Какъв е дизайнът на съпротивлението на вятъра на голям стоманен мост?
Като доставчик на мостове на големи стоманени кутии, имах привилегията да се задълбоча дълбоко в сложния свят на мостовото инженерство, особено що се отнася до дизайна на съпротивата на вятъра. В този блог ще споделя с вас какъв дизайн на съпротива на вятъра на голям стоманен мост включва, важността му и ключовите елементи.
Значение на дизайна на вятъра - съпротива
Вятърът е естествена сила, която може да окаже значително влияние върху структурната цялост и безопасността на голям стоманен мост. Ветровете с висока скорост могат да генерират аеродинамични сили като повдигане, влачене и торсионни сили. Тези сили, ако не се отчитат правилно в дизайна, могат да доведат до прекомерни вибрации, увреждане на умората и в крайни случаи структурната повреда.
Например, мостът Tacoma Narrow през 1940 г. е добре известен пример за катастрофалните последици от неадекватния дизайн на съпротивата на вятъра. Мостът, наречен "Galloping Gertie", беше обект на вятърни вибрации, които в крайна сметка предизвикаха неговия срив. Това трагично събитие подчерта решаващата необходимост от задълбочен дизайн на съпротивлението на вятъра в конструкцията на мостовете.
Ключови елементи на вятъра - дизайн на съпротива
Аеродинамична форма
Формата на голям мост от стоманена кутия играе жизненоважна роля в своята вятърна съпротива. Инженерите внимателно проектират кръстосания участък на мостовата палуба, за да се сведе до минимум въздействието на вятърните сили. Опростената форма може да намали влаченето и да предотврати образуването на големи вихри, което може да доведе до вибрации. Например, секцията с плоско дъно и рационализирана кутия често се предпочита, тъй като може гладко да насочи вятъра около моста, намалявайки вероятността от внезапни промени в налягането на вятъра.
Структурна скованост
Сковаността на мостовата конструкция е друг важен фактор. По -твърд мост е по -способен да устои на вятърни деформации. Това може да се постигне чрез правилен дизайн на носещите стоманени кутии, включително техния размер, дебелина и подреждане на вътрешни диафрагми. Адекватните системи за закрепване, като кръстосано закрепване и диагонална закрепване, също могат да подобрят общата коравина на моста. Чрез увеличаване на сковаността мостът може по -добре да издържи на динамичните сили, упражнявани от вятъра.
Системи за затихване
Затихването се използва за разсейване на енергията, генерирана от индуцирани от вятъра вибрации. Има различни видове системи за затихване, които могат да бъдат включени в голям стоманен мост. Обикновено се използват пасивни системи за затихване, като вискозни амортисьори. Тези амортисьори работят чрез преобразуване на кинетичната енергия на вибрациите в топлинна енергия, която след това се разсейва. Активните системи за затихване, от друга страна, използват сензори и задвижващи механизми, за да открият и противодействат на вибрациите в реално време. Въпреки че са по -сложни и скъпи, активните системи за затихване могат да осигурят по -прецизен контрол върху вибрациите.
Тестване на вятърния тунел
Тестването на вятърния тунел е съществена част от процеса на проектиране на вятъра - съпротива. Във вятърния тунел е поставен мащабиран модел на моста и се симулира вятърният поток около него. Това позволява на инженерите да измерват аеродинамичните сили, действащи на моста, и да наблюдават поведението му при различни условия на вятъра. Чрез провеждането на тестове за вятърни тунели инженерите могат да валидират своите предположения за дизайн, да идентифицират потенциални проблеми и да направят необходимите корекции на дизайна.
Казуси
Проект с голям стоманен мост на кутията
Наскоро завършихме проект за aГоляма стоманена кутия мост. По време на фазата на проектиране проведохме обширни тестове за вятърни тунели. Първоначалният дизайн на мостовата палуба имаше кръстосан участък, за който беше установено, че генерира значителни сили за повдигане при определени ъгли на вятъра. Въз основа на резултатите от теста, ние модифицирахме формата на палубата, добавяйки някои опростени онези, за да намалим асансьора. Също така включихме вискозни амортисьори, за да контролираме вибрациите. Крайният дизайн успя да издържи на дизайнерските скорости на вятъра без никакви признаци на прекомерни вибрации или структурен дистрес.
Уличен пресичащ мост на надлез
Друг пример е aУличен пресичащ мост на надлез. Този мост се намираше в район със сравнително силни скорости на вятъра. За да подобрим съпротивлението си на вятъра, ние проектирахме моста с много твърда стоманена рамка. Вътрешните диафрагми в стоманените кутии бяха внимателно разположени, за да се увеличи общата усукване на усукване. Освен това инсталирахме пасивна система за затихване, използвайки настройкини масови амортисьори. Тези амортисьори бяха настроени на естествената честота на моста, за да се намалят ефективно вибрациите, предизвикани от вятъра. Мостът е в експлоатация от няколко години и се е представил доста при различни вятърни условия.
Сравнение с други видове мостове
Когато сравнявате големи мостове от стоманена кутия сСтоманени рамки мостове, Има някои разлики в дизайна на съпротивата на вятъра. Стоманената рамка мостовете обикновено имат отворена конструкция на рамката, която може да е по -изложена на вятърни сили. За разлика от това, мостовете на големите стоманени кутии имат по -затворена и рационализирана структура, която може да предложи по -добри аеродинамични показатели. Въпреки това, мостовете на стоманената рамка могат да бъдат по -гъвкави, а дизайнът им на вятър - съпротива може да разчита повече на системите за затихване за контрол на вибрациите.
Заключение
Дизайнът на вятъра - Съпротивата е критичен аспект на конструкцията на големи стоманени кутии. Като разглеждаме фактори като аеродинамична форма, структурна твърдост, амортисьорни системи и провеждане на старателни тестове за вятърни тунели, можем да гарантираме безопасността и издръжливостта на тези мостове. Като доставчик на мостове на големи стоманени кутии, ние се ангажираме да приложим най -новите инженерни знания и техники за осигуряване на висококачествени, устойчиви на вятъра мостове.
Ако се нуждаете от голям мост от стоманена кутия за вашия проект, ви каним да участвате в дискусии за обществени поръчки с нас. Нашият екип от опитни инженери и дизайнери е готов да работи с вас, за да създаде мост, който отговаря на вашите специфични изисквания и осигурява дългосрочна надеждност при всички вятърни условия.
ЛИТЕРАТУРА
- Simiu, Emil и TV Scanlan.Ефекти на вятъра върху структурите: Основи и приложения за проектиране. John Wiley & Sons, 2017.
- Бейкър, ние „вятърните натоварвания по мостове“.Списание за вятърна инженерство и индустриална аеродинамика94.11 (2006): 871 - 884.
- Chen, BS и като Kiremidjian. "Динамичен отговор на дълги - педя мостове към ветрове."Списание за структурно инженерство120.1 (1994): 33 - 53.