Giải thích về giàn cầu: Các loại, đường dẫn tải và lựa chọn chế tạo thép

Giàn cầu là một khung chịu lực gồm các thanh thẳng xếp thành hình tam giác. Bởi vì một hình tam giác không thể thay đổi hình dạng trừ khi một trong các cạnh của nó thay đổi chiều dài, nên các khớp không cần phải cứng: các bộ phận chủ yếu chịu lực căng hoặc nén thuần túy dọc theo trục của chúng chứ không phải uốn cong. Đó là toàn bộ bí mật. Đó là lý do tại sao một giàn có thể vượt qua một con sông rộng với cấu trúc thượng tầng thanh mảnh đáng kinh ngạc, và tại sao hình thức này vẫn tồn tại từ những cây cầu đường sắt gang cho đến những điểm giao nhau trên đường cao tốc bằng thép hiện đại.

Chúng tôi đã cắt, khoan và hàn kết cấu thép từ năm 2009, và công việc giàn vẫn tuân theo nguyên tắc như mọi khi — đường tải rõ ràng trên bản vẽ, lắp đặt chính xác tại xưởng và trình tự lắp dựng phù hợp với địa điểm. Đây là cách chúng tôi thường hướng dẫn khách hàng đưa ra quyết định.

Giàn cầu thực sự làm được những gì

Thực hiện theo tải và logic trở nên rõ ràng. Xe cộ lăn lên mặt cầu, mặt cầu nằm trên các thanh giằng, các thanh giằng truyền tải trọng lên các dầm sàn và các dầm sàn chuyển tải trọng đó đến các nút của giàn. Từ đó nó di chuyển dọc theo các dây cung và các đường chéo đến các ổ trục và vào các mố. Mỗi thành viên có một công việc và giàn hoạt động tốt nhất khi công việc đó là hướng trục - kéo hoặc đẩy - thay vì uốn cong.

Sau đây là hai hệ quả thực tế. Đầu tiên, độ sâu của giàn quan trọng hơn hầu hết mọi người mong đợi. Theo nguyên tắc chung, một giàn được hỗ trợ đơn giản sẽ tiết kiệm khi có chiều sâu khoảng 1/8 đến 1/10 nhịp của nó, đó là lý do tại sao một đoạn đường giao nhau dài cần một giàn sâu rõ ràng hoặc một loại chia nhỏ. Thứ hai, không phải mọi đường chéo đều bận rộn. Trong một trường hợp tải, một số bộ phận rơi xuống lực gần bằng 0; dưới cái khác họ đảo ngược. Một thiết kế tốt kiểm tra cả hai điều này, bởi vì một bộ phận mảnh mai chịu lực căng tốt có thể bị cong khi nén.

Bản thân bộ bài có thể nằm trên đỉnh của giàn (giàn boong), ở độ cao trung bình với một giàn nông đóng vai trò lan can (giàn ngựa), hoặc ở phía dưới giữa hai giàn cao (thông qua giàn). Sự lựa chọn đó thường được quyết định bởi khoảng trống bên dưới và khoảng không gian cần thiết ở trên.

Các loại giàn cầu và nơi mỗi loại phù hợp

Hầu hết các lối đi được bao phủ bởi bốn họ — Warren, Pratt, thế nào và K — cộng với hai trường hợp đặc biệt đáng biết: cầu bảng Bailey và dây cung hợp âm cong hoặc giàn Parker. Những cái tên này đến từ các kỹ sư thế kỷ 19, nhưng lý do đằng sau chúng vẫn còn nguyên giá trị.

Hai lưu ý để tránh rắc rối sau này. Giàn K không tự động mạnh hơn; đó là một cách để giữ cho độ dài của bảng điều khiển có thể quản lý được trong một giàn rất sâu và tốn nhiều chi phí hơn cho việc kết nối và kiểm tra. Trong khi đó, cầu Bailey là một hệ thống được gắn mô-đun được xây dựng để đảm bảo tốc độ - rất lý tưởng cho các lối qua tạm thời, nhưng không thể thay thế cho một cấu trúc cố định được thiết kế trừ khi nó được thiết kế và bảo trì như một cấu trúc như vậy.

Chọn giàn cho nhịp và địa điểm của bạn

Người mua thường hỏi giàn nào “tốt nhất”. Câu trả lời trung thực là giàn tốt nhất là giàn thỏa mãn được địa điểm, tải trọng và phương pháp lắp dựng cùng một lúc. Chúng ta thường giải quyết những điểm này theo thứ tự:

1. Khoảng cách và độ sâu có sẵn. Độ sâu chi phối hiệu quả; nếu địa điểm không thể cung cấp cho bạn độ sâu, loại khác hoặc giải pháp thay thế dầm có thể giành chiến thắng.
2. Giải phóng mặt bằng. Bên dưới dành cho giao thông đường sông, mực nước lũ hoặc đường sắt; ở trên để biết hình dạng đường và bất kỳ việc mở rộng nào trong tương lai.
3. Tải lớp và mệt mỏi. Đường cao tốc, đường sắt và giao thông phương tiện hạng nặng tạo ra các chu kỳ căng thẳng lặp đi lặp lại, định hình các chi tiết kết nối nhiều hơn so với tải trọng tĩnh.
4. Hình học trang web. Độ nghiêng, độ cong và liệu cầu có phải được hạ, nâng hoặc lăn vào đúng vị trí hay không.
5. Giới hạn vận chuyển. Chiều dài của tấm và trọng lượng của các bộ phận phải phù hợp với xe tải và cần cẩu có thể thực sự tiếp cận được công trường.
6. Chi phí vòng đời. Giàn sơn cần có lối vào an toàn để sơn lại; thép mạ kẽm hoặc thép chịu thời tiết có thể có giá cao hơn trước và ít hơn sau này.

Nhận đúng sáu cái đó và loại thường tự chọn.

Chi tiết chế tạo quyết định tuổi thọ sử dụng

Giàn thép làm việc sống hay chết phụ thuộc vào từng chi tiết. Các tấm đệm phải có kích thước sao cho các nhóm bu lông luôn nhỏ gọn và đường dẫn tải qua tấm ngắn và trực tiếp; một tấm rộng rãi nhưng không có hình dạng sẽ khó kiểm tra hơn và thường nặng hơn mức cần thiết. Các lỗ dành cho các bộ phận chính được khoan chứ không phải đục lỗ, và đối với một cây cầu có nhiều tấm, cửa hàng phải có thể hiển thị hồ sơ lắp ráp thử.

Camber là một chi tiết khác giúp phân biệt sự cương cứng trơn tru với sự cương cứng khó khăn. Một giàn được xây dựng với một đường cong hướng lên trên một chút để nó nằm ngang bằng với tải trọng chết; nếu góc khum sai thì mặt cầu, ổ trục và các khe co giãn đều chống lại nhau. Việc bảo vệ chống ăn mòn cũng đáng được quan tâm tương tự - chuẩn bị bề mặt thích hợp trước khi sơn hoặc mạ điện, hệ thống thoát nước không đọng nước bên trong dây cung và các chi tiết cho phép người kiểm tra tiếp cận mọi kết nối.

Điều này không có gì lạ, nhưng nó cần phải được giải quyết trước khi cắt tấm đầu tiên. Nếu bạn vẫn đang ở giai đoạn vẽ, hướng dẫn ngắn gọn này để bản vẽ và chi tiết kết cấu thép giải thích các quy ước để giữ cho giàn có thể xây dựng được và bạn có thể đọc thêm về nền chế tạo của chúng tôi nếu bạn muốn xem cách chúng tôi làm việc.

Công trình giàn và cầu dầm chúng tôi đã giao

Trusses hiếm khi xuất hiện như một bài tập trừu tượng; chúng đến như một cây cầu bắc qua một con sông, con đường hoặc kênh đào cụ thể. Một số ví dụ từ các dự án giao thông vận tải của chúng tôi cho thấy những yêu cầu thực sự của việc vượt biển:

Dầm hộp thép nhịp thứ tám cho một đoạn của Đường cao tốc Fengxin - thép đường cao tốc hạng nặng, được phân phối theo từng đoạn có thể vận chuyển và được ghép tại chỗ với độ cong và độ thẳng hàng được kiểm tra ở mỗi giai đoạn.

Dự án dầm hộp thép nhịp thứ 8 của đường cao tốc Fengxin Một dự án tham khảo năm 2017 sử dụng dầm hộp đơn, ba ô có chiều cao sàn 16 m và độ sâu 2,2 m, cho thấy khả năng kiểm soát chế tạo và lắp dựng. Xem sản phẩm →

Cây cầu Đường Tashan bắc qua sông Xinlai ở huyện Laian, An Huy – một cây cầu bắc qua sông có nhịp, khả năng ngăn lũ và thời gian xây dựng ngắn, tất cả đều phải được cân bằng trong một sơ đồ.

Cầu vòm thép đường Tashan, huyện Laian Hoàn thành vào năm 2016, cây cầu vòm hình ống thép hai nhịp dài 42 m này là cây cầu kết cấu thép đầu tiên của quận được trưng cầu dân ý phê duyệt. Xem sản phẩm →

Một cây cầu tiếp cận bắc qua một con kênh là một phần của dự án nhà máy điện 337MW/305MW ở Bangladesh - giao hàng ở nước ngoài, nơi giới hạn vận chuyển định hình kích thước tấm pin từ rất lâu trước khi bắt đầu chế tạo.

Cầu tiếp cận qua kênh cho nhà máy điện Bangladesh Một cây cầu một nhịp, dài 42 m, có dạng vòm, được sản xuất năm 2014, được giao ở nước ngoài cho dự án EPC nhà máy điện 337MW/305MW. Xem sản phẩm →

Kiểm tra, bảo trì và câu hỏi người mua hỏi

Giàn thép là một cấu trúc ít phải bảo trì nếu nó được bảo trì chi tiết. Chúng tôi đề nghị kiểm tra định kỳ hai năm một lần đối với giàn đường cao tốc được sơn, chú ý kỹ hơn đến vòng bi, khe co giãn, đường thoát nước và dây nối phía dưới gần các giá đỡ, nơi nước và mảnh vụn có xu hướng tích tụ. Các dây căng và các kết nối của chúng thường đủ tiêu chuẩn là bộ phận quan trọng khi bị gãy và chúng xứng đáng được kiểm tra bằng tài liệu thay vì chỉ nhìn từ trên boong.

Giàn bắt vít hay hàn tốt hơn?

Cả hai, thường là vậy. Hàn xưởng cho các nút cứng cáp, gọn gàng; Việc bắt vít tại công trường giúp cho quá trình cương cứng diễn ra nhanh chóng và việc kiểm tra đơn giản. Điều quan trọng là cả hai đều được thiết kế cùng nhau, với chi tiết chuyển tiếp rõ ràng và đủ khả năng tiếp cận bu-lông cho cờ lê lực.

Một giàn hiện có có thể được tăng cường thay vì thay thế?

Thường thì có. Việc mở rộng mặt cầu hoặc nâng cấp tải trọng có thể chỉ cần bổ sung thêm các bộ phận hoặc tấm phủ dày hơn, miễn là thép ban đầu ở tình trạng tốt và các mối nối có thể chịu thêm lực. Việc khảo sát tình trạng và phân tích mới được ưu tiên hàng đầu.

Cầu giàn mất bao lâu để xây dựng?

Thiết kế và chi tiết thường mất nhiều thời gian hơn chế tạo. Đối với một tuyến đường giao nhau với đường cao tốc cỡ trung bình, công việc tại xưởng thường kéo dài vài tháng và quá trình lắp dựng có thể mất vài tuần sau khi mố sẵn sàng và cần cẩu hoặc sơ đồ hạ thủy được thực hiện.

Nếu bạn đang lên kế hoạch vượt biển, cuộc trò chuyện hữu ích nhất sẽ diễn ra sớm, trong khi loại giàn vẫn còn mở. Hãy gửi cho chúng tôi khoảng cách, đường bao khoảng trống và loại tải trọng, chúng tôi sẽ cho bạn biết rõ ràng cấu hình nào phù hợp, ý nghĩa chế tạo là gì và chi phí thực sự nằm ở đâu. Đó là phần công việc chúng tôi đã làm từ năm 2009 - và đó vẫn là phần chúng tôi yêu thích nhất.