Puente de acero de carga pesada Puente flotante de pontón Económico

Puente flotante de pontones Descripción:

1.Puente de pontones flotantesse refiere a un puente que flota en la superficie del agua con un bote o un tanque de pontón en lugar de pilares de puente.El puente flotante está compuesto por muelle flotante, panel, viga de distribución y sistema de aire por cable.

2.Puente flotante de pontonespuntos de consideración del esquema básico del diseño

Estado de la carretera, rendimiento, estructura de pontones, dibujos de pontones, medio ambiente.

3. Principio de diseño básico del puente de pontones flotantes.

Principios a seguir: los objetivos de desempeño son consistentes con el propósito, seguridad, durabilidad, calidad, facilidad de mantenimiento y gestión, armonía con el medio ambiente, economía y otros indicadores.

Elección del tipo de estructura: se deben considerar las condiciones topográficas, geológicas y geográficas.

El número de estructuras de pontones y el sistema general deben cumplir los requisitos de resistencia, deformación y estabilidad.

La vida útil de un puente de pontones flotante es muy sensible a las condiciones ambientales y a factores como las cargas naturales (como el viento, las olas del agua, las corrientes, los cambios de marea, las subfluctuaciones en la superficie del lago) y la corrosión.Bajo la condición de bajo costo de ciclo, generalmente se espera que la vida útil del puente flotante de pontones sea de 75 a 100 años.

Según la clasificación de importancia, el puente de pontones flotantes se divide en tipo estándar y tipo especial importante, es decir, puente de pontones flotantes tipo A y puente de pontones flotantes tipo B.El puente de pontones flotantes A es diferente del puente de pontones flotantes B. Los puentes de pontones flotantes B se dividen en: autopistas, autopistas urbanas, vías urbanas designadas, carreteras nacionales ordinarias, cruces dobles, viaductos, puentes ferroviarios, puentes locales y municipales especialmente importantes.

La siguiente tabla proporciona la clasificación de los niveles de rendimiento del estado del puente de pontones flotantes.Un nivel de desempeño estatal de 0 se compara principalmente con otros niveles de desempeño del 1 al 3.Para cargas de tráfico, olas de tormenta, tsunamis y terremotos, los pontones están diseñados en varios niveles de rendimiento.

Según el factor de importancia, el diseño del puente flotante debe garantizar que tenga el nivel de rendimiento objetivo correspondiente enumerado en la tabla, como carga, onda de tormenta, tsunami y terremoto.

4. Carga de diseño del puente de pontones flotantes

Carga de diseño

Incluye principalmente: carga estática, carga dinámica, carga de impacto (como colisión, etc.), presión del suelo (como el pilote de anclaje en el sistema de anclaje en el puente de pontones flotante), presión hidrostática (incluida la flotabilidad), carga de viento, factor de onda de agua (incluido el factor de expansión), factor sísmico (incluida la presión hidrodinámica), factor de cambio de temperatura, factor de flujo de agua, factor de cambio de marea, factor de deformación de cimientos, factor de movimiento de soporte, etc. Carga de nieve, carga centrífuga, factor de tsunami, marea tormentosa factor, fluctuación del lago (fluctuación secundaria), onda de choque del barco, choque del mar, carga de frenado, carga de ensamblaje, carga de colisión (incluida la colisión de un barco), factor de hielo y presión del hielo, factor de transporte costero, factor de objeto a la deriva, factor de clase de agua ( erosión y fricción) y otras cargas.

Carga combinada

La carga combinada tendrá un efecto adverso sobre el puente flotante de pontones.

Los niveles de marea se dividen en las siguientes categorías:

Durante los terremotos: entre HWL (nivel alto de agua) y LWL (nivel bajo de agua);

Durante tormentas de nieve: entre HHWL (HWL más alto) y LWL o entre HHWL y LLWL (LWL más bajo);

Condiciones de uso: entre HWL y LWL

Por lo tanto, no se producen daños mortales durante los tsunamis, ni por cambios extremos de marea entre HWL y LWL ni por subidas y bajadas de los niveles de agua.

Flotabilidad, onda de agua, viento y período de recurrencia.

Durante el diseño del puente de pontones flotantes, el cambio del nivel del agua causado por mareas, tsunamis y marejadas ciclónicas es una de las cargas de control.En el diseño se debe considerar el eje vertical del puente de pontones flotantes.Cuando el viento sopla sobre el agua, las olas resultantes crearán cargas horizontales, verticales y de torsión en el puente de pontones flotante.Estas cargas dependen de la velocidad, dirección, duración, duración del viento (longitud de la zona de viento), estructura del canal y profundidad.

Ola de agua irregular

Normalmente, las ondas del agua son muy irregulares.Están compuestos por ondas de agua regulares con muchos componentes de frecuencia.

Debido a que el período natural del puente de pontones flotantes es mucho más largo que el del puente tradicional, el efecto de la onda de agua con un período prolongado es mayor.En términos de frecuencia, el espectro representa la distribución de energía de las ondas del agua.Cuando el viento sopla desde una cierta distancia horizontal, las ondas del agua continúan viajando.Pero después de un cierto período de tiempo, la ola de agua deja de fortalecerse gradualmente y se estabiliza.

5. Material del puente de pontón flotante

Los materiales comunes son el acero y el hormigón.

En términos generales, primero se debe considerar la corrosión de la estructura del pontón.Debido a que la estanqueidad del hormigón es muy importante, generalmente se utiliza hormigón impermeable u hormigón marino en la fabricación de puentes de pontones flotantes.Entre ellos, el cemento Portland de fusión media, el cemento Portland de escoria de alto horno y el cemento Portland de polvo volador se pueden utilizar para fabricar puentes de pontones flotantes.Los efectos de peristalsis y contracción de la estructura deben considerarse solo cuando el tanque está seco, por lo que no es necesario considerar los efectos anteriores una vez que se lanza el tanque.

Los materiales utilizados en el sistema de amarre deben seleccionarse de acuerdo con los objetivos de diseño, medio ambiente, durabilidad y economía.

Debido al ambiente corrosivo, la anticorrosión es necesaria, especialmente en las partes por debajo del nivel promedio del agua, MLWL, habrá corrosión local grave.Para tales piezas, generalmente se adopta protección catódica.

El tratamiento de superficie generalmente se adopta bajo los métodos de tratamiento de superficie LWL que incluyen pintura, adición de superficie de material orgánico, superficie de grasa mineral, superficie de material inorgánico, etc.El tratamiento de superficies inorgánico incluye recubrimientos metálicos, como recubrimientos de titanio, superficies de acero inoxidable, zinc, aluminio, aleaciones de aluminio, etc. El efecto de la profundidad del agua sobre la velocidad de corrosión depende del medio ambiente.

La corrosión por salpicadura es la más grave y su límite superior se puede determinar según la instalación de la estructura.

El área de flujo y reflujo es el ambiente más severo y la velocidad de corrosión varía mucho con la profundidad.

En la zona de agua salada, el ambiente se vuelve más moderado.Pero en algunas condiciones, como las corrientes y el aumento del transporte marítimo, la corrosión puede acelerarse.

El entorno de la capa de suelo debajo del lecho marino depende de la densidad de la sal, el nivel de contaminación y las condiciones climáticas, pero la velocidad de corrosión es relativamente estable.

Nota: En comparación con la estructura fija, el puente de pontones flotante cambia con la superficie del agua, por lo que el flujo y reflujo de la marea no existe.

6. Estado límite del puente flotante de pontones

El puente de pontones flotantes debe tener capacidad suficiente para enfrentar peligros potenciales como barcos, escombros, madera, inundaciones, fallas de las cuerdas de amarre y la separación completa del puente después de una fractura lateral u oblicua.

Aunque el agua proporciona flotabilidad al puente de pontones flotantes, si el agua se filtra hacia el interior del puente de pontones flotantes, lo dañará gradualmente y eventualmente provocará el hundimiento del puente.Este es el problema de investigación actual al que se enfrenta el puente de pontones flotantes.

7. Diseño y análisis específico del puente de pontones flotantes.

Estabilidad: se refiere a la capacidad del barco para inclinarse bajo la acción de fuerzas externas y volver a la posición de equilibrio original después de que las fuerzas externas desaparecen.

Tres estados de equilibrio:

1) Equilibrio estable: G está por debajo de M, y la gravedad y la flotabilidad forman un par de estabilidad después de la inclinación.

2) Equilibrio inestable: G está por encima de M, y la gravedad y la flotabilidad forman un momento de vuelco después de la inclinación.

3) Equilibrio accidental: G y M coinciden, y la gravedad y la flotabilidad actúan en la misma línea vertical después de la inclinación, sin torsión.

La relación entre estabilidad y navegación de barcos:

1) La estabilidad es demasiado grande y el barco se balancea violentamente, lo que provoca incomodidad al personal, uso inconveniente de los instrumentos de navegación, fácil daño a la estructura del casco y fácil desplazamiento de la carga en la bodega, poniendo en peligro la seguridad del barco.

2) La estabilidad es demasiado pequeña, la capacidad anti-zozobra del barco es pobre, es fácil que aparezca un gran ángulo de inclinación, la recuperación es lenta, el barco está inclinado sobre la superficie del agua durante mucho tiempo y la navegación es ineficaz.

Al igual que ocurre con las embarcaciones, el vuelco de los pontones está relacionado con su estabilidad estática.

En el proceso de diseño de un puente de pontones flotantes, se deben considerar varias cantidades físicas importantes: desplazamiento vertical, desplazamiento horizontal y grado de inclinación.

Estabilidad de manejo: La facilidad de manejo es uno de los aspectos más importantes.

Fatiga: para prevenir daños estructurales provocados por cargas dinámicas, como viento, olas de agua, etc. El método de evaluación es el mismo que para los Puentes tradicionales.

Factores sísmicos: debido a que el puente de pontones flotantes tiene un período natural prolongado, es necesario estudiar la influencia de las ondas sísmicas de período largo.Aunque los pontones están inherentemente aislados, es necesario verificar la resistencia del sistema de amarre a los terremotos, especialmente los pilotes de amarre y las cimentaciones.

8. Diseño del cuerpo del puente de pontón flotante:

Los pontones generales consideran principalmente el tanque de pontones separado.Como se explicó anteriormente, las características hidrodinámicas de cada tanque se pueden estudiar individualmente y luego los resultados obtenidos se pueden utilizar para el análisis global del sistema.De hecho, los métodos discretos, como el método de elementos finitos, se utilizan a menudo en el análisis de sistemas globales.Para este método de análisis se debe considerar la masa adicional de cada tanque, el amortiguamiento hidrodinámico y los factores hidrodinámicos, y se debe ingresar la posición del centro de flotabilidad del tanque.

Diseño de velocidad del viento y altura efectiva de las olas: la altura efectiva de las olas de 2,5 m es un punto clave del puente tipo pontón.Para garantizar que la altura efectiva de las olas sea inferior a 2,5 m, es necesario instalar una barrera contra olas.El efecto viscoso y el efecto de flujo potencial son dos factores importantes en el análisis del movimiento ondulatorio del agua incidente y la tensión de las estructuras submarinas.Para la teoría del flujo potencial, se trata principalmente de los efectos de dispersión y radiación de las ondas de agua alrededor de la estructura.

La dispersión del agua es la más importante.Por lo tanto, es muy razonable aplicar la teoría de la dispersión de las ondas de agua para analizar el problema en esta región.

De hecho, aunque la teoría del flujo potencial del fluido en la superficie libre se basa en el supuesto de que el fluido es incompresible, irrotacional y no viscoso, sus resultados de predicción concuerdan bien con los resultados experimentales.Esta es la razón por la que la teoría de la dispersión de las ondas de agua basada en la teoría del flujo potencial lineal se aplica a menudo en el análisis de diseño.

Diseño de superestructura: incluye principalmente la selección del tipo de estructura, el diseño de la composición de la estructura y el contenido anticorrosión.

Diseño de cuerpo flotante: El diseño de cuerpo flotante es muy diferente al diseño de puente tradicional.El diseño del cuerpo flotante incluye: selección del tipo de cuerpo flotante, diseño de la pieza de control de inundaciones del cuerpo flotante, diseño de prevención de colisiones de barcos, diseño de la estructura de la sección de conexión de transición, protección contra la corrosión, instalaciones auxiliares y diseño de la estructura de anclaje.

La frecuencia del monitoreo de las condiciones climáticas y del agua para la seguridad de un puente de pontones flotantes puede variar dependiendo de varios factores, incluidas las regulaciones locales, los requisitos específicos del proyecto y el nivel de riesgo asociado con la ubicación del puente.

9. Aplicación del puente flotante de pontones:Peatonal, carretera y ferrocarril. Situaciones de emergencia.

10.Ventajas del puente de pontones flotantes:

Los puentes de pontones flotantes ofrecen flexibilidad y facilidad de construcción, pero tienen ciertas limitaciones.Pueden verse afectados por fuertes corrientes, vientos y olas, lo que puede hacerlos inestables o difíciles de utilizar en determinadas condiciones.También tienen restricciones de peso y los vehículos o equipos pesados ​​pueden requerir consideraciones de ingeniería adicionales.

Es importante tener en cuenta que las ventajas de los puentes de pontones flotantes pueden variar según los requisitos específicos del proyecto y las condiciones del sitio.Consultar con un ingeniero calificado o un especialista en puentes es esencial para determinar la solución de puente más adecuada para una aplicación en particular.

Descripción general de los puentes de acero Evercross: