A predhradí je prefabrikovaný oceľový panelový mostný komponent postavený z trojuholníkových horných a dolných pásov, vertikálnych stĺpikov a diagonálnych výstuh, navrhnutý tak, aby bol spojený na mieste bez žeriavov, zvárania alebo liatych základov. Každý panel je Dĺžka 3,048 metra (10 stôp). a približne 1,4 až 2,15 metra vysoké v závislosti od výrobcu a viaceré panely sa kombinujú vedľa seba a poschodie po poschodie, aby vytvorili nosník dostatočne pevný na prepravu vozidiel, koľajníc alebo chodcov. Systém bol pôvodne vyvinutý pre vojenské prechody cez rieku, ale rovnaká panelová logika teraz podporuje väčšinu modulárnych oceľových mostov predávaných pre vidiecke cesty, banské trasy, pomoc pri katastrofách a dočasné obchádzky diaľnic.
Charakteristickým znakom predhradia je zameniteľnosť. Každý panel z danej série má rovnaké diery na kolíky, takže dodávateľ môže rozšíriť rozpätie, pridať druhý rad pre väčšiu šírku alebo naskladať druhé poschodie pre extra pevnosť pomocou rovnakej zásoby dielov. Toto jediné návrhové rozhodnutie je dôvodom, prečo sa formát priehradového nosníka nepretržite používa už viac ako osem desaťročí, zatiaľ čo iné koncepty dočasných mostov prichádzajú a odchádzajú.
Prakticky povedané, priehradový nosník odpovedá na tri otázky, ktoré si projektový tím zvyčajne kladie ako prvé: ako rýchlo môže ísť hore, koľko unesie a či sa dá potom znova použiť niekde inde. Pretože panel je skôr štandardným stavebným blokom než zákazkovou výrobou, všetky tri odpovede bývajú lepšie, ako môže ponúknuť oceľový alebo betónový dizajn špecifický pre danú lokalitu v rovnakom časovom horizonte.
Koncepcia panelového mosta sa vracia k vojnovej požiadavke na prechodový systém, ktorý by pechota mohla postaviť v poľných podmienkach so základnými nástrojmi a bez ťažkých zariadení. Hlavná myšlienka, opakujúci sa trojuholníkový panel spojený jedným typom kolíka, vyriešil dva problémy naraz: odstránil potrebu zvárania na mieste a umožnil opätovné použitie rovnakej zásoby dielov v desiatkach rôznych dĺžok rozpätia.
Čo udržalo formát relevantný dlho po tom, čo jeho pôvodný účel vybledol, je skutočnosť, že logika panela sa mení v oboch smeroch. Jeden rad panelov zvláda lávku; tri rady naukladané na dve poschodia, vystužené tetivou, zvláda naložený diaľničný kamión. Len veľmi málo konštrukčných systémov ponúka rozsah z jedného katalógu dielov, čo je dôvod, prečo civilní dodávatelia, ťažobní operátori a agentúry na pomoc pri katastrofách dnes stále špecifikujú usporiadanie priehradového nosníka, a nie oceľový nosník na mieru.
| éra | Primárne použitie |
|---|---|
| Pôvodný dizajnový zámer | Rýchle prechody cez rieku, ručne zostavené bez žeriavov |
| Rekonštrukcia po konflikte | Výmena poškodených civilných cestných a železničných priecestí |
| Aktuálne komerčné využitie | Prístup na vidiek, banské cesty, reakcia na katastrofy, obchádzky diaľnic, prechody pre chodcov a komunálne služby |
Hotový priehradový mostík je stoh malého počtu opakujúcich sa častí. Pochopenie toho, čo každý kus robí, uľahčuje čítanie zoznamu dielov dodávateľa alebo montážneho výkresu na mieste.
| Komponent | Funkcia | Typický materiál |
|---|---|---|
| Panelový akord | Prenáša hlavné ťahové a kompresné sily pozdĺž rozpätia | Dvojkanálová oceľ |
| Vertikálny príspevok | Prenáša zaťaženie paluby do tetivy a udržuje panel kolmý | 8 gauge I sekcia nosníka |
| Diagonálna výstuha | Dokončuje trojuholníkový vzor, ktorý dodáva panelu jeho tuhosť | Valcovaný oceľový profil |
| Panelový kolík | Spája susedné panely na samčie a samičie výstupky | Kovaná legovaná oceľ, každá približne 3 kilogramy |
| Transom | Rozprestiera sa medzi dvoma nosníkmi a nesie palubu | Valcovaný oceľový nosník |
| Sway ortéza a hrable | Odolajte bočnému zaťaženiu vetrom a vibráciám, zabráňte bočnému kývaniu | Oceľové spojovacie tyče |
| Šach a struny | Vytvorte povrch jazdnej plošiny pre vozidlá alebo pešiu premávku | Drevená alebo oceľová žebrová doska |
| Ložisko a koncový stĺpik | Prenesie celú reakciu nosníka do podpery | Liata alebo vyrobená oceľ |
Na spodnom páse každého panelu štyri doštičky nosníka držia priečnik v polohe a dva oválne otvory na konci kanála umožňujú spojenie výkyvnej výstuhy. Pretože rovnaká veľkosť kolíkov a rozstup otvorov sa opakuje na celom paneli, posádka môže demontovať priehradový mostík a prestavať ho v úplne inej dĺžke rozpätia s použitím rovnakého inventára, čo je hlavný dôvod, prečo sú na tomto formáte postavené flotily na prenájom.
Pevnosť krovu nepochádza z jedného ťažkého člena, ale z geometrie. Trojuholník je jediný mnohouholník, ktorý nemôže zmeniť tvar bez zmeny dĺžky jednej zo svojich strán, takže akonáhle sú diagonálne výstuhy, kolmice a pásy spojené do trojuholníkov, panel odoláva ohýbaniu bez potreby pevnej oceľovej dosky.
To má dva praktické dôsledky, ktoré sú dôležité pre každého, kto špecifikuje projekt:
Inžinieri popisujú túto účinnosť pomocou pomeru pevnosti k hmotnosti a to je dôvod, prečo 300 kilogramový panel môže v kombinácii s inými v správnej konfigurácii podporovať vozidlá vážiace mnoho ton.
Geometria panelov je jednou z mála vecí, ktoré zostali takmer nezmenené medzi výrobcami od pôvodného britského dizajnu, a preto sú diely z rôznych období a rôznych tovární často stále kompatibilné. Vystužené pásové panely a dvojpodlažné panely menia iba dráhu zaťaženia, nie základnú obálku.
| Parameter | Typická hodnota |
|---|---|
| Dĺžka panelu | 3,048 m (10 stôp), otvor pre kolík |
| Výška panelu | 1,45 m až 2,15 m v závislosti od série |
| Hmotnosť panelu | 270 kg až 349 kg |
| Štandardná šírka vozovky | 3,27 m jeden jazdný pruh, 4,25 m široký pruh |
| Panelový kolík weight | Približne 3 kg na kolík |
| Praktické jasné rozpätie | 6 m až nad 90 m s medziľahlými mólami pre dlhšie trate |
Pretože každý panel váži menej ako 350 kilogramov, posádka štyroch až šiestich ľudí môže panel zdvihnúť a pripnúť ručne, čo je presne to, čo robí tento formát praktickým pre miesta, kam sa mobilné žeriavy nedostanú. Ťažšie časti paluby a priečnika sa zvyčajne zrolujú na miesto na dočasných valcoch, než aby sa prenášali.
Jedinou najväčšou výhodou systému predhradia je, že nosnosť je skôr problémom stavebného bloku než problémom prestavby. Namiesto konštrukcie nového mosta pre každé rozpätie a zaťaženie nápravy sa ten istý panel opakuje v rôznych kombináciách radov a poschodí.
| Konfigurácia | Riadky x príbehy | Typický strih |
|---|---|---|
| SS | 1 x 1 | Lávky, farmárske a ľahké prechody |
| DS | 2 x 1 | Ľahké vozidlá na vidieckych cestách |
| TS | 3 x 1 | Jednopruhové diaľničné úseky stredného rozpätia |
| DD | 2 x 2 | Dlhšie rozpätia so stredne ťažkou premávkou vozidiel |
| TD | 3 x 2 | Dlhé rozpätie, plné zaťaženie diaľnice, ťažobné trasy |
Výber medzi týmito konfiguráciami spočíva v dvoch číslach: jasné rozpätie, ktoré miesto potrebuje, a konštrukčné vozidlo alebo zaťaženie koľajníc, ktoré musí most niesť. Vo všeobecnosti zdvojnásobenie počtu radov priehradových nosníkov zhruba zdvojnásobí kapacitu ohybu, zatiaľ čo pridanie druhého poschodia pomáha predovšetkým pri dlhších rozpätiach, kde sa obmedzujúcim faktorom stáva priehyb, nie hrubá pevnosť.
Väčšina bailey priehradových mostov, ktoré sa dnes stavajú, je navrhnutá okolo štandardných modelov diaľničného zaťaženia ako napr HS-20, HL-93 alebo porovnateľné nákladné kufre ťažkých vozidiel a výber konfigurácie umožňuje jeden typ panelu pokryť takú širokú škálu výsledkov. Jednoduchá jednoduchá konfigurácia je vo všeobecnosti vhodná na rozpätie do približne 30 metrov s miernou premávkou, zatiaľ čo rozloženie s dvojitým alebo trojitým dvojitým alebo trojitým dvojitým zosilneným tetivou môže posunúť použiteľné rozpätia oveľa viac ako 60 metrov, pričom stále prenáša plné zaťaženie diaľnice.
Hlásené rozsahy zaťaženia u súčasných dodávateľov bežne spadajú medzi 30 a 70 ton v závislosti od konfigurácie, rozpätia a počtu príbehov podľa produktovej literatúry výrobcu. V projektových plánovacích dokumentoch sa dôsledne objavujú dve praktické pravidlá:
V prípade križovatiek s viacerými rozpätiami sa medziľahlé piliere jednoducho pridajú v intervaloch dĺžky panelov, čo znamená, že rozloženie priehradového nosníka sa môže v zásade predĺžiť na neurčito, pokiaľ to umožňujú rozstupy pilierov a pôdne podmienky. Plánovacie tímy zvyčajne potvrdia tri vstupy pred dokončením konfigurácie: konštrukčnú hmotnosť vozidla a rozstup náprav, čistý rozpätie požadované križovatkou a únosnosť pôdy, ktorá je k dispozícii pre opory alebo medziľahlé piliere.
Dva technické detaily oddeľujú dobre naplánovaný projekt predhradia od zle naplánovaného: kontrola vychýlenia a predklonenie. Ako sa dĺžka rozpätia zväčšuje, nosník pod pohyblivým zaťažením sa viac vychyľuje, aj keď je technicky dostatočne pevný na to, aby uniesol váhu, a nadmerné vychýlenie spôsobuje drsnú jazdu a dlhodobú únavu na čapových spojoch.
Aby sa to vykompenzovalo, dlhšie rozpätia sú zvyčajne postavené s malým predklonom smerom nahor, čo znamená, že nezaťažený nosník sedí v strede o niečo vyššie ako na koncoch, takže pri plnom zaťažení premávkou sa usadí na rovný, pohodlný profil, a nie aby sa viditeľne prehýbal. Pred otvorením križovatky skontrolujú tímy lokality aj tri podporné detaily:
Tetivy a stĺpiky sú zvyčajne valcované z vysokopevnostnej nízkolegovanej ocele, pričom kolíky panelov sú kované z legovanej ocele, ako je 30CrMnTi, kvôli odolnosti proti opotrebovaniu v miestach pripojenia. Pretože sa očakáva, že predhradie bude umiestnené vonku, často v blízkosti vody, ochrana proti korózii nie je dodatočným nápadom, je súčasťou základnej špecifikácie.
V súčasnej výrobe dominujú dva prístupy k poťahovaniu. Žiarové zinkovanie koroduje približne jednu tridsatinu rýchlosti holej ocele v rovnakom prostredí a je široko zdokumentované, že poskytuje niekoľko desaťročí bezúdržbovej životnosti vonkajších oceľových konštrukcií. Alternatívou je anorganický základný náter bohatý na zinok, ktorý poskytuje silnú ochranu pri nižšej prepravnej hmotnosti, ale vo všeobecnosti potrebuje cyklus prelakovania skôr ako úplný náter ponorením do horúceho kúpeľa. Kolíky a menšie upevňovacie prvky sú takmer vždy galvanizované oddelene, pretože ich malý prierez spôsobuje, že v prípade, že zostanú bez náteru, najrýchlejšie korodujú.
Pre pobrežné, morské alebo silné rozmrazovacie soľné prostredia vyžadujú špecifikácie projektu čoraz viac duplexný systém, čo znamená galvanizovanú základnú vrstvu pokrytú kompatibilným náterom, pretože vystavenie soli urýchľuje spotrebu zinku výrazne rýchlejšie ako typické vnútrozemské miesto.
| Náter | Najlepšie prispôsobené prostredie | Relatívna životnosť |
|---|---|---|
| Žiarové zinkovanie | Všeobecná vonkajšia, vnútrozemská a mierna vlhkosť | Dlho, často desaťročia pred prvou údržbou |
| Základná farba bohatá na zinok | Projekty s ľahším zaťažením, náklady | Stredný, cyklus prelakovania je potrebný skôr |
| Duplex (galvanizácia plus farba) | Pobrežné, morské, silné vystavenie soli | Najdlhšia, kombinuje oba ochranné mechanizmy |
Sekvencia spúšťania je ďalším dôvodom, prečo je tento systém stále populárny pri núdzových prácach a prácach na diaľku: nezávisí od ťažkých žeriavov, ktoré sa dostanú na miesto prechodu.
Pretože každý panel má menej ako 350 kilogramov a každé spojenie je skôr kolík než zvar, vyškolená posádka dokáže postaviť priehradový most s miernym rozpätím v priebehu niekoľkých dní pomocou ručného náradia a malého podporného žeriavu pre komponenty paluby, namiesto týždňov, ktoré sú zvyčajne potrebné na prejazd z liateho betónu.
Hoci formát predhradia bol pôvodne postavený na dočasné vojenské použitie, správne udržiavané zariadenia bežne zostávajú v prevádzke niekoľko desaťročí, a to aj na verejných komunikáciách s pravidelnou premávkou. Terénne štúdie na žiarovo pozinkovaných oceľových mostných komponentoch zaznamenali, že konštrukcie zostávajú do značnej miery bezúdržbové 50 rokov alebo viac v typických vnútrozemských prostrediach.
| Skontrolujte | Frekvencia | Čo hľadať |
|---|---|---|
| Tesnosť kolíkov a skrutiek | Po prvej sezóne, potom každoročne | Hra alebo pohyb v spojoch panelov |
| Náter condition | Ročne | Škrabance, holý kov alebo krvácanie z hrdze |
| Drenážne cesty | Sezónne | Stojatá voda proti spodnej strune |
| Palubné upevňovacie prvky | Ročne | Uvoľnená šachovnica alebo opotrebované drevené šachy |
Žiadna z týchto úloh nevyžaduje špecializované certifikačné orgány alebo ťažké vybavenie, čo udržuje náklady životného cyklu nízke v porovnaní s trvalou štruktúrou podobného rozsahu.
Ekonomika projektu priehradového nosníka sa zriedkavo znižuje len na tonáž ocele. O tom, či má pre danú križovatku väčší zmysel panelový most alebo pevná konštrukcia, zvyčajne rozhodujú tri faktory:
Pri prechodoch, ktoré sú skutočne trvalé a centrálne umiestnené, pevná konštrukcia často vyhráva pri dlhodobej jednoduchosti údržby. V prípade čohokoľvek dočasného, vzdialeného alebo podliehajúceho meniacim sa vzorom premávky je často rozhodujúcim faktorom možnosť premiestniť priehradový nosník neskôr, a nie počiatočné náklady na materiál.
Zoznam aplikácií ďaleko presiahol pôvodnú vojenskú úlohu systému. Bežné súčasné použitie zahŕňa:
Táto škála prípadov použitia je presne dôvodom, prečo sa panelový sklad, a nie dizajn jedného pevného mosta, stal štandardným spôsobom, akým dodávatelia uvažujú o produktovom rade predhradných nosníkov: ten istý inventár slúži jeden mesiac na farme a na druhý na obchádzku diaľnice.
Nosník je trojuholníková panelová konštrukcia, ktorá nesie zaťaženie; kompletný most bailey zahŕňa aj palubu, priečniky, vystuženie a oporné spoje postavené z tohto nosníka.
Usporiadania s jedným rozpätím bežne dosahujú 30 až 60 metrov v závislosti od konfigurácie, pričom usporiadania s dvojitým alebo trojitým radom vystužené tetivami môžu tento rozsah prekročiť skôr, ako bude potrebné medziľahlé mólo.
áno. Pridanie radov, extra príbeh alebo vystuženie tetivy zvyšuje kapacitu a konfigurácie určené pre štandardné modely diaľničného zaťaženia, ako sú HS-20 alebo HL-93, sú bežné v súčasných špecifikáciách výrobcov.
Panely skonštruované s rovnakým štandardným rozstupom kolíkov a vzorom otvorov, ako je napríklad široko používaná geometria typu 321, sú vo všeobecnosti zameniteľné, čo je dôvod, prečo mnoho požičovní vozov kombinuje zásoby z rôznych výrobných sérií.
So žiarovo pozinkovanými komponentmi a základnou údržbou je reálna prevádzka niekoľko desaťročí a bolo zdokumentované, že niektoré inštalácie zostávajú z veľkej časti bezúdržbové už viac ako 50 rokov.
Potrebuje skôr rovné a stabilné nosné body na každom brehu než úplný základ, čo je hlavný dôvod, prečo sa dá nasadiť oveľa rýchlejšie ako odlievaná konštrukcia.
Áno, toto je jedna z hlavných výhod formátu. Panely sú skôr prichytené ako zvarené, takže kompletný nosník možno rozobrať a znovu postaviť v inej dĺžke rozpätia alebo umiestnení pomocou rovnakého materiálu.
Najčastejšou príčinou sú uvoľnené výkyvné výstuhy alebo kolíkové spojenia. Opätovné vystuženie a potvrdenie úplného zapojenia kolíka zvyčajne vyrieši viditeľný pohyb.
Panelové mosty sa používajú na dočasné železničné križovatky, hoci konfigurácia, palubovka a detaily ložísk sa líšia od inštalácie na vozovke a sú navrhnuté samostatne pre zaťaženie koľajníc.
Typická posádka pozostávajúca zo šiestich až desiatich ľudí dokáže postaviť mierny rozpätie pomocou ručného náradia, pretože jednotlivé panely vážia menej ako 350 kilogramov a spoje sú skôr prichytené ako zvarené.