Piers in Bridges: Typer och design överväganden

Efter att ha läst den här artikeln kommer du att lära dig om: - 1. Typer av bryggor för broar 2. Design överväganden av bryggor för broar 3. Förstärkning.

Typer av bryggor för broar:

Materialen som används för byggandet av bryggor är:

(i) tegelsten,

(ii) sten murverk,

(iii) massbetong,

iv) Förstärkt betong och

(v) Förspänd betong.

Murverk eller massbetongspier är generellt massiva och erbjuder därför mer hinder mot linjär vattenvägar och ökar belastningen på fundamenten. Förstärkt betong eller förspända betongpier har å andra sidan mycket minskat tvärsnitt och kräver därför mycket mindre grundareal förutom att erbjuda mindre hinder mot vattenvägarna.

Där tegelsten och stenmaterialbågar är kostsamma, är det generellt sett ekonomiskt att använda RC eller förspända betongspår.

De allmänna formerna av olika typer av bryggor som vanligen används är illustrerade i figur 19.1. Från såväl strukturella som arkitektoniska överväganden är sidorna vanligtvis gjorda med en baiter på 1 till 50 eller 1 på 60. För att säkerställa smidig och effektivisering. Hur är det med vatten, sänks vatten i bryggor.

Formen på dessa skärvatten kan vara halvcirkelformad, cirkelbågar, triangulär etc. Piersbåge är alltid försedd med brytlock för överföring av lasterna till bryggans axlar.

Masonry, massbetong eller RCC solid shaft axlar (fig 19.1a och 19.1b) grundar sig i allmänhet på open raft foundation där möjligheten att scour är noll. Stapelfunderingar eller välgrundar är också möjliga för sådan typ av bryggor.

RCC eller förspända betongcellspier (fig 19. 1e) båge lämplig för större broar där både spännvidden och djupet är avsevärda och självvikten på bryggorna bör vara minst och sektionsmodulen maximalt möjlig. Mellanliggande membranbåg tillhandahålls horisontellt för att styva de vertikala väggarna.

Även om pirarna bågar täckt med tjockt RC-lock för jämn fördelning av belastningar på de vertikala väggarna, är det bättre att placera balkarna över de vertikala tvärväggarna som förbinder ytterväggarna. RCC-isolerade fyrkantiga eller cirkulära kolonner (fig 19.1d & 19.1e) båge föredragna för motorvägsbroar byggda på land.

Isolerade kolonner utsträckta från RC-staplar eller från brunncirkelbåge som också används för broar byggda över floder. Bälgarna överför lasten direkt till kolumnerna. För att göra kolumnerna styva och för att minska den effektiva höjden tillhandahålls mellanliggande bågar.

Den typ av brygga som visas i figur 19. Om det är mest lämpligt för landbroar där obstruktionen på grund av bryggor ska vara så minimala som möjligt för att skapa plats för normala trafikbanor på båda sidorna av bryggorna genom att placera dem centralt.

Pipkåpan kan vara kantad ut för att stödja överbyggnaden. I stället för att göra en enda rektangulär brygga som visas i Fig. 19. Om enstaka cirkulära bryggor också kan användas för landbroar. Enkla cirkulära bryggor båge.

Design överväganden av bryggor för broar:

Murverk- eller massbetongspåren är konstruerad med vertikala belastningar och moment som verkar på bryggorna så att den resulterande faller inom eller mycket nära den mellanliggande tredje linjen. Genom denna begränsning kommer det att vara möjligt att antingen ankomma till ett nejspänningsförhållande eller för att begränsa spänningen inom försäljningsvärdena.

I armerade betongbryggor sätts betong- och stålbelastningen på grund av vertikala belastningar och moment inom de tillåtna gränserna. Sektionen av bryggorna och storleken på förspänningskraften i förspända betongspår skall bestämmas med sikte på att begränsa den maximala betongspänningen inom tillåten gräns.

I allmänhet är ingen spänning tillåten i förspända bryggor men liten spänning som inte överstiger en tiondel av tillåten tryckspänning tillåts ofta när sådana dragspänningar beror på tillfälliga belastningsförhållanden, såsom startdrift etc.

Lasterna och krafterna som bryggorna ska utformas är:

i) Självvikt på bryggan.

ii) Dödsbelastningar från intilliggande spänningar och levnadsbelastningsreaktioner antingen från en eller från båda spännerna, beroende på vilket som ger maximal effekt.

iii) Böjningseffekt på bryggorna på grund av porstryck (vanligen tagen som 15 procent)

iv) Horisontell kraft på grund av temperatureffekt och drag- eller bromsverkan som verkar på toppen av bryggan.

v) Horisontell kraft på grund av vattennivå som verkar på bryggan vid vattentryckdiagrammets tyngdpunkt.

vi) Horisontell kraft på grund av vind som verkar på överbyggnaden och piren vid tyngdpunkten för respektive vindtrycksdiagram.

vii) Centrifugalkraft som verkar på bryggan när bron ligger på en kurva.

viii) Horisontell kraft på grund av seismisk effekt på överbyggnaden såväl som på piren som verkar vid respektive tyngdpunkt.

Kombinationen av ovanstående belastningar och krafter som kan fungera tillsammans bör vara så att de ger maximal effekt.

Förstärkning av betongbryggor för broar:

I massbetongpier krävs ingen förstärkning från strukturella överväganden men nominell förstärkning med en hastighet av 5 kg. för S240-stål och 3, 5 kg för stål S415-stål per kvadratmeter av den exponerade ytan finns för temperatur och krympeffekt.

För armerade betongbryggor bör procentandelen längsgående förstärkning inte vara mindre än 0, 8 eller mer än 8 procent av grovt tvärsnittsarea.

Om tvärsnittsarean överskrider det betongområde som krävs för att stödja den vertikala belastningen ska procentandelen förstärkning beräknas på grundval av det område som krävs för att motstå den direkta belastningen och inte på den aktuella ytan av bryggorna. Stålområdet får under inga omständigheter vara mindre än 0, 3 procent av bruttoområdet.

Sidförstärkning eller bindemedel är anordnade i bryggorna vid ett avstånd på inte mindre än 300 mm. Diametern på sidförstärkningen får inte vara mindre än en fjärdedel av bilden. av den största längsgående förstärkningen eller mindre än 8 mm.

Avståndet mellan sidoförstärkningen får inte överstiga piratets minst laterala dimension eller tolv gånger diametern. av den minsta längsgående stången, vilken som helst är mindre. Lämpliga länkstänger som är längsgående och laterala skall tillhandahållas med lämpliga mellanrum.