Design av styva rambroar (med diagram)

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om utformningen av styva rambroar med hjälp av diagrammet.

Introduktion till hårda rambroar:

I styva rambroar är däcken stift ansluten till abutments och bryggor. Denna typ av konstruktion kan vara en enda spänningsenhet eller en flerspänningsenhet såsom visas i fig 12.1. Alla fördelar med en kontinuerlig spanbro finns här.

Följande egenskaper är de ytterligare fördelarna med de styva rambroarna över de kontinuerliga

i) Stivhet av strukturen.

ii) Mindre moment i däck som delvis överförs till stödorganen.

iii) Inga lagringar krävs.

iv) Bättre estetiskt utseende än den kontinuerliga spännstrukturen.

Liksom i kontinuerliga spännbroar kräver dessa strukturer också oändliga grundmaterial. Analysen är emellertid mer mödosam än den tidigare.

Ramarna kan vara gångjärn eller fixerade vid basen såsom visas i fig 12.1. När gångjärnen roteras, övergår de ögonblick som överförs till basen endast de vertikala stöden och minskar därigenom ögonblicken väldigt betydligt och inga ögonblick överförs till foten. Endast den vertikala belastningen och det ögonblick som orsakas av dragkraft på gångjämnivån ska beaktas vid utformningen av fotarna.

I fasta basstrukturer bärs däremot ögonblicken från överbyggnaden i slutänden över till fotarna eftersom de vertikala bärarna inte kan rotera oberoende utan att rotera fotningarna tillsammans med dem. Det är därför uppenbart att stavarna vid botten av stöden och på flottar är mycket mindre, men spänningsmomenten är större än de av fasta ramar.

Eftersom de fasta ramarna är utformade utifrån antagandet att de vertikala elementen inte roterar vid basen är det möjligt att uppnå detta tillstånd endast om grunden kan vila på fast sten eller oavkastande fundament.

Typer av styva rambroar:

Några typer av styva rambroar har illustrerats i figurerna 4.5 och 4.6. Stålplattformar med en stabil plattform på upp till 25 m kan vara möjliga medan plattformar och bälteformiga stelramar kan användas upp till 35 m. Vid överbryggar över vägarna är den cantilever-typ av portarramar som anges i figur 4.6 vanligt förekommande.

Starka ramkarmar eller mindre broar (enstaka eller flera fig. 4.5) antas vanligtvis i områden där grunden är svag och bredare grundarea är önskvärt för att sänka grundstrycket inom säkra värden som är tillåtna för jordtypen.

Proportionerande strukturer av styva rambroar:

Förhållandet mellan mellanliggande och ändspänningar av styva rambroar ska vara enligt följande:

För slabbroar 1, 20 till 1, 30

För slab och girder broar 1, 35 till 1, 40

För grov uppskattning av sektionen kan dimensionerna på mittkanten och stödsektionen för solida plattbroar tas som respektive L / 35 respektive L / 15. Soffitkurvorna för styva rambroar är generellt sett desamma som de för kontinuerliga broar.

Metod för analys och design överväganden av hårda ramar broar:

Vid analys av styva ramkonstruktioner används metoden för momentfördelning vanligen. Att hantera kontinuerliga broar, är momentfördelningsmetoden bäst lämpad för praktisk utformning eftersom sektionerna av strukturerna varierar på olika punkter för vilka andra metoder är mödosamma och därför olämpliga.

Om värdena för styvhetsfaktorer, överföringsfaktorer och fasta slutmoment för olika leder av en styv ramkonstruktion är kända är användningen av momentfördelningsmetoden mycket enkel.

Temperatureffekt:

Stigningen eller fallet av temperaturen orsakar förlängning eller sammandragning av däck vilket ger upphov till fasta slutmoment på de vertikala elementen som förklaras nedan (fig 12.2).

Förlängning eller sammandragning av däck BC på grund av temperaturvariationen av t = δ 2 = L 2 αt.

Förlängning eller sammandragning av däck AB eller CD på grund av temperaturvariationen av t = δ 1 = L 1 αt men på grund av förlängning eller sammandragning av däck BC med δ 2 kommer nätrörelsen för A eller C att vara (δ 1 + + ½ δ 2 ).

Det fasta ändmomentet på en vertikal del med tröghetsmoment, I och avböjning, 5, kan ges av

FEM = 6 EIδ / (L) 2 (12, 1)

De fasta ändmoment som är så utvecklade på toppen och botten av alla vertikala element som enligt ekvation 12.1 kan fördelas över alla medlemmar.

Effekt av krympning, vind, seismisk och vattenström:

På grund av krympning av betong kontrakterar däcket därigenom samma effekt som temperaturfallet gör. Normalt antas effekten på grund av krympning som ekvivalent i storleksordningen till den som produceras av temperaturfallet.

Vinden som blåser i en lutning mot bryggorna kan ge upphov till svängmoment som delas av alla medlemmar av ramen efter distribution.

Den seismiska kraften som verkar på däck, bryggor och anfall kommer att orsaka stunder i rammens delar som vindkraft kommer att inducera.

Korsströmmen som strömmar genom floden slår mot bryggor och anfall och detta kommer att inducera moment på medlemmarna som vinden kommer att göra.

Konstruktionsförfarande för styva rambroar:

1. Välj längdlängder för änd- och mellannivåer som är anpassade till platsförhållandena och typen av broar. Djupet i mitten och vid stöden antas.

2. Välj soffitkurvan och hitta djupet i olika sektioner. Beräkna de fasta slutmomentet på grund av jämnt fördelad dödbelastning och hämtningsbelastning från vanliga designtabeller som "The Applications of Moment Distribution", publicerad av The Concrete Association of India, Bombay.

3. Hitta värdena för styvhetsfaktorer och överföringsfaktorer från designtabeller efter att ha utvärderat värdena för ramkonstanter såsom A, A, B, R, B, h c etc.

Distributionsfaktorerna kan bestämmas enligt följande:

Där D AB = fördelningsfaktor för medlem AB.

S AB = Stiffhetsfaktor för AB.

ΣS = Summan av styvhetsfaktorerna för alla medlemmar av den gemensamma leden.

4. Dödbelastade fasta ögonblick ska fördelas och sugkorrigering görs vid behov.

5. För att utvärdera levnadsbelastningsmoment på medlemmarna måste inflytande linjediagram för varje medlem dras. Förfarandet kommer att vara mödosamt om stunderna ska erhållas genom att placera enhetsbelastning på varje sektion (det kan vara 5 till 10 sektioner på varje spänning beroende på spännlängden) och fördela de fasta ändmomenten på grund av enhetsbelastning med svängkorrigering där nödvändig.

Metoden kan förenklas om förfarandet som anges nedan följs.

6. Placera enhetens belastning vid vilken position som helst (bild 12.3) och få de fasta ändmomenten x och y vid änden B och C. Fördela dessa fasta slutmoment över alla medlemmar. Momenterna som erhållits på olika sektioner är levnadsbelastningsmoment (elastisk) på grund av den aktuella belastningen.

Efter nödvändig svängkorrigering kommer momentekvationen i form av x och y att ge ordinaten för böjmomentets inflytande linjediagram vid olika sektioner för den enhetsbelastningen. Nu, från tabellerna eller graferna, kan värdena på x och y för enhetsbelastning vid olika lastpositioner vara kända från vilka ordinaterna för inflytningslinjen diag. vid olika sektioner för olika lastpositioner kan beräknas.

Förfarandet beskrivet ovan kommer att kräva en uppsättning momentfördelning och en uppsättning svängkorrigering av moment-ekvationerna för varje span.

Det inflytande linjediagrammet som erhållits med det beskrivna förfarandet kommer endast att vara elastiskt. Det fria momentdiagrammet måste läggas över det för att få nätinflytningsdiagrammet. Levnadsbelastningsmomenten kan därefter erhållas från inflytningslinjediagrammet.

7. Träffa stunderna på olika medlemmar och i olika sektioner på grund av temperatur, krympning, vind, vattenströmningar, jordtryck på abutments, seismisk kraft etc.

8. Momenterna erhållna på grund av olika belastningar och effekter som nämnts ovan kan sammanfattas på ett sådant sätt att designmomentena är högsta för alla möjliga kombinationsfall.

9. Kontrollera sektornas tillräcklighet när det gäller betongbelastningar och ge nödvändig förstärkning för att tillgodose designmomentet.

10. Detaljera förstärkningen ordentligt.