1 Cuestiones a las que se debe prestar atención en el diseño de puentes
1.1 Se debe prestar más atención a la durabilidad de la estructura. Nuestro país ha comenzado a prestar atención a la investigación sobre durabilidad estructural desde la década de 1990 y ha logrado muchos resultados. La mayoría de estos estudios se llevan a cabo desde la perspectiva de los materiales y el análisis estadístico, pero pocos estudian cómo mejorar la durabilidad de los puentes desde la perspectiva de la estructura y el diseño, y cómo facilitar su aceptación y operación por parte de los diseñadores y constructores. Además, durante mucho tiempo, la gente se ha centrado en la investigación de métodos de cálculo estructural, ignorando la atención a la estructura general y el procesamiento de detalles. El diseño de durabilidad estructural es esencialmente diferente del diseño estructural convencional. En la actualidad es necesario trabajar intensamente para desarrollar el estudio de la durabilidad desde el análisis cualitativo hasta el análisis cuantitativo. La investigación y la práctica en el país y en el extranjero han demostrado que la durabilidad estructural juega un papel decisivo en la operación segura y económica de los puentes.
1.2 Prestar atención a las investigaciones sobre daños por fatiga. La carga del vehículo y la carga del viento en la estructura del puente son cargas dinámicas, que producirán tensión cíclica en la estructura, no solo causando vibración de la estructura, sino también daño por fatiga acumulativa de la estructura. Debido a que los materiales utilizados en el puente son desiguales y discontinuos, en realidad hay muchos defectos pequeños. Bajo carga cíclica, estos pequeños defectos se desarrollarán y fusionarán gradualmente para formar daños y gradualmente formarán macrofisuras en el material. Si las macrofisuras no se controlan eficazmente, es muy probable que se produzcan fracturas frágiles de materiales y estructuras. Los daños por fatiga temprana suelen ser difíciles de detectar, pero sus consecuencias suelen ser catastróficas. Por lo tanto, la investigación sobre los daños por fatiga requiere suficiente atención.
1.3 Prestar toda la atención al problema de la sobrecarga del puente. Por un lado, la sobrecarga de los puentes puede provocar problemas de fatiga. La sobrecarga aumentará la fatiga y el daño del puente, e incluso pueden ocurrir algunos accidentes con daños estructurales causados por la sobrecarga. Por otro lado, el daño interno del puente causado por la sobrecarga no se puede recuperar, lo que cambiará las condiciones de funcionamiento del puente bajo carga normal y puede poner en peligro la seguridad y durabilidad del puente. Por tanto, es necesario estudiar y analizar las consecuencias de la sobrecarga.
1.4 Aprender activamente de las experiencias y logros extranjeros. Los principales problemas que existen en el diseño de puentes domésticos son un rendimiento normal deficiente, una durabilidad deficiente y una seguridad deficiente (incluida una vida útil corta, altos costos de mantenimiento y frecuentes accidentes de seguridad). Si bien estos problemas están relacionados con el bajo nivel de calidad y gestión de la construcción en nuestro país, para ser justos, dado que esta situación no se puede solucionar en poco tiempo, como ingenieros diseñadores debemos afrontar este problema y considerar plenamente la situación actual de la construcción. Se adoptan el nivel de gestión y los materiales, el nivel técnico, la seguridad adecuada y los métodos de diseño adecuados para garantizar el rendimiento del puente. Este es un enfoque más proactivo y eficaz. En particular, los problemas de durabilidad y seguridad de los puentes están relacionados con una selección irrazonable de sistemas o materiales estructurales y un manejo inadecuado de los detalles estructurales.
2 Estrategia general de diseño de la estructura de acero de un puente
2.1 Diseño de estabilidad al vuelco lateral. Los puentes con estructura de acero son generalmente relativamente ligeros y muy resistentes. Sin embargo, en el diseño de carriles múltiples de radio pequeño, su resistencia al vuelco lateral es un tema candente en la investigación actual. En los primeros días de la construcción del puente, por razones de diseño, el cuerpo del puente se volcaba durante la construcción o el uso del puente. Debido a que el radio de las vigas continuas de acero es relativamente pequeño, sus luces son relativamente grandes. Si el tablero del puente es más ancho que la viga de acero, la carga viva no es óptima y la tensión sobre el soporte exterior de la viga aumentará, mientras que el soporte interior no se tensionará. De esta manera, la tensión sobre la viga aumentará. ser extremadamente desigual y la viga se volcará. Durante el proceso de diseño, mediante cálculos razonables, la fuerza excéntrica de la viga se diseña para cumplir con los requisitos de carga del puente y garantizar una tensión uniforme en el cuerpo del puente. Se toman medidas de relleno de arena en las vigas transversales para aumentar la estabilidad general del puente de varios carriles y al mismo tiempo cumplir con las especificaciones.
2.2 Puntos clave en el diseño de integridad estructural soldada. El diseño de integridad de la estructura de soldadura del puente es un factor importante para garantizar la estabilidad general del puente. Debido a las diferentes fuerzas, las formas de las uniones soldadas también son diferentes. La tensión en la unión da como resultado diferencias en la estructura y propiedades mecánicas del metal base.
Al mismo tiempo, la tensión no se puede liberar al 100% durante el proceso de soldadura. La tensión de soldadura generalmente hace que la junta de soldadura se deforme, lo que resulta en una gran cantidad de defectos en la junta de soldadura, que no pueden cumplir con los requisitos generales de diseño del puente. . Por lo tanto, el diseño de uniones soldadas debe considerarse en el diseño general del puente. Bajo la premisa de cumplir con las especificaciones relevantes, es necesario: seleccionar la forma de acuerdo con las condiciones locales, obtener los niveles estáticos y de fatiga a través de los requisitos de la prueba de soldabilidad y determinar la forma relevante de la soldadura en el diseño de soldadura; los detalles clave deben diseñarse en detalle para lograr La fuerza debe ser uniforme y la tensión debe reducirse tanto como sea posible. Se deben considerar en el diseño los requisitos relevantes para la inspección de soldadura y la calidad de la soldadura debe probarse de forma no destructiva; pruebas y otros indicadores de control relevantes.
2.3 Configuración de refuerzos. Las nervaduras de refuerzo son refuerzos en forma de tira instalados sobre soportes o donde se concentran cargas para garantizar la estabilidad local de los componentes y transmitir fuerzas concentradas. Por lo general, mucha gente piensa que el diseño de refuerzos es opcional. De hecho, es necesario decidir si se deben reforzar las nervaduras mediante cálculos de diseño. La presencia o ausencia de refuerzos está determinada por el valor h0/δ del alma del cinturón. Si se determina que se requieren refuerzos, se da prioridad a los refuerzos verticales, ubicados a una distancia determinada por el espesor del alma y los esfuerzos cortantes asociados. Cuando los refuerzos verticales aún no pueden cumplir con los requisitos, se pueden instalar refuerzos horizontales, que es una forma complementaria de los refuerzos verticales.
Debido a las deficiencias de la sección del miembro original, se utilizan refuerzos para mejorar la capacidad de resistir momentos de flexión y fuerzas de corte. Dado que las nervaduras de refuerzo pueden reducir el tamaño de la sección transversal del componente original, reducir efectivamente la cantidad de acero utilizado y reducir el costo de compresión, las nervaduras de refuerzo generalmente se colocan en el componente original en ingeniería para mejorar la capacidad de resistir momentos de flexión y corte. efectivo.
2.4 Diseño de viga cajón de acero. Cuando la vía principal del puente es demasiado ancha, es necesario optimizar la estructura de acero con vigas cajón anchas en el carril. En el diseño es importante cumplir con los requisitos de cálculo vertical. En cuanto a la luz de la viga, del cálculo de una viga simplemente apoyada en doble voladizo entre los apoyos se puede observar que se pueden utilizar rigidizadores verticales en los apoyos. Cuando los refuerzos verticales no pueden cumplir con los requisitos, se deben considerar los refuerzos horizontales, y sus medidas de cálculo son similares a las de los refuerzos verticales.
2.5 Configuración de pozos de construcción. En el diseño general del puente, la instalación de las bocas de acceso es una parte importante. Para facilitar la construcción, generalmente se proporcionan registros en la placa superior y en el alma de la viga cajón del puente. La posición específica de la boca de hombre del tejado se puede establecer en un claro de 1,5, mientras que la posición específica de la boca de hombre del alma debe establecerse en un lugar con tensiones relativamente débiles, como por ejemplo una viga simplemente apoyada, cuyo alma de la boca de hombre se puede fijar en el medio de el tramo y la viga continua deben calcular con precisión la fuerza de corte y elegir la ubicación donde la fuerza de corte sea mínima. En ocasiones hay más de un pozo de inspección bien diseñado, por lo que es imposible distribuir todos los pozos de inspección en un mismo tramo y escalonarlos. Cuando la tensión es alta, se deben agregar orificios de instalación y se deben tomar medidas de refuerzo.
2.6 Cálculo de esfuerzos internos estructurales. El cálculo del esfuerzo interno de la estructura se basa en un único voladizo con un orificio lateral y un voladizo simplemente apoyado con un orificio intermedio. Divida el puente en varias unidades longitudinalmente, numere las secciones de cada unidad y luego ingrese los datos originales del proyecto. La información de los datos de entrada incluye: información general del proyecto, información de las características de la unidad, información de los tendones de acero pretensados, información de la etapa de construcción y de la etapa de uso. La comprobación de la seguridad estructural del puente completo se lleva a cabo basándose en componentes totalmente pretensados, incluidos cálculos de pretensado, contracción, fluencia y carga viva. El estribo del puente está equipado con cojinetes deslizantes y las pilas del puente están equipadas con cojinetes fijos. Existen restricciones maestro-esclavo entre vigas ancladas y vigas suspendidas. Un extremo de la viga de suspensión está provisto de un cojinete fijo y el otro extremo está provisto de un cojinete deslizante.
3 Conclusión
La aceleración de la construcción de infraestructura en mi país ha promovido el rápido desarrollo de la tecnología de puentes. En la situación actual, la aplicación general de las estructuras de acero de puentes también es muy extensa, principalmente en el proceso de diseño para garantizar la integridad y estabilidad de las estructuras de acero de puentes. Es necesario analizar exhaustivamente la condición de tensión del puente desde una perspectiva holística y fortalecer el diseño optimizado de la forma de soldadura para garantizar la calidad general de la estructura de acero del puente.
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