Stahlfachwerkbrücke
Ein Stahlfachwerk ist ein Strukturelement, das normalerweise aus geraden Metallstücken hergestellt wird, die eine Reihe von Dreiecken bilden, die in einer Ebene liegen. Ein Fachwerk dient dazu, eine stabile Form zu schaffen, die beträchtliche äußere Lasten über eine große Spannweite aushalten kann, wobei die Einzelteile hauptsächlich axialer Zug- oder Druckbeanspruchung ausgesetzt sind. Die einzelnen Teile kreuzen sich an Fachwerkverbindungen oder Plattenpunkten. Die verbundenen Teile, die die Ober- und Unterseite des Fachwerks bilden, werden als Ober- bzw. Untergurte bezeichnet. Die schrägen und vertikalen Teile, die die Gurte verbinden, werden zusammen als Steg des Fachwerks bezeichnet.
Vorteile der Stahlfachwerkbrücke
Extrem stark
Die Struktur aus miteinander verbundenen Dreiecken verleiht der Fachwerkbrücke eine enorme Tragfähigkeit. Die Struktur bewältigt Druck und Spannung effizient, indem sie die Belastungen des Straßenbelags über die gesamte komplexe Struktur verteilt. Das bedeutet, dass kein Teil der Struktur eine unverhältnismäßig große Last trägt. Ähnlich wie bei einer „Kette ist nur so stark wie ihr schwächstes Glied“.
Effektiver Materialeinsatz
Obwohl die Struktur einer Fachwerkbrücke aus vielen, vielen miteinander verbundenen Teilen besteht, werden die Materialien sehr effizient genutzt. Materialien wie Holz, Eisen und Stahl werden maximal genutzt, wobei jedes Teil eine wichtige Rolle dabei spielt, die Brücke zu einer effizienten und druckfesten Struktur zu machen. Der Bau großer Fachwerkbrücken ist im Vergleich zu anderen Brückenkonstruktionen eine sehr wirtschaftliche Option.
Hält extremen Bedingungen stand
Fachwerkbrücken kommen zum Einsatz, wenn andere Brücken wie Balkenbrücken und Bogenbrücken nicht machbar sind, da sie an bestimmten Standorten sowohl strukturell als auch wirtschaftlich eine sehr wichtige Rolle spielen. Sie können große Entfernungen überbrücken und werden oft an gefährlichen Orten eingesetzt, beispielsweise in tiefen Tälern zwischen Berggipfeln. In Bergregionen werden Fachwerkbrücken häufig für den Bau von Eisenbahnstrecken und Autobahnen verwendet.
Auf Gebäuden gebaute Straße
Im Gegensatz zu anderen Brückenkonstruktionen können Fachwerkbrücken Straßen auf ihrer Struktur tragen. Lasten können über (Deckfachwerke), in der Mitte (Durchgangsfachwerke) oder auf den unteren Fachwerken unter der Hauptfachwerkstruktur getragen werden. Diese Optionen machen Fachwerkbrücken sowohl vielseitig als auch wirtschaftlich und für den Bau in verschiedenen Längen geeignet.
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Parametrische Analyse der belastbaren Konstruktion von Stahlfachwerkbrücken
Die Konstruktion von Strukturen, die extremen Belastungen standhalten können, ist zu einem interessanten Thema geworden, ausgelöst durch den fortschreitenden Zusammenbruch früherer Strukturen. Strukturelles Versagen aufgrund unelastischer Konstruktion kommt besonders häufig bei Brücken vor. Brückenversagen kann auf eine Vielzahl von Faktoren zurückzuführen sein. Das Ziel, zukünftige Zusammenbrüche zu verhindern, hat weitere Forschungen zu widerstandsfähiger struktureller Konstruktion gefördert. Es wurden zwei hauptsächliche Ansätze für elastische Konstruktionen umgesetzt. Diese Methoden umfassen die Einbeziehung von Robustheit oder Redundanz in die Brückenkonstruktion. In einigen Fällen hat jede Methode Vorteile gegenüber der anderen. Diese Methoden basieren auf Verfahren der linearen statischen Analyse. Die Leistung einer Reihe von zweidimensionalen Fachwerkbrückenmodellen mit unterschiedlichen Parametern in beschädigten Zuständen wird analysiert. Zu den Schäden an Brücken gehören das Entfernen von Pfeilern und das Entfernen von Brückenkomponenten. Die Ergebnisse dieser Untersuchung ergaben, dass die Kosten für die Konstruktion widerstandsfähiger Brücken im Vergleich zu den Gesamtkosten der Brücke relativ gering sind. Starke Brückenkonstruktionen sind im Allgemeinen für Brücken mit längeren Spannweiten effektiver, während Konstruktionen mit Redundanz besser für Brücken mit kürzeren Spannweiten geeignet sind. Da das Ausmaß der durch Brücken verursachten strukturellen Schäden zunimmt, sollte mehr Redundanz in die Struktur eingebaut werden.
Strukturelemente von Fachwerkbrücken
Fachwerk
Ein Fachwerk ist eine systematisch miteinander verbundene Gruppe von Stahl- oder Eisenstäben und -stangen, die voneinander abhängig sind, um dem Skelett des Fachwerks Festigkeit und Spannkraft zu verleihen. Die Elemente eines Fachwerks sind in einer dreieckigen Form verbunden. Die verbundenen Elemente üben aufgrund der Belastung der Brücke und des Fachwerks selbst entweder Zug- oder Druckkräfte aus. In fachwerkartigen Trägern werden verschiedene Elementtypen verwendet: vier parallele Fachwerkträger, Streben, Verstrebungen, Schwingungsverstrebungen, Querverstrebungen sowie Portalstreben und -verstrebungen. Alle diese Elemente sind entweder druck- oder zugbelastet oder haben beide Eigenschaften.
Stringer
Bei Fachwerkbrücken werden anstelle von Balken Stinger verwendet. Die Stringer der Brücke sind fest mit den unteren Balken des Fachwerks verbunden, so dass die Stringer der Brücke mit den Stringern des Fachwerks aufgehängt sind. Stringer gibt es im Allgemeinen zwei oder mehr an der Zahl. Diese Stringer sind an Bodenbalken befestigt. Das Brückendeck wird auf den Bodenbalken platziert oder konstruiert. Die Bodenbalken sind nicht parallel zu den Stringern, sondern querschnittlich.
Bodenbalken
Eine Anzahl kurzer Träger, die die Hauptträger an verschiedenen Punkten verbinden. Die Bodenträger sollen die Last eines Brückendecks tragen. Das Deck kann aus verschiedenen Arten von Elementen bestehen, wie Metallplatten, metallischen Hohlplatten, Platten aus vorgefertigtem Beton und RCC.
Brückendeck
Der Zweck des Brückendecks besteht darin, den Verkehr aufzunehmen. Das Brückendeck besteht aus Beton- oder Metallplatten. Es ist die Hauptspannweite der Brücke. Es ist horizontal auf den Bodenträgern installiert.
Pfeiler/ Widerlager
Pfeiler werden auch Widerlager und Pfeiler der Brücke genannt. Die Pfeiler sind entweder vorgefertigt oder werden mithilfe von Senkkästen oder Fangdämmen im Wasserkörper errichtet.
Verschiedene Teile der Fachwerkbrücken bestehen aus unterschiedlichen Materialien. Die Pfeiler, Widerlager und Fundamente der Brücken bestehen im Allgemeinen aus CFST, RCC und Beton usw. In vielen Bereichen werden die Pfeiler und Fundamente jedoch aus Stahl oder Eisen gefertigt, um die Bauumgebung zu berücksichtigen. Was den oberen Teil einer Fachwerkbrücke betrifft, so wird seine Konstruktion aus Metallen wie Stahl und Eisen durchgeführt. Die Elemente eines Fachwerks werden mit Hilfe von Muttern und Schrauben verbunden. Um das Fachwerk vor Rost und Oxidation zu schützen, wird es entweder lackiert oder mit Bitumen beschichtet. Die Bitumenbeschichtung lässt keine Reaktion zwischen Sauerstoff und Eisen zu. Die Wartung des Fachwerks ist sehr einfach. Die gebrochenen Teile des Fachwerks werden durch Schweißen und Löten wieder zusammengefügt, während intakte Teile des Fachwerks mit Farben oder Bitumen neu beschichtet werden. Die Verwendung von Bitumen ist sehr wirtschaftlich.
Bevor Stahl im Brückenbau verwendet wurde, waren Balkenbrücken und Bogenbrücken die häufigsten Brückentypen. Balkenbrücken und Bogenbrücken wurden früher aus Stein und Holz gebaut. Diese beiden Materialien haben gute Druckeigenschaften, aber schlechte Zugeigenschaften. Aufgrund der geringen Materialstärke kann die Brückenspannweite nicht vergrößert werden und die Brückenstruktur ist ebenfalls stark eingeschränkt. Mit der Erfindung des Stahls können Brückenbauer Komponenten mit hoher Zugfestigkeit hinzufügen, wodurch die Brückentypen komplexer werden. Mit der Zeit sind Fachwerkbrücken mit besser belastbaren Strukturen und besserer praktischer Leistung entstanden.
Die Fachwerkbrücke besteht aus hochfestem Stahl mit hervorragender Leistung, weshalb sie auch als Stahlfachwerkbrücke bezeichnet wird. Die Hauptstruktur einer Fachwerkbrücke ist ein Stahlfachwerk, das sich je nach Tragmethode der Brücke (oberes Lager oder unterhängender Typ) über oder unter dem Deck befindet. Die Fachwerkkonstruktion verteilt die Last auf den gesamten Rahmen, der die Last auf dem Brückendeck teilen kann. Bei einer Stahlfachwerkbrücke sind auch die Größe und Art der Kraft, die die Stabrahmen in verschiedenen Positionen tragen, unterschiedlich, einige stehen unter Druck und einige unter Spannung.
Die Stahlfachwerkbrücke besteht aus einem Stahlhohlkastenträgerdeck, einem Hauptfachwerk aus zwei Stahlfachwerken und einem Stahlportalrahmen. Das Stahlfachwerk besteht aus einem Obergurt, einem Untergurt und einem Steg, der durch Bolzen mit den Ober- und Untergurten verbunden ist. An der Außenseite jedes Stahlfachwerks befinden sich Gehwegstützen. Die Untergurte sind jeweils mit dem Stahlhohlkastenträgerdeck und den Gehwegstützen verbunden. Die beiden Stahlfachwerke sind durch einen Stahlportalrahmen verbunden. Während der Produktion wird jeder Abschnitt des Stahlfachwerks, des Stahlportalrahmens und des Brückendecks unabhängig hergestellt; die Ober- und Untergurtabschnitte des Stahlfachwerks werden zyklisch mit den entsprechenden Stegstäben vormontiert und jeder Abschnitt des Stahlhohlkastenträgerdecks wird zyklisch mit dem entsprechenden Untergurt vormontiert. Vormontage im Vorwärtsbauverfahren; Vormontage von Stahlportalrahmen und Stahlfachwerken. Die Stahlfachwerkbrücke erfüllt die Konstruktionsanforderungen vollständig und verbessert den Stabilitäts- und Sicherheitsfaktor der Brücke. Durch diese Produktionsmethode ist die Positionierung präzise und das Risiko der Montage vor Ort kann verringert werden. Und die Bauzeit kann verkürzt werden.
Wie viel Gewicht kann eine Fachwerkbrücke tragen?
Dies hängt von der (den) Last(en) ab, die auf die Brücke ausgeübt werden. Wenn ein Ingenieur die Kräfte und Lasten ermittelt hat, die auf eine Brücke einwirken, kann er mit dem Entwurfsprozess beginnen und die richtige Brückenkonstruktion auswählen, die diese Kräfte und Lasten aushält. Nehmen wir an, dass eine Brücke jederzeit 4 mittelgroße Autos tragen muss. Nehmen wir an, die Autos wiegen jeweils 2-1/2 Tonnen oder 5000 Pfund und wir gehen davon aus, dass die Autos hintereinander über die Brücke fahren. Obwohl die Last der Autos über die Brücke verteilt ist, würde sie als eine einzige reaktive Last von 20.000 Pfund angesehen werden. Dies baut einen Sicherheitsfaktor ein. Der Ingenieur würde dann eine Konstruktion entwerfen, bei der der größte Durchbiegungspunkt, der durch diese 20.000 Pfund Last verursacht wird, vermutlich die Mitte der Brückenspanne, die Autos tragen kann. Neben der Last der Autos sind noch viele andere Kraftvariablen zu berücksichtigen. Da sind Windfaktoren, Bodenfaktoren, Erdbebenberechnungen usw.
Mit der steigenden Nachfrage nach Brücken mit großer Spannweite und der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Bautechnologie werden Stahlfachwerkbrücken immer häufiger eingesetzt. Die Verbindungsformen von Stahlfachwerkbrücken können in zwei Typen unterteilt werden: Spleißverbindungen und Integralverbindungen. Die Auswahl der Verbindungsformen von Stahlfachwerkbrücken ist allmählich in den Fokus von Designern und Forschern gerückt. In Kombination mit dem technischen Fall von Stahlfachwerkbrücken werden die Eigenschaften und Vorteile von Spleißverbindungen und Integralverbindungen vorgestellt. Die technische Leistung dieser beiden Verbindungen wurde unter denselben Betriebsbedingungen verglichen. Die entsprechenden Schlussfolgerungen zur Verbindungsauswahl werden gezogen und die Aussichten für die Konstruktion von Stahlfachwerkbrückenverbindungen werden dargelegt.
Was sind die Wartungsanforderungen für Stahlfachwerkbrücken
Die beste Wartungs- und Konservierungsstrategie für Stahlfachwerkbrücken besteht darin, sie lackiert und frei von angesammeltem Schmutz zu halten. Dadurch werden die Auswirkungen von Umweltfaktoren und Wasser auf die Lebensdauer des Beschichtungssystems minimiert, da sich bei Beschädigung Korrosion am Metall bilden kann.
Unsere Fabrik
Shandong Dongsheng Heavy Industry Technology Co., Ltd wurde im August 2012 gegründet und umfasst eine Fläche von über 50 Acres und eine Produktionswerkstatt von 21.000 Quadratmetern. Es ist ein Stahlkonstruktionshersteller, der sich auf die Konstruktion, Produktion und Montage von Stahlkonstruktionen spezialisiert hat. Das Unternehmen hat sich stets an den Grundsatz der Ehrlichkeit und des Kunden an erster Stelle gehalten und damit eine gute Grundlage für die zukünftige Entwicklung des Unternehmens gelegt.
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