adequados para pontes estaiadas com superfícies de cabos diagonais duplas.
A relação entre altura e vão da torre
A altura da torre determina a rigidez e economia de toda a ponte.
Geralmente, existem três tipos de posições de superfície de cabo, a saber (a) plano de cabo único, (b) plano de cabo duplo vertical e (c) plano de cabo duplo oblíquo e plano de cabo múltiplo
Plano de cabo único: Seção em caixa com grande rigidez mecânica à torção. A vantagem é que, visto de perspectiva, o cabo não funciona contra a torção. Portanto, a viga principal deve ser utilizada no piso da ponte com amplo campo de visão.
Plano vertical de cabo duplo: O torque que atua na ponte pode ser resistido pela força axial do cabo, e a viga principal pode utilizar uma seção com menor rigidez torcional. Sua resistência ao vento é relativamente fraca.
Plano de cabo duplo diagonal, que é particularmente benéfico para o corpo da viga do tabuleiro da ponte resistir à vibração torcional do vento (o plano de cabo duplo diagonal limita o balanço transversal da viga principal). As faces inclinadas dos cabos duplos devem adotar postes Y, A ou duplos. Se o vão for muito pequeno, considere a vista, não deve ser adotado. Geralmente, é utilizado quando o vão é superior a 600m, ou quando não consegue atender aos requisitos de resistência ao vento.
Existem três tipos básicos de formatos de superfície de cabo, conforme mostrado, a saber (a) formato radial, (b) formato de harpa e (c) setor. Suas respectivas características são as seguintes:
a) A disposição radial do cabo é distribuída uniformemente ao longo da viga principal, enquanto na torre está concentrada no ponto superior. Como o ângulo médio de intersecção entre o cabo e o plano horizontal é grande, a componente vertical do cabo tem um grande efeito de suporte na viga principal, mas a estrutura do ponto de ancoragem no topo da torre é complicada.
b) O cabo no arranjo em forma de harpa é disposto em paralelo, o que é mais conciso quando o número de cabos é pequeno, podendo simplificar a estrutura de conexão do cabo e da torre de cabos. Os pontos de ancoragem na torre estão espalhados, o que é benéfico para a força da torre de cabos. A desvantagem é que o ângulo de inclinação do cabo é pequeno, a tensão total do cabo é grande, então o cabo é mais utilizado.
(c) O arranjo setorial do cabo não é paralelo entre si, tem as vantagens dos dois arranjos acima e tem sido amplamente utilizado em projetos.
O arranjo da distância do cabo pode ser dividido em 'cabo fino' e 'cabo denso'.
Estágio inicial - cabo fino. Cabo moderno – denso (computação computacional)
As vantagens do sistema de cabos denso são as seguintes:
1. A distância do cabo é pequena, o momento de flexão da viga principal é pequeno (a distância do cabo na viga principal é geralmente de 4-10m de viga de concreto, a viga de aço é de 12-20m);
2. A força do cabo é pequena, a estrutura do ponto de ancoragem é simples;
3. A mudança no fluxo de tensão próximo ao ponto de ancoragem é pequena e a faixa de reforço é pequena;
4. Propício à ereção do braço;
5. Cabo fácil de trocar.
6. Quando a ponte estaiada é erguida pelo método cantilever, o espaçamento dos cabos deve ser de 5 ~ 15m.
O sistema estrutural de pontes estaiadas pode ser dividido nas seguintes formas:
de acordo com a combinação de torre, viga e píer: Sistema flutuante, sistema semi-flutuante, sistema de consolidação de vigas de torre e sistema de estrutura rígida.
De acordo com o modo contínuo da viga principal, existem sistemas contínuos e sistemas de estrutura em T.
De acordo com o método de ancoragem do cabo, ele é classificado em auto-ancoragem e ancoragem ao solo
A maioria das pontes estaiadas são sistemas auto-ancorados. Somente quando o vão principal é grande e o vão lateral é pequeno, algumas pontes estaiadas utilizam sistema de ancoragem parcial ao solo.
Classificação por altura de torre: pontes estaiadas convencionais e pontes estaiadas parciais com torres baixas.
O desempenho mecânico da ponte estaiada parcial de pilão baixo está entre a ponte em viga e a ponte estaiada.
A função da viga principal tem três aspectos:
(1) Distribua a carga morta e a carga viva no cabo. Quanto menor for a rigidez da viga, menor será o momento fletor.
(2) Como parte de toda a ponte juntamente com o cabo e a torre, a força suportada pela viga principal é principalmente a pressão axial formada pela componente horizontal do cabo, pelo que necessita de ter rigidez suficiente para evitar flambagem;
(3) Resistir ao vento transversal e às cargas sísmicas e transmitir essas forças à subestrutura.
Quando a distância do cabo é grande, a viga principal é projetada pelo controle do momento fletor. Para pontes estaiadas planas de cabo único, as vigas principais são projetadas por controle de torção. Para o sistema de cabos duplos, o projeto da viga principal deve considerar principalmente o fator de pressão axial e a flexão longitudinal de toda a ponte.
Além disso, deve-se considerar que a viga principal possui resistência e rigidez suficientes para substituir o cabo com carga móvel reduzida. Também é necessário considerar que a estrutura ainda possui reserva de segurança suficiente quando o cabo individual se rompe ou sai acidentalmente da obra.
As vigas principais das pontes estaiadas são compostas de quatro formas diferentes:
1. Vigas de concreto protendido, conhecidas como pontes estaiadas de concreto, vão econômico inferior a 400m.
2. Viga composta de aço-concreto, chamada ponte estaiada de viga composta, vão econômico de 400 ~ 600m.
3. Toda a viga principal de aço, conhecida como ponte estaiada de aço, extensão econômica superior a 600m.
4. O vão principal é uma viga principal de aço ou uma viga mista de aço-concreto, e o vão lateral é uma viga de concreto, que é chamada de ponte estaiada híbrida com um vão econômico de mais de 600m.
A composição dos componentes da torre de cabos: a torre desempenha um papel decisivo na estética: seleção cuidadosa de formas, desenho de proporções de tamanho, utilização de modelos e otimização local.
O principal componente da torre de cabos é a coluna da torre, e também existem vigas ou outros membros de ligação entre as colunas da torre.
Geralmente, as vigas entre as colunas da torre podem ser divididas em vigas estruturais e vigas não estruturais. A primeira é uma viga de flexão para fixar o suporte da viga principal e uma viga de barra de pressão ou uma viga de tirante na curva da coluna da torre. Esta última é a viga superior da torre e a viga intermediária da coluna da torre sem girar.
Geralmente, a torre de cabos de corpo sólido é adequada para pontes estaiadas de pequeno e médio vão, para vãos pequenos pode ser usada seção igual, para pontes estaiadas de vãos mais médios pode ser usada seção oca.
A estrutura da torre de cabos de seção retangular é simples, e seus quatro cantos devem ser chanfrados ou arredondados para facilitar a resistência ao vento. O poste de secção H é o mais desfavorável ao vento. A seção octogonal é propícia à configuração de tendões protendidos circunferenciais fechados, mas a estrutura é um pouco complicada.
A seção em forma de H na fachada não pode expor a cabeça da âncora, o que melhora a aparência, mas ao mesmo tempo cria quatro planos de cabos.
Este problema pode ser resolvido utilizando torres de seção H com dois planos de cabos. No entanto, usar um formulário fará com que a torre da ponte fique torcida, e usar dois formulários para cruzar as configurações superior e inferior pode evitar que a torre da ponte fique torcida, mas não bonita.
A construção do cabo de sustentação
A estrutura da dragline é basicamente dividida em duas categorias: cabo de instalação integral e cabo de instalação disperso. A representação do primeiro são cabos de fios paralelos com âncoras fundidas a frio, enquanto a representação do último são cabos de fios paralelos com âncoras de clipe.
1. Cabo de fio paralelo com âncora fundida a frio
2. Cabo de aço paralelo com âncora de clipe
O fio de aço no cabo paralelo é substituído por um fio de aço de seção igual, que se torna um cabo de aço.
O peso do cabo de aço único é leve, o transporte e a instalação são convenientes, mas a cabeça da âncora precisa de proteção no local, aumentando a dificuldade de garantia de qualidade.
1. Ancoragem do cabo na viga
A componente vertical é equilibrada pela barra oblíqua de reforço.
2. Ancoragem do cabo na torre de cabos
A vibração do cabo induzida pelo vento é comum em todos os tipos de vãos e tipos de pontes estaiadas, e a vibração do cabo é fácil de causar fadiga e danos. Atualmente, as principais medidas para reduzir a vibração do cabo da ponte estaiada são as seguintes:
(1) Método de controle pneumático
(2) método de redução de vibração de amortecimento
(3) Alteração das características dinâmicas do cabo
A superfície lisa original do cabo é transformada em uma superfície não lisa com cristas em espiral, cristas em barra, ranhuras em forma de V ou pontos circulares côncavos. A saliência na superfície do cabo pode evitar a formação da linha d'água do cabo quando chove, evitando assim a ocorrência de vibração da chuva.
O mecanismo do método de amortecimento de redução de vibração consiste em aumentar a taxa de amortecimento do cabo instalando um dispositivo de amortecimento de modo a restringir a vibração do cabo. De acordo com a relação entre o dispositivo de amortecimento e o cabo, o dispositivo de amortecimento pode ser dividido em um amortecedor interno colocado na luva e um amortecedor externo preso ao cabo.
Vários cabos são conectados entre si por meio de acoplamentos (grampos de cabo) ou cabos auxiliares, que podem ter diâmetro muito menor que o cabo principal.
O mecanismo de ação é que o cabo longo é convertido em um cabo relativamente curto através da conexão, de modo que a frequência base de vibração do cabo seja aumentada e a vibração do cabo seja suprimida.
É muito eficaz para prevenir vibrações de baixa frequência e também pode reduzir a probabilidade de vibração de chuva e vibração de cabo único, mas a supressão da vibração de vorticidade geralmente ocorre na forma de ordem elevada não é óbvia. Além disso, o cabo auxiliar está sujeito à fratura por fadiga, o que tem certo impacto na paisagem da ponte.
O método de construção da ponte estaiada pode ser resumido da seguinte forma: há método de construção de suporte, método de construção push, método de construção rotativo e método de construção cantilever (montagem cantilever e vazamento cantilever).
Aplicação de pontes estaiadas: ponte estaiada rodoviária, ponte estaiada ferroviária
As vantagens das pontes estaiadas:
O tamanho do corpo da viga é pequeno e a capacidade de travessia da ponte é grande.
Menos restrito pela folga da ponte e elevação do convés.
A estabilidade do vento é melhor que a ponte pênsil.
Não há necessidade de estrutura de ancoragem centralizada como ponte pênsil.
Construção fácil de cantilever.
| ESPECIFICAÇÃO DA PONTE DE AÇO EVERCROSS | ||
| EVERCROSS PONTE DE AÇO |
Ponte Bailey (Compact-200, Compact-100, LSB, PB100, China-321, BSB) Ponte modular (GWD, Delta, tipo 450, etc), Ponte de treliça, Ponte Warren, Ponte em arco, Ponte de placa, Ponte de viga, Ponte de viga em caixa, Ponte suspensa, Ponte estaiada, Ponte flutuante, etc. |
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| PROJETOS | 10M A 300M de vão único | |
| CAMINHO DE TRANSPORTE | PISTA ÚNICA, PISTA DUPLA, MULTILANE, PASSEIO, ETC | |
| CAPACIDADE DE CARGA | 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. Caminhão-60T, Reboque-80/100Ton, etc. |
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| GRAU DE AÇO | EN10025 S355JR S355J0/EN10219 S460J0/EN10113 S460N/BS4360 Grau 55C AS/NZS3678/3679/1163/Grau 350, ASTM A572/A572M GR50/GR65 GB1591 GB355B/C/D/460C, etc. |
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| CERTIFICADOS | ISO9001, ISO14001, ISO45001, EN1090, CIDB, COC, PVOC, SONCAP, etc. | |
| SOLDAGEM | AWS D1.1/AWS D1.5 AS/NZS 1554 ou equivalente |
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| PARAFUSOS | ISO898,AS/NZS1252,BS3692 ou equivalente | |
| CÓDIGO DE GALVANIZAÇÃO | ISO1461 AS/NZS 4680 ASTM-A123, BS1706 ou equivalente |
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| Nome do produto | Ponte estaiada |
| Material | Aço |
| Tratamento de superfície | Galvanizado por imersão a quente |
| Cor | Cor personalizada |
| Usar | Ponte rodoviária, ponte ferroviária, ponte pedonal |
| Pacote de Transporte | Transportado por contêiner/caminhão em embalagem forte |
| Classe de aço | S355/Gr 55c/Gr350/Gr50/Gr65/GB355/460 |
| Capacidade de carga | Hl93/Ha+20hb/T44/Classe a/B/MLC110/dB24 |
| Certificação | DIN, JIS, GB, BS, ASTM, AISI |
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