कम्पोजिट ब्रिज केबल स्टैड ब्रिज हाई स्ट्रेंथ मेटल ट्रस ब्रिज

विवरण:

केबल-स्टैड ब्रिज, जिसे विकर्ण पुल के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार का पुल है जहां मुख्य बीम सीधे कई केबलों के साथ पुल टॉवर पर खींचा जाता है। यह एक संरचनात्मक प्रणाली है जिसमें एक दबाव टॉवर शामिल है,एक तंग केबल और एक घुमावदार बीम शरीर.

केबल-स्टैड ब्रिजमुख्य रूप से तीन भागों में विभाजित हैः मुख्य बीम, केबल टॉवर और स्टॉप केबल।

मुख्य बीम आम तौर पर कंक्रीट संरचना, इस्पात-कंक्रीट संयोजन संरचना को अपनाता है।

इस्पात संरचना या इस्पात और कंक्रीट मिश्रित संरचना

केबल टॉवर -यह कंक्रीट, स्टील-कंक्रीट संयोजन या स्टील संरचना को अपनाता है। उनमें से अधिकांश कंक्रीट संरचनाएं हैं।

स्टे केबल - उच्च शक्ति सामग्री (उच्च शक्ति वाले स्टील तार या स्टील स्ट्रैंड) से बना है।

केबल-स्टैड ब्रिज का लोड ट्रांसफर पथ हैः केबल-स्टैड केबल के दोनों छोर क्रमशः मुख्य बीम और केबल टॉवर पर एंकर किए जाते हैं,और मुख्य बीम के मृत भार और वाहन भार के लिए केबल टॉवर में स्थानांतरित कर रहे हैं, और फिर केबल टॉवर के माध्यम से नींव के लिए प्रेषित किया।

इसलिए मुख्य बीम केबल के विभिन्न बिंदुओं द्वारा समर्थित है, और बहु-स्पैन लोचदार समर्थन के साथ निरंतर बीम जोर दिया जाता है,बीम का आंतरिक झुकने का क्षण बहुत कम हो जाता है, और मुख्य बीम का आकार काफी कम हो जाता है (बीम की ऊंचाई आम तौर पर स्पैन का 1/50 ~ 1/200 या उससे भी कम होती है),जो संरचनात्मक वजन को कम करता है और पुल की पार करने की क्षमता को बहुत बढ़ाता है.

स्पैन लेआउट

1. ट्विन टावर तीन स्पैनः इसकी मुख्य स्पैन के कारण बड़ा है, आम तौर पर बड़ी नदियों को पार करने के लिए उपयुक्त है।

2. एकल टावर डबल स्पैनः इसकी मुख्य छेद स्पैन के कारण आम तौर पर दो टावरों के मुख्य छेद स्पैन तीन स्पैन की तुलना में छोटा है,यह छोटी और मध्यम आकार की नदियों और शहरी नहरों को पार करने के लिए उपयुक्त है.

3तीन-टावर चार-स्पैन और बहु-टावर बहु-स्पैनःक्योंकि मध्य टॉवर के शीर्ष के बहु-टावर बहु-स्पैन केबल-स्थिर पुल और निलंबन पुल प्रभावी रूप से इसके विस्थापन को सीमित करने के लिए कोई अंत लंगर केबल है, केबल-स्टैड ब्रिज या लचीली संरचना वाला सस्पेंशन ब्रिज मल्टी-टावर और मल्टी-स्पैन को अपनाता है, जिससे संरचना की लचीलापन में और वृद्धि होगी, जिससे अत्यधिक विरूपण हो सकता है।

4सहायक घाट और साइड लीड स्पैन

लाइव लोड अक्सर साइड स्पैन बीम के अंत के पास एक बड़ा सकारात्मक झुकने का क्षण पैदा करता है, और बीम शरीर के घूर्णन का कारण बनता है, और विस्तार जोड़ को क्षतिग्रस्त करना आसान होता है। इस मामले में,यह नेतृत्व स्पैन बनाने के लिए पक्षीय बीम को लम्बा खींचकर या सहायक घाट सेट करके हल किया जा सकता हैसाथ ही, सहायक घाट को स्थापित करने से केबल के तनाव आयाम को कम किया जा सकता है, मुख्य स्पैन की कठोरता में सुधार किया जा सकता है, और अंत केंद्र की नकारात्मक प्रतिक्रिया को कम किया जा सकता है,जो लंबी अवधि के केबल-स्टैड पुलों में एक आम विधि है.

इसके अतिरिक्त केबल-स्टैड ब्रिज के कैंटिलीवर निर्माण के लिए भी सहायक घाटों की स्थापना सुविधाजनक है, अर्थात,सहायक घाट के लिए डबल कैंटिलीवर निर्माण एकल कैंटिलीवर निर्माण के बराबर है, और इसका स्विंग छोटा और सुरक्षित है।

केबल-स्टैड ब्रिज के निर्माण की विधि का सार इस प्रकार किया जा सकता हैः समर्थन निर्माण विधि, धक्का निर्माण विधि,घुमावदार निर्माण विधि और कैंटिलीवर निर्माण विधि (कैंटिलीवर असेंबली और कैंटिलीवर डालना).

केबल-स्टैड ब्रिज के केबल टॉवर की व्यवस्था

केबल टॉवर का आकार

केबल टॉवर केबल स्टैड ब्रिज के व्यक्तित्व और दृश्य प्रभाव को व्यक्त करने के लिए मुख्य संरचना है, इसलिए केबल टॉवर के सौंदर्य डिजाइन पर पर्याप्त ध्यान दिया जाना चाहिए।

टॉवर डिजाइन केबल की व्यवस्था के लिए उपयुक्त होना चाहिए, बल संचरण सरल और स्पष्ट होना चाहिए,और टावर मृत भार की कार्रवाई के तहत जहां तक संभव हो अक्षीय दबाव के तहत होना चाहिए.

(क) यह एकल स्तंभ प्रकार का मुख्य टावर है, जो संरचना में सरल है।

(ख) यह ए-आकार का है।

(ग) यह उलटा Y प्रकार का है, जिसमें पुल के साथ उच्च कठोरता है और केबल टॉवर के दोनों किनारों पर केबल के असंतुलित तनाव का सामना करने के लिए अनुकूल है।ए-आकार भी इस बिंदु पर मुख्य बीम के नकारात्मक झुकने पल को कम कर सकते हैं.

केबल टॉवर क्रॉस ब्रिज दिशा के लेआउट को एकल स्तंभ प्रकार, डबल स्तंभ प्रकार, दरवाजा प्रकार या एच प्रकार, ए प्रकार, रत्न प्रकार या उल्टा वाई प्रकार में विभाजित किया जा सकता है।

मचान पद्धति के निर्माण में मचान पर जगह-जगह कास्टिंग, ब्रैकेट या कठोर फ्रेम के साथ अस्थायी खंभे के बीच कास्टिंग शामिल है।और अस्थायी घाटों पर पूर्वनिर्मित बीमों की स्थापनासमर्थन पद्धति उस स्थिति पर लागू होती है जब पुल के नीचे का रिक्त स्थान छोटा हो और समर्थन पुल के नीचे के यातायात को प्रभावित न करे।

खंभे की ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज व्यवस्था एकल स्तंभ प्रकार की होती है, जो केवल एकल-स्तर केबल-स्टैड पुलों के लिए उपयुक्त होती है।जब यह पार पुल की हवा कठोरता को मजबूत करने के लिए आवश्यक है, g या h प्रकार का उपयोग किया जा सकता है। b~d आम तौर पर द्विभुज केबलों के मामले के लिए उपयुक्त है। e, f और i आम तौर पर दोहरे विकर्ण केबल सतहों वाले केबल-स्थिर पुलों के लिए उपयुक्त हैं।

टावर की ऊंचाई से चौड़ाई का अनुपात

टावर की ऊँचाई पूरे पुल की कठोरता और अर्थव्यवस्था को निर्धारित करती है।

ड्रैगलाइन व्यवस्था

केबल विमान की स्थिति

आमतौर पर तीन प्रकार के केबल सतह के स्थान होते हैं, अर्थात् (a) एकल केबल विमान (b) ऊर्ध्वाधर डबल केबल विमान (c) तिरछी डबल केबल विमान और कई केबल विमान।

एकल केबल विमानः बॉक्स अनुभाग बड़ी यांत्रिक मोड़ कठोरता के साथ। लाभ यह है कि एक परिप्रेक्ष्य से, केबल मोड़ के खिलाफ काम नहीं करता है। इसलिए,मुख्य बीम का उपयोग व्यापक दृश्य क्षेत्र के साथ पुल के तल पर किया जाना चाहिए.

ऊर्ध्वाधर दोहरी केबल विमानः पुल पर कार्य करने वाले टोक़ का केबल के अक्षीय बल द्वारा प्रतिरोध किया जा सकता है, और मुख्य बीम कम मोड़ कठोरता के साथ एक अनुभाग का उपयोग कर सकता है।इसकी हवा का प्रतिरोध अपेक्षाकृत कम है.

विकर्ण डबल केबल विमान,जो पुल डेक बीम बॉडी के लिए हवा के मोड़ कंपन का विरोध करने के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है (पारदर्शी दोहरी केबल विमान मुख्य बीम के पार स्विंग को सीमित करता है). झुकाव वाले डबल केबल चेहरे को वाई, ए या जुड़वां खंभे अपनाना चाहिए। यदि स्पैन बहुत छोटा है, तो विचार करें, इसे अपनाया नहीं जाना चाहिए। आम तौर पर इसका उपयोग तब किया जाता है जब स्पैन 600 मीटर से अधिक होता है,या जब यह हवा प्रतिरोध की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है.

केबल-प्लेन का आकार

केबल सतह के आकार के तीन मूल प्रकार हैं जैसा कि दिखाया गया है, अर्थात् (क) रेडियल आकार, (ख) हार्प आकार और (ग) सेक्टर। उनकी संबंधित विशेषताएं इस प्रकार हैंः

रहने केबल ऊंचाई लेआउट

a) विकिरण आकार. b) हारप आकार. c) क्षेत्र.

(a) केबल की रेडियल व्यवस्था मुख्य बीम के साथ समान रूप से वितरित की जाती है, जबकि टॉवर पर यह शीर्ष बिंदु पर केंद्रित होती है।क्योंकि केबल और क्षैतिज विमान के बीच औसत प्रतिच्छेदन कोण बड़ा है, केबल के ऊर्ध्वाधर घटक का मुख्य बीम पर एक बड़ा समर्थन प्रभाव है, लेकिन टॉवर के शीर्ष पर लंगर बिंदु की संरचना जटिल है।

(ख) हार्प के आकार में केबल को समानांतर में रखा जाता है, जो केबलों की संख्या कम होने पर अधिक संक्षिप्त होता है।और केबल और केबल टॉवर के कनेक्शन संरचना को सरल कर सकते हैं. टॉवर पर लंगर लगाने के बिंदु बिखरे हुए हैं, जो केबल टॉवर की ताकत के लिए फायदेमंद है। नुकसान यह है कि केबल का झुकाव कोण छोटा है,केबल का कुल तनाव बड़ा है, तो केबल अधिक इस्तेमाल किया जाता है।

(ग) केबल की अनुभागीय व्यवस्था एक-दूसरे के समानांतर नहीं है, इसमें उपरोक्त दो व्यवस्थाओं के फायदे हैं और इसका डिजाइन में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

केबल अंतर का लेआउट

घनी केबल प्रणाली के लाभ निम्नलिखित हैंः

1केबल की दूरी छोटी है, मुख्य बीम की झुकने का क्षण छोटा है (मुख्य बीम पर केबल की दूरी आम तौर पर 4-10 मीटर कंक्रीट बीम, स्टील बीम 12-20 मीटर है) ।

2. केबल बल छोटा है, एंकरिंग पॉइंट संरचना सरल है।

3लंगर बिंदु के पास तनाव प्रवाह का परिवर्तन छोटा है, और सुदृढीकरण सीमा छोटी है।

4. हाथों की इरेक्शन को बढ़ावा देता है.

5. केबल बदलने के लिए आसान है.

6जब केबल-स्टैड ब्रिज को कैंटिलीवर विधि से खड़ा किया जाता है, तो केबल की दूरी 5 ~ 15 मीटर होनी चाहिए।

केबल-स्टैड पुलों की संरचनात्मक प्रणाली को निम्नलिखित अलग-अलग तरीकों में विभाजित किया जा सकता हैः

टावर, बीम और घाट के संयोजन के अनुसारः फ्लोटिंग सिस्टम, अर्ध-फ्लोटिंग सिस्टम, टावर बीम समेकन प्रणाली और कठोर संरचना प्रणाली।

मुख्य बीम के निरंतर मोड के अनुसार, निरंतर प्रणाली और टी-संरचना प्रणाली होती है।

केबल की लंगर लगाने की विधि के अनुसार, इसे स्व-लंगर लगाने और ग्राउंड लंगर लगाने के रूप में वर्गीकृत किया जाता है

अधिकांश केबल-स्टेड ब्रिज स्व-अँकर प्रणाली हैं। केवल जब मुख्य स्पैन बड़ा होता है और साइड स्पैन छोटा होता है, कुछ केबल-स्टेड ब्रिज आंशिक ग्राउंड एंकर प्रणाली का उपयोग करते हैं।

कम टॉवर आंशिक केबल-स्टैड ब्रिज सिस्टम

टॉवर की ऊंचाई के अनुसार वर्गीकरणः पारंपरिक केबल-स्टैड पुल और कम टावरों वाले आंशिक केबल-स्टैड पुल।

निम्न पिलन वाले आंशिक केबल-स्टैड ब्रिज का यांत्रिक प्रदर्शन बीम ब्रिज और केबल-स्टैड ब्रिज के बीच है।

केबल-स्टैड ब्रिज के मुख्य बीम की संरचना

विभिन्न सामग्रियों के मुख्य बीमों का उपयुक्त स्पैन

केबल-स्टैड पुलों के मुख्य बीम चार अलग-अलग तरीकों से बने होते हैंः

1प्रीटेन्स्ड कंक्रीट बीम, जिन्हें कंक्रीट केबल-स्टैड ब्रिज कहा जाता है, का आर्थिक दायरा 400 मीटर से कम है।

2स्टील-कंक्रीट कम्पोजिट बीम, जिसे कम्पोजिट बीम केबल-स्टेड ब्रिज कहा जाता है, आर्थिक स्पैन 400 ~ 600 मीटर है।

3सभी स्टील मुख्य बीम, जिसे स्टील केबल-स्टैड ब्रिज के रूप में जाना जाता है, 600 मीटर से अधिक की आर्थिक अवधि।

4मुख्य स्पैन एक स्टील मुख्य बीम या स्टील-कंक्रीट कम्पोजिट बीम है, और साइड स्पैन एक कंक्रीट बीम है, जिसे एक हाइब्रिड केबल-स्टैड ब्रिज कहा जाता है, जिसकी आर्थिक स्पैन 600 मीटर से अधिक है।

मुख्य प्रकाश का कार्य तीन पहलुओं से होता हैः

(1) मृत भार और सक्रिय भार को केबल पर वितरित करें। बीम की कठोरता जितनी कम होगी, झुकने का क्षण उतना ही छोटा होगा।

(2) पूरे पुल के हिस्से के रूप में केबल और टॉवर के साथ, मुख्य बीम द्वारा सहन बल मुख्य रूप से केबल के क्षैतिज घटक द्वारा गठित अक्षीय दबाव है,तो यह झुकने को रोकने के लिए पर्याप्त कठोरता की जरूरत है.

(3) अनुप्रस्थ हवा और भूकंपीय भार का प्रतिरोध करें और इन बलों को सबस्ट्रक्चर में प्रेषित करें।

केबल-स्टैड ब्रिज का केबल टॉवर

केबल टॉवर के घटकों की संरचनाः टॉवर सौंदर्यशास्त्र में एक निर्णायक भूमिका निभाता हैः आकारों का सावधानीपूर्वक चयन, आकार अनुपातों को आकर्षित करना, मॉडल का उपयोग करना और स्थानीय अनुकूलन।

केबल टावर का मुख्य घटक टावर स्तंभ है, और टावर स्तंभों के बीच बीम या अन्य कनेक्टिंग सदस्य भी हैं।

आम तौर पर, टॉवर स्तंभों के बीच की बीमों को लोड-असर बीमों और गैर-लोड-असर बीमों में विभाजित किया जा सकता है। पूर्ववर्ती मुख्य बीम के समर्थन को स्थापित करने के लिए एक झुकने वाली बीम है,और एक दबाव रॉड बीम या टॉवर स्तंभ के मोड़ पर एक टाई रॉड बीमबाद वाला टावर की ऊपरी बीम और टावर स्तंभ की मध्य बीम है।

कंक्रीट टावर की संरचना

आम तौर पर, ठोस शरीर केबल टॉवर छोटे और मध्यम स्पैन केबल-स्थिर पुल के लिए उपयुक्त है, छोटे स्पैन के लिए समान खंड का उपयोग किया जा सकता है,मध्यम स्पैन से अधिक के लिए केबल-स्थिर पुल स्तंभ खोखले खंड का उपयोग किया जा सकता है.

आयताकार खंड केबल टॉवर की संरचना सरल है, और इसके चार कोनों को हवा के प्रतिरोध को सुविधाजनक बनाने के लिए चैंफर या गोल कोनों से बनाया जाना चाहिए।एच-सेक्शन खंभे हवा के खिलाफ सबसे प्रतिकूल हैअष्टकोणीय खंड बंद परिधिगत पूर्व-तनाव वाली नसों के विन्यास के लिए अनुकूल है, लेकिन संरचना थोड़ा जटिल है।

मुखौटे पर एच आकार का खंड लंगर के सिर को उजागर नहीं कर सकता है, जो उपस्थिति में सुधार करता है, लेकिन साथ ही चार केबल विमान बनाता है।

इस समस्या को दो केबल विमानों के साथ एच-सेक्शन टावरों का उपयोग करके हल किया जा सकता है।और ऊपरी और निचले सेटिंग्स को पार करने के लिए दो रूपों का उपयोग करने से पुल टॉवर को मोड़ने से बचा जा सकता है लेकिन सुंदर नहीं.

केबल-स्टैड पुलों के फायदे:

लंबी दूरी तक चलने वाला: केबल से बने पुल पारंपरिक बीम ब्रिज की तुलना में अधिक दूरी तक जा सकते हैं।

सौंदर्य का सौंदर्यपूर्ण डिजाइनः केबल-स्टैड पुलों में अक्सर एक दृश्य रूप से आकर्षक और प्रतिष्ठित उपस्थिति होती है।

संरचनात्मक दक्षताः केबल से बने पुल संरचनात्मक रूप से कुशल होते हैं क्योंकि वे केबलों और टावरों के माध्यम से फाउंडेशन में भार को कुशलतापूर्वक वितरित करते हैं।

केबल-स्थिर पुल के केबल केबल

स्टे केबल का निर्माण

ड्रैगलाइन की संरचना को मूल रूप से दो श्रेणियों में विभाजित किया गया हैः एकीकृत स्थापना केबल और बिखरे हुए स्थापना केबल।पूर्व का प्रतिनिधित्व ठंडा कास्ट एंकर के साथ समानांतर तार केबल है, जबकि उत्तरार्द्ध का प्रतिनिधित्व क्लिप एंकर के साथ समानांतर तार केबल है।

1. ठंड कास्ट एंकर के साथ समानांतर तार केबल

2क्लिप एंकर के साथ समानांतर स्टील केबल

समानांतर तार केबल में स्टील के तार को समान अनुभाग के स्टील के तार से बदल दिया जाता है, जो स्टील के तार बन जाता है।

एकल स्टील स्ट्रैंड केबल का वजन हल्का है, परिवहन और स्थापना सुविधाजनक है, लेकिन एंकर हेड को साइट पर सुरक्षा की आवश्यकता होती है, गुणवत्ता आश्वासन की कठिनाई बढ़ जाती है।

केबल का लंगर

1. तार का बीम पर लंगर लगाना

ऊर्ध्वाधर घटक को कठोर करने वाली तिरछी पट्टी द्वारा संतुलित किया जाता है।

2. केबल टॉवर पर केबल का लंगर लगाना

केबल का डिमपिंग

केबल का हवा से प्रेरित कंपन सभी प्रकार के स्पैन और प्रकार के केबल-स्टेड पुलों में आम है, और केबल के कंपन से थकान और क्षति का कारण बनना आसान है। वर्तमान में,केबल-स्टैड ब्रिज के केबल के कंपन को कम करने के मुख्य उपाय निम्नलिखित हैं:

(1) वायवीय नियंत्रण विधि।

(2) डम्पिंग कंपन कम करने की विधि।

(3) केबल की गतिशील विशेषताओं को बदलना।

क्रिया तंत्र यह है कि लंबी केबल को कनेक्शन के माध्यम से अपेक्षाकृत छोटी केबल में परिवर्तित किया जाता है ताकि केबल की कंपन आधार आवृत्ति बढ़े,और केबल के कंपन दबाया जाता है.

यह निम्न आवृत्ति कंपन को रोकने के लिए बहुत प्रभावी है, और बारिश के कंपन और एकल केबल कंपन की संभावना को भी कम कर सकता है,लेकिन वर्टिसिटी कंपन का दमन आमतौर पर उच्च क्रम के रूप में होता है स्पष्ट नहीं हैइसके अतिरिक्त, सहायक केबल थकान के कारण टूटने की प्रवृत्ति रखता है, जिससे पुल के परिदृश्य पर कुछ प्रभाव पड़ता है।

(1) वायवीय नियंत्रण विधि

केबल की मूल चिकनी सतह को स्पाइरल रिज, बार रिज, वी-आकार के ग्रूव या गोल गुदगुदी बिंदुओं के साथ एक गैर-चिकनी सतह में बनाया जाता है।बारिश के समय केबल की सतह पर बंप केबल की जल रेखा के गठन को रोक सकता है, जिससे वर्षा के कंपन को रोका जा सके।

(2) डम्पिंग कंपन को कम करने की विधि

डम्पिंग कंपन को कम करने की विधि का तंत्र केबल के डम्पिंग अनुपात को बढ़ाने के लिए डम्पिंग डिवाइस को स्थापित करके केबल के कंपन को रोकने के लिए है।डिमपिंग डिवाइस और केबल के बीच संबंध के अनुसार, डिमपिंग डिवाइस को आस्तीन में स्थित एक आंतरिक डिमपर और केबल से जुड़ा एक बाहरी डिमपर में विभाजित किया जा सकता है।

(3) केबल की गतिशील विशेषताओं को बदलने की विधि

कई केबलों को आपस में युग्मन (केबल क्लैंप) या सहायक केबलों द्वारा जोड़ा जाता है, जो मुख्य केबल की तुलना में बहुत छोटे व्यास के हो सकते हैं।

केबल-स्टैड पुलों का प्रयोग:

राजमार्ग केबल-स्टैड ब्रिज, रेलवे केबल-स्टैड ब्रिज

केबल-स्टैड ब्रिज के निर्माण की विधि का सारांश इस प्रकार दिया जा सकता हैः: समर्थन निर्माण पद्धति, धक्का निर्माण पद्धति, घूर्णी निर्माण पद्धति और कैंटिलीवर निर्माण पद्धति (कैंटिलीवर असेंबली और कैंटिलीवर डालना) हैं।

केबल-स्टैड ब्रिज की विशेषताएंः

किरण की ऊँचाई छोटी होती है। निरंतर किरण की तुलना में, केबल का बहु-बिंदु लोचदार समर्थन मुख्य किरण के चरम क्षण को तेजी से कम करता है,तो मुख्य बीम निरंतर बीम के रूप में बाहरी बल का विरोध करने के लिए बीम की ऊंचाई बढ़ाने की जरूरत नहीं है.

केबल के क्षैतिज घटक को मुख्य बीम के अक्षीय दबाव से संतुलित किया जाता है।

एवरक्रॉस स्टील ब्रिज सिंहावलोकन: