Lo studio rivela informazioni chiave sulla stabilità del supporto in acciaio dei ponti

I ponti attraversano montagne, fiumi e valli, collegando città e zone rurali come nodi critici nelle moderne reti di trasporto.Ma cosa mantiene questi giganti dell' acciaio fermi contro il vento e il tempo?La risposta sta nei loro sistemi di supporto, spesso trascurati ma vitali, i guardiani silenziosi che garantiscono la sicurezza di ogni viaggiatore.

Come componenti ausiliari indispensabili delle strutture dei ponti, i sistemi di supporto svolgono molteplici ruoli cruciali:

• Costruzione di stabilizzazione:Durante la costruzione di ponti, i sistemi di supporto fungono da cornici robuste, impedendo alle travi principali di piegarsi lateralmente sotto il proprio peso e la pressione del calcestruzzo bagnato.
• Distribuzione del carico:Distribuiscono in modo intelligente i carichi tra le travi principali, garantendo una trasmissione di forza equilibrata e prevenendo il sovraccarico localizzato per prolungare la vita utile.
• Resistenza alla guinzaglia:Per le flange di compressione o i componenti di corda inclini a piegarsi lateralmente, i sistemi di supporto forniscono vincoli efficaci per migliorare la stabilità strutturale complessiva.

Sulla base delle caratteristiche funzionali e strutturali, i sistemi di supporto rientrano in tre categorie principali:

Prevenendo principalmente la piegatura laterale delle flange di compressione, il supporto a piano è tipicamente costituito da membri diagonali che collegano la flange di compressione di una trave principale per formare strutture di trave planare.Questa configurazione resiste efficacemente al movimento laterale riducendo le mezze lunghezze d'onda di piegatura agli intervalli di appoggio.

Nei ponti compositi in acciaio e cemento, il supporto di piano di solito si installa sopra le flange superiori e si integra con la colata del ponte.i disegni moderni evitano sempre più questo metodo a causa dei conflitti con la matrice del ponte permanenteQuando non è colata con ponti, il rinforzo del piano richiede una validazione delle prestazioni a lungo termine.

Tipicamente disposti tra due paia di travi, i supporti torsionali consentono la prefabbricazione in fabbrica per un rapido montaggio in loco.non limita direttamente il movimento della flange, ma migliora la stabilità limitando la torsione complessiva della trave attraverso connessioni rigide ai livelli della flange.

Sebbene meno efficace del supporto a pianta per massimizzare la resistenza alla piegatura, il supporto a torsione offre vantaggi nell'efficienza della costruzione e una migliore distribuzione dei carichi di collisione / vento.La maggior parte dei supporti torsionali rimane installata in modo permanente anche dopo aver servito scopi temporanei.

Quando le flange di compressione non hanno una ritenuta laterale diretta (ad esempio, lontane dai ponti), il supporto laterale in U-frame “composto da travi trasversali e rinforzi” fornisce un supporto laterale flessibile.La sua rigidità si rivela fondamentale contro la flessione, in particolare nei ponti a metà e nelle regioni di momento negativo delle travi composite.

L'efficacia del telaio in U dipende dalla presenza del ponte vicino alle flange di tensione.

Per garantire la sicurezza dei ponti occorre una meticolosa progettazione dei sistemi di supporto attraverso le seguenti fasi:

1. Posizionamento dei supporti intermedi:Determinazione delle posizioni e della rigidità ottimali per evitare la flessione sulla base della meccanica delle travi.
2. Progettazione del supporto intermedio:Sezioni trasversali e connessioni dettagliate per resistere ai carichi previsti.
3. Progettazione dei cuscinetti:Ingegneria di connessioni robuste che trasferiscono i carichi della sovrastruttura ai pontili/abbattimenti.

L'analisi della flessione critica elastica tramite la modellazione di elementi finiti aiuta a calcolare la resistenza alla flessione della trave.Metodi semplificati che utilizzano analogie tra fascia e molla determinano la resistenza di piegatura del progetto quando i supporti sono sufficientemente rigidi per evitare la deflessione tra i supporti.

- Piano di rinforzo:Progettato per le condizioni in acciaio utilizzando i metodi PD 6695-2, che richiedono la verifica della rigidità attraverso la modellazione 2D delle deflessioni laterali peggiori.

Sostituzione torsionale:È stato inoltre progettato per le tappe in acciaio utilizzando i metodi PD 6695-2 che incorporano concetti di mezza lunghezza d'onda di piegatura, con parametri derivati da modelli di griglia che simulano vari scenari di carico.

Sostituzione del telaio in U:Progettato per strutture completate secondo i metodi EN 1993-2, in cui i calcoli della rigidità tengono conto degli effetti della flessibilità di connessione sull'efficacia dei vincoli.

Il supporto torsionale supera generalmente il supporto laterale. Il supporto K si adatta alle travi profonde nei ponti a più travi, mentre le sezioni di canale funzionano meglio per le travi basse.Le travi trasversali a profondità costante sono preferibili nei ponti trapezoidali.

I supporti intermedi funzionano meglio perpendicolarmente alle travi. Per le inclinazioni ≤ 20°, i supporti dei cuscinetti possono allinearsi con i pilastri; oltre a questo, diventa necessario il raddoppio perpendicolare.

La maggior parte dei rinforzi serve a bisogni temporanei durante la posa del calcestruzzo, ma spesso rimane permanente a causa di difficoltà di rimozione e potenziali esigenze di demolizione future.

Le connessioni anti-slip avvitate dominano per la comodità dell'assemblaggio sul campo, anche se molte travi arrivano pre-appoggiate in coppie per l'installazione immediata.