Просмотры: 222 Автор: Астин Публикуйте время: 2025-03-13 Происхождение: Сайт
Контент меню
● Введение в железнодорожные мосты
>> Техническое обслуживание и сохранение
>> 1. Что является самым сильным дизайном фермы для тяжелых грузовых поездов?
>> 2. Почему фермы Pratt распространены на железных дорогах?
>> 3. Как инженеры обращаются к коррозии в стальных фермах?
>> 4. Могут ли старые фермы поддерживать современные высокоскоростные поезда?
>> 5. Какова срок службы типичного железнодорожного моста?
● Цитаты:
С 19 -го века мосты железной дороги были основополагающими для глобальных железнодорожных сетей, сочетая структурную эффективность с способностью охватывать большие расстояния. Эти мосты используют треугольные единицы для распределения нагрузок, обеспечивая стабильность под огромным весом поездов. В этой статье рассматриваются наиболее распространенные типы ферм, используемые в железнодорожной инфраструктуре, их принципы дизайна, историческое значение и современные применения.
Мосты фермы характеризуются взаимосвязанными треугольными единицами, которые переносят нагрузки через осевые силы - центр и сжатие. Для железных дорог эти мосты должны вместить тяжелые, динамические нагрузки, сопротивляясь стрессовым факторам окружающей среды, такие как изменения ветра и температуры. Выбор типа фермы зависит от длины пролета, наличия материалов и инженерных приоритетов, таких как стоимость и долговечность.
Ферера Pratt имеет диагонали, которые наклоняются вниз к центру пролета, с вертикальными элементами, соединяющими верхние и нижние аккорды. Эта конфигурация ставит диагонали под натяжение и вертикали в сжатие, оптимизируя использование таких материалов, как сталь, которые превосходят натяжение.
- Историческое использование: широко принято во время железнодорожного бума 19-го века из-за его простоты и адаптивности.
- Современные примеры: мост Медуэй в Мейдстоне, Великобритания, использует искаженную ферму Пратта, чтобы охватить 120 футов, в то время как мост на улице Форт -Уэйн в Индиане демонстрирует его использование для тяжелых грузовых линий.
Преимущества:
- Эффективное распределение нагрузки для средних пролетов (80–250 футов).
- Легко изготавливать и собирать на месте.
Howe Furss инвертирует дизайн Pratt: диагонали наклоняются вверх к центру, помещая их под сжатие, в то время как вертикали обрабатывают натяжение. Это сделало его идеальным для древесины, так как древесина лучше работает при сжатии.
- Историческое использование: популярное на ранних американских железных дорогах, таких как мост на острове Вестхэм в Канаде, который поддержал лесные железнодорожные линии.
- Наследие: сегодня немногие остаются в активной железнодорожной службе, но сохранившиеся примеры, такие как Сэнди -Крик, покрытый мостом в Миссури, подчеркивают его историческую роль.
Преимущества:
- Естественное выравнивание с силой сжимания Вуда.
-Эффективно для коротких сельских линий.
Ферсс Warren использует чередующиеся равносторонние треугольники без вертикальных членов. Эта конструкция равномерно распределяет силы, с диагоналями, чередующимися между натяжением и сжатием в зависимости от положения нагрузки.
- Современные предпочтения: предпочтительны за его материальную эффективность и простоту изготовления. Высокоскоростные железнодорожные линии Германии, такие как те, которые возле новых крестных ворот, используют сварные фермы Warren для пролетов до 300 футов.
- Тематическое исследование: мост Nutfield Lane в Суррее, Великобритания, использует изогнутую ферму Уоррена, чтобы смешать силу с эстетической привлекательностью.
Преимущества:
- Легкий, но надежный для динамических нагрузок.
- Минимальное обслуживание из -за меньшего количества компонентов.
Подкласс фермы Пратта, балтиморская ферма добавляет вторичные вертикальные и диагональные элементы к нижним панелям. Это повышает стабильность и уменьшает отклонение при концентрированных нагрузках.
- Фокус фрахта: обычно используется для тяжелых грузовых коридоров, таких как старый Amtrak Old Saybrook -Sold Lyme Bridge в Коннектикуте.
Преимущества:
- Предотвращает изгиб в сжатых членах.
- Поддерживает более высокие нагрузки оси (до 36 тонн).
Запатентованная в 1852 году Венделем Боллманом, эта целостная ферма сочетает в себе элементы напряжения кованого железа и чугунные компоненты сжатия. Его уникальный дизайн позволил быстрай сборку и стал железнодорожным продуктом.
- Новаторская роль: Железнодорожный мост Болман Трусс в Мэриленде является единственным выжившим примером, который когда -то критичен для расширения железной дороги Балтимора и Огайо.
- Наследие: хотя затмивалось более новыми конструкциями, он продемонстрировал жизнеспособность металлических ферм для рельса.
Разработанный во время Второй мировой войны, Fuly Furss использует модульные сборные стальные панели, которые можно быстро собрать в различных конфигурациях.
- Военные для гражданского использования: первоначально для военной логистики, теперь он служит временным железнодорожным мостам во время ремонта.
- Пример: развернута в послевоенной Европе, чтобы восстановить бомбардированные железнодорожные сети.
Преимущества:
- Быстрое развертывание с минимальными инструментами.
- Адаптируется к промежутке до 200 футов.
Паркер -ферма изменяет дизайн Pratt с помощью полигонального верхнего аккорда, часто образуя мягкую арку (называемую 'Camelback ' при использовании пять сегментов). Это уменьшает изгибающий стресс в более длинных пролетах.
-Растворы с длинным промежутками: мост Икицуки в Японии (1 312-футовый основной пролет) использует ферму Parker для выдержания тайфунов и сейсмической активности.
Преимущества:
- Идеально подходит для пролетов, превышающих 300 футов.
- сопротивляется боковым силам от ветра и землетрясений.
Результаты решетки состоит из многочисленных небольших, пересекающихся диагональных членов, создающих плотную сеть. Эта конструкция распространяет нагрузки по нескольким элементам, уменьшая напряжение на отдельных компонентах.
- Историческое использование: Королевский мост Альберта в Великобритании использует линзовую решетку, охватывающую реку Тамар с 1859 года.
Преимущества:
- Избыточные пути нагрузки повышают безопасность.
- Эстетическая привлекательность с сложными закономерностями.
-Высокопроизводительная сталь (HPS): предлагает большие соотношения прочности к весу, расширяющие возможности пролета.
- Волокон-армированные полимеры (FRP): используется для палуб в коррозийных средах, снижая техническое обслуживание.
- Смягчение коррозии: электрохимические обработки и эпоксидные покрытия продлевают срок службы.
- Модернизация: более старые фермы, такие как длинный мост в Вашингтоне, округ Колумбия, усиливаются с более толстыми плитами из гусей.
- Датчики IoT: контроль над стрессом и коррозией в режиме реального времени, что обеспечивает прогнозное обслуживание.
- 3D -печать: создает индивидуальные запасные детали для исторических мостов.
Железнодорожные фермы остаются незаменимыми из -за их адаптивности и силы. В то время как фермы Пратта и Уоррена доминируют в современных сетях, исторические дизайны, такие как болман и Хоу, заложили основу для сегодняшнего инженера. Инновации в материалах и технологиях мониторинга гарантируют, что эти сооружения будут продолжать поддерживать развивающиеся требования железнодорожного транспорта.
Балтиморская ферма идеально подходит для тяжелых грузов из -за усиленных нижних панелей, которые предотвращают выплетку при концентрированных нагрузках.
Пратт фермы эффективно обрабатывают динамические нагрузки с помощью простых, сборных компонентов, что делает их экономически эффективными для средних пролетов.
Гальванизация, эпоксидные покрытия и жертвенные аноды защищают от ржавчины, в то время как палубы FRP заменяют корродированную сталь в критических областях.
Да, с такими обновлениями, как усиленные суставы и системы демпфирования. Японский мост Икицуки поддерживает пулевые поезда после сейсмической модернизации.
При надлежащем техническом обслуживании стальные фермы могут длиться 100+ лет. Варианты древесины в среднем за 50–70 лет до крупной реабилитации.
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/truss_bridge
[2] https://sremg.org.uk/structures/struct_22.html
[3.]
[4] https://www.enr.com/articles/38496-the-worlds-ten-rogy-ontinuent-truss Bridges
[5] https://www.britannica.com/technology/truss-bridge
[6] https://www.asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/bollman-truss-bridge
[7] https://fgg-web.fgg.uni-lj.si/~/pmoze/esdep/master/wg15b/l0500.htm
[8] https://blog.enerpac.com/7
[9] https://concrete.ethz.ch/assets/brd/autographies/special-girder-bridges-truss-bridges-2021-05-03_notes_inv.pdf
[10] https://borhs.org/archives/bridges1914.pdf
[11] https://www.ahtd.ar.gov/historic_bridge/historic%20bridge%20resources/haer%20technical%20Leaflet%2095%20-%20Bridge%20Truss%20Types.pdf
[12] https://iowadot.gov/historicbridges/cultural-resources/bridge-types
[13] https://www.highestbridges.com/wiki/index.php?title=a_brief_history_of_high_railway_bridges
[14] https://steelconstruction.info/bridges
[15] https://ijsred.com/volume4/issue3/ijsred-v4i3p138.pdf
[16] https://steelconstruction.info/images/e/e0/sci_p318.pdf
[17] https://www.trains.com/mrr/how-to/expert-tips/types-of-model-rail Bridges-and-wne-to-use-them//
[18] https://www.waldeckconsulting.com/latest_news/ost-effective-bridge-design-factors-structural-integrity-longevity/
[19] https://www.scientific.net/amm.204-208.2135
[20] https://structurae.net/en/structures/bridges/truss bridges
[21] https://www.gettyimages.co.jp/%E5%86%99%E7%9C%9f/famous truss bridges
[22] https://structurae.net/en/structures/bridges/truss-bridges/list
[23] https://core.ac.uk/download/pdf/323313786.pdf
[24] https://bjrbe-journals.rtu.lv/bjrbe/article/view/bjrbe.2023-18.614
[25] https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:1604713/fulltext01.pdf
[26] https://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12614825/index.pdf
[27] https://www.shortspansteelbridges.org/resources/case-study/
