Wat zijn de belangrijkste structurele vormen van stalen bruggen?

Met de snelle vooruitgang van de constructie van transportinfrastructuur worden stalen bruggen, met hun voordelen van hoge sterkte, grote overspanning, korte bouwperiode en milieuvriendelijkheid en recycleerbaarheid, op grote schaal gebruikt in snelweg-, spoorweg- en gemeentelijke engineeringprojecten. Verschillende structurele vormen van stalen bruggen zijn geschikt voor verschillende scenario-eisen, en hun technische kenmerken en toepassingsbereik hebben rechtstreeks invloed op de projectkwaliteit en operationele efficiëntie. Dit artikel analyseert de belangrijkste structurele vormen van stalen bruggen in detail en biedt een referentie voor praktijkmensen uit de industrie en aanverwant personeel.

 

Stalen bruggen van het type Stalen balk-: een praktische en gangbare keuze
Stalen bruggen van het type ligger- zijn de meest voorkomende constructievorm, waarbij gebruik wordt gemaakt van stalen balken, die voornamelijk onderhevig zijn aan buiging, als kernbelasting-dragende componenten, waarbij belastingen via steunen worden overgebracht naar pijlers. Hun eenvoudige structuur en handige constructie maken ze geschikt voor de constructie van bruggen met kleine tot middelgrote overspanningen, en ze worden vooral veel gebruikt in stedelijke wegen en landelijke wegen.

Veel voorkomende typen zijn onder meer stalen plaatliggerbruggen, stalen kokerliggerbruggen en stalen vakwerkbruggen. Stalen plaatliggerbruggen worden gelast uit stalen platen, waardoor ze lichtgewicht en goedkoop zijn, geschikt voor overspanningen van 20-50 meter. Stalen kokerliggerbruggen hebben een gesloten doos-vormige dwarsdoorsnede, hoge torsiestijfheid en sterke stabiliteit, en passen zich aan complexe spanningsomgevingen aan; ze worden vaak gebruikt bij de naderingsoverspanningen van bruggen over rivieren en zeeën. Stalen vakwerkbruggen worden geconstrueerd door stalen secties in een vakwerkconstructie te splitsen, waardoor ze een hoge sterkte, een laag materiaalverbruik en overspanningen van meer dan 100 meter bieden; ze worden veel gebruikt in spoorbruggen.

 

Bruggen met boogconstructies in staal: de voorkeursoplossing voor toepassingen met grote- overspanningen

Bruggen met een stalen boogconstructie gebruiken gebogen stalen componenten als de hoofddraagconstructie-, waarbij gebruik wordt gemaakt van de axiale druk van de boog om belastingen over te dragen. Ze combineren een rationele spanningsverdeling met esthetische aantrekkingskracht, waardoor ze geschikt zijn voor grote- overspanningen, grote- ruimteovergangen, zoals canyons, rivieren en baaien.

Hun structurele vormen kunnen worden onderverdeeld in typen boven{0}}dek, midden- en onder- dek. Het dek van een bovenste-dragende boogbrug bevindt zich boven de boogribben en biedt een eenvoudige structuur en vrij uitzicht. Het dek van een midden-dragende boogbrug ligt tussen de boogribben, combineert de voordelen van zowel de bovenste als de onderste- dragende typen, en wordt vaak gebruikt voor bruggen in stedelijke landschappen. Het dek van een lagere-dragende boogbrug bevindt zich onder de boogribben, waardoor de hoogte van het brugdek effectief wordt verminderd en het geschikt wordt gemaakt voor scenario's met beperkte speling. Door de vooruitgang op het gebied van lastechnologie en materiaalverwerking is de overspanning van stalen boogbruggen de afgelopen jaren groter geworden dan 1000 meter, wat een belangrijke keuze is geworden voor bruggen met lange overspanningen.

 

Bruggen met starre-stalen frameconstructies: efficiënte geïntegreerde draagconstructies-

Stevige-stalen framebruggen verbinden stalen balken en stalen kolommen (of pijlers) stevig met elkaar om een ​​geïntegreerd last-draagsysteem te vormen, waarbij de buigweerstand van balken wordt gecombineerd met de zijdelingse verplaatsingsweerstand van een stijf frame. Ze vertonen een sterke structurele integriteit, nemen weinig ruimte in beslag en zijn geschikt voor complexe locatieomstandigheden zoals stedelijke knooppunten en viaducten.

Op basis van hun structurele vorm kunnen ze worden onderverdeeld in portaalframebruggen, schuine-pootframebruggen, enz. Portaalframebruggen hebben een eenvoudig ontwerp en zijn geschikt voor viaducten met kortere overspanningen. Schuine-brugframes verdelen de lasten via schuine poten, waardoor ze zich kunnen aanpassen aan grotere overspanningen en complexe terreinen. Ze worden veel gebruikt in bergachtige snelweg- en spoorbruggen. Hun geïntegreerde ontwerp vermindert het aantal verbindingsknooppunten van componenten, verbetert de structurele stabiliteit en verkort de bouwperiode, waardoor wordt voldaan aan de eisen van een efficiënte moderne technische constructie.

 

Ophang- en kabel-bruggen met stalen constructie: technologische maatstaven voor ultra-lange overspanningen

Ophang- en kabel-verstevigde bruggen met stalen constructie vormen de kernvorm van bruggen met ultra- lange overspanningen en vertegenwoordigen het technologische hoogtepunt van bruggen met stalen constructie. Ze worden voornamelijk gebruikt voor oversteekprojecten over zeer-lange-afstanden, zoals rivieren en zeeën.

Ophangingsbruggen met stalen constructie gebruiken hoofdkabels als de primaire last-dragende componenten, waarbij het brugdek door middel van bretels wordt opgehangen. Overspanningen kunnen meer dan een kilometer bedragen, met een uniforme spanningsverdeling en een extreem hoog overspanningsvermogen. Typische voorbeelden zijn de Qingzhou Kanaalbrug, de Hong Kong-Zhuhai-Macau Brug en de Yangsigang Yangtze Rivier Brug, die zich kunnen aanpassen aan complexe mariene omgevingen en geologische omstandigheden.

Stalen tuibruggen-bestaan ​​uit torens, tuikabels en stalen balken. Via de tuikabels wordt de brugdekbelasting overgebracht naar de torens. Ze bieden een hoge structurele stijfheid, minimale vervorming en overspanningen van 300 tot 1000 meter. Deze structurele vorm beschikt over volwassen constructietechnologie en uitstekende seismische prestaties, waardoor deze op grote schaal wordt gebruikt in bruggen met grote overspanningen, zowel nationaal als internationaal.

 

Ontwikkelingstrends van stalen brugconstructies
De afgelopen jaren, met de verdieping van groene bouwconcepten en de bevordering van technologische innovatie, hebben stalen brugconstructies zich ontwikkeld in de richting van lichtgewicht, grote overspanningen, modularisering en intelligentisering. De toepassing van nieuwe composietconstructies (zoals stalen-betonbalkbruggen) en prefabricagetechnologieën hebben de economische efficiëntie en milieuvriendelijkheid van bruggen verder verbeterd. De integratie van digitaal ontwerp en BIM-technologie maakt een nauwkeurigere en efficiëntere structurele optimalisatie mogelijk.

 

Verschillende constructievormen van stalen bruggen hebben elk hun voordelen. Projectselectie vereist overweging van uitgebreide factoren zoals overspanningsvereisten, terreinomstandigheden, kostenbudget en functionele vereisten. In de toekomst zullen stalen bruggen, met voortdurende vooruitgang in materiaaltechnologie en constructietechnieken, een nog belangrijkere rol spelen bij de aanleg van transportinfrastructuur, en solide ondersteuning bieden voor het bouwen van een modern, alomvattend transportsysteem.