Capacità di carico pesante Ponte in acciaio Ponte galleggiante Pontoon Ponte economica

Ponte di barche galleggiante Descrizione:

1. Ponte di barche galleggiantesi riferisce a un ponte che galleggia sulla superficie dell'acqua con una barca o un pontone al posto dei pilastri del ponte.Il ponte galleggiante è composto da pilastro galleggiante, pannello, trave di distribuzione e sistema di cavi.

2.Ponte di barche galleggiantepunti di considerazione dello schema di base della progettazione

Condizioni stradali, prestazioni, struttura del pontone, disegni del pontone, ambiente

3. Principio di progettazione di base del ponte di barche galleggiante

Principi da seguire: gli obiettivi prestazionali sono coerenti con lo scopo, sicurezza, durabilità, qualità, facilità di manutenzione e gestione, armonia con l'ambiente, economia e altri indicatori.

Scelta del tipo di struttura: devono essere considerate le condizioni topografiche, geologiche e geografiche.

Il numero di strutture dei pontoni e il sistema complessivo dovrebbero soddisfare i requisiti di resistenza, deformazione e stabilità.

La durata di un ponte di barche galleggiante è molto sensibile alle condizioni ambientali e a fattori come i carichi naturali (come vento, onde dell'acqua, corrente, cambiamenti delle maree, sub-fluttuazioni nella superficie del lago) e la corrosione.In condizioni di basso costo del ciclo, la durata di servizio del ponte di barche galleggiante dovrebbe essere generalmente di 75-100 anni.

Secondo la classificazione di importanza, il ponte di barche galleggiante è diviso in tipo standard e tipo importante speciale, cioè ponte di barche galleggiante di tipo A e ponte di barche galleggiante di tipo B.Il ponte di barche galleggianti A è diverso dal ponte di barche galleggianti B. I ponti di barche galleggianti B sono suddivisi in: superstrade, superstrade urbane, strade urbane designate, strade nazionali ordinarie, doppi incroci, viadotti, ponti ferroviari, ponti locali e comunali particolarmente importanti.

La tabella seguente riporta la classificazione dei livelli prestazionali dello stato del ponte di barche galleggiante.Un livello di prestazione statale pari a 0 viene confrontato principalmente con altri livelli di prestazione 1-3.Per carichi di traffico, onde di tempesta, tsunami e terremoti, i pontoni sono progettati in diversi livelli di prestazione.

In base al fattore di importanza, la progettazione del ponte galleggiante dovrebbe garantire che abbia il corrispondente livello di prestazione target elencato nella tabella, come carico, onda di tempesta, tsunami e terremoto.

4. Carico di progetto del ponte di barche galleggiante

Carico di progetto

Comprende principalmente: carico statico, carico dinamico, carico da impatto (come collisione, ecc.), pressione del terreno (come il palo di ancoraggio nel sistema di ancoraggio sul ponte di barche galleggiante), pressione idrostatica (inclusa la galleggiabilità), carico del vento, fattore dell'onda dell'acqua (incluso il fattore di espansione), fattore sismico (inclusa la pressione idrodinamica), fattore di cambiamento della temperatura, fattore di flusso dell'acqua, fattore di cambiamento della marea, fattore di deformazione delle fondazioni, fattore di movimento del supporto, ecc. Carico di neve, carico centrifugo, fattore tsunami, marea di tempesta fattore, fluttuazione del lago (fluttuazione secondaria), onda d'urto della nave, shock marino, carico di frenata, carico di assieme, carico di collisione (compresa la collisione della nave), fattore di banchisa e pressione della banchisa, fattore di trasporto costiero, fattore di oggetti alla deriva, fattore di classe dell'acqua ( erosione e attrito) e altri carichi.

Carico combinato

Il carico combinato avrà un effetto negativo sul ponte di barche galleggiante.

I livelli di marea sono suddivisi nelle seguenti categorie:

Durante i terremoti: tra HWL (alto livello dell'acqua) e LWL (basso livello dell'acqua);

Durante le tempeste di neve: tra HHWL (HWL più alto) e LWL o tra HHWL e LLWL (LWL più basso);

Condizioni d'uso: tra HWL e LWL

Pertanto, durante gli tsunami non si verificano danni mortali, né a causa di cambiamenti estremi di marea tra HWL e LWL, né a causa dell'innalzamento e dell'abbassamento del livello dell'acqua.

Galleggiabilità, onda d'acqua, vento e periodo di ricorrenza

Durante la progettazione del ponte di barche galleggiante, il cambiamento del livello dell'acqua causato dalla marea, dallo tsunami e dalle mareggiate è uno dei carichi di controllo.Nella progettazione è necessario tenere conto dell'asse verticale del ponte di barche galleggiante.Quando il vento soffia sull'acqua, le onde risultanti creeranno carichi orizzontali, verticali e torsionali sul ponte di barche galleggiante.Questi carichi dipendono dalla velocità del vento, dalla direzione, dalla durata, dalla lunghezza del colpo (lunghezza della zona del vento), dalla struttura del canale e dalla profondità.

Onda d'acqua irregolare

Normalmente, le onde dell'acqua sono molto irregolari.Sono composti da onde d'acqua regolari con molte componenti di frequenza.

Poiché il periodo naturale del ponte di barche galleggiante è molto più lungo di quello del ponte tradizionale, l'effetto dell'onda d'acqua con un lungo periodo è maggiore.In termini di frequenza, lo spettro rappresenta la distribuzione energetica delle onde dell'acqua.Quando il vento soffia da una certa distanza orizzontale, le onde dell'acqua continuano a viaggiare.Ma dopo un certo periodo di tempo, l'onda dell'acqua smette gradualmente di rafforzarsi e diventa stabile.

5. Materiale del ponte di barche galleggiante

I materiali comuni sono acciaio e cemento.

In generale, la corrosione della struttura del pontone dovrebbe essere considerata per prima.Poiché l'impermeabilità del calcestruzzo è molto importante, nella produzione di ponti di barche galleggianti viene generalmente utilizzato il calcestruzzo impermeabile o il calcestruzzo marino.Tra questi, il cemento Portland a medio punto di fusione, il cemento delle scorie dell'altoforno Portland, il cemento delle polveri volanti Portland possono essere utilizzati per realizzare ponti di barche galleggianti.Gli effetti di peristalsi e contrazione della struttura devono essere considerati solo quando il serbatoio è asciutto, quindi gli effetti sopra indicati non devono essere considerati una volta varato il serbatoio.

I materiali utilizzati nel sistema di ormeggio dovrebbero essere selezionati in base agli obiettivi di progettazione, all'ambiente, alla durabilità e all'economia.

A causa dell'ambiente corrosivo, è necessaria l'anticorrosione, soprattutto nelle parti al di sotto del livello medio dell'acqua, MLWL, si verificherà una grave corrosione locale.Per tali parti viene generalmente adottata la protezione catodica.

Il trattamento superficiale è generalmente adottato con metodi di trattamento superficiale LWL che includono verniciatura, aggiunta di superficie di materiale organico, superficie di grasso minerale, superficie di materiale inorganico e così via.Il trattamento superficiale inorganico comprende rivestimenti metallici, come rivestimento in titanio, superficie in acciaio inossidabile, zinco, alluminio, lega di alluminio, ecc. L'effetto della profondità dell'acqua sulla velocità di corrosione dipende dall'ambiente.

La corrosione da schizzi è la più grave e il suo limite superiore può essere determinato in base all'installazione della struttura.

L'area di flusso e riflusso è l'ambiente più severo e la velocità di corrosione varia notevolmente con la profondità.

Nella zona dell'acqua salata, l'ambiente diventa più moderato.Ma in alcune condizioni, come le correnti e l’aumento dei trasporti marittimi, la corrosione può essere accelerata.

L’ambiente dello strato di terreno al di sotto del fondale marino dipende dalla densità del sale, dal livello di inquinamento e dalle condizioni climatiche, ma il tasso di corrosione è relativamente stabile.

Nota: rispetto alla struttura fissa, il ponte di barche galleggiante cambia con la superficie dell'acqua, quindi il flusso e riflusso della marea non esiste.

6. Stato limite del ponte di barche galleggiante

Il ponte di barche galleggiante deve avere una capacità sufficiente per affrontare potenziali pericoli quali navi, detriti, legno, inondazioni, guasto della corda di ormeggio e completa separazione del ponte dopo frattura laterale o obliqua.

Sebbene l'acqua fornisca galleggiabilità al ponte di barche galleggiante, se l'acqua penetra all'interno del ponte di barche galleggiante, danneggerà gradualmente il ponte di barche galleggiante e alla fine porterà all'affondamento del ponte.Questo è l'attuale problema di ricerca che si trova ad affrontare il ponte di barche galleggiante.

7. Progettazione specifica e analisi del ponte di barche galleggiante

Stabilità: si riferisce alla capacità della nave di inclinarsi sotto l'azione di forze esterne e di tornare alla posizione di equilibrio originale dopo che le forze esterne scompaiono.

Tre stati di equilibrio:

1) Equilibrio stabile: G è inferiore a M e la gravità e la galleggiabilità formano una coppia di stabilità dopo l'inclinazione.

2) Equilibrio instabile: G è superiore a M e la gravità e la galleggiabilità formano un momento ribaltante dopo l'inclinazione.

3) Equilibrio accidentale: G e M coincidono e gravità e galleggiabilità agiscono sulla stessa linea verticale dopo l'inclinazione, senza coppia.

Il rapporto tra stabilità e navigazione della nave:

1) La stabilità è eccessiva e la nave oscilla violentemente, causando disagio al personale, uso scomodo degli strumenti di navigazione, facili danni alla struttura dello scafo e facile spostamento del carico nella stiva, mettendo così in pericolo la sicurezza della nave.

2) La stabilità è troppo piccola, la capacità antiribaltamento della nave è scarsa, è facile apparire con un ampio angolo di inclinazione, un recupero lento e la nave è inclinata a lungo sulla superficie dell'acqua e la navigazione è inefficace.

Come nel caso delle imbarcazioni, il ribaltamento dei pontoni è legato alla loro stabilità statica.

Nel processo di progettazione di un ponte di barche galleggiante, è necessario considerare diverse grandezze fisiche importanti: spostamento verticale, spostamento orizzontale e grado di inclinazione.

Stabilità di manovrabilità: la facilità di manovrabilità è una delle prestazioni più importanti.

Fatica: per prevenire danni strutturali causati da carichi dinamici, come vento, onde dell'acqua, ecc. Il metodo di valutazione è lo stesso dei Ponti tradizionali.

Fattori sismici: poiché il ponte di barche galleggiante ha un lungo periodo naturale, è necessario studiare l'influenza delle onde sismiche a lungo periodo.Sebbene i pontoni siano intrinsecamente isolati, è necessario verificare la resistenza del sistema di ormeggio ai terremoti, in particolare dei pali di ormeggio e delle fondazioni.

8. Design del corpo del ponte di barche galleggiante:

I pontoni generali considerano principalmente il serbatoio del pontone separato.Come spiegato in precedenza, le caratteristiche idrodinamiche di ciascun serbatoio possono essere studiate individualmente, e quindi i risultati ottenuti possono essere utilizzati per l'analisi globale del sistema.In effetti, metodi discreti come il metodo degli elementi finiti sono spesso utilizzati nell'analisi del sistema globale.Per questo metodo di analisi, si dovrebbero considerare la massa aggiuntiva di ciascun serbatoio, lo smorzamento idrodinamico e i fattori idrodinamici, e dovrebbe essere inserita la posizione del centro di galleggiabilità del serbatoio.

Progettazione della velocità del vento e dell'altezza effettiva delle onde: l'altezza effettiva delle onde di 2,5 m è un punto chiave del ponte di tipo pontone.Per garantire che l'altezza effettiva delle onde sia inferiore a 2,5 m, è necessario installare una barriera contro le onde.L'effetto viscoso e l'effetto del flusso potenziale sono due fattori importanti nell'analisi del moto ondoso incidente dell'acqua e dello stress delle strutture sottomarine.Per la teoria del flusso potenziale, si tratta principalmente degli effetti di diffusione e radiazione delle onde d'acqua attorno alla struttura.

La dispersione dell'acqua è la più importante.Pertanto, è molto ragionevole applicare la teoria della diffusione delle onde d'acqua per analizzare il problema in questa regione.

Infatti, sebbene la teoria del flusso potenziale del fluido a superficie libera sia basata sul presupposto che il fluido sia incomprimibile, irrotazionale e non viscoso, i suoi risultati di previsione sono in buon accordo con i risultati sperimentali.Questo è il motivo per cui la teoria della diffusione delle onde dell'acqua basata sulla teoria del flusso potenziale lineare viene spesso applicata nell'analisi della progettazione.

Progettazione della sovrastruttura: comprende principalmente la selezione del tipo di struttura, la progettazione della composizione della struttura e il contenuto anticorrosivo.

Design del corpo flottante: il design del corpo flottante è molto diverso dal design tradizionale del ponte.La progettazione del corpo galleggiante comprende: selezione del tipo di corpo galleggiante, progettazione delle parti di controllo delle inondazioni del corpo galleggiante, progettazione della prevenzione delle collisioni della nave, progettazione della struttura della sezione di connessione di transizione, protezione dalla corrosione, strutture ausiliarie e progettazione della struttura di ancoraggio.

La frequenza del monitoraggio delle condizioni meteorologiche e dell'acqua per la sicurezza di un ponte di barche galleggiante può variare in base a diversi fattori, tra cui le normative locali, i requisiti specifici del progetto e il livello di rischio associato alla posizione del ponte.

9. Applicazione del ponte di barche galleggiante:pedonale, stradale e ferroviario. Situazioni di emergenza

10.Vantaggios di ponte di barche galleggiante:

I ponti di barche galleggianti offrono flessibilità e facilità di costruzione, ma presentano alcune limitazioni.Possono essere influenzati da forti correnti, venti e onde, che possono renderli instabili o difficili da utilizzare in determinate condizioni.Hanno anche limitazioni di peso e i veicoli o le attrezzature pesanti potrebbero richiedere ulteriori considerazioni ingegneristiche.

È importante notare che i vantaggi dei ponti di barche galleggianti possono variare a seconda dei requisiti specifici del progetto e delle condizioni del sito.Consultare un ingegnere qualificato o uno specialista di ponti è essenziale per determinare la soluzione di ponte più adatta per una particolare applicazione.

Panoramica dei ponti in acciaio Evercross: