Informe de investigación sobre puentes

Tema: Investigación puente

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1. Reseña de los 50 años de puentes en China

En segundo lugar, celebridades del puente

Li Chun

Mao Yisheng

Lin Tongyan

Deng Wenzhong

Li Guohao

Lin Yuanpei

Feng Quanjun

Tercero , conocimiento de puentes

1. Clasificación de los puentes

Según disponibilidad, se dividen en puentes de carretera, puentes de carretera-ferrocarril, puentes peatonales, puentes de tractores, puentes de agua, etc.

Según el tamaño del tramo y la longitud total de los múltiples tramos, se dividen en puentes pequeños, puentes medianos, puentes grandes y puentes extra grandes.

Clasificación de puentes: luz de varios orificios longitud total L (m) luz de un solo orificio L0 (m

Puente extra grande L≥500L0≥100

Puente L≥100L0≥ 40

Puente No. 30

Puente pequeño 8≤L≤3005 < L0 & lt; 20

Alcantarilla l < 8L0 & ltcinco<; /p>

Según la posición de la calzada, se puede dividir en puente de soporte inferior, puente de soporte medio y puente de soporte inferior

Según la tensión del soporte de carga. componentes, se puede dividir en puente de vigas, puente de losa, puente de arco, etc. Los puentes de estructura de acero, puentes colgantes y puentes de sistemas compuestos (puentes atirantados y puentes colgantes) se pueden dividir en puentes permanentes, puentes semipermanentes y. Puentes provisionales según su vida útil.

Por tipo de material. Para puentes de madera, puentes de mampostería, puentes de hormigón armado, puentes pretensados ​​y puentes de acero.

2. p>

1. La composición del puente y las funciones de cada parte.

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Las raíces y troncos de los árboles en ambos lados forman el puente de madera de un solo orificio más simple.

La gravedad (vertical) o la fuerza externa (vertical u horizontal) que soporta se llama carga.

Los troncos de los árboles actúan como vigas para soportar la gravedad, y los puentes se llaman estructuras portantes. /p>

2. Superestructura

Debido a la carga y la luz relativamente grandes de los puentes modernos, la estructura es un poco más complicada que la anterior.

Para la superestructura. , si la estructura portante es una viga, se llama viga principal y puede ser de acero (cofre de acero, viga cajón de acero, viga de calle de cobre), hormigón armado (cuando la luz es pequeña) u hormigón pretensado.

Si la estructura portante es un arco se denomina arco principal (cuando hay más de una nervadura del arco se denomina arco principal); llamado cable principal o cable grande.

La plataforma del puente sobre la estructura de carga se llama puente de plataforma; la plataforma del puente debajo de la estructura de carga se llama puente de carga (dos delgados). Las vigas principales pasan a través de dos (o varias) Las varillas longitudinales y transversales entre las vigas principales están conectadas en una gran estructura espacial colaborativa para resistir fuerzas transversales y longitudinales (viento, fuerza de giro del vehículo, fuerza centrífuga cuando la línea está en una curva, etc.). .).

Estas bielas forman un sistema de conexión, llamado sistema de conexión.

La superestructura se despliega luego en cuatro partes, a saber: 1. Tablero del puente 3. Portante; estructura; y 4. Sistema de conexión.

3. Cimentación

La carga se transmite a la superficie superior del pilote de la subestructura a través de la estructura portante de la superestructura. /p>

Para que la carga que actúa sobre la superestructura y la fuerza sobre la estructura inferior sean claras (la posición de acción de la fuerza en el punto de apoyo es clara), de modo que se puedan realizar cálculos mecánicos precisos en el punto de apoyo. Al mismo tiempo, para que la conexión entre la estructura superior y la estructura inferior sea confiable, debe haber una fuerza de garantía entre la estructura superior y la estructura inferior. Una estructura de punto de apoyo con posiciones de acción claras y conexiones fuertes se denomina soporte. /p>

En puentes de vigas, la viga se deformará debido a los efectos de la carga y la temperatura.

Hay dos tipos de deformación en el apoyo: una es la deformación rotacional cuando la viga se dobla; el otro es el movimiento y la deformación cuando la viga se expande y contrae.

El soporte que permite tanto la deformación telescópica como la deformación rotacional de la viga se denomina soporte móvil; el soporte que sólo permite que la viga gire y no permite la deformación telescópica se denomina soporte fijo.

Cada viga sólo puede tener un apoyo fijo, y el resto son apoyos móviles.

Los pilares y estribos de los puentes generalmente están hechos de ladrillo, mampostería de piedra u hormigón y, a veces, de acero en tierra firme.

El suelo o roca que soporta presión en el fondo del muelle se llama cimentación.

Si la base tiene la capacidad de carga suficiente requerida por el diseño, entonces, de acuerdo con la capacidad de carga de la base y la necesidad de estabilidad del muelle, la superficie inferior del muelle se puede ampliar apropiadamente y directamente apoyado sobre una base que no esté muy lejos del suelo.

Esta parte ampliada se denomina cimentación ampliada o cimentación poco profunda.

Si la capacidad portante de la cimentación poco profunda es insuficiente para soportar la presión transmitida por los pilares, se debe bajar la cimentación a una cierta profundidad hasta alcanzar la capacidad portante.

El método de descenso se llama hundimiento de pilotes de cajón.

Los cajones y pilotes se denominan colectivamente cimentaciones profundas.

La diferencia de tensión entre cimentación profunda y cimentación superficial es que la cimentación superficial solo se basa en el área inferior de la cimentación para transmitir presión. La cimentación profunda no solo se basa en el área inferior del cajón o; La punta del pilote transmite presión a los cimientos, pero también depende de la pared del pozo y la fricción entre la pared de la varilla y la capa de suelo transfiere parte de la carga a los cimientos.

Por tanto, la capacidad portante de las cimentaciones profundas es mayor que la de las cimentaciones superficiales.

De este modo, la subestructura de un puente suele estar formada por tres partes: 1. Apoyos; 2. Pilares y estribos; 3. Cimentación.

Estructura del puente: Tipo puente en arco

Bajo la acción de la carga vertical, las nervaduras del arco, como estructura portante, soportan principalmente presión.

Los apoyos de los puentes en arco deben soportar no sólo fuerzas verticales, sino también fuerzas horizontales.

Por lo tanto, los requisitos para la cimentación y cimentación de los puentes de arco son más altos que los de los puentes de vigas.

Las imágenes a continuación muestran el puente en arco de soporte inferior (la plataforma del puente está por encima de la nervadura del arco), el puente en arco de soporte medio (la plataforma del puente está parcialmente por encima de la nervadura del arco y parte debajo de la nervadura del arco) y el puente del arco de soporte inferior (la plataforma del puente está por encima de la cara de la nervadura del arco debajo de la nervadura del arco).

Para un puente de arco, para personas, las palabras y los hechos pueden colocar directamente la plataforma del puente sobre las nervaduras del arco.

El tablero de un puente de arco que pasa por el transporte moderno debe mantener un cierto grado de rectitud y no puede colocarse directamente sobre las nervaduras del arco curvo. Por lo tanto, el tablero del puente debe apoyarse indirectamente sobre las nervaduras del arco a través de columnas. o tirantes.

El puente de arco de soporte inferior se puede convertir en un arco atado, es decir, los dos pies del arco están conectados por un miembro de tensión horizontal longitudinal, es decir, un tirante en el pie del arco.

En este momento, el empuje horizontal que actúa sobre el soporte lo soportará el tirante y el soporte ya no soportará la fuerza horizontal.

Esto puede reducir la carga sobre la cimentación, especialmente cuando las condiciones geológicas no son buenas.

Estructura del puente: puente atirantado

Un puente atirantado se denomina "puente atirantado" en japonés, "puente atirantado" en alemán y "puente atirantado" en alemán. puente atirantado" en inglés. "Puente atirantado".

Los puentes atirantados se forman mediante el uso de varios cables para tirar de vigas sobre torres.

En comparación con los puentes de vigas perforadas, los tirantes son puntos de apoyo (elásticos) en lugar de pilares, lo que aumenta la luz del puente.

Este tipo de estructura de puente atirantado existe desde la antigüedad.

Sin embargo, las fuerzas que actúan sobre los tirantes son difíciles de calcular y controlar, por lo que no se han desarrollado ni utilizado ampliamente.

Hasta mediados de este siglo, debido a la aparición de las computadoras electrónicas, se resolvió el problema del cálculo de la fuerza del cable, se mejoró el dispositivo de ajuste y se resolvió el problema del control de la fuerza del cable, haciendo que el cable- Puentes atirantados, el puente de más rápido crecimiento y más utilizado en los últimos 50 años. El tipo de puente más ancho.

El puente de arco de soporte inferior se puede convertir en un arco atado, es decir, los dos pies del arco están conectados por un miembro de tensión horizontal longitudinal, es decir, un tirante en el pie del arco.

En este momento, el empuje horizontal que actúa sobre el soporte lo soportará el tirante y el soporte ya no soportará la fuerza horizontal.

Esto puede reducir la carga sobre la cimentación, especialmente cuando las condiciones geológicas no son buenas.

Estructura del puente: puente de vigas

Bajo la acción de la carga vertical, la sección de la viga solo soporta curvas cortas y los soportes solo soportan fuerza vertical.

Si la viga de un puente poroso es discontinua en la pila, se llama viga simplemente apoyada; si es continua en la pila, se llama viga continua si es continua en la pila; , se interrumpe en el orificio del puente y la línea que pasa en el orificio del puente a otra viga se llama viga en voladizo.

Un soporte simple apoyado sobre un voladizo se llama viga en voladizo; una viga en voladizo se llama viga de anclaje.

Las vigas de los puentes de estructura pueden ser macizas o huecas (llamadas vigas de celosía).

3. Diseño tipo puente de puentes de paso elevado

Con el desarrollo del transporte por carretera en mi país, ha habido cada vez más pasos elevados y pasos elevados en los últimos años.

Estos pasos elevados y elevados no sólo son una parte importante del transporte por carretera, sino que también se han convertido en puntos de referencia modernos.

Un buen diseño de puente puede permitir que los pasos elevados demuestren su capacidad de tráfico, embellezcan el entorno circundante y algunos incluso se consideren obras de arte de la arquitectura moderna.

Por lo tanto, a la hora de seleccionar un tipo de puente, debemos considerar tanto la viabilidad de su implementación como el principio de aplicabilidad económica; al mismo tiempo, las artes plásticas arquitectónicas deben considerar cumplir con los requisitos estéticos.

Este punto ha sido valorado cada vez por más diseñadores hoy en día y se ha convertido en una característica importante del diseño de ingeniería moderno.

Este artículo, a través del diseño del autor del paso elevado "Qiaonan Village", propone que la estructura debe embellecerse de forma práctica y analiza algunas cuestiones cognitivas en el diseño tipo puente del paso elevado.

1 Introducción al puente de ejemplo

El puente "Qiaonan Village" (en adelante, el "Puente de ejemplo") es un puente cruzado independiente que cruza la línea principal en K17+006 de la autopista del aeropuerto de Nanjing La autopista tiene un ángulo de 10°.

El ancho del tablero del puente es de 7+2×0,75 m, y el ancho libre de la calzada es de 7m.

Carga de diseño: coche-20, remolque-100.

¿Dónde está este puente? r? = 2500 m en la curva convexa, las pendientes longitudinales izquierda y derecha son simétricas, ambas son del 3%.

La altura libre bajo el puente está diseñada para ser de algo más de 5m.

En este ejemplo, la parte superior del puente adopta una estructura de viga cajón continua de hormigón armado ordinario con una altura de 5×20 m, y la parte inferior adopta una pila descubierta de una sola columna y un estribo nervado. y los cimientos son un montón aburrido.

El puente se completó y abrió al tráfico simultáneamente con la autopista del aeropuerto de Nanjing el 28 de junio de 1997.

2 Selección del tipo de puente

La selección del tipo de puente generalmente debe basarse en un análisis exhaustivo de factores como la aplicabilidad, la estética, la racionalidad económica, la facilidad de diseño y construcción, etc. y, en última instancia, determinar el plan de implementación del proyecto.

Para puentes de paso elevado, después de muchos años de práctica por parte del personal técnico y de ingeniería nacional, los tipos utilizados actualmente se concentran básicamente en vigas de placa hueca prefabricadas y vigas cajón continuas de altura constante.

De entre ellas, las vigas de placa hueca son las más habituales.

Sin embargo, el autor cree que es mejor considerar el esquema de vigas cajón continuas de igual altura al diseñar el esquema.

Las razones son:

(1) En la sociedad actual, las personas tienen requisitos cada vez más altos de belleza y también requieren hermosos edificios a su alrededor.

Los diseñadores actuales deben cumplir con este requisito y embellecer la estructura mientras diseñan la resistencia de la estructura misma.

Como paso elevado, llama aún más la atención porque la parte inferior está abierta al tráfico.

Por ello, es necesario reducir al máximo el número de pilas transversales, potenciar la perspectiva del espacio inferior y aumentar la esbeltez de las pilas, lo que juega un papel muy importante a la hora de que todo el El paso elevado es hermoso y moderno.

En este punto, sólo se puede conseguir utilizando la solución de viga continua en forma de cajón, porque la sección en forma de cajón tiene una gran rigidez torsional, lo que es especialmente beneficioso para aquellos que necesitan montar una Una sola columna y un solo punto de apoyo debajo de la viga.

En este momento, la subestructura se puede convertir en una estructura de una sola columna sin vigas de cubierta según los requisitos estéticos.

Sin embargo, si la estructura superior adopta vigas de placa prefabricadas, la parte inferior solo se puede convertir en una estructura tradicional de vigas rematadas y pilares, lo que es difícil de cumplir con los requisitos estéticos.

⑵El puente de viga cajón continuo contorneado tiene buena integridad, gran durabilidad y conducción cómoda.

Las placas superior e inferior de la viga cajón tienen áreas grandes, que pueden resistir eficazmente momentos de flexión y tener una tensión razonable.

No hay necesidad de instalar juntas de expansión en los pilares, la longitud de la viga se alarga y la altura de la viga es constante, por lo que todo el puente tiene una apariencia simple y hermosa con líneas suaves.

(3) Para los puentes de paso elevado modernos, hay cada vez más puentes curvos, inclinados e inclinados.

Si se utilizan puentes de losa prefabricada, el trazado del plano curvo, inclinado e inclinado será más complicado, y el diseño y construcción también causarán algunos problemas.

Por ejemplo, cómo combinar con precisión las distintas partes del puente y la losa, el procesamiento detallado de cada extremo de la losa del puente oblicuo, la estructura de conexión entre los extremos, la longitud del muelle, la El ángulo de intersección del eje del muelle, la pendiente transversal y el cálculo de la diferencia de altura del muelle son todos muy complejos, y los requisitos para el control de coordenadas y elevación de los puntos característicos durante la construcción son muy estrictos.

Además, si se trata de una losa hueca pretensada, debido a las diferentes edades del hormigón durante la construcción real, los valores de combadura de cada viga de la losa pretensada después del tensado a menudo diferirán mucho, lo que resulta en inconsistencia en la conexión de las vigas de losa. Espesor liso y desigual del pavimento del tablero del puente, incluso dificultad para pavimentar, dificultad para garantizar la calidad de la construcción y otras consecuencias graves.

En comparación con las vigas de placa hueca diagonal, la estructura de las vigas cajón continuas de altura constante es más ligera si se proporcionan pilares de una sola columna. Dado que la parte superior de la viga cajón está integrada y la parte inferior no tiene viga de cubierta, la estructura detallada es mucho más fácil de manejar que el puente de placa inclinada curva y se pueden evitar casi todas las desventajas mencionadas anteriormente, lo que tiene su propia singularidad. ventajas.

Y cuando un puente de viga cajón continuo de igual altura cruza la línea principal en diagonal, se puede utilizar un soporte de una sola columna y un solo punto para convertir el puente oblicuo en un puente recto, lo que en realidad aumenta el espacio libre efectivo sobre ambos lados de la línea principal y, en consecuencia, aumenta la luz del puente.

Por ello, esta estructura monopilar es muy adecuada para curvas y puentes inclinados.

(4) Utilizando un sistema de vigas continuas de altura constante, debido a la existencia de momentos flectores negativos en los puntos de apoyo de la pila, su momento flector a mitad de luz es significativamente menor que el de la losa hueca simplemente apoyada. sistema, lo que significa que se puede ahorrar la superestructura. La cantidad de material utilizado reduce el peso del cuerpo de la viga, y la cantidad de trabajo de ingeniería en los pilares y columnas de la subestructura también se reduce en consecuencia.

Todo esto se puede verificar desde el puente de instancia.

El puente es una superestructura de cinco agujeros de 20 m, y se llevó a cabo una comparación técnica y económica detallada del esquema de vigas de placa hueca pretensada. Los principales materiales necesarios para la parte superior de la viga de placa hueca pretensada son: hormigón C50 No. 546.9, cordón de acero 13236.1, barras de acero ordinarias 29042.2 y la realización final - el consumo de material principal de la parte superior de la viga cajón continua de; La altura constante es: el consumo de hormigón C30 es 361,7, las barras de acero ordinarias son 105068,2.

Por el contrario, si se consideran el cordón de acero y sus características de proceso, los indicadores integrales de acero de los dos esquemas son similares, pero incluso si no se considera la diferencia en el nivel de resistencia (el nivel de resistencia de la viga de losa El hormigón es relativamente más alto), las vigas cajón continuas de hormigón armado ordinarias de la misma altura utilizan casi 1/3 menos de hormigón que las vigas de placa hueca simplemente apoyadas.

Esto reduce en gran medida el peso de la superestructura y, por supuesto, también ahorra el consumo de material de los pilares y cimientos, lo que refleja las ventajas técnicas y económicas.

También cabe señalar que los tramos de puentes elevados utilizados actualmente están entre 16 y 25 m. La comparación de los dos tipos de puentes anteriores con un tramo de 20 m debe considerarse representativa.

Por lo tanto, se puede decir que cuando la longitud del puente es la misma, dentro del rango de luz normal del puente de paso elevado, la viga cajón continua de altura constante tiene menos materiales principales que la viga de placa hueca pretensada, Es más ligero y tiene una estructura superior e inferior muy estable. Ligero, con buenos indicadores técnicos y económicos.

3 Modelado estructural

La forma estructural y las proporciones de tamaño de cada parte deben coordinarse entre sí.

Por ejemplo, la relación entre la altura de la viga del tramo y el espacio libre debajo del puente, la relación entre la altura del diámetro de la pila y el tramo del puente, la relación entre la longitud del voladizo de la placa del ala de la viga principal del puente a la altura de la viga, etc.

En estos aspectos, el puente del ejemplo está muy acertado. La estructura de pilas y vigas es sencilla y suave, esbelta y ligera, continua y armoniosa.

4 Diseño de secciones transversales

Las secciones transversales de vigas cajón comúnmente utilizadas incluyen cajón simple y cámara simple, cajón simple y cámara doble, cajón doble y cámara simple, cajón doble y cámara doble , etc. La forma real de la sección transversal generalmente debe determinarse basándose en el ancho del puente y la conveniencia de la construcción.

Para el puente de ejemplo, el uso de segmentos de una sola cámara y una sola caja puede facilitar la construcción y ahorrar material. El ancho superior de la caja es de 8,5 m, el ancho inferior es de 4,0 m, los dos paneles laterales miden 2,25 m cada uno y adoptan almas rectas.

Cuando se utiliza el método de soporte para la construcción colada in situ, el diseño de la sección transversal de una sola caja y una sola cámara es propicio para el vertido de la sección completa al mismo tiempo, y el diseño de almas rectas es propicio para el vertido de la sección completa al mismo tiempo. más propicio para la construcción.

En el puente de ejemplo, las alas son más largas, principalmente por motivos estéticos. Al mismo tiempo, considere aprovechar al máximo los cambios en las características de tensión de la viga cajón, reduciendo el ancho del fondo del cajón para aumentar adecuadamente el centro de la sección transversal del área de flexión positiva, dando pleno juego al papel del barras de acero que soportan tensiones de la placa inferior y reducen el peso de la viga cajón.

Cabe señalar que, aunque el diseño de grandes paneles de ala en voladizo es beneficioso para el efecto estético, los puentes de vigas cajón continuos de hormigón armado ordinarios como este puente aumentan la resistencia de los paneles de ala mediante la aplicación de pretensado transversal. La longitud es indeseable, ni económica ni complicada en la tecnología de la construcción, y la cámara de cajón es demasiado estrecha. Bajo cargas locales, la tensión de flexión transversal de la viga de cajón es a menudo muy grande, por lo que el refuerzo transversal de la viga de cajón aumentará considerablemente. .

5.

Cimentación

La subestructura debe cumplir con los requisitos de soporte de la superestructura y, al mismo tiempo, debe coordinarse con la apariencia de la superestructura y disponerse simétricamente.

El puente de ejemplo adopta un pilar de una sola columna sin viga de cubierta y una gran estructura en voladizo de viga cajón continua, que puede aprovechar al máximo el espacio debajo del puente. Es simple, brillante y tiene una apariencia hermosa. , buena permeabilidad y es fácil de construir.

En términos generales, la forma de la sección transversal del pilar del puente es redonda, lo que se ve más hermosa. El diámetro del muelle debe determinarse de acuerdo con su relación de coordinación con la superestructura y el tamaño del plano del soporte de caucho requerido.

Para viaductos de paso elevado generales, el diámetro de la pila puede estar entre 1,0 y 1,6 m. En este ejemplo, el puente en realidad utiliza un diámetro de columna de 1,1 m.

En el puente de ejemplo. , el muelle central n.° 3 también se utiliza como muelle de frenado. Se coloca un soporte fijo en la parte superior del muelle, y las columnas del muelle y los cimientos de pilotes del muelle n.° 3 están reforzados para resistir la fuerza de frenado del automóvil.

La cimentación de pila de una sola columna de un puente de ejemplo se establece como una sola hilera de pilotes moldeados in situ de doble perforación con un diámetro de pilote de 1,0 m, y la tapa está dispuesta a lo largo de la dirección de El puente inclinado. Esta disposición puede hacer que la posición de la plataforma de la zona de separación central de la línea principal sea consistente con la dirección de la línea principal, lo cual es más razonable.

Además, el pilar del puente tiene forma de nervaduras, lo que tiene una gran aplicabilidad.

6.

Construcción estructural

El método de encofrado in situ de puentes elevados de vigas cajón continuas de hormigón puede adoptar ampliamente tecnología y equipos de construcción modernos, especialmente puentes curvos y vigas cajón continuas curvadas verticales. La posición geométrica de la superestructura es fácil de ajustar.

Cuando se utiliza este método para la construcción de vigas, la obra de soporte es la obra principal. Actualmente se utilizan principalmente soportes combinados de tubos de acero.

La calidad es estable y confiable, la velocidad de erección es rápida y se puede usar repetidamente.

Además, si se pueden utilizar equipos más avanzados como camiones bomba de hormigón, será más "ahorrador" y "rápido".

La construcción de esta estructura de viga cajón continua no pretensada de altura constante no es complicada. Su viga integral fundida in situ es más económica, hermosa, tiene un período de construcción corto y tiene ventajas económicas y obvias. beneficios sociales.

Dado que este método es una construcción fundida in situ en el sitio del puente, puede eliminar la necesidad de equipos de transporte a gran escala y algunos equipos de instalación a gran escala, como máquinas para montar puentes, cerchas Bailey o pórticos. para prefabricación y elevación. La ventaja es que el puente poroso se puede verter y construir continuamente al mismo tiempo, y el puente tiene buena integridad y fuerte durabilidad estructural.

7 Conclusión

(1) Al diseñar un puente cruzado, el diseño de embellecimiento de la estructura debe colocarse en una posición destacada, teniendo en cuenta la resistencia de la estructura en sí; Se prestará atención al arte plástico del puente.

⑵ La forma estructural y las proporciones de tamaño de cada parte deben coordinarse entre sí. La estructura de vigas debe ser estirada y suave, prestando atención a su forma lineal. La estructura inferior debe ser simple, liviana y con. buena permeabilidad.

(3) Las vigas cajón continuas de igual altura y varios tramos están equipadas con pilares de una sola columna y sin vigas rematadas, y tienen estilos y características arquitectónicos modernos.

Este tipo de puente tiene buena integridad, gran durabilidad, conducción cómoda, bajo consumo de material y período de construcción corto. Es muy adecuado para puentes curvos, inclinados y está lleno de gran vitalidad.

En el caso de que se pueda realizar el método de soporte moldeado in situ, se debe utilizar como puente tipo puente de paso elevado.

4. Logros y tendencias de desarrollo en la construcción de puentes

1. Puentes atirantados

China ha creado una nueva era en la construcción de cables de gran luz. Puentes atirantados de más de 400 metros. Estilo propio y único:

La torre del cable utiliza una torre de hormigón en lugar de una torre de acero.

La torre de hormigón más alta es el Puente Xupu, que tiene 210 metros de altura.

Existen varios tipos de torres de cable, incluidas las de tipo A, tipo Y invertida, tipo H y de columna única.

Existen muchos tipos de estructuras de vigas principales, incluidas 4 vigas cajón de acero, 5 vigas híbridas, 4 vigas mixtas y 7 vigas de hormigón.

Hay 15 alambres de acero paralelos y tirantes de 3 hilos.

Terminado en 2001, el segundo puente atirantado con vigas cajón de acero sobre el río Yangtze de Nanjing, que ocupa el tercer lugar en el mundo (luz principal de 628 metros), y el puente atirantado con vigas combinadas Qingzhou Minjiang, que ocupa el quinto lugar en el mundo, en Fujian ( luz principal de 605 metros) es el líder mundial.

En términos generales, el nivel de diseño y construcción de puentes atirantados en mi país ha entrado en las filas avanzadas internacionales y algunos resultados han alcanzado el nivel líder internacional.

Actualmente, mi país está planificando y construyendo el puente Stonecutters en Hong Kong y el puente Sutong en Jiangsu, los cuales tienen luces principales que superan los 1.000 m. Habrá nuevos avances en la tecnología de construcción de puentes atirantados. .

2. Puente colgante

El puente colgante es uno de los principales tipos de puentes de luces súper largas. Debido a su hermosa forma y gran escala, la gente suele llamarlo la "Reina de los Puentes".

Cuando la luz es superior a 800 metros, la solución del puente colgante resulta muy competitiva.

Antes de la década de 1990, nuestro país construía más de 60 puentes colgantes, pero tenían luces pequeñas, tableros estrechos y estándares de carga bajos.

Un puente colgante está formado por cables principales, torres, vigas de refuerzo y anclajes.

Los cables de gran tamaño se fabrican mediante el método AS (alimentación aérea de hilo) o el método PPWS (método de hilo trenzado prefabricado). Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia, Dinamarca y otros países adoptan el método AS, mientras que China y Japón adoptan el método PPWS.

El tipo de torre generalmente adopta un marco de pórtico y los materiales son acero y hormigón. Estados Unidos, Japón y Reino Unido utilizan más torres de acero, mientras que China, Francia, Dinamarca y Suecia utilizan torres de hormigón.

Las vigas de refuerzo incluyen vigas tipo celosía de acero y vigas cajón planas de acero. Países como Estados Unidos y Japón utilizan principalmente vigas de acero, mientras que China, el Reino Unido, Francia y Dinamarca utilizan principalmente vigas de acero.

Existen anclajes de gravedad y anclajes de túnel, la mayoría de los cuales son anclajes de gravedad.

3. Puente de marco rígido continuo de PC

El puente de marco rígido continuo de PC tiene una mayor capacidad de luz que el puente de viga continua de PC y el puente de marco rígido de PCT.

En los últimos años, se han construido muchos puentes de marco rígido continuo de PC en varios países. Con el desarrollo de la economía mundial, los puentes de marco rígido continuo de PC se desarrollarán más rápidamente.

En 1998, Noruega construyó el primer puente Stolma del mundo (luz principal de 301 metros) y el segundo puente de vigas del mundo (luz principal de 298 metros), ampliando hasta su punto máximo la luz de los puentes de estructura rígida continua PC desarrollados.

El puente Guangdong Luoxi (luz principal de 180 m) construido en mi país en 1988 fue pionero en la construcción de puentes de estructura rígida continua de PC de gran luz en mi país. En los últimos diez años, se han construido en todo el país 74 puentes de vigas PC con luces superiores a 120 m.

Existen 17 puentes de vigas PC con una luz de más de 240 m en el mundo, incluidos 7 en China y 5 en la región occidental (Tabla 5).

El puente de canal auxiliar del puente Humen (luz principal de 270 metros) completado en 1997 fue el primer puente de estructura rígida continua de PC del mundo en ese momento.

En los últimos años, el segundo puente sobre el río Lu Yangtze (tramo principal de 252 metros), el puente Chongqing Huanghuayuan (tramo principal de 250 metros), el puente sobre el río Huangshi Yangtze (tramo principal de 245 metros), el puente del jardín Chongqing Gaojia ( tramo principal de 245 metros), 240 metros) y el puente del río Guizhou Liuguang (tramo principal de 240 metros) se han completado uno tras otro. En un futuro próximo, se construirán una gran cantidad de puentes de estructura rígida continua de PC de gran luz.

La tecnología de construcción de puentes de estructura rígida continua de PC de gran luz y puentes de vigas de PC de mi país ha alcanzado el nivel líder mundial.

Cuarto, puente en arco

1. Puente en arco de piedra

El puente en arco de piedra es una tecnología con una larga historia en China.

Ha habido un nuevo avance recientemente. El puente Danhe en la autopista Jinjiao en la ciudad de Jincheng, provincia de Shanxi, construido en 2001, tiene una luz de 146 metros y es el puente de arco de piedra más grande del mundo.

2. Puente en arco de hormigón

El puente en arco de hormigón se divide en arco de cajón, arco de nervaduras y arco de armadura.

Los tramos más grandes en China que utilizan el método de elevación por cable incluyen el puente del río Maming en Yibin, Sichuan (tramo principal de 150 m) construido en 1979, el puente Baoding en Panzhihua, Sichuan (tramo principal de 170 m) construido utilizando el método de arco y el puente Xugou en Henan (luz principal de 170 m)

Durante este período, el puente de arco de hormigón de mayor luz en el extranjero alcanzó los 390 metros (el puente de Krk en la antigua Yugoslavia, terminado en 1980). ).

En este momento, la brecha entre China y los países extranjeros es de al menos 10 años.

En 1990, el puente del río Jinsha en la puerta sur de Yibin adoptó una estructura rígida por primera vez y construyó un puente de arco de hormigón y acero con soporte central y una luz principal de 240 metros. Luego, el puente Yongjiang en Yongning, Guangxi mejoró su tecnología (la estructura de acero utilizaba tubos de acero de hormigón), llevando este método de construcción a un nuevo nivel. En 1996 se construyó un puente de arco de hormigón y acero con una luz principal de 312 metros.

Al mismo tiempo, se construyó el puente Jiangjiehe en Guizhou como el puente de arco de armadura de hormigón más grande del mundo (luz principal de 330 metros).

Según las estadísticas, en el mundo se han construido 15 puentes de arco de hormigón con una luz de más de 240 metros, 4 de los cuales se encuentran en China. Sin embargo, sólo hay 5 puentes de arco de hormigón con una luz de 240 metros. más de 300 metros en el mundo, 3 de los cuales están en China (Tabla 6).

La tecnología de construcción de los puentes de arco de hormigón de gran luz de mi país es líder a nivel internacional.

(1) Puente en arco de tubo de acero relleno de hormigón

El tubo de acero relleno de hormigón es un material compuesto de acero y hormigón con tres funciones principales: alta resistencia, soporte y encofrado, y tiene Fuertes capacidades de automontaje que resuelven los problemas de los puentes de arco de gran luz, como la economía, el ahorro de material, la instalación conveniente y la alta capacidad de carga en el período posterior.

Este tipo de puente se ha desarrollado rápidamente en China en los últimos años. Desde la década de 1990, mi país ha construido más de 40 puentes de arco de tubos de acero rellenos de hormigón con luces superiores a 120 m, y 13 con luces superiores a 200 m (Tabla 7). El tramo más largo es el puente del río Guangzhou Jisha Pearl (tramo principal de 360 ​​m), el más largo del mundo.

Se han construido muchos puentes de arco de hormigón y tubos de acero, como el Tercer Puente Wuhan Jianghan (tramo principal de 280 metros) y el Puente Guangxi San'an Yongjiang (tramo principal de 270 metros).

Tabla 7: Puente de arco de tubo de acero relleno de hormigón de gran luz de China

El puente del río Wushan Yangtze (luz principal de 460 metros) en construcción será otro puente de hormigón de luz ultralarga Puente de arco de tubo de acero relleno que establece un récord mundial.

(2) Puente de arco de acero

El puente de arco de acero de mayor luz del mundo es el puente de arco de armadura de acero de soporte superior del New River Bridge (luz principal de 518,2 m) en los Estados Unidos. Estados construidos en 1997. En segundo lugar se encuentra el puente de arco de armadura de acero con soporte central del Puente Bell en los Estados Unidos, terminado en 1931 (el tramo principal, de 504 metros, ocupa el tercer lugar el puente de arco de armadura de acero con soporte central del Puente del Puerto de Sydney en Australia, terminado en 1932); tramo principal 503 metros, uso de dos líneas ferroviarias).

Hay pocos puentes de arco de acero de luces largas en China, y el puente de arco de acero más grande es el puente Panzhihua 3002 en Sichuan (luz principal de 180 m) (Tabla 8).

El Puente Lupu, un puente en arco de acero con soporte central (luz principal de 550 metros) recientemente iniciado en Shanghai, es 31,8 metros más largo que el Puente New River en los Estados Unidos, el más grande del mundo, y Aspira a ser el puente de arco de acero más grande del mundo.

Verbo (abreviatura de verbo) Tendencias mundiales de desarrollo de puentes en el siglo XXI

Al observar las tendencias de desarrollo de puentes de gran luz, se puede ver que la construcción mundial de puentes seguramente marcará el comienzo en construcciones de mayor escala.

En lo que respecta a China, hay cinco proyectos a través del mar desde Tongjiang a Sanya, a saber, el proyecto a través del mar de la bahía de Bohai, el proyecto a través del mar del estuario del río Yangtze y el proyecto a través del mar en la bahía de Hangzhou. Proyecto, el Proyecto Lingdingyang Cross-Sea del Estuario del Río Perla y el Proyecto del Estrecho de Qiongzhou.

El más difícil es el proyecto transatlántico de la Bahía de Bohai, que tiene 57 kilómetros de ancho y se convertirá en el puente más largo del mundo cuando esté terminado. El proyecto transatlántico del Estrecho de Qiongzhou tiene 20 kilómetros de ancho y 40 metros de profundidad. No se ha encontrado ningún lecho de roca a 130 metros bajo el lecho marino, y frecuentemente es azotado por tifones y olas durante todo el año.

Además, hay muchos proyectos de puentes, incluido el proyecto de la isla continental de Zhoushan, Qingdao-Huangdao, el río Yangtze, el río Perla, el río Amarillo y otros proyectos de puentes.

En el mundo, los puentes más famosos en construcción incluyen el Puente de la Bahía de Izmit en Turquía (puente colgante, luz principal de 1668 metros) el Puente Tirion sobre el Mar del Sol en Grecia (cable de varios tramos); (puente atirantado, tramo principal) Con una extensión de 286+3×56286m), se ha aprobado la construcción del puente del estrecho de Messina entre Italia y Sicilia. Se trata de un puente colgante con un tramo principal de 3.300m. Su vida útil está diseñada según el estándar de 200 años. La torre principal tiene 376 m de altura, el tablero del puente tiene 60 m de ancho, el diámetro del cable principal es de 1,24 m y el costo estimado es de 400. El puente que cruza el Estrecho de Gibraltar entre España y Marruecos también propone construir un puente colgante de gran luz, que incluirá dos luces intermedias continuas de 5.000 metros y dos luces laterales de 2.000 metros, con una profundidad de cimentación de aproximadamente 300 metros.

Otro plan es construir un puente atirantado gigante con tres luces de 3100m+8400m+4700m. Los cimientos tienen unos 300 m de profundidad, la torre alta tiene 1.250 m de altura y la torre baja tiene 850 m de altura.

El plan requeriría la construcción de materiales compuestos avanzados en lugar del acero y el hormigón que se utilizan en los puentes actuales.

6. Dirección del desarrollo de la tecnología de puentes

1. Los puentes de luces largas se están desarrollando en la dirección de ser más largos, más grandes y más flexibles.

Estudiar la seguridad y estabilidad de puentes de gran luz bajo los efectos de la aerodinámica, la sísmica y la dinámica de conducción, y convertir las secciones en varias vigas de refuerzo aerodinámicas para cumplir con los requisitos aerodinámicos para aumentar la rigidez del puente de gran luz. .

Adoptar un sistema de carga de red espacial dominado por cables atirantados

Adoptar un sistema híbrido de cables de suspensión y cables atirantados; Se utilizan materiales compuestos livianos y de alta rigidez como vigas de refuerzo, y materiales de fibra de carbono livianos y de alta resistencia como cables principales.

2. Desarrollo y aplicación de nuevos materiales

Los nuevos materiales deben tener las características de alta resistencia, alto módulo elástico y peso ligero. Se ha estudiado una gama de materiales, incluido hormigón polimérico y de humo de sílice de resistencia ultraalta, hormigón de fibra de acero y alambre de acero de doble fase de alta resistencia y plásticos de fibra, para reemplazar el acero y el hormigón que se utilizan actualmente en los puentes.

3. En la etapa de diseño, se utilizan medios asistidos por computadora altamente desarrollados para una optimización rápida y eficaz y un análisis de simulación, se utilizan sistemas de fabricación inteligentes para producir piezas en las fábricas y se utiliza GPS y tecnología de control remoto para controlar la construcción de puentes.

4. Proyectos de cimentaciones en aguas profundas a gran escala

En la actualidad, no existen proyectos de cimentaciones de puentes que superen los 100 m en aguas profundas en el mundo. Cimentaciones de 100 m ~ 300 m en aguas profundas.

5. Una vez que el puente esté terminado y puesto en uso, la seguridad y el funcionamiento normal del puente se garantizarán a través de un sistema automatizado de seguimiento y gestión. Cuando se produce un mal funcionamiento o daño, se informan automáticamente las piezas dañadas y las contramedidas de reparación.

6. Preste atención a la estética del puente y a la protección del medio ambiente.

Los puentes son una de las estructuras más destacadas de la humanidad. El famoso puente Golden Gate en San Francisco, el puente del puerto de Sydney en Australia, el puente de Londres en el Reino Unido, el puente del estrecho de Akashi en Japón, el puente Yangpu en Shanghai, China, el segundo puente del río Yangtze en Nanjing y el puente Tsing Ma en Hong Kong. Son todas preciosas obras de arte espaciales que se han convertido en tierra, ríos y océanos. El paisaje del cielo se ha convertido en un edificio emblemático de la ciudad.

El magnífico Puente del Puerto de Sídney en Australia se integra con la moderna y única Ópera de Sídney, convirtiéndose en un símbolo de Sídney en la actualidad.

Por lo tanto, las estructuras de puentes en el siglo XXI prestarán más atención al modelado artístico arquitectónico, la estética de los puentes y el diseño del paisaje, y la protección del medio ambiente, para lograr la combinación perfecta de paisaje cultural y paisaje ambiental.

Basado en el gran desarrollo de la ingeniería de puentes en el siglo XX y dibujando el gran modelo del siglo XXI, la tecnología de construcción de puentes tendrá un desarrollo mayor y más nuevo.

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