Studie enthüllt wichtige Erkenntnisse zur Stabilität von Stahlträgern in Brücken

Brücken überspannen Berge, Flüsse und Täler und verbinden Städte und ländliche Gebiete als wichtige Knotenpunkte in modernen Verkehrsnetzen.Aber was hält diese Stahlgiganten standhaft gegen Wind und WetterDie Antwort liegt in ihren oft übersehenen, aber lebenswichtigen Unterstützungssystemen, den stillen Hütern, die die Sicherheit jedes Reisenden gewährleisten.

Als unentbehrliche Hilfskomponenten von Brückenbauten erfüllen Stützsysteme mehrere entscheidende Funktionen:

• Stabilisierungsbau:Während des Brückenbaus wirken die Stützsysteme als robuste Rahmen, die verhindern, dass sich die Hauptträger unter ihrem eigenen Gewicht und dem nassen Betondruck seitlich biegen.
• Lastverteilung:Sie verteilen die Belastungen intelligent zwischen den Hauptträgern, um eine ausgewogene Kraftübertragung zu gewährleisten und eine lokale Überlastung zu verhindern, um die Lebensdauer zu verlängern.
• Schleifwiderstand:Bei Kompressionsflanschen oder Schnurrungen, die anfällig für seitliche Biegung sind, bieten Stützsysteme wirksame Einschränkungen zur Verbesserung der Gesamtstrukturstabilität.

Auf der Grundlage ihrer Funktion und ihrer strukturellen Merkmale werden Stützsysteme in drei Hauptkategorien eingeteilt:

Die Verstärkung der Flächen besteht in der Regel aus diagonalen Gliedern, die den Kompressionsflansch eines Hauptträgers miteinander verbinden, um eine ebenen Trussstruktur zu bilden.Diese Konfiguration widersetzt sich wirksam seitlicher Bewegung durch die Verringerung der Schwenk halben Wellenlängen zu Stützintervallen.

Bei Stahl-Beton-Verbundbrücken wird die Planenstütze normalerweise über den oberen Flanschen installiert und mit dem Deckguss integriert.Moderne Konstruktionen vermeiden diese Methode zunehmend aufgrund von Konflikten mit der dauerhaften Deckform.Wenn sie nicht mit Decks gegossen werden, erfordert die Planbefestigung eine langfristige Leistungsvalidierung.

Im Gegensatz zu Plan-Bestützung ermöglicht die Torsionsbefestigung die Vorfertigung in der Fabrik für eine schnelle Montage vor Ort.Es beschränkt nicht direkt die Flanschbewegung, sondern erhöht die Stabilität, indem es die Gesamttreue durch steife Verbindungen auf Flanschhöhe einschränkt.

Während sie weniger effektiv sind als Planstützen zur Maximierung der Biegefestigkeit, bieten Torsionsstützen Vorteile bei der Konstruktionseffizienz und einer besseren Verteilung von Kollisions- / Windbelastungen.Die meisten Torsionsbefestigungen bleiben auch nach vorübergehendem Einsatz dauerhaft installiert.

Wenn Kompressionsflanschen keine direkte seitliche Rückhaltung haben (z. B. weit von Decks entfernt), bietet die U-Rahmenstütze, die Querbalken und Stärker umfasst, eine flexible seitliche Unterstützung.Seine Steifheit ist entscheidend, um nicht zu biegen., insbesondere bei Schienenhalbbrücken und Verbundträgern mit negativen Momentregionen.

Die Wirksamkeit des U-Rahmens hängt von der Anwesenheit des Decks in der Nähe von Spannungsflanschen ab.

Die Sicherheit der Brücke erfordert eine sorgfältige Gestaltung der Stützsysteme in folgenden Phasen:

1. Positionierung von Zwischenstützen:Bestimmung der optimalen Standorte und Steifigkeit, um eine Verbiegung zu verhindern, basierend auf der Gerimmemechanik.
2. Zwischenstützungsbau:Detaillierte Querschnitte und Verbindungen, um erwarteten Belastungen standzuhalten.
3. Bauweise der Lagerstütze:Konstruktion robuster Verbindungen zur Übertragung von Aufbaulasten auf Pfeiler/Abstellungen.

Die Analyse der elastischen kritischen Verbiegung mittels Finite-Element-Modellierung hilft, den Verbiegungswiderstand der Balken zu berechnen.Vereinfachte Methoden mit Hilfe von Balken-Feder-Analogie bestimmen die Designbiegfestigkeit, wenn die Stützpunkte so steif sind, dass eine Verbiegung zwischen den Stützpunkten verhindert wird.

Planstütze:Konzipiert für die Verwendung nur in Stahl unter Verwendung von PD 6695-2-Methoden, die eine Steifheitsüberprüfung durch 2D-Modellierung der schlimmsten seitlichen Ablenkungen erfordern.

Torsionsstützen:Auch für Stahlstufen mit PD 6695-2-Methoden, die die Konzepte der Schwenkhalbwellenlänge umfassen, mit Parametern, die aus Gittermodellen abgeleitet werden, die verschiedene Belastungsszenarien simulieren.

Bei der Ausrüstung des U-Rahmens:Konzipiert für fertiggestellte Strukturen nach den Methoden der Norm EN 1993-2, bei denen bei der Steifheitsberechnung die Auswirkungen der Anschlussflexibilität auf die Einschränkungseffizienz berücksichtigt werden.

Die Torsionsstütze übertrifft im Allgemeinen die seitliche Stütze.Bei Trapezdeckbrücken sind Querbalken mit konstanten Tiefen vorzuziehen.

Bei Schrägen von ≤ 20° können Lagerstützen mit den Abutments ausgerichtet werden; darüber hinaus ist eine senkrechte Verdoppelung erforderlich.

Die meisten Befestigungen dienen vorübergehenden Bedürfnissen während der Betonplatzierung, bleiben aber oft dauerhaft aufgrund von Entfernungsschwierigkeiten und potenziellen zukünftigen Abbruchbedürfnissen.

Schraubfestverbindungen dominieren für die Bequemlichkeit der Feldmontage, obwohl viele Balken für die sofortige Installation in Paaren vorbereitet sind.