سعة حمولة ثقيلة جسر فولاذي جسر طائرة عائمة اقتصادية

الجسر العائم وصف:

1. الجسر العائميشير إلى الجسر الذي يطفو على سطح الماء بقارب أو خزان عائم بدلاً من أرصفة الجسر.يتكون الجسر العائم من رصيف عائم ولوحة وشعاع توزيع ونظام هوائي للكابل.

2.جسر عائم عائمتصميم نقاط النظر في المخطط الأساسي

حالة الطريق، الأداء، الهيكل العائم، الرسومات العائمة، البيئة

3. مبدأ التصميم الأساسي للجسر العائم

المبادئ الواجب اتباعها: تتوافق أهداف الأداء مع الغرض والسلامة والمتانة والجودة وسهولة الصيانة والإدارة والانسجام مع البيئة والاقتصاد وغيرها من المؤشرات.

اختيار نوع الهيكل: ينبغي النظر في الظروف الطبوغرافية والجيولوجية والجغرافية.

يجب أن يفي عدد الهياكل العائمة والنظام العام بمتطلبات القوة والتشوه والاستقرار.

إن عمر الخدمة للجسر العائم حساس للغاية للظروف والعوامل البيئية مثل الأحمال الطبيعية (مثل الرياح وأمواج المياه والتيار وتغيرات المد والجزر والتقلبات الفرعية في سطح البحيرة) والتآكل.في ظل ظروف تكلفة الدورة المنخفضة، من المتوقع بشكل عام أن يكون عمر الخدمة للجسر العائم 75-100 سنة.

وفقًا لتصنيف الأهمية، ينقسم الجسر العائم العائم إلى نوع قياسي ونوع مهم خاص، أي الجسر العائم من النوع A والجسر العائم من النوع B.يختلف الجسر العائم العائم A عن الجسر العائم B. وتنقسم الجسور العائمة B إلى: الطرق السريعة، والطرق السريعة الحضرية، والطرق الحضرية المحددة، والطرق الوطنية العادية، والمعابر المزدوجة، والجسور، وجسور السكك الحديدية، وخاصة الجسور المحلية والبلدية الهامة.

يوضح الجدول أدناه تصنيف مستويات أداء الحالة للجسر العائم.تتم مقارنة مستوى أداء الحالة 0 بشكل أساسي بمستويات الأداء الأخرى 1-3.بالنسبة للأحمال المرورية وأمواج العواصف والتسونامي والزلازل، تم تصميم الطوافات بعدة مستويات أداء.

وفقًا لعامل الأهمية، يجب أن يضمن تصميم الجسر العائم أن لديه مستوى الأداء المستهدف المقابل المدرج في الجدول، مثل الحمل وموجة العواصف والتسونامي والزلازل.

4. تحميل تصميم الجسر العائم العائم

تحميل التصميم

وهي تشمل بشكل أساسي: الحمل الثابت، والحمل الديناميكي، وحمل الصدمات (مثل الاصطدام، وما إلى ذلك)، وضغط الأرض (مثل كومة التثبيت في نظام التثبيت على الجسر العائم)، والضغط الهيدروستاتيكي (بما في ذلك الطفو)، وحمل الرياح، عامل موجة الماء (بما في ذلك عامل التمدد)، العامل الزلزالي (بما في ذلك الضغط الهيدروديناميكي)، عامل تغير درجة الحرارة، عامل تدفق المياه، عامل تغير المد والجزر، عامل تشوه الأساس، عامل حركة الدعم، إلخ. حمل الثلج، حمل الطرد المركزي، عامل تسونامي، مد العاصفة عامل، تقلبات البحيرة (التقلب الثانوي)، موجة صدمة السفينة، صدمة البحر، حمل الكبح، حمل التجميع، حمل الاصطدام (بما في ذلك اصطدام السفينة)، عامل حزمة الجليد وضغط حزمة الجليد، عامل النقل الساحلي، عامل الجسم المنجرف، عامل فئة الماء ( التآكل والاحتكاك) وغيرها من الأحمال.

الحمل المشترك

سيكون للحمل المشترك تأثير سلبي على الجسر العائم.

تنقسم مستويات المد إلى الفئات التالية:

أثناء الزلازل: بين HWL (مستوى الماء المرتفع) وLWL (مستوى الماء المنخفض)؛

أثناء العواصف الثلجية: بين HHWL (أعلى مستوى HWL) وLWL أو بين HHWL وLLWL (أدنى مستوى LWL)؛

شروط الاستخدام: بين HWL وLWL

وبالتالي، لا تحدث أضرار قاتلة أثناء التسونامي، سواء من تغيرات المد والجزر الشديدة بين HWL وLWL أو من ارتفاع وانخفاض منسوب المياه.

الطفو وموجة الماء والرياح وفترة التكرار

أثناء تصميم الجسر العائم، يعد تغير منسوب المياه الناجم عن المد والجزر والتسونامي وعرام العواصف أحد أحمال التحكم.يجب أن يؤخذ المحور الرأسي للجسر العائم في الاعتبار عند التصميم.عندما تهب الرياح فوق الماء، فإن الموجات الناتجة ستخلق أحمالًا أفقية ورأسية والالتوائية على الجسر العائم.تعتمد هذه الأحمال على سرعة الرياح واتجاهها ومدتها وطول النفخ (طول منطقة الرياح) وبنية القناة وعمقها.

موجة مياه غير منتظمة

عادة، تكون موجات الماء غير منتظمة للغاية.وهي مكونة من موجات مائية منتظمة ذات مكونات ترددية عديدة.

نظرًا لأن الفترة الطبيعية للجسر العائم أطول بكثير من الجسر التقليدي، فإن تأثير موجة الماء مع الفترة الطويلة يكون أكبر.ومن حيث التردد، يمثل الطيف توزيع الطاقة لموجات الماء.عندما تهب الرياح من مسافة أفقية معينة، تستمر موجات الماء في السفر.لكن بعد فترة زمنية معينة تتوقف موجة الماء عن التعزيز تدريجياً وتصبح مستقرة.

5. مادة الجسر العائم العائمة

المواد المشتركة هي الصلب والخرسانة.

بشكل عام، ينبغي النظر في تآكل الهيكل العائم أولاً.نظرًا لأن مقاومة الماء للخرسانة مهمة جدًا، يتم استخدام الخرسانة المقاومة للماء أو الخرسانة البحرية بشكل عام في تصنيع الجسور العائمة.من بينها، يمكن استخدام أسمنت بورتلاند متوسط ​​الذوبان، وأسمنت خبث الفرن العالي البورتلاندي، وأسمنت الغبار المتطاير البورتلاندي لصنع الجسور العائمة.لا يجب أخذ تأثيرات التمعج والانكماش للهيكل في الاعتبار إلا عندما يكون الخزان جافًا، لذلك لا يلزم أخذ التأثيرات المذكورة أعلاه في الاعتبار بمجرد إطلاق الخزان.

يجب اختيار المواد المستخدمة في نظام الإرساء وفقًا لأهداف التصميم والبيئة والمتانة والاقتصاد.

بسبب البيئة المسببة للتآكل، من الضروري مقاومة التآكل، خاصة في الأجزاء التي تقل عن مستوى الماء المتوسط، MLWL، سيكون هناك تآكل محلي خطير.لمثل هذه الأجزاء، يتم اعتماد الحماية الكاثودية بشكل عام.

يتم اعتماد المعالجة السطحية بشكل عام ضمن طرق المعالجة السطحية LWL التي تشمل الطلاء وإضافة سطح المواد العضوية وسطح الشحوم المعدنية وسطح المواد غير العضوية وما إلى ذلك.تشمل معالجة الأسطح غير العضوية الطلاء المعدني، مثل طلاء التيتانيوم، وسطح الفولاذ المقاوم للصدأ، والزنك، والألومنيوم، وسبائك الألومنيوم، وما إلى ذلك. ويعتمد تأثير عمق الماء على معدل التآكل على البيئة.

يعتبر التآكل البقعي هو الأكثر خطورة، ويمكن تحديد الحد الأعلى له وفقًا لتركيب الهيكل.

تعد منطقة المد والجزر هي البيئة الأكثر قسوة، ويختلف معدل التآكل بشكل كبير مع العمق.

وفي منطقة المياه المالحة، تصبح البيئة أكثر اعتدالا.ولكن في بعض الظروف، مثل التيارات وزيادة الشحن، يمكن أن يتسارع التآكل.

وتعتمد بيئة طبقة التربة تحت قاع البحر على كثافة الملح ومستوى التلوث والظروف المناخية، إلا أن معدل التآكل مستقر نسبيا.

ملاحظة: بالمقارنة مع الهيكل الثابت، يتغير الجسر العائم مع سطح الماء، وبالتالي فإن المد والجزر غير موجود.

6. الحد من حالة الجسر العائم

يجب أن يتمتع الجسر العائم بالقدرة الكافية لمواجهة المخاطر المحتملة مثل السفن والحطام والأخشاب والفيضانات وفشل حبل الإرساء والانفصال التام للجسر بعد الكسر الجانبي أو المائل.

على الرغم من أن الماء يوفر الطفو للجسر العائم العائم، إلا أنه إذا تسرب الماء إلى الجزء الداخلي من الجسر العائم، فسوف يؤدي ذلك إلى إتلاف الجسر العائم تدريجيًا ويؤدي في النهاية إلى غرق الجسر.هذه هي مشكلة البحث الحالية التي تواجه الجسر العائم.

7. تصميم وتحليل محدد للجسر العائم

الاستقرار: يشير إلى قدرة السفينة على الميل تحت تأثير القوى الخارجية، والعودة إلى وضع التوازن الأصلي بعد اختفاء القوى الخارجية.

ثلاث حالات توازن:

1) التوازن المستقر: G تحت M، وتشكل الجاذبية والطفو عزم استقرار بعد الميل.

2) التوازن غير المستقر: G أعلى من M، وتشكل الجاذبية والطفو لحظة انقلاب بعد الميل.

3) التوازن العرضي: يتزامن G وM، وتعمل الجاذبية والطفو على نفس الخط الرأسي بعد الميل، دون عزم الدوران.

العلاقة بين استقرار السفينة وملاحة السفينة:

1) الاستقرار كبير جدًا، وتتأرجح السفينة بعنف، مما يسبب عدم الراحة للموظفين، والاستخدام غير الملائم لأدوات الملاحة، والتلف السهل لهيكل الهيكل، وسهولة إزاحة البضائع الموجودة في العنبر، مما يعرض سلامة السفينة للخطر.

2) الاستقرار صغير جدًا، وقدرة السفينة على مقاومة الانقلاب ضعيفة، ومن السهل أن تظهر زاوية ميل كبيرة، والانتعاش بطيء، والسفينة مائلة على سطح الماء لفترة طويلة، والملاحة غير فعالة.

كما هو الحال مع القوارب، يرتبط انقلاب الطوافات باستقرارها الثابت.

في عملية تصميم جسر عائم، يجب أخذ العديد من الكميات الفيزيائية الأكثر أهمية في الاعتبار: الإزاحة الرأسية والإزاحة الأفقية ودرجة الميل.

استقرار التعامل: تعتبر سهولة التعامل من أهم عوامل الأداء.

التعب: لمنع الأضرار الهيكلية الناجمة عن الأحمال الديناميكية، مثل الرياح وأمواج المياه وغيرها. وطريقة التقييم هي نفسها المتبعة في الجسور التقليدية.

العوامل الزلزالية: لأن الجسر العائم ذو فترة طبيعية طويلة، فمن الضروري دراسة تأثير الموجات الزلزالية طويلة الأمد.على الرغم من أن الطوافات معزولة بطبيعتها، إلا أنه يجب التحقق من مقاومة نظام الإرساء للزلازل، وخاصة أكوام الإرساء والأساسات.

8. تصميم جسم الجسر العائم:

تعتبر الطوافات العامة بشكل أساسي الخزان العائم المنفصل.وكما أوضحنا سابقًا، يمكن دراسة الخصائص الهيدروديناميكية لكل خزان على حدة، ومن ثم يمكن استخدام النتائج التي تم الحصول عليها لتحليل النظام العالمي.في الواقع، غالبًا ما تستخدم الطرق المنفصلة مثل طريقة العناصر المحدودة في تحليل النظام العالمي.بالنسبة لطريقة التحليل هذه، يجب مراعاة الكتلة الإضافية لكل خزان، والتخميد الهيدروديناميكي والعوامل الهيدروديناميكية، ويجب إدخال موضع مركز طفو الخزان.

تصميم سرعة الرياح وارتفاع الموجة الفعال: يعد ارتفاع الموجة الفعال البالغ 2.5 مترًا نقطة رئيسية للجسر العائم.من أجل التأكد من أن ارتفاع الموجة الفعال أقل من 2.5 متر، من الضروري إنشاء حاجز موجة.يعد التأثير اللزج وتأثير التدفق المحتمل عاملين مهمين في تحليل حركة موجة الماء الساقطة وضغط الهياكل تحت الماء.بالنسبة لنظرية التدفق المحتمل، فإن الأمر يتعلق بشكل أساسي بتأثيرات التشتت والإشعاع لموجات الماء حول الهيكل.

نثر الماء هو الأكثر أهمية.ولذلك فمن المعقول جداً تطبيق نظرية تشتت موجة الماء لتحليل المشكلة في هذه المنطقة.

في الواقع، على الرغم من أن نظرية التدفق المحتمل للسوائل السطحية الحرة تعتمد على افتراض أن السائل غير قابل للضغط وغير دوراني وغير لزج، إلا أن نتائج التنبؤ الخاصة بها تتفق جيدًا مع النتائج التجريبية.وهذا هو السبب في أن نظرية تشتت موجة الماء المبنية على نظرية التدفق الخطي المحتمل يتم تطبيقها غالبًا في تحليل التصميم.

تصميم البنية الفوقية: يشمل بشكل أساسي اختيار نوع الهيكل وتصميم تكوين الهيكل والمحتوى المضاد للتآكل.

تصميم الجسم العائم: يختلف تصميم الجسم العائم تمامًا عن تصميم الجسر التقليدي.يتضمن تصميم الجسم العائم: اختيار نوع الجسم العائم، وتصميم جزء التحكم في فيضانات الجسم العائم، وتصميم منع تصادم السفن، وتصميم هيكل قسم الاتصال الانتقالي، والحماية من التآكل، والمرافق الإضافية وتصميم هيكل التثبيت.

يمكن أن يختلف تواتر مراقبة أحوال الطقس والمياه من أجل سلامة الجسر العائم اعتمادًا على عدة عوامل، بما في ذلك اللوائح المحلية ومتطلبات المشروع المحددة ومستوى المخاطر المرتبطة بموقع الجسر.

9. تطبيق الجسر العائم:المشاة والطرق والسكك الحديدية. حالات الطوارئ

10.ميزةصور الجسر العائم العائم :

توفر الجسور العائمة المرونة وسهولة البناء، ولها قيود معينة.وقد تتأثر بالتيارات والرياح والأمواج القوية، مما قد يجعلها غير مستقرة أو يصعب استخدامها في ظروف معينة.لديهم أيضًا قيود على الوزن، وقد تتطلب المركبات أو المعدات الثقيلة اعتبارات هندسية إضافية.

من المهم ملاحظة أن مزايا الجسور العائمة قد تختلف وفقًا لمتطلبات المشروع المحددة وظروف الموقع.يعد التشاور مع مهندس مؤهل أو متخصص في الجسور أمرًا ضروريًا لتحديد حل الجسر الأكثر ملاءمة لتطبيق معين.

نظرة عامة على الجسور الفولاذية Evercross: