¿Cuáles son los métodos para reducir la carga muerta de los puentes?
Tiene las ventajas de pocas juntas de plataforma de puente, altura de viga pequeña, alta rigidez, integridad fuerte, apariencia hermosa y fácil mantenimiento. En la década de 1970 se empezaron a construir puentes de vigas cajón continuas en las carreteras de mi país. Hasta ahora, se han construido muchos puentes de vigas cajón continuos en mi país, como el segundo puente (puente de carretera) del río Qiantang de 1.340 m de largo, el puente de Xiamen del estrecho Gaoji de 2.070 m de largo, etc. Existen varios métodos de construcción para puentes de vigas cajón continuas, que solo se pueden seleccionar en función de factores como seguridad, economía, garantía de calidad, reducción de costos y período de construcción. Los métodos comúnmente utilizados incluyen: soporte vertical moldeado en el lugar, ensamblaje prefabricado (todo el orificio se puede conectar en serie en secciones), vertido en voladizo, elevación con gato y construcción deslizante moldeado en el lugar. Los cordones de acero pretensados pueden distribuirse en tramos o de forma continua, y generalmente se utilizan anclajes en grupo de gran tonelaje. Para reducir el peso de la viga cajón, se pueden utilizar tendones externos de acero pretensado. Debido a las ventajas de las vigas cajón continuas en estructura, construcción y uso, en los últimos años se han construido más puentes de vigas cajón continuas de hormigón pretensado. Su tendencia de desarrollo es reducir el peso de la estructura y utilizar hormigón de alta calidad de 40 a 60. Con el desarrollo de materiales de construcción y tecnología de pretensado, su luz es cada vez mayor y Portugal ha construido una caja continua de 250 metros; puente de vigas. No es económico exceder este lapso. Las vigas cajón continuas de gran luz deben utilizar cojinetes de gran tonelaje, como las vigas cajón continuas de 165 m del ramal norte del segundo puente de Nanjing, y el tonelaje de los cojinetes de caucho tipo maceta alcanza los 65O0 kN. ¿Cuál es el rendimiento de este rodamiento de gran tonelaje? Es necesario estudiar una serie de cuestiones como cómo sustituirlos en el futuro. Los puentes de estructura rígida continua de hormigón pretensado se utilizan ampliamente en puentes de carreteras de más de 100 m en mi país. Las vigas cajón continuas pretensadas con luces medianas, como 40 ~ 8 mm de luz, se utilizan generalmente para puentes de acceso de puentes extra grandes, puentes de paso elevado en carreteras y vías urbanas. y navegación Puentes que cruzan ríos con bajos requisitos de espacio libre. (3) El sistema estructural del puente en forma de T tiene una debilidad fatal. Desde la década de 1960 hasta principios de la de 1980, se construyeron varios puentes de estructura rígida en forma de T en puentes de carreteras de mi país, como el famoso puente del río Yangtze de Chongqing y el puente del río Yangtze de Huzhou. Han pasado 80 años y estos puentes básicamente no se han construido, por lo que no entraré en detalles aquí. (4) Puente de marco rígido continuo El puente de marco rígido continuo también es un tipo de puente de vigas continuas de hormigón pretensado, que generalmente utiliza vigas cajón de sección transversal variable. El sistema de carreteras de mi país comenzó a diseñar y construir puentes continuos de estructura rígida a mediados de la década de 1980, y todavía está en ascenso. El marco rígido continuo se puede conectar a través de múltiples tramos, o los tramos laterales se pueden aflojar y se pueden usar soportes para formar un sistema de marco rígido y vigas continuas. Una junta es sin costuras, lo que mejora las condiciones de conducción; las vigas y los pilares están consolidados y no soportan cargas; la selección racional de la rigidez de las vigas y los pilares puede reducir el momento de flexión de la viga a mitad del tramo, reduciendo así la altura de construcción de la viga; . Por lo tanto, el marco rígido continuo mantiene las ventajas de los marcos rígidos en forma de T y las vigas continuas. Los puentes de estructura rígida continua son adecuados para grandes luces y pilares altos. Los pilares altos adoptan paredes delgadas y flexibles, como columnas pendulares, que reducen el efecto de incrustación en la viga principal, y la tensión sobre la viga es cercana a la de una viga continua. Los pilares flexibles deben considerar los efectos de la deformación longitudinal y la rotación de la viga principal y la estabilidad de la columna de compresión excéntrica del cuerpo del pilote. Si la pared del pilote es más gruesa, como viga continua del pilote rígido, como un marco, el pilote; soportar un momento flector mayor. Debido a las características de los puentes de estructura rígida continua en términos de esfuerzos y uso, este tipo de puentes tiene prioridad en el diseño de puentes de hormigón pretensado de grandes luces. Por supuesto, este tipo de puente tiene limitaciones cuando las pilas son cortas. En los últimos años, se han construido varios puentes famosos de estructura rígida continua de hormigón pretensado en las carreteras de mi país, como el puente Guangdong Luoxi con una abertura principal de 180 m; el puente del río Hubei Huangshi Yangtze con una luz principal de 3 × 245 metros; Puente con tramo principal de puente de canal auxiliar Con 270 metros, es actualmente el puente de mayor tramo del mundo. En mi país, casi todos los puentes de estructura rígida continua de hormigón pretensado se construyen utilizando el método de fundición en voladizo. Generalmente se utilizan entre 50 y 60 vigas de hormigón de alta calidad y de acero pretensado de gran tonelaje. Ahora alguien está planeando diseñar un marco rígido continuo de hormigón pretensado con una luz de unos 300 m. En mi opinión, si se pueden utilizar materiales de hormigón ligeros y de alta resistencia, se espera que la luz alcance unos 300 m. el marco rígido continuo aumenta, la relación de carga constante ha alcanzado más del 90% y aumentar unilateralmente la luz no tiene importancia práctica. En este momento, se deben considerar puentes atirantados u otros tipos de puentes. 3. El puente de arco vertical de hormigón armado tiene una larga historia en mi país. Es un proyecto tradicional en mi país y una de las formas de puentes de luces largas. mi país tiene el mayor número de puentes en arco construidos en carreteras. Debido al peso propio de los puentes de arco de piedra, el procesamiento del material requiere mucho tiempo y es laborioso, y rara vez se construyen puentes de arco de piedra de gran luz. Para puentes y alcantarillas de tamaño pequeño y mediano en áreas montañosas, aún se deben usar puentes de arco de piedra (alcantarillas) de acuerdo con las condiciones locales. Los puentes de arco de gran luz utilizan principalmente arcos cajón de hormigón armado, arcos esqueléticos rígidos y arcos de hormigón con tubos de acero. La longitud de los puentes en arco de hormigón armado siempre ha sido inferior a la de los países extranjeros, principalmente debido a las limitaciones de los métodos de construcción. Los trabajadores de puentes de nuestro país han estado explorando y buscando métodos seguros, económicos y aplicables. Según la práctica de los últimos años, los métodos comunes de construcción de puentes en arco incluyen: (1) soporte principal moldeado en el lugar; (2) izado por cable de secciones de vigas prefabricadas; (3) instalación en voladizo de bloques prefabricados; método de rotación del arco; (5) método de esqueleto rígido o semirrígido. Los puentes en arco de hormigón armado son pesados y su capacidad de luz no es comparable a la de los puentes en arco de acero. Sin embargo, debido a su bajo costo, pequeña carga de trabajo de mantenimiento y buena resistencia al viento, todavía se usa ampliamente, especialmente en las zonas montañosas del suroeste de mi país. Los puentes de arco de hormigón armado vienen en muchas formas y son adecuados para áreas planas excepto áreas montañosas, como los puentes de arco atados con apoyo en el fondo. La combinación del entorno, la topografía y la majestuosa y hermosa forma del puente en arco puede crear un paisaje donde la gente y la naturaleza viven en armonía. Por ejemplo, el puente Jiangjiehe que cruza el río Wujiang en la provincia de Guizhou está ubicado en un profundo cañón de montaña. La luz del puente de arco es de 330 m y la distancia entre el tablero del puente y el fondo del valle es de 263 m. El tablero del puente está en posición vertical, lo que hace que la gente admire el ingenio y la grandeza de los diseñadores y constructores del puente. También está el recién construido puente sobre el río Wanxian Yangtze, un arco de estructura rígida con una luz de 420 m, el primero del mundo.
El puente Yongjiang en el condado de Yongning, Guangxi, es un puente de arco encomiable. El puente utiliza un arco de hormigón con tubos de acero con una luz de 312 m. La tendencia de desarrollo de los puentes de arco de hormigón armado en mi país: anillos de arco ligeros, anillos de arco largos y métodos de construcción diversificados. Vale la pena recordar que, según las estadísticas, la estabilidad lateral de los puentes de arco de gran luz durante las fases de construcción y uso se produce principalmente durante la fase de construcción. 4. Los puentes atirantados son uno de los tipos de puentes más populares en China. Hasta ahora, se han construido o están en construcción más de 30 puentes atirantados, lo que ocupa el tercer lugar en el mundo, sólo superado por Alemania y Japón. El número de puentes atirantados de hormigón de luces largas ocupa el primer lugar en el mundo. A mediados de la década de 1950 se construyó en Suecia el primer puente atirantado moderno. Durante los últimos 40 años, los puentes atirantados han cobrado impulso. China comenzó a construir puentes atirantados de hormigón a mediados de los años 1970. Después de la reforma y apertura, el impulso de la construcción de puentes atirantados en mi país ha ido en aumento. China se ha comprometido con el desarrollo de puentes atirantados de hormigón. En los últimos años, mi país ha comenzado a construir puentes atirantados híbridos de acero y hormigón, como el Puente de Piedra Shantou, con una luz principal de 518 m. El tramo principal del tercer puente sobre el río Yangtze de Wuhan tiene 618 m. Los puentes atirantados de caja de acero, como el puente del ramal sur del segundo puente del río Nanjing Yangtze, tienen un tramo principal de 628 m; el puente del río Wuhan Junshan Yangtze tiene un tramo principal de 460 metros. Los puentes Nanpu (luz principal de 423 m) y Yangpu (luz principal de 602 m) construidos en Shanghai hace unos años son puentes atirantados con vigas compuestas de acero y hormigón. Las formas de vigas principales de los puentes atirantados en mi país: las vigas de acero de tipo caja, tipo placa y tipo caja lateral son principalmente cajas de acero con postes ortotrópicos, y las cajas laterales también tienen placas intermedias; Los puentes atirantados tienen torres simples, torres gemelas y torres triples. Torres principalmente de hormigón armado. Los tipos de torres incluyen forma de H, forma de Y invertida, forma de A y forma de diamante. Los cables de acero galvanizados paralelos tradicionales y los cabezales de anclaje fundidos en frío siguen siendo los principales cables atirantados. El puente de piedra de Shantou utiliza actualmente cables atirantados de hilos de acero. La aplicación de cordones de acero a los cables atirantados sin duda simplificará las operaciones de construcción, pero es necesario estudiar la tecnología de subcontratación del PE. Los tirantes de los puentes atirantados adoptan generalmente un sistema de autoanclaje. En los últimos años han comenzado a aparecer puentes atirantados autoanclados y parcialmente anclados al terreno, como el Puente Luna en España, con un puente principal de 440 m y el Puente Yunxian en Hubei, China, con una luz principal de 440 m; 414m. El sistema de anclaje al suelo integra las características de los anclajes al suelo para puentes colgantes en puentes atirantados. Puede combinar las condiciones del terreno para hacer que el diseño del tramo del puente atirantado sea más flexible y diverso, ahorrando costos. Método de construcción del puente atirantado: el puente atirantado de hormigón adopta principalmente fundición en voladizo y ensamblaje prefabricado; la caja de acero y la caja de acero del puente atirantado de vigas híbridas adoptan placas ortotrópicas, que se sueldan en secciones en la fábrica y se izan. sitio. La conexión entre cajas de acero incluye pernos, soldadura completa y combinación de soldadura de pernos. En términos generales, la luz de un puente atirantado es de 300 ~ 1000 m. Dentro de este rango de luz, los puentes atirantados tienen ventajas obvias sobre los puentes colgantes. F. Leonhardt, un famoso experto en puentes alemán, cree que incluso un puente atirantado con una luz de 140 0 m puede ahorrar la mitad del alambre de acero de alta resistencia utilizado en un puente colgante con la misma luz, y su costo es de aproximadamente 30 m. % más bajo. La tendencia de desarrollo de los puentes atirantados: la luz superará los 1000 m; tipos de estructuras diversificadas y livianas; fortalecer la investigación anticorrosión de los cables atirantados: prestar atención al ajuste de la fuerza del cable, la observación y el control de la construcción y la investigación sobre cuestiones dinámicas. de puentes atirantados. 5. Puente colgante El puente colgante es una de las principales formas de puentes de luces súper largas. Se puede decir que es el único tipo de puente con una luz de más de 1.000 metros (el único tipo de puente según los puentes que se han construido). construido hasta el momento). Pero desde la perspectiva de las tendencias de desarrollo, los puentes atirantados tienen ventajas obvias. Sin embargo, dependiendo del terreno y las condiciones geológicas, si se puede utilizar el anclaje del túnel, el puente colgante puede competir con el puente atirantado en un radio de un kilómetro. Según el análisis teórico, según el nivel actual de materiales de construcción, la luz máxima del puente colgante puede alcanzar unos 3500 m. El tramo principal del puente Akashi Kaikyo terminado en Japón es de 1.990 metros. Uno de los planes de diseño para el puente propuesto para el estrecho de Messina en Italia es un puente colgante con un tramo principal de 3.500 metros. Por supuesto, también están previstos puentes colgantes de mayores luces. Se aumentó la luz del puente colgante. Como se mencionó anteriormente, cuando el claro alcance los 3500 m, el problema dinámico será una contradicción prominente. Por lo tanto, para puentes de luces ultralargas, se ha propuesto un tipo de puente "colgante" que combina puentes colgantes y puentes atirantados. En el extranjero, este tipo de puente todavía está en estudio y aún no se ha realizado. Sin embargo, a finales de 1997, en Wujiang, Guizhou, China, se completó un puente compuesto atirantado con vigas cajón de paredes delgadas de hormigón de fibra de acero pretensado como vigas rígidas. El tipo de puente con el que los trabajadores de puentes habían soñado durante muchos años. poner en práctica. Este es un intento audaz de los trabajadores del puente de Guizhou y promoverá en gran medida la construcción de puentes en China y el mundo. Después de casi dos años de operación y pruebas, el puente atirantado de Wujiang tiene un buen desempeño estructural, especialmente el manejo razonable de la unión entre los dos tipos de puente. De hecho, en China se construyen puentes colgantes desde hace mucho tiempo, y su envergadura y escala están lejos de ser comparables a los puentes colgantes modernos. No fue hasta principios de la década de 1990 que mi país comenzó a construir puentes colgantes de luces largas, como el puente de la bahía de Shantou en Guangdong, con una luz principal de 452 m y vigas cajón de hormigón como vigas de refuerzo. El puente Humen en Guangdong es un puente colgante de acero con un tramo principal de 888 m; el puente del río Jiangyin Yangtze es un puente colgante de acero en construcción con un tramo principal de 1385 m. Se puede ver que los puentes colgantes modernos han alcanzado una escala y un nivel considerables en nuestro país y han entrado en las filas avanzadas de puentes colgantes del mundo. Los puentes colgantes utilizan cajas de acero como vigas de refuerzo, que son bastante comunes en China. En Estados Unidos y Japón, las cerchas siempre se utilizan como vigas de refuerzo en puentes colgantes. El puente Akashi Kaikyo más famoso tiene una luz principal de 1990 m y también es una viga de refuerzo. Según investigaciones europeas, la caja de placa de acero ortotrópica es una viga de refuerzo. La viga es alta y corta, como el ala de un avión, tiene buen rendimiento aerodinámico y baja resistencia lateral, lo que reduce en gran medida la fuerza lateral que tiene; alta rigidez torsional y la placa superior sirve directamente como plataforma del puente, con una carga muerta ligera, lo que puede reducir la sección transversal del cable principal, reduciendo así la cantidad de acero utilizado y reduciendo los costos.
Cuando mi país comenzó a construir puentes colgantes modernos, se utilizaban cajas de acero como vigas de refuerzo, pero no había un análisis en profundidad de las ventajas y desventajas de las vigas de armadura como vigas de refuerzo. En varios puentes colgantes construidos, las capas de asfalto de las plataformas de los puentes se han dañado una tras otra. Algunos trabajadores de puentes creen que, en primer lugar, como vigas de refuerzo, todavía hay algunos aspectos dignos de mejora, como la deflexión local del tablero del puente de acero y la ventilación del cajón para reducir la temperatura del pavimento de acero; La viga de armadura sirve como viga de refuerzo y tiene muchas ventajas, como una alta rigidez de la viga de refuerzo, una temperatura relativamente baja de la plataforma del puente y una solución para el tráfico de dos pisos. Existen precedentes del uso de vigas cajón de hormigón como vigas de refuerzo en el extranjero, y también se han implementado en el puente de la bahía de Shantou en China. Según la experiencia, las vigas cajón de hormigón ya no se pueden utilizar como vigas de refuerzo. El material de las torres en el extranjero es principalmente acero, mientras que en nuestro país es hormigón. En los últimos años ha habido una tendencia a desarrollar el hormigón en el extranjero y los cimientos son en su mayoría pilotes perforados o cajones abiertos. En términos generales, los anclajes de gravedad y los anclajes al suelo son los principales tipos de anclaje, y los anclajes de túnel se utilizan en algunos lugares con buenas condiciones geológicas. El anclaje en aguas profundas suele utilizar cajones o muros continuos subterráneos. Por ejemplo, el anclaje norte del puente sobre el río Jiangyin Yangtze está ubicado sobre el aluvión, utilizando un cajón de 69 mx 51 m con 36 celdas y una profundidad de hundimiento de 58 m; el anclaje lateral de Kobe del puente Akashi Kaikyo en Japón utiliza un sistema circular subterráneo continuo; cimiento de pared con un diámetro de 85 m, una altura de 73,5 y un ancho de ranura de 85 m 2,2 m, el puente colgante puede adoptar una suspensión de un solo tramo, una suspensión asimétrica de dos tramos o una suspensión de tres tramos (sistema continuo simplemente apoyado). ) basado en topografía, geología e hidrología. Según las encuestas, la mayoría de los puentes colgantes del mundo son puentes colgantes de un solo tramo, seguidos de los puentes colgantes asimétricos de dos tramos y de tres tramos simplemente apoyados. El sistema continuo de suspensión de tres vanos es lo de menos. El gran puente del cinturón de Dinamarca tiene tres tramos continuos con una luz de 535 m + 1624 m + 535 m; el puente Xiamen Haicang de China es un puente continuo de tres vanos con una luz de 230 m + 648 m + 230 m, que puede considerarse el segundo puente de su tipo en el mundo. Método principal de construcción del cable: método de hilado por aire (AS); Muchos puentes colgantes en mi país adoptan el método PWS. El hilo de acero es alambre de acero galvanizado de φ5 mm y un hilo se compone de 91 o 127 φ5. Dependiendo de la tensión, el cable metálico se compone de diferente número de cordones de acero. En el futuro, China construirá puentes colgantes de mayor luz sobre el río Yangtze y la bahía. En general, se siguen utilizando cajas de acero para reforzar las vigas; el hormigón se utiliza para los anclajes de las torres, pero es necesario estudiar medidas para reducir el calor de hidratación del hormigón de gran volumen. Es necesario estudiar más a fondo la estabilidad de los puentes colgantes inducida por el viento; existen problemas con el pavimento de las vigas cajón de acero y con muchos puentes colgantes que se han construido en mi país. En el futuro, se deberán realizar más investigaciones sobre materiales de pavimentación de plataformas con vigas cajón de acero, eliminación de óxido, limpieza, unión de pavimentos y tecnología de construcción.
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