Pont en poutre composite à haute rigidité

Pont à poutres compositesDescription:

Cbride à poutres compositeshé,il fait référence à un pont à poutres structurelles composites qui combine des éléments en acier tels que des poutres en tôle d'acier, des poutres caissons en acier, des poutres en treillis en acier et des éléments en béton armé pour travailler ensemble à l'aide de connecteurs de cisaillement.

Dans le passé, les ponts à poutres simplement soutenus étaient les plus utilisés, mais ces dernières années, ils ont été étendus aux ponts à poutres continues, aux ponts à haubans, aux ponts suspendus, aux ponts en arc liés et à d'autres systèmes complexes.

Les poutres composites sont donc sollicitées par étapes.Une fois les poutres érigées, le poids de tous les panneaux préfabriqués et du béton de tablier coulé sur place (et même des poutres d'espacement transversales coulées sur place) installés ultérieurement, ainsi que le poids des poutres elles-mêmes, doivent être supportés par les poutres préfabriquées.Ceci est différent de la poutre en T assemblée qui supporte toute la charge morte sur toute la section de la poutre principale, le moment d'inertie de flexion de la nervure sans la plaque d'aile est beaucoup plus petit que celui de l'ensemble de la poutre en T (la hauteur de la nervure est inférieure , l'axe neutre est déplacé vers le bas, le bras de couple interne est petit et le béton de compression est insuffisant), ce qui augmentera inévitablement considérablement la charge de la nervure de la poutre pour supporter toute la charge morte structurelle, donc non seulement pour augmenter la charge transversale. section de la nervure de la poutre, mais aussi pour augmenter le renfort.

L'image ci-dessous montre la comparaison des graphiques de contraintes entre la poutre en T préfabriquée et la poutre composite à deux étapes : action permanente Mg et action variable Mp.

Selon les matériaux utilisés dans les plaques et les nervures des poutres composites, les poutres composites sont divisées en poutres composites en béton et en poutres composites acier-béton.Les poutres en béton composite sont intégrées par coulage du béton in situ dans les joints ou avec la dalle préfabriquée du plancher du pont.

2. Caractéristiques structurelles du pont à poutres composites

La section est une section combinée.

La rigidité de la section augmente pour réduire la quantité d'acier.

Sous l'action des charges vives, le bruit est inférieur à celui de tous les ponts à poutres en acier.

Pente et dévers extérieurs faciles à régler.

Adoptez l'acier à section courte, tel que l'acier à canal, l'acier d'angle.

Transfert de cisaillement flexible

Le renforcement diagonal, s'il est fiable, peut également être utilisé sous d'autres formes telles que des boulons coiffés.

Le transfert de cisaillement doit être soudé à la semelle supérieure de la poutre en acier et soudé à la barre d'acier du panneau du pont.

La forme structurelle du pont à poutres composites :

Pont à poutres en plaques composites

Pour les ponts à poutres composites de moyenne et petite portée, afin de réduire les coûts de production et d'installation, on utilise généralement des poutres en acier à section en I, également connues sous le nom de ponts à poutres composites.

Les poutres en acier des ponts à poutres en plaques composites peuvent être constituées de profilés d'acier laminés ou de poutres en acier soudées.

Il peut adopter une section de poutre en acier asymétrique pour réduire la taille de la bride supérieure de la poutre en acier fixée au panneau de pont en béton.

Pont à poutres-caissons composites

Le pont à poutres composites de type caisson présente une rigidité en torsion plus élevée et une plus grande stabilité que le pont composite à section en I.

Avant de bétonner le plancher du pont, le béton peut être coulé sur la plaque inférieure de la poutre-caisson en acier dans la zone de moment de flexion négatif, ce qui peut non seulement jouer le rôle de résistance à la compression, mais également améliorer la stabilité de la plaque inférieure et de la plaque d'âme de la poutre-caisson en acier. .

Pont à cadre rigide composite

Les poutres mixtes acier-béton sont consolidées avec des piliers en béton ou des piliers composites.Réduisez la charge du système de plancher de pont et réduisez l’utilisation du support.

Grande hauteur sous le pont, belle forme, bonne finesse du plancher du pont.Par rapport au pont à poutres supporté simple, ses performances sismiques sont plus élevées et aucun accident de chute de poutre ne se produira.

Le problème clé à résoudre lors de la conception et de la construction est de garantir que la charge du plancher du pont puisse être efficacement transférée au pilier, à savoir la structure du joint poutre-squat.

Le pont à poutres composites acier-béton est un nouveau type de structure de pont développé sur la base d'un pont à poutres à structure en acier et d'un pont à poutres à structure en béton.Les composants principaux tels que les nervures de poutre adoptent généralement une structure en acier, le panneau de pont ou la plaque à bride adopte une structure en béton et le connecteur de cisaillement entre l'acier et le béton adopte des connecteurs de cisaillement dans son ensemble, pour que les deux structures soient soumises à des contraintes conjointes.

Par rapport à la simple poutre en acier, elle peut réduire l'utilisation de la quantité d'acier, réduire les coûts de peinture de la structure en acier, réduire la pollution sonore du pont en acier et augmenter la rigidité, la stabilité et l'intégrité de la structure.

Les poutres en acier sont principalement soumises à des tensions dans les poutres composites.Pour les ponts à poutres composites acier-béton de petite et moyenne portée, les plaques d'acier sont généralement soudées dans des poutres en acier en forme de I (en forme de I).

Panneaux de pont en béton armé soutenus par des poutres en acier, en plus du moment de flexion longitudinal partagé par la semelle supérieure de la poutre composite et la poutre en acier.Il supporte également les forces internes en direction du pont transversal provoquées par les charges locales comme le panneau du pont.Le panneau de pont adopte généralement deux formes de dalles de béton coulées sur place et de dalles de béton préfabriquées, et la surface inférieure du panneau de pont peut être conçue dans une forme droite ou incurvée.

La clé de cisaillement sur la surface supérieure de la plaque à bride sur la poutre en acier constitue la base du fonctionnement conjoint de la poutre en acier et du panneau de pont en béton.La fonction principale de la liaison de cisaillement est de résister à la force de cisaillement longitudinale sur l'interface entre la poutre en acier et le panneau de pont en béton, et de résister au glissement relatif.Il existe de nombreux types de clavettes de cisaillement utilisées dans les poutres composites.Dans l'actuel « Code de conception des ponts routiers à structure métallique » (JTG D64), des clavettes de cisaillement à clous soudés, des clavettes de cisaillement à clous soudés, des clavettes de cisaillement en acier pour profilés et des connecteurs à plaques perforées sont adoptées, comme indiqué ci-dessous, parmi lesquelles les clavettes de cisaillement à clous soudées sont les plus largement utilisées.

Pont en treillis composite

Des fermes en acier sont utilisées à la place d'une poutre en acier solide et combinées avec un panneau de pont en béton.

Il a une meilleure perméabilité et esthétique.

La hauteur de la poutre est généralement plus grande que celle du pont à poutre ventrale solide et la conception du joint est plus compliquée, en particulier les exigences élevées en matière de construction du joint reliant le panneau du pont et la plaque d'âme.

Caractéristiques de calcul des poutres composites :

Construction d'échafaudage : La section globale de la poutre superposée supporte toutes les charges, et la contrainte de section doit être calculée en fonction de la section globale de la poutre superposée.

Utilisation directe de poutres en acier pour supporter les coffrages et le béton.

Dans un premier temps, la première partie de la charge permanente (y compris les poutres en acier, les coffrages, le béton et le poids de leurs équipements de construction) est supportée uniquement par les poutres en acier.

Dans la deuxième étape, la deuxième partie de la charge permanente (y compris la couche de chaussée du tablier du pont, la couche imperméable, la surface de la route) et la charge permanente sont supportées par la section globale composée de dalles en béton armé et de poutres en acier, et finalement superposées pour vérifier la résistance de la section de poutre composite.

Déflexion : Les calculs de déflexion sont essentiels pour évaluer l’état de fonctionnement des poutres composites et garantir qu’elles respectent les limites de déflexion requises.La déflexion d'une poutre composite est influencée par des facteurs tels que la charge appliquée, la géométrie de la poutre et les propriétés du matériau.Les calculs de flèche peuvent être effectués à l'aide de diverses méthodes, notamment la méthode de double intégration, la méthode des moments-zones ou l'analyse par éléments finis.

Application du pont à poutres composites :

Pont routier et pont ferroviaire.

Ponts routiers : Les ponts à poutres composites sont largement utilisés dans la construction de ponts routiers.Ils offrent des solutions efficaces et rentables pour parcourir de longues distances et transporter de lourdes charges.Ces ponts sont essentiels aux réseaux routiers, permettant la fluidité de la circulation sur les autoroutes, les autoroutes et les échangeurs.

Ponts piétonniers : Les ponts à poutres composites sont couramment utilisés dans la construction de ponts piétonniers.Ces ponts permettent aux piétons et aux cyclistes de passer en toute sécurité sur les routes, les rivières, les voies ferrées ou d'autres obstacles.La nature légère des poutres composites permet la création de conceptions de ponts piétonniers esthétiquement agréables et visuellement attrayants.

Avantages du pont à poutres composites :

Efficacité structurelle

Durabilité et longévité

Flexibilité de conception

Efficacité de la construction

Pratique pour la construction.En raison de la résistance de la tige d'acier, légère, facile à installer.

Rentabilité : les ponts à poutres composites peuvent permettre de réaliser des économies en termes de matériaux, de construction et de maintenance.La conception légère réduit la quantité d’acier et de béton requise, ce qui entraîne une baisse des coûts de matériaux.De plus, le processus de construction peut être plus rapide et plus efficace, ce qui entraîne une réduction des dépenses de main-d'œuvre et d'équipement.De plus, le faible entretien des ponts composites peut conduire à des économies à long terme.

Alléger le fardeau mort.Par rapport aux ponts en béton, la charge morte est légère, ce qui est particulièrement important pour les ponts à poutres de longue portée, ce qui peut réduire la proportion de charge morte et réduire les exigences sur la structure inférieure et les fondations.

Améliorer les performances.Par la traction de l'acier, la compression du béton, faites jouer pleinement les performances du matériau.Lorsqu'un tube en acier rempli de béton est utilisé, l'effet cerceau du tube en acier sur le béton peut être utilisé.

Réduire les coûts.Dans les ponts à longue portée, c'est un peu plus évident.

Durable et résilient : les ponts à poutres composites sont très durables et résistants à la corrosion, ce qui prolonge leur durée de vie.La dalle de béton protège l'acier des facteurs environnementaux et du feu, tandis que l'acier offre résistance et ductilité.Cette combinaison donne naissance à un pont capable de résister à des conditions difficiles et de conserver son intégrité structurelle au fil du temps.

Aperçu des ponts en acier Evercross :