rigidizatoarele sunt plăci sau secțiuni secundare care sunt atașate la benzile sau flanșele fasciculului pentru a le rigidiza împotriva deformărilor în afara planului.

aproape toate grinzile principale ale podului vor avea rigidizări. Cu toate acestea, majoritatea vor avea doar rigidizări transversale, adică rigidizări verticale atașate la rețea. Grinzile adânci au uneori și rigidizări longitudinale ale pânzei. Rigidizatoarele cu flanșă pot fi utilizate pe punți mari de grindă, dar este puțin probabil să fie întâlnite în altă parte.

Orientările privind proiectarea rigidizărilor sunt prezentate mai jos și în notele de orientare GN 2.04 și GN 2.05.

Stiffeners.jpg

tipuri de rigidizare

există două tipuri principale de rigidizare:

• rigidizări longitudinale ale pânzei, care sunt aliniate în direcția de întindere
• rigidizări transversale, care sunt aliniate normal la direcția de întindere a fasciculului.

• Types of stiffeners
• 

  Stiffeners on I-section girders

• 

  Stiffeners on box girders

• 

  rigidizatoare longitudinale și transversale într-o cutie grindă
  (imagine multumim Atkins)

rigidizatoare transversale web sunt de obicei prevăzute la pozițiile de rulment și acestea sunt cunoscute sub numele de rigidizatoare de rulment. Pentru întreținerea viitoare, este o practică bună să se asigure rigidizări ale rulmenților la punctele de ridicare (pentru cazul în care grinzile trebuie ridicate la rulmenți liberi pentru înlocuire). Alte rigidizări transversale se numesc rigidizări transversale intermediare.

R19 Fig4.png

grinzile cutiei au de obicei diafragme la pozițiile de suporturi în loc de rigidizări. Acestea sunt de obicei plăci solide în interiorul cutiei.

secțiuni de rigidizare

R19 Fig5.PNG

o varietate de secțiuni au fost folosite istoric ca rigidizări, totuși rigidizatorul plat simplu este tipul folosit aproape întotdeauna în modelele moderne. Rigidizatoarele pot fi atașate pe o parte a plăcii (cu o singură față) sau pe ambele părți (cu două fețe). De obicei, rigidizatoarele de rulment sunt cu două fețe, în timp ce rigidizatoarele intermediare sunt cu o singură față. Rigidizatoarele pot fi, de asemenea, dublate sau chiar triplate, pentru a forma rigidizatoare cu mai multe picioare.

pentru ce sunt rigidizatoarele?

rigidizatoarele au una sau ambele dintre următoarele funcții:

• controlul flambajului local
• bracajul de legătură sau grinzile transversale

controlul flambajului local

flambajul Local apare atunci când o secțiune transversală este suficient de subțire pentru ca flambajul să se producă în secțiunea transversală, fie datorită compresiei, fie datorită forfecării. Pânzele grinzilor de pod sunt de obicei vulnerabile la flambajul local, dar flanșele sunt de obicei mult mai groase și inerent mai rezistente la flambaj.

flambarea locală poate apărea din cauza sarcinii de compresie transversală, de exemplu, a unei pânze supuse unei reacții de rulment, a sarcinii de compresie longitudinală, de exemplu prin îndoire sau prin forfecare.

în toate cazurile, adăugarea unei rigidizări relativ mici la o placă subțire poate crește substanțial rezistența la flambaj local.

R19 Fig6.PNG

R19 Fig7.png

conectarea grinzilor de oțel sau a grinzilor transversale

cel mai simplu mod de a lega grinzile de oțel împreună este prin fixarea contravântuirii la rigidizări transversale. Astfel, pozițiile de rigidizare coincid aproape întotdeauna cu pozițiile de fixare.

într-o punte de scară, pânzele grinzilor transversale pot fi conectate direct la rigidizatoarele fasciculului principal, astfel încât distanța de rigidizare se potrivește cu distanța transversală a fasciculului. Într-o punte cu mai multe grinzi cu fixare transversală, elementele de fixare sunt de obicei conectate la rigidizatoarele fasciculului principal, astfel încât distanța de rigidizare este aceeași cu Distanța de fixare.

R19 Fig8.PNG

proiectarea rigidizărilor pentru flambaj local

există două etape în proiectarea rigidizărilor. În primul rând, proiectarea trebuie să identifice unde sunt necesare rigidizări pentru ca grinzile principale să fie adecvate. Apoi, rigidizările trebuie să fie proiectate.

rigidizatoare rulmenți

EN 1993-1-5, clauza 5.1 (2) oferă un criteriu pentru cazurile în care rigidizatoarele rulmenților sunt obligatorii. Majoritatea grinzilor de pod vor necesita rigidizări ale rulmenților conform acestui criteriu. Chiar dacă rigidizările lagărelor nu sunt cerute de această clauză, ele pot fi totuși furnizate dacă se dorește – acest lucru poate beneficia de rezistența la forfecare calculată de EN 1993-1-5 clauza 5.3.

R19 Fig9.PNG

la suporturile de capăt, în cazul în care trebuie furnizate rigidizatoare de lagăr, trebuie luată o decizie cu privire la furnizarea unui „stâlp de capăt rigid”, așa cum se arată în EN 1993-1-5, figuri 5.1 și 9.6. Un stâlp de capăt rigid va beneficia de rezistența la forfecare calculată prin EN 1993-1-5 clauza 5.3. Deși grinzile nituite mai vechi din Marea Britanie pot avea un detaliu rigid al stâlpului final, practica mai recentă din Marea Britanie nu a fost de a oferi stâlpi rigizi de capăt, ci de a oferi un „stâlp de capăt non-rigid”. Dacă este necesar un stâlp de capăt rigid, atunci cerințele minime de rigidizare sunt date în EN 1993-1-5 clauza 9.3.1.

după ce s-a decis că trebuie prevăzute rigidizări pentru rulmenți, pentru a verifica proiectarea rigidizărilor pentru rulmenți, se determină secțiunea de rigidizare efectivă în conformitate cu EN 1993-1-5 clauza 9.1 (2). Rețineți că rigidizările cu mai multe picioare trebuie împărțite în secțiuni transversale eficiente separate, iar sarcinile împărțite între ele. Orientări privind proiectarea rigidizărilor rulmenților sunt prezentate în secțiunea 8.3.2 din SCI P356.

sarcinile care trebuie luate în considerare pentru proiectarea rigidizărilor rulmenților sunt prezentate în PD 6695-2 clauza 16. Majoritatea încărcării pe rigidizator va fi încărcarea verticală din reacția rulmentului. Va exista încărcare orizontală de luat în considerare pentru a rezista forțelor FS așa cum este dat în PD 6695-2 clauza 10, poate exista și încărcare orizontală de la rulment dacă este fixat. Aceste sarcini pot genera momente de îndoire în secțiunea de rigidizare.

după determinarea încărcării, verificați dimensiunea rigidizatorului aleasă verificând adecvarea secțiunii efective a rigidizatorului pentru a acționa ca o coloană pentru sarcina axială combinată și momentul de îndoire, conform cerințelor EN 1993-1-5, clauza 9.4.

rigidizări transversale intermediare

de obicei, este necesar să se asigure rigidizări intermediare pe benzile fasciculului principal în scopul practic de a conecta fixarea torsională între grinzi. Dacă da, pozițiile de fixare alese vor determina pozițiile a cel puțin unora dintre rigidizări. Cu toate acestea , pentru grinzile fără fixare, cum ar fi grinzile transversale într-o punte de punte a scării sau dacă se utilizează o fixare plană, este posibil să nu existe deloc o necesitate practică pentru rigidizări intermediare. Cerința pentru rigidizările transversale intermediare este determinată de verificarea rezistenței la forfecare – aceasta va indica unde sunt necesare rigidizări și unde sunt necesare rigidizări suplimentare celor pentru contravântuire.

verificarea rezistenței la forfecare a fasciculului se efectuează în conformitate cu EN 1993-1-5, clauza 5.2 (1) și 5.3 (1). Rețineți că contribuția de rezistență a rețelei care rezultă din EN 1993-1-5 clauza 5.3 (3) și EN 1993-1-5 Anexa A. 3 este în funcție de existența și distanța dintre rigidizatoarele intermediare și dacă aceste rigidizări intermediare sunt clasificate ca rigide. Ca prim pas în proiectare, se sugerează că inițial se presupune că nu există deloc rigidizări intermediare; dacă acest lucru dovedește că fasciculul este adecvat în forfecare, atunci beneficiul oricăror rigidizări intermediare pentru fixarea armăturii va fi un bonus.

dacă procedura de mai sus stabilește că sunt necesare rigidizări intermediare, atunci proiectantul va trebui să aleagă pozițiile și spațierea acestor rigidizări și să decidă dacă trebuie să fie rigide. Verificarea dimensiunii rigidizatorului este similară cu cea pentru rigidizatoarele rulmenților, începând cu determinarea secțiunii efective a rigidizatorului în conformitate cu EN 1993-1-5 clauza 9.1 (2). Pentru a verifica dacă rigidizatorul este rigid, verificați dacă cerința DIN EN 1993-1-5 clauza 9.3.3 (3) este îndeplinită.

sarcinile care trebuie luate în considerare pentru proiectarea rigidizărilor rulmenților sunt prezentate în PD 6695-2 clauza 15. Încărcările pe rigidizările intermediare sunt de obicei mult mai mici decât pentru rigidizările rulmenților, dar rigidizările pot fi încă supuse forțelor și momentelor datorită interacțiunii cu grinzile transversale sau cu armarea. De exemplu, într-o punte de punte a scării, forfecarea în grinzile transversale va provoca o forță axială în rigidizatorul fasciculului principal. De asemenea, poate exista o încărcare orizontală de luat în considerare din contravântuire, care poate genera momente de îndoire în secțiunea de rigidizare. După determinarea încărcării, verificați dimensiunea rigidizatorului aleasă verificând adecvarea secțiunii efective a rigidizatorului pentru a acționa ca o coloană pentru forța axială combinată și momentul de îndoire (dacă există), conform cerințelor EN 1993-1-5 clauza 9.4.

dacă nu există nicio încărcare directă a rigidizatorului din oricare dintre cele de mai sus, este necesar doar să se asigure că secțiunea eficientă a rigidizării îndeplinește criteriul de rigiditate dat în EN 1993-1-5 clauza 9.2.1 (5). Orientări suplimentare privind proiectarea rigidizărilor intermediare sunt prezentate în secțiunea 8.3.1 din SCI P356.

rigidizări longitudinale

după cum s-a menționat anterior, majoritatea podurilor nu au rigidizări longitudinale. Rigidizările longitudinale nu ar trebui să fie necesare pentru nicio parte a unei secțiuni care nu este niciodată comprimată și nici pentru nicio parte a secțiunii care este clasificată în clasa 1, 2 sau 3 în conformitate cu EN 1993-1-1 clauza 5.2.2 (8). Chiar dacă partea secțiunii este clasificată în clasa 4, este posibil să nu fie necesare rigidizări longitudinale. Pentru a determina dacă grinzile au o rezistență suficientă la încovoiere fără rigidizări longitudinale, procedura trebuie să respecte EN 1993-1-5 clauza 4.4. Pentru a determina dacă rigidizările longitudinale sunt necesare pe pânză pentru a conferi grinzilor principale o rezistență suficientă la forfecare, procedura se aplică rigidizărilor intermediare, adică pentru a verifica rezistența la forfecare a grinzii la en 1993-1-5 clauzele 5.2(1) și 5.3(1).

R19 Fig10.PNG

dacă există, rigidizările longitudinale pot fi continue sau discontinue, în funcție de fie că sunt continue prin rigidizări transversale și diafragme. Rigidizatoarele longitudinale discontinue se opresc și pornesc din nou de fiecare parte a rigidizatorului transversal, astfel încât să nu preia solicitări longitudinale globale de pe pânza sau flanșa de care sunt atașate. Ele sunt acolo pur și simplu pentru a rezista flambaj la web sau flanșă. Rigidizările longitudinale continue, totuși, ridică tensiunile globale și se adaugă secțiunii transversale.

dacă trebuie prevăzute rigidizări longitudinale, acestea trebuie verificate prin verificarea caracterului adecvat al secțiunii de rigidizare efectivă pentru a acționa ca o coloană, conform cerințelor EN 1993-1-5, clauza 9.2.2 (3).

rigidizare detaliază

rigidizatoare rulmenți

la rulmenți, rigidizatoarele trebuie de obicei să fie destul de substanțiale pentru a rezista forțelor de compresiune ridicate și ar putea fi necesare rigidizări cu mai multe picioare. De obicei, este necesară o rigidizare cu două fețe pentru a evita o excentricitate ridicată a încărcării. Suporturile de rigidizare sunt de obicei mai groase decât pânza.

este important să vă asigurați că rigidizatorul este „montat” pe flanșa inferioară, ceea ce înseamnă că rigidizatorul este măcinat pentru a face un contact bun cu flanșa. Aceasta înseamnă că partea de rigidizare a forței axiale în secțiunea de rigidizare eficientă poate fi transmisă prin contact direct între flanșă și rigidizare. O modalitate simplă de a determina cota rigidizatorului din forța axială este de a calcula stresul la centroidul său, luând în considerare excentricitatea forței axiale pe secțiunea efectivă și apoi înmulțiți această solicitare cu zona rigidizatorului.

sudurile sunt aproape întotdeauna suduri filetate continue pe ambele părți ale rigidizatorului. O sudură simplă cu lungimea piciorului de 6 mm poate fi adecvată, dar de multe ori poate fi de 8 mm sau 10 mm. sudura trebuie să fie dimensionată astfel încât să poată transmite cota de rigidizare a sarcinii portante în rețea.

rigidizatoare intermediare

R19 Fig11.PNG

pentru rigidizatoarele transversale intermediare, rigidizatorul probabil nu trebuie să fie foarte mare. De obicei, o placă de 150x15mm cu o singură față are o rezistență și o rigiditate adecvate. Uneori, dimensiunea rigidizatorului va trebui mărită pentru a se potrivi conexiunilor. Acest lucru se poate face prin creșterea dimensiunii plăcii la 200x20mm sau poate 250x 5mm. Alternativ, lățimea rigidizatorului poate fi mărită local pentru a asigura zona de conectare, așa cum se arată.

în mod tradițional, raportul lățime / grosime a rigidizatorului a fost limitat la cel mult 10 pentru a evita flambarea locală. Cu toate acestea, Eurocodurile nu au nicio restricție cu privire la acest raport și sunt permise rigidizări mai subțiri, deși este posibil să fie necesar să se facă verificări pentru a nu fi expuse riscului de flambaj local. Nu contează dacă rigidizatorul este mai gros decât pânza, deci în general sunt recomandate rigidizări mai groase.

pentru a da un aspect curat podului, este normal să proiectați grinzile exterioare astfel încât rigidizatoarele transversale intermediare să fie pe fața interioară a pânzei și, prin urmare, să nu fie vizibile pe elevație.

cu excepția cazului în care există o forță axială substanțială asupra rigidizatorului, un detaliu simplu de sudură, cum ar fi o sudură continuă cu filet de lungime de 6 mm pe ambele părți ale rigidizatorului, trebuie să fie suficient de puternic și durabil.

orientări suplimentare privind racordarea armăturii sunt prezentate în nota orientativă 2.03.

racordurile la flanșă

R19 Fig12.PNG

rigidizatoarele transversale sunt uneori sudate pe flanșă și uneori oprite la scurt timp de una sau ambele flanșe.

necesitatea unei conexiuni la o flanșă depinde de faptul dacă forțele trebuie transferate pe flanșe. Dacă există o forță axială semnificativă care trebuie transferată pe rigidizator de la una dintre flanșe, va fi necesară sudarea rigidizatorului la flanșa respectivă. Prin urmare, rigidizatoarele rulmentului trebuie conectate la flanșa inferioară dacă o parte a reacției rulmentului trebuie transferată pe rigidizator. Dacă există o fixare conectată la rigidizator, este probabil să fie necesară sudarea rigidizatorului la flanșa de compresie pentru a transfera forța de forfecare laterală. O conexiune la flanșa superioară previne, de asemenea, o problemă de oboseală în flanșa superioară la sudarea pe web, deoarece puntea încearcă să se rotească peste grindă din cauza încărcărilor de trafic. Avantajul opririi rigidizatorului scurt al flanșei este că evită o potențială capcană de apă pe suprafața superioară a flanșei inferioare. Acest lucru este deosebit de important pentru a evita pe intemperii poduri de oțel.

În cazul în care o rigidizare trebuie sudată pe o flanșă, toleranțele normale de construcție ar duce la un mic decalaj între rigidizare și flanșă, cu excepția cazului în care rigidizarea este montată; prin urmare, toate forțele vor fi transferate prin suduri. Cu toate acestea, dacă o rigidizare este montată pe flanșă, Fabricantul va măcina capătul rigidizării astfel încât să se potrivească bine cu flanșa pe o proporție substanțială a zonei de rigidizare. Acest exercițiu necesită lucrări suplimentare (și Costuri), astfel încât rigidizările trebuie montate numai atunci când este necesar, de exemplu pentru rigidizările rulmenților și pentru rigidizările la schimbarea direcției flanșei. De asemenea, nu este practic posibil să se potrivească o rigidizare la ambele flanșe, astfel încât capătul montat va fi la capătul în care trebuie transmisă cea mai mare forță, de obicei flanșa inferioară.

R19 Fig13.PNG

Cope găuri

R19 Fig14.PNG

la colțul unei rigidizare web transversal în cazul în care placa de rigidizare întâlnește web la sudură flanșă, va fi necesar să se modeleze rigidizare pentru a evita sudura. Există două opțiuni, fie becațina rigidizare pentru a se potrivi web la sudură flanșă și Suda toate interfețele, sau să ofere o gaură face față. Deși prima opțiune necesită sudarea unei suduri deasupra alteia, acest detaliu poate fi mai ușor de fabricat decât al doilea, deoarece este dificil să completați în mod satisfăcător sudurile continue în jurul găurilor cope și să aplicați vopsea pe toate suprafețele.

resurse

• Iles, D. C. (2010) compozit autostrada podul de proiectare. (P356 inclusiv rectificarea, 2014). SCI
• Hendy, C. R.; Iles, D. C. (2015) steel Bridge Group: note de orientare privind cele mai bune practici în construcția de poduri din oțel (numărul 6). (P185). SCI
  • ghidaj nota 2.03 racorduri și grinzi transversale
  • ghidaj nota 2.04 rigidizări rulmenți
  • ghidaj Nota 2.05 rigidizatoare transversale intermediare

A se vedea, de asemenea,

• poduri compozite cu mai multe grinzi
• Poduri compozite cu punte de scară
• Poduri cu grinzi de cutie
• oțel rezistent la intemperii
• Poduri-proiectare inițială
• proiectarea grinzilor în poduri compozite
• proiectarea>
• conexiuni în poduri
• articularea podului și specificația rulmentului
• proiectare pentru construcția de poduri din oțel

• Autostrăzi Anglia dmrb (manual de proiectare pentru drumuri și poduri)
• Autostrăzi Anglia MCDHW (manualul documentelor contractuale pentru lucrări de autostradă)
• grupul de Poduri din oțel (SBG)