Zamonaviy ko'prik muhandisligi uchun afzal ko'riladigan material sifatida issiq valyatsiya qilingan po'lat

Temir-beton yoki oldindan kuchlangan beton alternativlariga qaraganda uzunroq kengliklarga imkon beradigan, shuningdek, konstruksion chuqurligi kamroq bo'lgan ko'prik qurilishida issiqlikda gilozlangan po'lat XIX asrning oxiridan beri o'rta va uzun kenglikli ko'priklar uchun yetakchi material sifatida ishlatilmoqda; shu bilan birga, inshootlar muhandisligi va materialshunoslik sohasidagi yutuqlar tufayli uning ahamiyati kamayish o'rniga kengaymoqda. Asosiy sabablar po'latning mexanik xususiyatlariga asoslanadi: yuqori mustahkamlik-og'irlik nisbati — bu uzunroq kengliklarga va qalinligi kamroq bo'lgan konstruksiyalarga imkon beradi; yaxshi plastiklik — bu po'latning vayron bo'lishidan avval ko'rinadigan deformatsiya orqali ogohlantirish imkonini beradi; bashorat qilinadigan chidamlilik xususiyatlari — bu muhandislarga tsiklik transport yuklamasi ostida aniq foydalanish muddati talablari uchun loyihalash imkonini beradi. Hozirda ko'priklar qurilishida issiqlikda gilozlangan po'latni tanlaydigan ko'prik muhandislari Xitoy standarti GB/T 714 doirasida maqsadga yo'naltirilgan darajalarni — Q345qD, Q370qD va Q420qD, yoki AQSH ko'prik standartlari doirasida ASTM A709 darajalarini — 36, 50 va 50W ishlatadilar. Bu materiallar bino uchun ishlatiladigan po'latlarning umumiy konstruksion xususiyatlarini past haroratlarda kesishga chidamlilik, qattiq qo'llaniladigan payvandlangan ulanishlar uchun qalinlik bo'ylab cho'zilish xususiyatlari va ob-havo chidamli darajalar uchun atmosferada korroziyaga chidamlilik kabi qo'shimcha talablarga birlashtiradi; bu esa mos muhitda ko'prikning foydalanish muddati davomida bo'yoq qatlamini qo'llashni o'z ichiga olmaydi. Ko'prik turidan qat'i nazar — oddiy plitali tirgakli o'tish joyi, uzluksiz panjarali ko'prik, po'latdan yasalgan arka yoki ortotropik po'latli dengizlikli arqonli ko'prik bo'lsin, issiqlikda gilozlangan po'lat plitalari va profil kesimlari shu turli xil konstruksion shakllarni yaratish uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Ko'prik po'lati uchun material darajalari va mustahkamlik talablari

Ko'prikka xos po'lat darajalari umumiy tuzilma darajalaridan asosan mustahkamlik talablari bilan farqlanadi, bu esa ko'priklar qishda past xizmat haroratlarida sirpanib ketishni oldini olish va payvandlangan qismlar, bolt teshiklari va geometrik uzilishlar yaqinidagi kuchlanish markazlarida boshlanadigan chidamlilik trog'larining tarqalishiga qarshilik ko'rsatish uchun zarur. GB/T 714 — ko'priklar uchun tuzilma po'lati bo'yicha Xitoy standarti bo'lib, unda Q345qD darajasi uzunligi bo'ylab -20 gradus Selsiyda kamida 34 J Charpy V-shaklidagi urish energiyasini namoyish etishi kerak; Q370qD va Q420qD darajalari esa yuqori og'ish kuchlanish darajalarida shu mustahkamlik talabini saqlaydi. 'D' qo'shimchasi past haroratda mustahkamlik sertifikatini bildiradi va bu darajalarni ularning umumiy tuzilma analoglaridan (Q345B, Q345C) ajratib turadi, chunki bu analoglar ko'priklarga xizmat qilish talablarini qondirmasligi mumkin. Juda sovuq mintaqalardagi ko'priklar uchun -40 gradus Selsiyda urish sinovlaridan o'tgan Q345qE darajalari mavjud. Xalqaro tomondan ASTM A709 Grade 50W 345 MPa og'ish kuchlanishini ta'minlaydi va shu mustahkamlik me'yorida talablarga mos keladi, shuningdek, 'W' belgisi bilan ifodalangan ob-havo barqarorlik xususiyatlariga ega bo'lib, bu po'latning himoya qiluvchi patinani hosil qilishiga imkon beradi va bo'yoq qilish talabini kamaytiradi yoki butunlay yo'q qiladi. Ko'priklar qurilishida issiq valtslangan po'latni yetkazib berishni tashkil qiluvchi jamoalar mill test sertifikatlari aniq ko'prik darajasi belgilanganliklarini va urish sinovi natijalarini o'z ichiga olganligini tekshirishlari kerak, chunki bir xil cho'zilish xususiyatlariga ega bo'lgan umumiy tuzilma darajalarini almashtirish ko'prik loyihalash kodlariga mos kelmaydi.

Ob-havo ta'siriga chidamli po'lat va hayot davri korroziya boshqaruvi

Ko'prik qurilishida issiq valtslangan po'latda sodir bo'lgan eng muhim rivojlanishlardan biri — nam va quruq atmosfera sikllariga alternativ ravishda ta'sir etilganda zich, yopishqoq oksid qatlamini hosil qiladigan havoga chidamli po'lat darajalarining keng qo'llanilishi hisoblanadi. Bu patina odatda 18 dan 36 oy ichida barqaror qoramtir sarg'ish yoki sarg'ish-qo'ng'iroq rangga aylanadi va favorit atrof-muhit sharoitlarida korroziya tezligini nayza qilib, bir asrda taxminan 0,025 mm ga kamaytiradi. AQSHda ASTM A709 Daraja 50W (va avvalgi vaqtning ASTM A588 standarti) minglab avtomagistral ko'priklari uchun, ayniqsa, ko'prik suv pashshasi, donalangan tuz buluti yoki 80 foizdan yuqori doimiy namlik natijasida uzun muddat nam bo'lmagan joylarda qo'llanilgan. Xitoyda Q355NH va boshqa havoga chidamli darajalar ham xuddi shu vazifani bajaradi va avtomagistral va temir yo'l ko'priklari qurilishida qo'llanilishi kengaymoqda. Bo'yoqsiz havoga chidamli po'latning hayot davri xarajatlari afzalligi sezilarli: Amerika Temir va Po'lat Instituti kabi tashkilotlar tomonidan o'tkazilgan sanoat tadqiqotlariga ko'ra, 100 yillik loyiha hayot davrida dastlabki bo'yash va davriy qayta bo'yashni olib tashlash an'anaviy bo'yali po'lat ko'priklarga nisbatan texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini 30 dan 50 foizgacha kamaytiradi. Biroq, batafsil ishlash juda muhim: havoga chidamli po'lat ko'priklari suv va axlat to'planishini oldini oladigan loyiha batafsillarini talab qiladi — ochiq suv o'tkazish tizimi, zaruriy hollarda qutilarning ichi germetik qilinishi va suv to'planadigan gorizontal sirtlarni qo'llanmaslik kerak, chunki po'lat doimiy nam holatda qolsa, himoya qiluvchi patina hosil bo'lmaydi.

Ko'prik qurilishida ishlab chiqarish va o'rnatish afzalliklari

Ko'prik qurilishida ishlatiladigan issiq valtslangan po'lat ko'prik qurilishini yig'ish va o'rnatishda qurilish loyihasi muddatlariga va qurilish xarajatlariga bevosita ta'sir qiladigan muhim afzalliklarga ega. Ko'prik po'lat balakalari, ya'ni issiq valtslangan po'lat plitalardan yasalgan plitali balakalar yoki og'ir keng qo'llab-quvvatlanadigan kesimli bo'ronlar bilan qurilgan balakali ko'priklar, 40 dan 80 metrik tondan ortiq transportga mos keladigan qismlarga zavodda yig'iladi va avtomashinalar yoki kemalar orqali qurilish maydonchasiga yetkaziladi. Bu zavodda yig'ilish usuli eng sifatli operatsiyalarni — qo'llab-quvvatlovchi va o'rtacha qismning to'liq chuqurlikdagi qo'shilish joylarini payvandlash, kompozit tekislikning kesishuv ulagichlari uchun g'ovakli payvandlash hamda egilish va egilish burchagini o'lchashni — avtomatlashtirilgan payvandlash uskunalari va tizimli yo'qotishsiz sinovlar bilan nazorat qilinadigan zavod muhitida birlashtiradi. Qurilish maydonchasida po'lat ko'priklarni o'rnatish tez amalga oshiriladi: ikkita oraliqli avtomagistral ko'prigi uchun odatda po'lat plitali balakalar bilan bir yoki ikkita haftada mobil kranlar yordamida o'rnatiladi; bu esa shakllantirish, qurish va vaqtinchalik qo'llab-quvvatlovchi konstruktsiyalarni talab qiladigan beton qurilishga nisbatan bir necha oy davom etadi. Faol avtomagistral, temir yo'l yoki suv yo'llarini kesib o'tadigan ko'priklar uchun bu tezlashtirilgan o'rnatish muddati harakatni cheklashni kamaytiradi, vaqtinchalik ishlarning xarajatlarini kamaytiradi va umumiy loyiha muddatini qisqartiradi. Po'lat qismlarni asosiy ish jarayonidan tashqari oldindan yig'ish va rejalashtirilgan yopilish ketma-ketligida o'rnatish — bu po'lat ko'priklarni qurishning ajralib turadigan afzalligi bo'lib, uni saytda quyiladigan beton alternativasi bilan takrorlash qiyin.

Ko'prik qurilishi vaziyati: Avtomagistral ustidan o'tadigan plitali girderli ko'prik

Ikki doimiy o'tish joyli avtomagistral ustidan o'tadigan ko'prikni (har bir doimiy o'tish joyi uzunligi 35 metr, umumiy ko'prik kengligi 12 metr va asosiy uzunlik bo'ylab joylashgan to'rtta qo'llaniladigan plastinkali girderni o'z ichiga olgan) sotib olish va ishlab chiqarishni hisobga oling. Ko'prik muhandisi girderni tashkil qiluvchi qo'rqinlar va qanotlari uchun Q345qD issiq valtslangan po'lat plastinkasini belgilaydi; qo'rqinlar va qanotlar qalinligi 16 mm dan 40 mm gacha bo'ladi; plastinka materiali eni 3500 mm gacha bo'lgan plastinkalar sifatida yetkazib beriladi, bu esa uzunlik bo'ylab qo'rqinlar qo'shilishini kamaytiradi. Texnik shartnomada barcha to'liq penetratsiyali qo'shilish joylarining ultratovushli tekshirilishi (100 %), har bir plastinkadan tortishishga mos keladigan qanotlarga ishlatiladigan plastinkalardan Charpy V-shaklidagi kesish sinovlari va egilishning loyiha profilidan plus/minus 5 mm ichida o'lchanishi talab qilinadi. Taklif berish bosqichida po'lat ishlab chiqaruvchi korxona ko'prik qurilishida ishlatiladigan issiq valtslangan po'lat yetkazib beruvchilarni quyidagi mezonlar bo'yicha baholaydi: Q345qD plastinkalarni GB/T 714 ishlab chiqarish sertifikatiga ega zavoddan talab qilinadigan Charpy qiymatlari bilan ta'minlash, girderni yig'ishda mos kelish vaqtini kamaytirish uchun plastinkalarning tekislik darajasini saqlash, shuningdek, to'rtta girderni ishlab chiqarish jadvaliga mos keladigan yetkazib berish rejasi. Janubiy Xitoydan po'lat eksporti uchun asosiy darvoza bo'lgan Tianjin porti orqali integratsiyalangan logistika xizmatlarini taklif qiladigan yetkazib beruvchi kompaniya konteynerli va alohida yuklar (breakbulk) yetkazib berishini koordinatsiya qilishi mumkin; bunda plastinka materiali ko'ndalang ramkalar va qattiqroq qiluvchi elementlar uchun strukturalik profil bilan birga yetkazib beriladi. Tianjin Hengrunlong Import and Export Co., Ltd. karbonli po'lat plastinkalari va g'ildiraklar, H-shaklli profillar hamda ayniqsa po'lat mahsulotlari turli toifalarini birlashtirgan ko'p mahsulotli sotib olish imkoniyatini taklif qiladi; bu esa ko'prik ishlab chiqaruvchilari va qurilish kontraktorlari uchun amaliydir.

Ko'prik turlari bo'ylab dizayn moslashuvchanligi

Ko'prik qurilishida ishlatiladigan issiq valtslangan po'lat turli xil konstruktiv turlarga ega bo'lib, har biri po'latning mexanik va ishlash xususiyatlarining turli jihatlaridan foydalanadi. 20 dan 100 metrgacha bo'lgan avtomagistral oraliqlari uchun eng ko'p uchraydigan plitali balandlikli ko'priklarda issiq valtslangan po'lat plitalari kesiladi, payvandlanadi va qattiqroq qilinadi; bu esa har bir oraliq uchun aniq egilish momenti va kesuvchi kuchlarga moslashtirilgan I-shaklli balandlikli elementlarni yaratish imkonini beradi: negativ momentlar maksimal bo'lgan tayanchlarga yaqin qismlarda qanot qalinligi oshiriladi, pozitiv momentlar ustuvor bo'lgan oraliq markazida esa qalinlik kamaytiriladi. 60 dan 300 metrgacha bo'lgan oraliqlar uchun iqtisodiy echim bo'lgan panjarali ko'priklarda issiq valtslangan po'lat burchaklar, kanallar va keng qanotli profil qismlari panjara elementlari (kordon va to'rq) sifatida ishlatiladi; ochiq panjara strukturasining shamol yuklamasini minimallashtirish va o'ziga xos redundansiya (bitta diagonal elementning vafot etishi butun ko'prikning qulashi bilan bog'liq emas) ta'minlash imkonini beradi. Eng uzun oraliqlar — 200 dan 1000 metrdan ortiq bo'lgan arqonli ko'priklar hamda undan ham uzunroq bo'lgan osma ko'priklar — uchun issiq valtslangan po'lat plitalari ortotropik qoplamni tashkil qiladi; bu qattiqroq qilingan plita tizimi bir vaqtda harakat qiluvchi sirt, uzunlik bo'ylab balandlikli element va shamolga qarshi turadigan yon element vazifasini bajaradi; bunday konstruktiv samaradorlik beton qoplamli alternativ yechimlar bilan shu oraliqlarda erishilishi mumkin emas. Barcha ushbu ko'prik turlarining umumiy xususiyati — muhandisning po'lat yechimini (plita qalinligini tanlash, qattiqroq qiluvchi elementlarning joylashuvini va payvandlash ketma-ketligini) ob'ekt joylashuvi, oraliq uzunligi va yuklash sharoitlariga moslashtirish qobiliyatidir.

Chaqmoq dizayni va uzoq muddatli struktural integriteti

Chidamlilik — ko'prik qurilishida ishlatiladigan issiq valyatsiya qilingan po'lat uchun asosiy loyihalash omili bo'lib, ko'priklar ularning loyiha muddati davomida transport yuklaridan millionlab stress sikllariga duch keladi. Po'latning chidamlilik xatti-harakati yaxshi o'rganilgan S-N egri chizig'iga (muvozanatli kuchlanish oralig'i va vafotga yetkazadigan sikllar soni) amal qiladi, bu egri chiziqlar AASHTO, Eurocode 3 va GB 50017 standartlarida ulanish tafsilotlari turiga qarab kodifikatsiya qilingan. Po'lat ko'priklarda chidamlilik jihatidan eng muhim tafsilotlar — yopishqoq biriktirishlar: uzunlikka perpendikulyar qo'llaniladigan qattiq qiluvchi qo'shimchalarning yopishqoq ulanishlari, qoplamali plastinkalarning tugallanish joylari va qo'shimcha plastinkalarning ulanishlari; bu yerda yopishqoq ulanishning to'rak qismida kuchlanish konsentratsiyasi takroriy yuklanish ostida tirnoq hosil qilishni boshlashi mumkin. Zamonaviy ko'prik loyihalashida chidamlilik xavfi tafsilotlarni tanlash orqali kamaytiriladi: qattiq qiluvchi burchaklari atrofida uzluksiz burchakli yopishqoq ulanishlarni tanlash, flanslarning qo'shilish joylarida butun kesimli yopishqoq ulanishlarni belgilash va mumkin qadar tortishish flansi mintaqalarida biriktirishlarni qo'llamaslik. Mavjud ko'priklar uchun chidamlilik muddati ultratovush ta'siri bilan qayta ishlash orqali — ya'ni yopishqoq ulanishning to'rak qismiga tirnoq hosil bo'lishini oldini oladigan siqilish qoldiq kuchlanishlarini kiritish — yoki aniqlangan tirnoqlarning uchlariga tirnoqni to'xtatadigan teshiklar o'rish orqali uzaytirilishi mumkin. Ko'priklarda po'latning yaxshi o'rganilgan chidamlilik xatti-harakati — bir asrdan ortiq ko'prik foydalanish tajribasi va laboratoriya sinovlari natijasida rivojlangan — ko'prik muhandislarga 100 dan 120 yilgacha belgilangan foydalanish muddatini loyihalash imkoniyatini beradi; bu esa tekshiruv va texnik xizmat ko'rsatish dasturlarini butun inshootni umumiy kuzatish emas, balki ma'lum muhim tafsilotlarga qaratish imkonini beradi.