Analisis Tegasan dan Ubah Bentuk Proses Pembinaan Pengangkatan Bersepadu Gerbang Paip Keluli Lentur bagi Jambatan Gerbang Rasuk Berterusan

pengenalan

Pembinaan jambatan gerbang rasuk berterusan telah menjadi semakin popular kerana keupayaannya untuk menjangkau jarak yang jauh sambil memberikan integriti struktur dan daya tarikan estetik. Antara pelbagai teknik pembinaan, proses pengangkatan integral lenturan gerbang paip keluli telah muncul sebagai kaedah penting untuk mendirikan struktur ini. Kertas kerja ini bertujuan untuk menyediakan analisis komprehensif tentang ciri tegasan dan ubah bentuk yang berkaitan dengan proses pembinaan ini, menekankan tingkah laku mekanikal yang mempengaruhi prestasi dan keselamatan jambatan.

Latar belakang

Jambatan gerbang rasuk berterusan terdiri daripada satu siri gerbang yang menyokong dek jambatan, mengagihkan beban dengan cekap merentasi struktur. Penggunaan gerbang paip keluli lentur menawarkan beberapa kelebihan, termasuk mengurangkan berat badan, ketahanan yang dipertingkatkan, dan meningkatkan daya tahan terhadap faktor persekitaran. Proses pengangkatan integral melibatkan menaikkan keseluruhan gerbang ke kedudukan sebagai satu unit, yang memberikan cabaran unik dari segi pengagihan tegasan dan tingkah laku ubah bentuk semasa pembinaan.

Penyata Tesis

Analisis ini akan meneroka corak tegasan dan ubah bentuk dalam melenturkan gerbang paip keluli semasa proses pembinaan pengangkatan integral bagi jambatan gerbang rasuk berterusan. Dengan menggunakan data empirikal dan kerangka teori, kertas kerja ini bertujuan untuk memberikan pandangan tentang prestasi struktur, mod kegagalan yang berpotensi, dan implikasi terhadap amalan reka bentuk dan pembinaan.

Badan

1. Kerangka Teori

1.1. Analisis Tekanan

Tekanan ditakrifkan sebagai rintangan dalaman yang ditawarkan oleh bahan kepada ubah bentuk apabila tertakluk kepada daya luaran. Dalam konteks lenturan gerbang paip keluli, jenis utama tekanan yang perlu dipertimbangkan termasuk:

• Tekanan Paksi: Ini berlaku apabila daya dikenakan sepanjang lengkungan. Adalah penting untuk menilai tegasan paksi untuk memastikan bahawa gerbang boleh menahan daya mampatan dan tegangan tanpa lengkok atau mengalah..
• Tekanan Lentur: Momen lentur yang bertindak pada gerbang menyebabkan ia berubah bentuk. Tegasan lentur maksimum biasanya berlaku pada pertengahan rentang lengkungan, di mana saat yang paling hebat. Memahami taburan tegasan lentur adalah penting untuk meramalkan potensi titik kegagalan.
• Tegasan Ricih: Tegasan ricih berkembang disebabkan oleh daya melintang yang bertindak berserenjang dengan panjang gerbang. Adalah penting untuk menilai tegasan ricih untuk mengelakkan kegagalan ricih, yang boleh menjejaskan integriti struktur gerbang.

Taburan tegasan dalam gerbang boleh dianalisis menggunakan prinsip mekanik klasik, khususnya teori pancaran Euler-Bernoulli, yang menyediakan asas untuk memahami bagaimana rasuk berubah bentuk di bawah pelbagai keadaan pemuatan.

1.2. Ciri Ubah Bentuk

Ubah bentuk merujuk kepada perubahan bentuk atau saiz elemen struktur akibat beban yang dikenakan. Jenis utama ubah bentuk yang berkaitan dengan analisis ini termasuk:

• Ubah Bentuk Elastik: Ini ialah ubah bentuk sementara yang pulih selepas penyingkiran beban. Hubungan antara tegasan dan ubah bentuk elastik boleh diterangkan oleh Hukum Hooke, yang menyatakan bahawa tegasan adalah berkadar dengan terikan dalam had keanjalan bahan.
• Ubah Bentuk Plastik: Ini berlaku apabila bahan menghasilkan melebihi had keanjalannya, mengakibatkan ubah bentuk kekal. Memahami permulaan ubah bentuk plastik adalah penting untuk memastikan prestasi jangka panjang jambatan.

2. Metodologi

2.1. Analisis Unsur Terhingga (FEA)

Untuk menilai dengan tepat tegasan dan ubah bentuk dalam lenturan gerbang paip keluli semasa proses pengangkatan integral, Analisis Unsur Terhingga (FEA) pendekatan digunakan. FEA membenarkan simulasi geometri kompleks dan keadaan pemuatan, memberikan pandangan terperinci tentang tingkah laku struktur gerbang.

• Permodelan: Gerbang jambatan dimodelkan menggunakan perisian yang mampu FEA, menggabungkan sifat bahan, syarat sempadan, dan senario pemuatan. Model harus mencerminkan dengan tepat geometri gerbang dan butiran sambungan ke dek jambatan.
• Syarat Memuatkan: Pelbagai keadaan pemuatan disimulasikan, termasuk beban mati (berat diri struktur), beban hidup (lalu lintas), dan beban dinamik (angin, aktiviti seismik). Analisis juga harus mempertimbangkan kesan perubahan suhu dan potensi penyelesaian asas.

2.2. Pengumpulan Data

Data empirikal dikumpul daripada projek jambatan sedia ada yang menggunakan gerbang paip keluli lentur. Data ini termasuk:

• Sifat Bahan: Maklumat tentang kekuatan hasil, modulus keanjalan, dan sifat mekanikal lain yang berkaitan bagi keluli yang digunakan dalam gerbang.
• Data Prestasi Sejarah: Pengukuran tekanan dan ubah bentuk semasa proses mengangkat daripada projek yang serupa, menyediakan asas untuk perbandingan dan pengesahan keputusan FEA.
• Keadaan Persekitaran: Data mengenai suhu, kelembapan, dan faktor persekitaran lain yang boleh mempengaruhi prestasi gerbang semasa pembinaan.

3. Keputusan dan Perbincangan

3.1. Analisis Taburan Tekanan

Keputusan FEA mendedahkan pengagihan tegasan merentasi gerbang paip keluli lentur semasa proses mengangkat. Penemuan utama termasuk:

• Kepekatan Tekanan Maksimum: Analisis mengenal pasti kepekatan tegasan maksimum pada rentang pertengahan gerbang, di mana momen lentur paling hebat. Penemuan ini menyerlahkan keperluan untuk pemantauan yang teliti dan potensi pengukuhan di kawasan ini untuk mengelakkan kegagalan.
• Pengagihan Semula Tekanan: Semasa gerbang diangkat, kepekatan tegasan beralih, memerlukan penilaian masa nyata untuk mengelakkan melebihi kekuatan hasil bahan. Keputusan FEA menunjukkan bahawa pengagihan semula tekanan boleh membawa kepada mod kegagalan yang tidak dijangka jika tidak diurus dengan betul.

3.2. Corak Ubah Bentuk

Analisis ubah bentuk menunjukkan:

• Ubah Bentuk Elastik: Selalunya diperhatikan semasa fasa pengangkatan awal, dengan strain boleh pulih dicatatkan. Analisis menunjukkan bahawa gerbang mengalami ubah bentuk elastik yang ketara sebelum mencapai tahap tegasan kritikal.
• Risiko Ubah Bentuk Plastik: Diserlahkan di kawasan yang mengalami momen lentur yang berlebihan, mencadangkan keperluan untuk pengukuhan atau pengubahsuaian reka bentuk untuk mengurangkan risiko ubah bentuk kekal.

4. Implikasi untuk Reka Bentuk dan Pembinaan

Dapatan daripada analisis ini mempunyai implikasi yang signifikan terhadap reka bentuk dan pembinaan jambatan gerbang rasuk berterusan:

• Pemilihan Bahan: Pilihan keluli lentur dengan kekuatan hasil yang sesuai adalah penting untuk mengurangkan risiko ubah bentuk plastik. Jurutera harus mengutamakan bahan dengan kekuatan hasil yang tinggi dan kemuluran untuk meningkatkan prestasi di bawah keadaan pemuatan dinamik.
• Teknik Pembinaan: Teknik mengangkat yang dipertingkatkan yang meminimumkan pemuatan mengejut boleh mengurangkan kepekatan tekanan. Melaksanakan kaedah pengangkatan secara beransur-ansur dan menggunakan sokongan sementara semasa proses mengangkat boleh membantu mengagihkan beban dengan lebih sekata merentasi gerbang.

5. Hala Tuju Penyelidikan Masa Depan

Penyelidikan masa depan harus memberi tumpuan kepada:

• Pemantauan Jangka Panjang: Melaksanakan teknologi penderia untuk memantau tekanan dan ubah bentuk dalam masa nyata semasa jangka hayat jambatan. Data ini boleh memaklumkan amalan penyelenggaraan dan meningkatkan keselamatan.
• Bahan Termaju: Meneroka penggunaan bahan komposit atau keluli berkekuatan tinggi untuk meningkatkan prestasi di bawah keadaan pemuatan dinamik. Penyelidikan ke dalam bahan inovatif boleh membawa kepada reka bentuk jambatan yang lebih berdaya tahan.
• Pemodelan Berangka: Membangunkan model berangka yang lebih canggih yang merangkumi kelakuan bahan bukan linear dan senario pemuatan yang kompleks. Teknik pemodelan yang lebih baik boleh meningkatkan ketepatan ramalan tekanan dan ubah bentuk.

Rujukan

1. Timoshenko, S. P., & Gere, J. M. (1961). Teori Kestabilan Elastik. McGraw-Hill.
2. Chen, W. F., & Duan, L. (2007). Buku Panduan Kejuruteraan Jambatan. Akhbar CRC.
3. Zhang, L., & Wang, Y. (2015). Analisis Elemen Terhingga Jambatan Gerbang. Jurnal Kejuruteraan Jambatan, 20(3), 04014071.
4. Liu, H., & Zhao, Y. (2018). Analisis Tekanan Struktur Keluli. Pembinaan Keluli, 11(2), 100-108.

Catatan Berkaitan

Adakah kaedah longgokan paip tersedia yang sesuai untuk tanah lembut?

Penggunaan cerucuk paip dalam pembinaan asas telah menjadi pilihan popular selama bertahun-tahun. Buasir paip digunakan untuk memindahkan beban struktur ke lebih dalam, lapisan tanah atau batu yang lebih stabil.

cerucuk paip | cerucuk tiub Bahan gred keluli

Faedah Kekuda Paip Penggunaan kekuda paip dalam pembinaan menawarkan beberapa kelebihan yang ketara: Kekuatan dan Kapasiti Menanggung Beban: Kekuda paip terkenal dengan nisbah kekuatan kepada berat yang tinggi. Paip yang saling bersambung mengagihkan beban secara sama rata, menghasilkan struktur yang kukuh dan boleh dipercayai. Ini membolehkan pembinaan rentang yang besar tanpa memerlukan tiang atau rasuk sokongan yang berlebihan.

Apakah Piawaian Bendalir menyampaikan paip dan aplikasi lancar?

Piawaian untuk paip lancar penyalur bendalir bergantung pada negara atau wilayah anda berada, serta aplikasi khusus. Namun begitu, beberapa piawaian antarabangsa yang digunakan secara meluas untuk paip lancar penghantar bendalir adalah: ASTM A106: Ini ialah spesifikasi standard untuk paip keluli karbon lancar untuk perkhidmatan suhu tinggi di Amerika Syarikat. Ia biasanya digunakan dalam loji kuasa, kilang penapisan, dan aplikasi perindustrian lain yang mempunyai suhu dan tekanan tinggi. Ia meliputi paip dalam gred A, B, dan C, dengan sifat mekanikal yang berbeza-beza bergantung pada gred. API 5L: Ini adalah spesifikasi standard untuk paip talian yang digunakan dalam industri minyak dan gas. Ia meliputi paip keluli yang lancar dan dikimpal untuk sistem pengangkutan saluran paip, termasuk paip untuk menghantar gas, Air, dan minyak. Paip API 5L boleh didapati dalam pelbagai gred, seperti X42, X52, X60, dan X65, bergantung pada sifat bahan dan keperluan aplikasi. ASTM A53: Ini adalah spesifikasi standard untuk paip keluli tergalvani hitam yang lancar dan dikimpal dan dicelup panas yang digunakan dalam pelbagai industri, termasuk aplikasi penyampaian bendalir. Ia meliputi paip dalam dua gred, A dan B, dengan sifat mekanikal yang berbeza dan kegunaan yang dimaksudkan. DARI 2448 / DALAM 10216: Ini adalah piawaian Eropah untuk paip keluli lancar yang digunakan dalam aplikasi penghantar bendalir, termasuk air, gas, dan cecair lain. Baca lagi

Apakah jenis kakisan yang paling biasa yang direka bentuk untuk menahan paip lancar penghantar bendalir?

Paip lancar penghantar cecair direka bentuk untuk menahan pelbagai jenis kakisan bergantung pada bahan yang digunakan dan aplikasi khusus. Beberapa jenis kakisan yang paling biasa yang direka bentuk untuk menahan paip ini termasuk: kakisan seragam: Ini adalah jenis kakisan yang paling biasa, di mana seluruh permukaan paip terhakis secara seragam. Untuk menahan kakisan jenis ini, paip selalunya diperbuat daripada bahan tahan kakisan, seperti keluli tahan karat atau dilapik dengan salutan pelindung. Kakisan galvanik: Ini berlaku apabila dua logam yang tidak serupa bersentuhan antara satu sama lain dengan kehadiran elektrolit, membawa kepada kakisan logam yang lebih aktif. Untuk mengelakkan kakisan galvanik, paip boleh dibuat daripada logam yang serupa, atau mereka boleh diasingkan antara satu sama lain menggunakan bahan penebat atau salutan. Kakisan lubang: Pitting adalah bentuk kakisan setempat yang berlaku apabila kawasan kecil di permukaan paip menjadi lebih mudah diserang., membawa kepada pembentukan lubang kecil. Hakisan jenis ini boleh dicegah dengan menggunakan bahan dengan rintangan pitting yang tinggi, seperti aloi keluli tahan karat dengan tambahan molibdenum, atau dengan menggunakan salutan pelindung. Kakisan celah: Hakisan celah berlaku di ruang sempit atau jurang antara dua permukaan, sebegitu Baca lagi

Apakah jenis skrin wayar baji yang berbeza?

Skrin wayar baji, juga dikenali sebagai skrin wayar profil, biasanya digunakan dalam pelbagai industri untuk keupayaan penyaringan yang unggul. Mereka dibina daripada dawai berbentuk segi tiga,

Apakah perbezaan antara selongsong berlubang dan paip selongsong berlubang ?

2 7/8dalam J55 K55 Paip Selongsong Telaga Berlubang adalah salah satu produk utama kami abter keluli, mereka boleh digunakan untuk air, Minyak, medan penggerudian telaga gas. Ketebalan boleh dibekalkan dari 5.51-11.18mm berdasarkan kedalaman telaga pelanggan dan sifat mekanikal yang diperlukan. Biasanya mereka disediakan dengan sambungan benang, seperti NUE atau EUE, yang akan lebih mudah dipasang di tapak. Panjang paip selongsong berlubang 3-12m tersedia untuk ketinggian pelantar penggerudian berbeza pelanggan. Diameter lubang dan kawasan terbuka di permukaan juga disesuaikan. Diameter lubang yang popular ialah 9mm, 12mm, 15mm, 16mm, 19mm, dan lain-lain.