桥梁使用的材料

桥梁已经彻底改变了交通和城市规划,因为它们将两个独立的地形连接在一起。与其他类型的通道相比,桥梁的独特之处在于它下面的开放结构,允许空气和水自由通过。随着世界人口和交通密度的增加,有必要检查最好的材料用于桥梁。无论是何种类型——无论是结构还是用途——桥梁都需要有坚固的基础和坚固的结构。

典型的桥梁由三个基本部分组成:基础、桥面和辅助构件。

桥梁中使用的材料可能不同,因此我们将重点介绍钢筋混凝土(RC)桥梁的结构和组成。

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图1所示。Highline179大桥位于奥地利Reutte附近,靠近德奥边境。它被列入吉尼斯世界纪录,是最长的藏式人行桥。

基金会

基础——也叫桩——作为整个桥梁结构的腿或主要支撑。桩能承受桥上的全部荷载结构和将这个力分布到下面的地面。

现代桥梁施工采用现场打桩。在这种过程中,在钢筋所在的地面上钻孔安装,混凝土被注入穿孔。这些现场桩组合在一起,浇筑混凝土作为顶层。从这里,可见的基础柱安装。

桥的这部分通常是第一个要建造的部分。它的强度和正确的安装这对保持整个结构的稳定至关重要。大多数现代桥梁使用混凝土和钢作为桩的基础材料。

装饰

大桥最明显和最常用的部分是桥面部分,作为车辆在[1]上行驶的道路或表面。对于钢筋混凝土桥,桥面由混凝土浇筑在金属框架上,用于加强整个装配。

由于桥梁施工技术的发展,在子结构元件[2]上使用预制混凝土板,使组装变得更加高效

就像类似的装置一样,钢筋混凝土桥使用钢梁和钢筋,钢板,或这些材料的组合。

根据使用的材料不同,桥面可能属于这些类别中的任何一种:木材桥面、混凝土桥面、金属桥面和复合桥面。

附加组件

尽管如此,这些桥梁部件并不仅仅是配件。事实上,如果没有这些组件,桥梁可能会解体。其余用于桥梁的材料在这些补充部分中找到。

承台是桥梁下部结构(即桥面下方)的混凝土构件,直接放置在一排桩子上方。帽的作用是负荷分配到下面的桩[3]。

这部分作为桥臂,确保整个桥面得到支撑。大梁安装在整个系列承台的顶部,以便后者可以接收荷载并将其分配到[4]以下的基础上。

由于其定制的结构要求,以适应桥梁的尺寸和形式,大梁通常是预制的。它们通常以垂直方向组装,与帽和下面的堆垂直。在某些情况下,大梁看起来像定制的工字梁(轧制或镀),但特别设计用于承受更高的应力。

轴承

虽然大梁负责将负荷分配到帽和桩,但它们并不直接连接到后者。这是轴承的功能-它们作为梁和帽之间的中介部分。

由车辆和环境因素引起的线性和角度移动可能对桥梁结构造成不适当的应力。轴承的设计是为了吸收这些运动产生的应力,使桥梁的其他部件只受到最小程度的影响。

现代建筑逐渐更多地依赖弹性轴承作为桥梁的材料。这些结构是由钢板与橡胶(或弹性体材料)融合或嵌入。增加的弹性使桥梁构件可以抵抗横向运动,否则会破坏传统的钢-混凝土结构。

一些结构现在正在使用层压弹性轴承来增加抗腐蚀的保护。

桥台

这部分标志着桥梁的结束,作为结构与陆地的连接。桥台为整座桥梁提供支撑,并吸收连接陆地的自然构造运动产生的部分力。

此外,桥梁的这一部分还保持了路堤墙结构的稳定,防止了整个结构从陆地上脱离。

桥台的施工是类似于从结构的角度来说,桩也应该是稳定的。桥台除了要承受桥梁上部结构的荷载外,还需要承受连接的陆地所施加的力。桥台所需的材料与桥基相似。

桁架

更精细的桥梁结构利用桁架网络,它由一系列以三角形方向排列的梁组成,具有优越的稳定性和强度。桁架网络中使用的大多数梁和杆都是由不同长度和宽度的钢制成的。

在典型的桁架结构中,自然载荷分布促进了预先计算的力的比例。这让工程师很好地了解荷载是如何在整个桥梁结构中分散的。

除了结构,桁架为桥梁设计提供了建筑上令人愉悦的美学。

大多数桁架由A36结构钢制成,但其他桁架使用铝合金:

来源

[1](2015)大梁。在阿莱西奥·皮皮纳托(编)创新桥梁设计手册:建造、修复和维护。Butterworth-Heinemann。

[2] Gish, W. (n.d.)桥面类型。检索:
https://www.hunker.com/13425577/types-of-bridge-decks

国家科学、工程和医学科学院。(2013)。桥甲板。在桥梁使用寿命设计指南.华盛顿:国家科学院出版社。

[4](无日期)。混凝土跨径桥的五个主要部分。检索:
http://wwwsp.dotd.la.gov/Inside_LaDOTD/Divisions/Operations/BridgeMaintenance/Misc%20Documents/

[5] Roeder, C.W.和Stanton, J. F.(1991)叠层弹性桥梁轴承的设计。交通研究记录1920年。1, 199 - 206。

[6]阿琼,N. (n.d.)桥的组成部分-混凝土和钢桥的组成部分和细节。检索:https://theconstructor.org/structures/components-of-bridges-concrete-steel/17806/

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