鋼鉄の橋の設計と建設に携わる 構造エンジニアとして 私は数々のプリファブリック・ベイリー橋プロジェクトに参加してきました緊急救助のための一時橋からインフラ建設のための一時アクセス橋までこのプロジェクトでは,C14bチャネル鋼は,常にベイリー橋の強化コードのための好ましい材料でした.この記事では,前立製のベイリー橋の構造特性を体系的に説明しますC14bチャネル鋼の技術的パラメータ,強化コードの広範な適用の主要な理由,一般的なセクションタイプとの比較,主要なエンジニアリング操作ポイント,標準的な材料証明書を付与します鉄鋼構造橋工学に従事する同級生のための実践的および専門的な参照を提供することを目的としています.そしてC14bチャネル鋼の選択の合理性と科学性をよりよく理解できるようにします.

1プリファブリック・ベイリー・ブリッジとは?

橋のエンジニアの為にプリファブリック・ベイリー・ブリッジ標準的なモジュール式,急速組み立て可能な鉄筋橋であり,高度な適応性,短期間建設,リサイクル可能性により,エンジニアリングの実践で広く使用されています.当初は軍用緊急橋の建設のために開発されました道路や鉄道の建設のための一時的な橋など,土木工学で広く使用されています.洪水対策や災害救援のための緊急橋遠隔地にある山岳地帯に臨時アクセス橋を設置する.

構造設計の観点から,プリファブリックされたベイリー橋の核は,標準化されたプリファブリックされた鋼鉄トラスユニット,横梁,ストランダー,橋デッキ橋座席と接続部品 すべての部品は,国家標準と業界仕様に従って工場でプリファブリックされます組み立てのために建設現場に迅速に輸送することができます縦幅は,実際のエンジニアリングニーズに応じて9mから63m間で柔軟に調整できます.車両の負荷と歩行者の負荷の設計要件に従って負荷レベルもマッチすることができます.橋のエンジニアとして,我々は,最も注意を払う トラス構造の負荷負荷性能,その中にコード (上部コードと下部コードを含む) は,重荷負荷のコアコンポーネントですブリッジデッキの負荷によって生成される主要屈曲モメントと軸力を伝達する強化コードは,コードの重要な強化構成要素として,トランスの負荷能力と硬さを改善するために使用されます.ローカルな曲げや全体的な変形を防止する橋の構造安全性や 動的負荷と長期使用条件下で 橋の運用性能を保証する.

2C14bチャネル鋼の技術特性と仕様

鉄鋼構造橋工学では,断面鋼の選択は,構造的張力特性,負荷要求および工学的な経済性に基づいてなければならない.一般的な熱巻き構造チャネル鋼として, 幅広く,合理的な切断形と優れた機械的特性のために,ベイリー橋の強化コードに使用されています.まずC14bチャネル鋼の技術的な意味を明らかにします:

C14bチャネルスチールは,国家標準GB/T 706-2016で指定された14#チャネルスチールシリーズに属し,C型断面を有する.モデル内の"C"はチャネルスチールを表しています."14"は,チャネル鋼の断面の高さが140mmであることを示しています"b"は14#チャネル鋼の2番目のモデルで,より厚い網とより広いフレンズを持つことで14aチャネル鋼と異なります.この構造的差異は,両者の間の機械的性質の違いを直接決定します.14Aの代わりに C14bチャネル鋼を 強化コードとして選んだ理由でもあります

特定の技術パラメータに関しては,C14bチャネル鋼の主要指標 (GB/T 706-2016に従って) は以下の通りである.切断高度h=140mm,フレンズ幅b=60mm,網の厚さd=8.0mm,理論重量 16.733 kg/m,断面慣性モメント Ix=1020 cm4,断面モジュール Wx=146 cm3.実用工学では,通常,C14bチャネル鋼の原料としてQ345qまたはQ355ブリッジ特異鋼を選択します..この種の鉄鋼の強度は 345MPa 未満で,強度,溶接性,疲労耐性が良好です.動的負荷と複雑な作業条件下で橋強化コードのストレスの要件を完全に満たすことができます.

C14bチャネル鋼は,冷たく形成された薄壁型C切片鋼とは異なる,熱巻き法で製造されていることを強調すべきである.熱巻き プロセス は,その 内部 構造 を 均一 に するベイリーブリッジの実際の操作では,この橋の壁は,強化された弦はしばしば局所的な圧力と切断力にさらされますC14bチャネル鋼の構造特性は,橋の長期使用の重要な保証である局所的な構造損傷を効果的に回避することができます.

3エンジニアリングの実践における強化コードとしてC14bチャネル鋼を選択する主な理由

強化コード材料の選択は 構造の安全性と直接関係する 重要なリンクです建設効率と工学コスト構造性能,標準化,経済性,加工性との間に最適なバランスをとれる広く適用される根本的な理由です具体的な分析は,エンジニアリング実務の観点から以下です.

3.1 強化されたコードのストレスの要求事項と機械的特性を一致させる

橋の技術者として 我々は知っている ベイリー橋の強化コードは 主に屈曲モメントと軸力にさらされています構造的変形や局所的な折りたたみに耐えるのに十分な屈曲容量と扭曲耐性を備える必要がある同じ断面高度の14aチャネル鋼と比較して,C14bチャネル鋼は厚い網 (8.0mm対6.0mm) とより広いフレンズ (60mm対58mm) を有します.切断モメントと切断モジュールを大幅に改善する構造力学による計算結果によると,C14bチャネル鋼の屈曲耐性は14aチャネル鋼の15%以上である.扭曲抵抗も著しく改善されます強化コードのストレスの特性により良く適応できます

実用工学では,強化コードは通常,C14bチャネル鋼を2つ並べて対称な部分を形成します.この組み合わせは,さらに整体的な硬さと軸承能力を向上させるだけでなくストレスの分布をより均等にすることで,トリスの全体的な扭曲と局所的な変形を効果的に抑制します.この構造形は,弦が過剰に変形しないようにします.橋の構造の安全を確実に保証します

3.2 ベイリーブリッジの標準化組み立てに適性

プリファブリック・ベイリー・ブリッジの主な利点は 迅速な組み立てであり すべての部品が高度な標準化と互換性を持つ必要があります部品間の互換性には特に注意を払います製造期間と組み立て品質に直接影響する.C14bチャネル鋼は,長い間,業界で成熟し標準化されたセクションであり,そのサイズ,穴の位置と接続モードは,ベイリー橋の標準トラスユニット (例えば中国で一般的に使用される321型ベイリー橋) と完全に互換性があります..

C14bチャネルスチールに備えたボルトの穴は 工場で統一された基準に従って処理され, 直接トランスウェブメンバーの穴と並べることができます.敷地内での掘削やカスタマイゼーションなしで高強度ボルトで迅速に接続これは,建設期間を短縮するだけでなく,現場での建設エラーを削減し,橋の組立精度と構造安定性を保証します.C14bチャネル鋼の標準化生産は,後期に部品の保守と交換も容易にする.ベイリー橋の長期使用と緊急整備に とても重要です

3.3 エンジニアリング・エコノミクスと建設・プロセッサビリティのバランス

エンジニアリング設計では 常に"安全第一 経済第一 合理性"の原則を遵守しています理論的な重さ20の16%のチャネル鋼 (例えば16%のチャネル鋼) と比較すると,.51 kg/m),C14bチャネル鋼は,より少ない鉄鋼消費量,軽量自重,低コストの利点があります.費用削減効果はより明らかです構造の安全性を保証する前提で,全体的な工学コストを効果的に制御できる.

C14bチャネル鋼は,熱巻き構造により,溶接性,切断性,掘削性が優れている.施工スタッフは切断を完了することができます特殊な加工技術と設備なしで,従来の機器でチャネル鋼の溶接とボルト接続,敷地内の建設の困難を軽減し,建設効率を向上させるさらに,C14bチャネル鋼は再利用性が良好で,プロジェクトが完了した後,他の一時橋プロジェクトで再利用できます.エンジニアリングコストと環境への影響をさらに削減する.

3.4 橋構造の安全性冗長性要件を満たす

橋の構造,特に一時的な緊急橋は,過負荷などの複雑な作業条件に適応するために十分な安全冗長を保持する必要があります.厳しい環境と緊急補強橋のエンジニアとして,選択された材料が十分な強度備蓄と疲労耐性を持っていることを確認する必要があります.GB/T 714-2015 "ブリッジ構造鋼"とGB 50017-2017 "鋼構造物の設計コード"の要件を完全に満たす.

Q345qとQ355鋼の強度は345MPa未満で,強度と耐疲労性が良好で,動的負荷の繰り返し作用に耐える.疲労骨折による構造損傷を避けるC14bチャネル鋼の断面サイズは合理的であり,地元ストレスの濃度を効果的に回避できます.負荷を負うとき,ストレスの分布は均一です.強化コードの安全性と信頼性をさらに向上させる緊急救助プロジェクトでは 橋はC14Bチャネル鋼を使用し 強化されたコードとして 救助車両の過負荷に 安定的に耐えることができますC14bチャネル鋼の信頼性を完全に確認する.

4C14bチャネル鋼と工学における共通切断型の比較分析

ベイリーブリッジ強化コードの実際の設計では C14bチャネル鋼と 14aチャネル鋼と 16#チャネル鋼をよく比較します次の表では,3つの断面タイプの主要性能指標と応用シナリオを記載しています.C14bチャネル鋼の技術的な応用の利点をより直感的に反映できる:

14aチャネル鋼は,技術的な観点からより軽く,より経済的です.しかし,その屈曲能力は不十分です.軽量荷重の普通コードまたは二次サポート部品にのみ使用できる強化コードのストレスの要求を満たすことはできません.16#チャネル鋼は屈曲能力が高く,しかし自重が大きく,コストが高く,これは,長距離および重荷のメイン・トラスにのみ適しています.大半のプリファブリック・ベイリー・ブリッジでは,C14bチャネル鋼が両者の利点をバランスにしており,高い負荷容量,合理的な重量,低コストを備えています.最も経済的で合理的な選択です.

5C14bチャネル鋼筋強化コードの主要なエンジニアリング操作ポイント

橋のエンジニアとして 優れた材料の選択が 構造の安全性の第一歩であることを知っていますエンジニアリングの実践において 組み立てと保守も同様に重要ですベイリーブリッジの強化コードとしてC14bチャネル鋼を使用する場合,以下の主要な操作ポイントを厳格に遵守する必要があります.

5.1 材料の質を厳格に管理する

強化コードに使用されるC14bチャネル鋼は,Q345qまたはQ355のようなブリッジ特有の鋼で,製造者は正式な材料証明書を提供しなければならない (詳細については第6節を参照).化学成分が正しいか確認するために 材料証明書を厳格にチェックしなければなりません鉄鋼の機械的特性および他の指標は,国家標準および設計仕様の要件を満たしています.偽造品や劣質製品や不合格性能の鋼材などの不合格鋼材の使用は厳禁です同時に,主要なプロジェクトでは,材料の性能をさらに検証し,原材料の品質を保証するために,現場でのサンプル検査を実施すべきである.

5.2 組み合わせと接続の構築を標準化する

強化コードは通常,C14bチャネル鋼が2つ並べられ,高強度ボルトで接続されます. 組み立て中に,2つのチャネル鋼の穴の位置が並べられていることを確認する必要があります., 穴の位置の偏差は仕様書に指定された許容値を超えてはならない.ボルトのプレロードは設計要件を満たす必要がある.ボルトの松散を避けるために,トークスラッシュを事前緊縮に使用する必要があります.. 強化コードとスルーウェブメンバーの間の接続は堅牢で,溶接シーム (ある場合) は,亀裂やスラグを含むような欠陥から完全で自由である必要があります.溶接プロセスは AWS D1 の要件を満たす必要があります..5 "ブリッジ溶接コード"で,溶接の質を保証するために,溶接の検査は溶接後に実施されるべきである.

5.3 強化コードの科学的な配置

強化コードの配置は,橋梁の折りたたみモメント分布に基づいて決定されるべきです. 構造力学の計算結果によると,ベイリー橋の真ん中のスパンが最も大きな曲がり点を持っています橋の端の曲線は小さいので,この部分に強化コードを設定する必要があります.鋼の消費を最適化し エンジニアリングコストを削減するために 適切に省略することができます多スパンベリー橋では,橋の全体的な安定性を確保し,接続の構造損傷を避けるために,スパン接続に強化コードを継続的に配置する必要があります.

5.4 運用中の検査と保守を強化する

橋の使用前に 強化コードの詳細な検査を行います 切断の大きさ,穴の位置,C14bチャネル鋼の溶接シームとボルト接続橋の使用期間中,定期的な検査と保守が行われるべきである.特に雨のような厳しい環境では検査内容には,ボルトの松らしさ,チャネル鋼の腐食,溶接シームの損傷などが含まれます.潜在的な安全リスクは,間に合う方法で処理する必要があります.松散したボルトを締めくくることなどブリッジの使用寿命を延長するために,腐食されたチャネル鋼の脱磨と防腐処理.

6C14bチャネル鋼の標準材料証明書

エンジニアリングの実践では,材料証明書は,橋の構造安全性と直接関係している鋼の質を検証するための重要な基盤です.橋のエンジニアとして,材料の受領時に材料証明書を厳格に確認する必要があります下記は,プリファブリックされたベイリーブリッジの強化コードに使用されるC14bチャネル鋼のための標準材料証明書模板です.国内規格と業界仕様の要件に合致しているもの:

7エンジニアリング要約

鋼筋構造橋のエンジニアの観点から C14bチャネル鋼を プリファブリック・ベイリー橋の強化コードとして 選んだのは偶然ではありません構造的業績を総合的に検討した結果です標準化,経済性,加工可能性. 工学実務では,多くのプロジェクトを通じて,C14bチャネル鋼が優れた屈曲と扭曲耐性を持っていることを証明しました.ベイリーブリッジの標準化組成と良好な互換性設計上の安全性とコストの関係をバランスできるため,ほとんどのプリファブリック・ベイリーブリッジの強化コードに最適な選択です.

ブリッジエンジニアとして,我々は合理的な材料を選択するだけでなく, 厳格に加工過程でエンジニアリング操作の主要なポイントを遵守しなければならないことを強調する必要があります組み立てと保守橋の構造の安全性と使用性能を保証するために,材料証明書を厳格にチェックします. 鉄鋼構造橋技術の継続的な開発とともに,C14bチャネル鋼は,プリファブリックベイリー橋の建設において重要な役割を果たし続けます緊急救助,一時交通,インフラ建設に 強力な支援を提供しています