¿Por qué los puentes de acero deben estar sostenidos por cojinetes?
La construcción de andamios incluye el método de andamio y el método de suspensión con cables.
El método de andamio coloca andamios de suelo de madera o acero (también llamados andamios) en el lugar del puente. Se coloca el andamio en la superficie superior y se monta el puente de acero encima. El andamio deberá estar equipado con un dispositivo de viga descendente para facilitar la separación del puente y el desmontaje del andamio después del montaje. Este método es simple de operar y la posición del puente se puede ajustar a través del gato en el andamio para garantizar la precisión del ensamblaje. Sin embargo, los andamios utilizan muchos materiales, son costosos y tienen una gran área de bloqueo de agua. Solo son adecuados para situaciones en las que el puente no es alto, el agua es poco profunda y lenta y no es navegable. Los puentes rara vez se utilizan. El método de soporte puede hacer uso de la capacidad de luz del componente de puente de acero o del segmento de viga en sí, y solo establecer soportes discretos en los nodos principales (como los nodos de segmentos de viga de alma sólida o las intersecciones de los miembros de alma diagonales y la parte inferior). cuerda de la viga del truss). El japonés Fengli Zhangqiao (1970) ensambló una viga principal de 216 m sobre cuatro andamios de acero separados.
En la construcción de puentes colgantes utilizando el método de suspensión, los cables generalmente se erigen primero y las secciones de las vigas de refuerzo se levantan gradualmente mediante soportes temporales para caminar sobre los cables, suspendidos de las varillas de suspensión suspendidas por los cables, y ensamblados después de ajustar sus posiciones. Viga de refuerzo de luz completa. Durante el proceso de construcción, el peso propio de las secciones de las vigas de refuerzo recayó en los cables. Puentes colgantes famosos como el puente Golden Gate en Estados Unidos, el canal Verrazzano y el puente Humber (ver mapa en color) en el Reino Unido se construyen de esta manera. El puente de arco de tubos de acero Asker Fjord (1960) en Suecia utiliza el mismo principio para levantar los segmentos del arco de tubos de 278 metros de luz, colgarlos debajo de cables de construcción temporales, ajustar sus posiciones y unirlos en un arco. Todo cae sobre el soporte. Las estructuras compuestas de vigas en arco también se pueden instalar y erigir usando este método. Por ejemplo, la viga Lange de 156,8 m del Segundo Puente Soten de Japón (1966) se construyó usando este método.
La construcción en voladizo incluye el método de ensamblaje en voladizo y el método de arrastre. La construcción en voladizo en la que la longitud del voladizo de un muelle a otro es igual al tramo completo del puente se llama construcción en voladizo completo, se colocan pilares temporales entre los tramos y el puente está en voladizo entre los pilares y los pilares temporales; . Si la longitud del voladizo es menor que la longitud del tramo, se llama construcción semi-voladizo. La construcción en voladizo desde el muelle en una dirección se llama construcción en voladizo único; en un pilar, los voladizos están dispuestos simétricamente en direcciones opuestas al mismo tiempo, lo que se llama construcción en voladizo equilibrado. El tramo principal de un puente continuo de varios tramos se puede cerrar mediante una construcción en voladizo en ambos extremos, de modo que la longitud del voladizo se reduce a la mitad del tramo principal.
El método de ensamblaje en voladizo se conoce como método de ensamblaje en voladizo.
(1) Fabricación de puente voladizo. En lo que respecta al tipo de puente, la fuerza interna del puente de armadura en voladizo durante el ensamblaje en voladizo es a menudo menor que la fuerza interna de la carga de diseño, por lo que es más adecuado para la construcción de ensamblaje en voladizo. Por ejemplo, el puente ferroviario Forth (1890) con una luz de 521,2 m, el puente ferroviario de Quebec (1918) con una luz de 548,6 m, el puente del puerto de Japón (puente de carretera, 1974) con una luz de 510 m. Cuando un puente de vigas continuas (viga de armadura y viga de alma sólida) adopta una construcción en voladizo completo, debido a cambios en el sistema de tensiones, la fuerza interna de la instalación es a menudo mayor que la fuerza interna de la carga de diseño. secciones de algunos miembros (o secciones de vigas), o tome las siguientes medidas Reduzca la fuerza interna de la instalación: coloque ménsulas junto al pilar frontal para soportar el extremo del voladizo con anticipación o instale un cable de torre para colgar el extremo del voladizo; reducir el momento flector en la raíz del voladizo o instalar pilares temporales entre los tramos para reemplazar el conjunto del semivoladizo; El montaje de voladizos en China debe depender de vigas de anclaje para mantener la estabilidad de vuelco del voladizo. La viga de anclaje puede ser el tramo lateral de una viga continua (ensamblada mediante el método de andamio o el método de semi-voladizo), o puede ser una viga de equilibrio ensamblada en el tramo adyacente (o terraplén) tomando prestados componentes del puente. Para acortar la longitud de la barra de equilibrio, también puedes pesarla sobre ella. Los puentes de vigas continuas de tres tramos y de una unidad de tramos desiguales generalmente utilizan los tramos laterales como vigas de anclaje para colgar y ensamblar los orificios intermedios y cerrar en la mitad del tramo. Para mejorar las condiciones de cierre, se pueden tomar los siguientes pasos: bajar los soportes en ambos extremos (o elevar los dos soportes intermedios) durante el montaje del voladizo, de modo que las dos secciones del voladizo se puedan cerrar suavemente, y luego restaurar cada soporte a la posición diseñada después del cierre. Así se construyen las vigas continuas de 112+176+112m del puente ferroviario del río Jinsha en Yibin, China. Los puentes de vigas de varios tramos simplemente apoyados se pueden montar en voladizo a partir de vigas continuas compuestas de componentes temporales. Para un puente de vigas de un solo tramo con soporte simple, las vigas de equilibrio y el lastre añadidos en ambos extremos se pueden usar como vigas de anclaje y se pueden izar desde ambos extremos hasta la mitad del tramo como vigas continuas. El puente ferroviario Chengdu-Kunming sobre el río Sanduizi Jinsha (1969) adopta vigas en voladizo de un solo orificio de 192 m con soporte simple.
(2) Método del puente en arco en voladizo. Los puentes de arco de acero son adecuados para ríos o cañones anchos y profundos. Tiene una gran luz y es difícil instalar pilares temporales entre vanos. Por lo general, se iza desde ambos extremos hasta la mitad del tramo. Para reducir el momento de flexión del voladizo, se pueden instalar cables de torre en el extremo del arco y el arco de acero en voladizo se puede colgar en diagonal. Ya en 1874 se construyó el puente de arco de acero de 158 metros con el tramo principal del ferrocarril de St. Louis en los Estados Unidos mediante el método de montaje en voladizo. Se instala una torre de madera en la parte superior del muelle, del marco del arco de acero se cuelgan tirantes y se ensambla el voladizo equilibrado del muelle hasta que se cierra en la mitad del vano. Los puentes en arco de acero de gran luz, como el puente en arco del puerto de Sídney en Australia y el puente New River Gorge en Estados Unidos (ver imagen en color), también utilizan el método en voladizo. El puente Bayon Steel Arch (1931), el único tramo en los Estados Unidos con una luz de 503,6 metros, tenía pilares temporales instalados dentro del tramo debido al lecho de roca poco profundo del lecho del río.
Después de ensamblar el puente de vigas de acero en el terraplén o en el puente de acceso, el cabrestante y la polea tiran de él a lo largo de la dirección de la línea, de modo que se mueve verticalmente y queda suspendido en la guía deslizante antes de ser erigido en lugar. Este método tiene un equipo simple y un rápido progreso de construcción, y es adecuado para puentes de vigas de acero de luz media.
El carro de arrastre consta generalmente de un riel deslizante superior, un riel deslizante inferior y rodillos. El carril superior se conecta debajo del nodo principal de la viga longitudinal o cercha principal, y el carril inferior se coloca sobre el terraplén, el puente de acceso y la parte superior del muelle. Entre los carriles superior e inferior se colocan varios rodillos con un diámetro de 8 ~ 14 cm. Durante la tracción, el cabrestante y el cable del bloque de poleas se utilizan para la tracción, y el puente se mueve hacia adelante y longitudinalmente mediante el rodamiento de los rodillos entre los rieles deslizantes. Es más conveniente erigir puentes de vigas continuas mediante el método de arrastre. Se pueden conectar temporalmente varios tramos de vigas simplemente apoyadas en su conjunto y erigir una viga continua, pero se deben tener en cuenta los cambios en el sistema de tensiones durante el proceso de arrastre y se deben reforzar ciertas secciones o varillas. Para reducir la fuerza interna del voladizo y la fuerza de reacción del fulcro, se puede agregar una viga guía de luz en el extremo frontal del puente, o se pueden instalar pilares temporales entre los tramos para permitir que llegue al frente. muelle antes. Las cerchas simplemente apoyadas con una luz de 55 metros en el puente Hanshui del ferrocarril de China (Beijing-Guangzhou) (1954) y el puente Yujiang del ferrocarril Li (Tang) a Zhan (Jiang) (1955) son vigas continuas temporales. Los puentes de vigas de un solo tramo con soporte simple también se pueden erigir mediante el método de arrastre, pero es necesario agregar una viga guía en el extremo delantero y pesar en el extremo trasero para mantener la estabilidad en caso de vuelco cuando se utiliza el voladizo. Si se utiliza una caja flotante para regar el peso, la posición del peso también se puede ajustar para equilibrar la fuerza de reacción entre los puntos de apoyo delantero y trasero del tobogán. El puente ferroviario del río Amarillo Yumenkou (1973) utiliza una viga guía de 64 metros de largo y adopta el método de ponderación para arrastrar a su lugar una viga de celosía de un solo orificio simplemente apoyada con una luz de 144 metros.
La instalación general incluye el método de elevación general, el método de flotación, el método de rotación, el método de desplazamiento lateral, el método de puente, etc.
Los puentes de acero con orificio completo o grandes secciones de vigas flotan debajo del puente utilizando el método de elevación general y se izan, elevan o preelevan hasta su lugar mediante equipos de elevación. Este método se utiliza principalmente para puentes de luces largas, que requieren grúas grandes o grúas de uso general (como cabrestantes, poleas, gatos, etc. El puente de tubo tipo caja británico (1850) tiene una luz principal de 140). metros y un peso de unas 1.300 toneladas. Una vez finalizado, se transporta al puente y se coloca en su lugar mediante gatos. El puente de la autopista Fremont (1973) en Estados Unidos tiene una luz de 382 metros. Se utiliza un gato para levantar la pluma de acero y se iza el tramo central de 275 metros de largo y 5.800 toneladas. El bloque de poleas de elevación del Puente del Puerto de Japón se utiliza para izar el orificio de elevación. El orificio de elevación tiene 186 metros de largo y pesa 4515 toneladas. Bahía de Guanabara, Brasil (1974) Puente de carretera con vigas voladizas de 300 metros de luz, luz de anclaje de 292 metros de largo (incluidas vigas voladizas en ambos extremos) y plataforma elevadora * * * con un peso de 5275 toneladas, se elevó 52 metros hasta el muelle. la parte superior se mueve lateralmente. El puente rígido de patas inclinadas de 176 m sobre el río Hanjiang en Ankang, China (ver imagen en color) tiene una viga central con una longitud de 56 m y un peso de 180 t. También se iza con un cabrestante y una polea.
Desde la década de 1970, los equipos de grúas flotantes a gran escala de Japón se han desarrollado rápidamente, con una capacidad de elevación máxima de 3.000 toneladas y una altura de elevación de 106 metros. El puente con vigas en voladizo de la Bahía de Arakawa (1975) tiene 840 m de largo y está dividido en 6 secciones de vigas grandes. Se iza mediante una grúa flotante de 3000 t y dos grúas flotantes de 1500 t. El peso máximo de elevación es de 195 m de longitud de anclaje (incluidos los voladizos en ambos). extremos). , con un peso de 4250t. El peso total de la estructura compuesta de vigas en arco de 172,6 m del puente de enlace de Quanbeichuan (1976) es de 3182 toneladas y se iza a su lugar mediante dos grúas flotantes de 3000 toneladas a la vez.
Después de ensamblar el puente en una barcaza o terraplén, se transporta hasta el puente en barco y las vigas se bajan a su lugar usando marea baja o cabinas llenas de agua. Este método es adecuado para aguas amplias y estables, y la diferencia de altura entre el sitio del puente y la superficie del agua no debe ser demasiado grande. El tonelaje de diseño de la barcaza debe ser de 2 a 3 veces mayor que el peso del cuerpo flotante para garantizar la estabilidad del sistema del cuerpo flotante. El puente del río Qiantang en Hangzhou, China (ver imagen en color) tiene 15 agujeros y una armadura de acero de 65,8 metros erigida mediante flotación de mareas. El puente Katsuura de Japón (1973) es una estructura compuesta de vigas de arco de 195 metros. Toda la cueva flotó 400 kilómetros hasta el lugar del puente y luego fue erigida durante la marea baja.
Los puentes de orificio completo o vigas grandes utilizan el método de rotación para rotar en su lugar en el plano vertical u horizontal. Por ejemplo, después de ensamblar verticalmente las patas inclinadas del puente de estructura rígida con patas inclinadas de 376 m (1972) en la provincia de Sfara, Italia, se inclinan hacia abajo alrededor del eje de bisagra inferior de las patas y se mueven a la posición diseñada.
En las líneas abiertas, el método transversal se utiliza a menudo para reemplazar puentes antiguos, lo que puede reducir las interrupciones del tráfico. Hay soportes y correderas transversales perpendiculares a la línea a ambos lados del sitio del puente. Después de ensamblar el nuevo puente en un lado del soporte (paralelo a la línea), primero se saca el puente viejo del orificio del puente y luego se mueve el nuevo puente lateralmente a su lugar. Por ejemplo, el puente Cuthell (1976) en Dusseldorf, Alemania Federal, se construyó para sustituir el antiguo puente por un puente atirantado de una sola torre con una luz principal de 258 metros. El puente tiene 590 metros de largo y pesa 12.700 toneladas. Equipado con cuatro toboganes transversales, la mayor parte del peso del puente (aproximadamente 10.300 toneladas) se soporta bajo una sola torre. La velocidad media de movimiento lateral es de 3,6 metros por hora.
Método de construcción de puentes Las vigas de placa de acero para plataformas de puentes ferroviarios con una luz de no más de 40 metros pueden fabricarse en la fábrica y transportarse al sitio de construcción en su conjunto y montarse mediante una máquina de montaje de puentes ferroviarios.