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Descrizione:

Ponte strallato, noto anche come ponte diagonale, è un tipo di ponte in cui la trave principale viene tirata direttamente sulla torre del ponte con numerosi cavi.È un sistema strutturale composto da una torre pressurizzata, un cavo teso e un corpo a trave piegata.

Pertanto, la trave principale è supportata dai vari punti del cavo e la trave continua con supporto elastico a più campate è sollecitata, il momento flettente interno della trave è notevolmente ridotto e la dimensione della trave principale è notevolmente ridotta ( l'altezza della trave è generalmente 1/50 ~ 1/200 della campata, o anche inferiore), il che riduce il peso strutturale e aumenta notevolmente la capacità di attraversamento del ponte.

Il ponte strallatoè principalmente diviso in tre parti: trave principale, torre dei cavi e strallo.

La trave principale adotta generalmente una struttura in calcestruzzo, una struttura combinata acciaio-calcestruzzo.

Struttura in acciaio o struttura mista acciaio e calcestruzzo.

Torre del cavo: adotta cemento, combinazione acciaio-calcestruzzo o struttura in acciaio.La maggior parte di loro sono strutture in cemento.

Cavo di sostegno - è realizzato in materiale ad alta resistenza (filo di acciaio ad alta resistenza o trefolo di acciaio).

Disposizione della campata

1. Torre gemella a tre campate: a causa della sua campata principale è più grande, generalmente adatta per attraversare fiumi più grandi.

2. Doppia campata a torre singola: poiché la campata del foro principale è generalmente inferiore alla campata del foro principale delle tre campate della torre gemella, è adatta per attraversare fiumi di piccole e medie dimensioni e canali urbani.

3. Tre torri a quattro campate e multi-torre multi-campata: a causa della parte superiore della torre centrale del ponte strallato a più campate multi-torre e del ponte sospeso non è presente alcun cavo di ancoraggio terminale per limitarne efficacemente lo spostamento, il cavo- Il ponte strallato o il ponte sospeso con struttura flessibile adotta multi-torre e multi-campata aumenterà ulteriormente la flessibilità della struttura, il che potrebbe portare a una deformazione eccessiva.

4. Pilastro ausiliario e campata laterale

Il carico in movimento spesso produce un grande momento flettente positivo vicino all'estremità della trave della campata laterale e porta alla rotazione del corpo della trave e il giunto di dilatazione è facile da danneggiare.In questo caso si può risolvere allungando la trave laterale per formare la campata principale o posizionando il pilastro ausiliario.

Inoltre, l'installazione di pilastri ausiliari è conveniente anche per la costruzione a sbalzo di ponti strallati, ovvero la costruzione a doppio sbalzo sul pilastro ausiliario equivale a una costruzione a sbalzo singolo e la sua oscillazione è piccola e più sicura.

Sono comunemente utilizzati per attraversamenti di fiumi, estuari e altri luoghi in cui le capacità a lungo raggio e le considerazioni estetiche sono importanti.

L'impalcato del ponte può essere costruito utilizzando vari materiali, tra cui cemento, acciaio o materiali compositi.

Disposizione della torre di cavi del ponte strallato

La forma della torre del cavo

La torre dei cavi è la struttura principale per esprimere la personalità e l'effetto visivo del ponte strallato, quindi si dovrebbe prestare sufficiente attenzione al design estetico della torre dei cavi.

Il design della torre deve essere adatto alla disposizione del cavo, la trasmissione della forza deve essere semplice e chiara e la torre deve essere il più possibile sotto pressione assiale sotto l'azione del carico morto.

(a) È una torre principale del tipo a colonna singola, di struttura semplice.

(b) È a forma di A.

(c) È del tipo a Y invertita, che presenta un'elevata rigidità lungo il ponte e favorisce la resistenza alla tensione sbilanciata del cavo su entrambi i lati della torre del cavo.A questo punto la forma ad A può anche ridurre il momento flettente negativo della trave principale.

Il layout della direzione del ponte trasversale della torre dei cavi può essere suddiviso in tipo a colonna singola, tipo a doppia colonna, tipo porta o tipo H, tipo A, tipo gemma o tipo Y invertita.

La disposizione verticale e orizzontale del pilone è del tipo a colonna singola, adatta solo per ponti strallati a piano singolo.Quando è necessario rafforzare la rigidità al vento del ponte trasversale, è possibile utilizzare il tipo go h.b~d è generalmente adatto al caso di cavi biplanari.e, f e i sono generalmente adatti per ponti strallati con superfici di cavi a doppia diagonale.

Il rapporto altezza/campata della torre

L'altezza della torre determina la rigidità e l'economia dell'intero ponte.

Disposizione dragline

Posizione cavo-aereo

Esistono generalmente tre tipi di posizioni superficiali del cavo, vale a dire (a) piano cavo singolo (b) piano cavo doppio verticale (c) piano cavo doppio obliquo e piano cavo multiplo.

Piano cavo singolo: sezione scatolare con elevata rigidità torsionale meccanica.Il vantaggio è che da un punto di vista estetico il cavo non resiste alla torsione.Pertanto, la trave principale dovrebbe essere utilizzata sul pavimento del ponte con un ampio campo visivo.

Doppio piano verticale del cavo: la coppia agente sul ponte può essere contrastata dalla forza assiale del cavo e la trave principale può utilizzare una sezione con rigidità torsionale inferiore.La sua resistenza al vento è relativamente debole.

Doppio piano diagonale per cavi, particolarmente vantaggioso per il corpo della trave dell'impalcato del ponte per resistere alle vibrazioni torsionali del vento (il doppio piano diagonale per cavi limita l'oscillazione trasversale della trave principale).I doppi fronti inclinati del cavo dovrebbero adottare tralicci Y, A o gemelli.Se la campata è troppo piccola, considerare la vista, non dovrebbe essere adottata.Generalmente viene utilizzato quando la luce è superiore a 600 m o quando non può soddisfare i requisiti di resistenza al vento.

Forma a cavo-aereo

Esistono tre tipi base di forme della superficie del cavo, come mostrato, vale a dire (a) forma radiale, (b) forma ad arpa e (c) settore.Le loro rispettive caratteristiche sono le seguenti:

Disposizione dell'elevazione del cavo dello strallo

a) forma radiativa.b) Forma di arpa.c) Settore.

(a) La disposizione radiale del cavo è distribuita uniformemente lungo la trave principale, mentre sulla torre è concentrata nel punto più alto.Poiché l’angolo medio di intersezione tra il cavo e il piano orizzontale è ampio, la componente verticale del cavo ha un grande effetto di sostegno sulla trave principale, ma la struttura del punto di ancoraggio sulla sommità della torre è complicata.

b) Il cavo nella disposizione a forma di arpa è disposto in parallelo, il che è più conciso quando il numero di cavi è ridotto e può semplificare la struttura di connessione del cavo e della torre del cavo.I punti di ancoraggio sulla torre sono sparsi, il che è vantaggioso per la forza della torre del cavo.Lo svantaggio è che l'angolo di inclinazione del cavo è piccolo, la tensione totale del cavo è grande, quindi il cavo viene utilizzato di più.

(c) La disposizione a settori del cavo non è parallela tra loro, presenta i vantaggi delle due disposizioni precedenti ed è stata ampiamente utilizzata nella progettazione.

Disposizione della spaziatura dei cavi

La disposizione della distanza del cavo può essere suddivisa in "cavo sottile" e "cavo denso".

Fase iniziale: cavo sottile.Cavo moderno – denso (informatica)

I vantaggi del sistema di cavi fitti sono i seguenti:

1. La distanza del cavo è piccola, il momento flettente della trave principale è piccolo (la distanza del cavo sulla trave principale è generalmente di 4-10 m trave di cemento, trave di acciaio è 12-20 m).

2. La forza del cavo è ridotta, la struttura del punto di ancoraggio è semplice.

3. La variazione del flusso di tensione vicino al punto di ancoraggio è piccola e l'intervallo di rinforzo è piccolo.

4. Favorevole all'erezione del braccio.

5. Cavo facile da cambiare.

6. Quando il ponte strallato viene eretto con il metodo a sbalzo, la distanza tra i cavi deve essere compresa tra 5 e 15 m.

Il sistema strutturale dei ponti strallati può essere suddiviso nei seguenti diversi modi:

Secondo la combinazione torre, trave e pilastro: sistema galleggiante, sistema semigalleggiante, sistema di consolidamento trave torre e sistema struttura rigida.

Sistema di ponte strallato parziale a torre bassa

Classificazione per altezza delle torri: ponti strallati convenzionali e ponti strallati parziali con torri basse.

Le prestazioni meccaniche del ponte strallato parziale a pilone basso sono tra il ponte a travi e il ponte strallato.

Secondo la modalità continua della trave principale, esistono un sistema continuo e un sistema con struttura a T.

In base al metodo di ancoraggio del cavo viene classificato come autoancorante e ancorante al suolo

La maggior parte dei ponti strallati sono sistemi autoancorati.Solo quando la campata principale è grande e quella laterale è piccola, alcuni ponti strallati utilizzano un sistema di ancoraggio a terra parziale.

I vantaggi dei ponti strallati:

La dimensione del corpo della trave è piccola e la capacità di attraversamento del ponte è grande.

Non è necessaria una struttura di ancoraggio centralizzata come il ponte sospeso.

Facile da costruire a sbalzo.

La struttura della trave principale del ponte strallato

La funzione della luce abbagliante ha tre aspetti:

(1) Distribuire il carico permanente e il carico mobile sul cavo.Minore è la rigidezza della trave, minore è il momento flettente.

(2) Come parte dell'intero ponte insieme al cavo e alla torre, la forza sopportata dalla trave principale è principalmente la pressione assiale formata dalla componente orizzontale del cavo, quindi deve avere una rigidità sufficiente per evitare deformazioni.

(3) Resistere al vento trasversale e ai carichi sismici e trasmettere queste forze alla sottostruttura.

Inoltre, si dovrebbe considerare che la trave principale ha resistenza e rigidità sufficienti per sostituire il cavo con un carico mobile ridotto.È inoltre necessario considerare che la struttura abbia ancora sufficiente riserva di sicurezza nel caso in cui il singolo cavo si rompa o esca accidentalmente dall'opera.

Luce adeguata di travi principali di materiali diversi

Le travi principali dei ponti strallati sono composte in quattro modi diversi:

1. Travi in ​​cemento precompresso, note come ponti strallati in cemento, campata economica inferiore a 400 m.

2. Trave composita in acciaio-cemento, denominata ponte strallato a trave composita, portata economica 400 ~ 600 m.

3. Tutta la trave principale in acciaio, nota come ponte strallato in acciaio, portata economica superiore a 600 m.

4. La campata principale è una trave principale in acciaio o una trave composita acciaio-cemento, e la campata laterale è una trave in cemento, chiamata ponte strallato ibrido con una campata economica di oltre 600 m.

Caratteristiche dei ponti strallati:

Grande capacità di attraversamento.La trave principale è supportata dal cavo strallato e le sue caratteristiche di portanza sono simili a quelle della trave continua con supporto elastico e il momento flettente della trave principale sotto carico costante è molto inferiore a quello del ponte a trave continua con il stesso intervallo.

L'altezza del raggio è bassa.Rispetto alla trave continua, il supporto elastico multipunto del cavo fa diminuire drasticamente il momento di picco della trave principale, quindi la trave principale non ha bisogno di aumentare l'altezza della trave per resistere alla forza esterna come la trave continua.

La componente orizzontale del cavo è bilanciata dalla pressione assiale della trave principale.

Torre del cavo del ponte strallato

La composizione dei componenti della torre del cavo: la torre gioca un ruolo decisivo nell'estetica: attenta selezione delle forme, disegno delle proporzioni delle dimensioni, utilizzo di modelli e ottimizzazione locale.

Il componente principale della torre dei cavi è la colonna della torre e tra le colonne della torre sono presenti anche travi o altri elementi di collegamento.

Generalmente, le travi tra le colonne della torre possono essere suddivise in travi portanti e travi non portanti.

La struttura della torre di cemento

In generale, la torre portacavi a corpo solido è adatta per ponti strallati di piccola e media campata, per campate piccole può essere utilizzata una sezione uguale, per campate superiori a quelle di media portata è possibile utilizzare colonne strallate a sezione cava.

La struttura della torre portacavi a sezione rettangolare è semplice e i suoi quattro angoli devono essere smussati o arrotondati per facilitare la resistenza al vento.Il pilone con sezione ad H è il più sfavorevole al vento.La sezione ottagonale favorisce la configurazione di tiranti precompressi circonferenziali chiusi, ma la struttura è leggermente complicata.

La sezione a forma di H sulla facciata non può esporre la testa dell'ancoraggio, il che migliora l'aspetto, ma allo stesso tempo crea quattro piani di cavi.

Questo problema può essere risolto utilizzando torri con sezione ad H con due piani portacavi.Tuttavia, l'utilizzo di una forma causerà la torsione della torre del ponte, mentre l'utilizzo di due forme per attraversare le impostazioni superiore e inferiore può evitare che la torre del ponte sia distorta ma non bella.

Strallo del ponte strallato

La costruzione del cavo di sostegno

La struttura della dragline è sostanzialmente divisa in due categorie: cavo di installazione integrale e cavo di installazione dispersa.La rappresentazione del primo è costituita da cavi a filo parallelo con ancoraggi pressofusi a freddo, mentre la rappresentazione del secondo è costituita da cavi a filo parallelo con ancoraggi a clip.

1. Cavo parallelo con ancoraggio fuso a freddo

2. Cavo parallelo in acciaio con ancoraggio a clip

Il filo d'acciaio nel cavo a fili paralleli viene sostituito da un trefolo d'acciaio di uguale sezione, che diventa un cavo a trefoli d'acciaio.

Il peso del cavo a singolo filo di acciaio è leggero, il trasporto e l'installazione sono convenienti, ma la testa di ancoraggio necessita di protezione in loco, aumentando la difficoltà di garanzia della qualità.

Ancoraggio del cavo

1. Ancoraggio del cavo sulla trave

La componente verticale è bilanciata dalla barra obliqua di irrigidimento.

2. Ancoraggio del cavo sulla torre portacavi

Smorzamento del cavo

La vibrazione del cavo indotta dal vento è comune in tutti i tipi di campate e tipi di ponti strallati e la vibrazione del cavo può facilmente causare affaticamento e danni.Allo stato attuale, le principali misure per ridurre le vibrazioni del cavo del ponte strallato sono le seguenti:

(1) Metodo di controllo pneumatico.

(2) Metodo di riduzione delle vibrazioni smorzanti.

(3) Modifica delle caratteristiche dinamiche del cavo.

(1)Metodo di controllo pneumatico

La superficie liscia originale del cavo viene trasformata in una superficie non liscia con creste a spirale, creste a barra, scanalature a V o punte circolari concave.L'urto sulla superficie del cavo può impedire la formazione della linea di galleggiamento del cavo quando piove, prevenendo così il verificarsi di vibrazioni da pioggia.

(2)Metodo di riduzione delle vibrazioni smorzanti

Il meccanismo di smorzamento del metodo di riduzione delle vibrazioni consiste nell'aumentare il rapporto di smorzamento del cavo installando un dispositivo di smorzamento in modo da limitare le vibrazioni del cavo.A seconda della relazione tra il dispositivo di smorzamento e il cavo, il dispositivo di smorzamento può essere suddiviso in uno smorzatore interno posizionato nel manicotto e uno smorzatore esterno fissato al cavo.

(3)Metodo per modificare le caratteristiche dinamiche del cavo

Più cavi sono collegati tra loro tramite giunti (morsetti per cavi) o cavi ausiliari, che possono avere un diametro molto inferiore rispetto al cavo principale.

Applicazione dei ponti strallati:

Ponte strallato autostradale, ponte strallato ferroviario.

Ponti stradali e autostradali: i ponti strallati sono spesso utilizzati per gli attraversamenti stradali e autostradali.Offrono vantaggi come capacità a lungo termine, rapporto costo-efficacia e appeal estetico.

Ponti pedonali e ciclabili: i ponti strallati vengono utilizzati anche per gli attraversamenti pedonali e ciclabili.Il loro design elegante e le campate chiare consentono una vista senza ostacoli e un'esperienza piacevole per pedoni e ciclisti.

Attraversamenti fluviali: i ponti strallati sono particolarmente adatti per attraversare i fiumi grazie alle loro capacità di lunga portata e alla capacità di soddisfare le esigenze di navigazione.

Il metodo di costruzione del ponte strallato può essere riassunto come segue: esistono metodi di costruzione del supporto, metodi di costruzione a spinta, metodi di costruzione rotativa e metodi di costruzione a sbalzo (assemblaggio a sbalzo e getto a sbalzo).

Panoramica dei ponti in acciaio Evercross: