Piers in Bridges: Typen en ontwerpoverwegingen

Na het lezen van dit artikel zul je leren over: - 1. Soorten pijlers voor bruggen 2. Ontwerpoverwegingen van pieren voor bruggen 3. Versterking.

Soorten pieren voor bruggen:

De materialen die worden gebruikt voor de aanleg van brugpieren zijn:

(i) baksteenmetselwerk,

(ii) steenmetselwerk,

(iii) Massa beton,

(iv) Gewapend beton en

(v) Voorgespannen beton.

Metselwerk- of massieve betonnen pieren zijn over het algemeen massief en bieden daarom meer obstakels voor lineaire waterwegen en verhogen de belastingen op funderingen. Gewapende betonnen of voorgespannen betonnen pieren daarentegen hebben een sterk gereduceerd dwarsdoorsnedeoppervlak en vereisen daarom veel minder funderingsgebied en bieden minder belemmering voor de waterweg.

Waar steen- en steenmaterialen kostbaar zijn, is het over het algemeen economisch aantrekkelijk om gebruik te maken van RC of voorgespannen betonnen pijlers.

De algemene vormen van verschillende soorten pijphouders die gewoonlijk worden gebruikt, worden geïllustreerd in Fig. 19.1. Zowel van structurele als van architecturale overwegingen, worden de zijkanten meestal gemaakt met een baiter van 1 op 50 of 1 op 60. Om een ​​soepele en gestroomlijnde manier van water te verzekeren, worden gesneden water in pijlers voorzien.

De vorm van deze uitsnijdingen kan halfcirkelvormig zijn, cirkels van cirkels, driehoekig enz. Pijlers zijn altijd voorzien van pier-caps voor het overbrengen van de ladingen naar de pier-assen.

Metselwerk, massaconcementen of RCC massieve schachtpijlers (Fig. 19.1a en 19.1b) zijn over het algemeen gebaseerd op open vlotfundament waar de mogelijkheid van schuren nul is. Heipaalfunderingen of goede funderingen zijn ook mogelijk voor dit soort pieren.

RCC of voorgespannen betonnen cellulaire pieren (Fig. 19. 1e) zijn geschikt voor grote bruggen waar zowel de overspanning als de diepten aanzienlijk zijn en het eigen gewicht van de pieren minimaal moet zijn en de sectie-modulus zo veel mogelijk. Tussenmembranen worden horizontaal verschaft om de verticale wanden te verstijven.

Hoewel de pieren zijn bedekt met een dikke RC-kap voor gelijkmatige verdeling van de belastingen op de verticale wanden, verdient het de voorkeur de liggers te plaatsen over de verticale dwarswanden die de buitenwanden verbinden. RCC geïsoleerde vierkante of ronde kolommen (Fig. 19.1d en 19.1e) verdienen de voorkeur voor snelwegbruggen die aan land zijn gebouwd.

Geïsoleerde kolommen verlengd van RC-palen of van boorgatboog die ook wordt gebruikt voor bruggen die over rivieren worden aangelegd. De liggers brengen de belasting direct over naar de kolommen. Om de kolommen stijf te maken en de effectieve hoogte te verkleinen, worden tussenliggende banden voorzien.

Het type pier getoond in Fig. 19. Indien het meest geschikt is voor landbruggen waar de belemmering door pieren zo minimaal mogelijk moet zijn om ruimte te maken voor normale rijstroken op beide zijden van de pieren door ze centraal te plaatsen.

De pier-dop kan vrij worden uitgelijnd om de bovenbouw te ondersteunen. In plaats van het maken van een enkele rechthoekige pier zoals getoond in Fig. 19. Als, kunnen enkele cirkelvormige pijlers ook worden gebruikt voor landbruggen. Enkele cirkelvormige pijlers boog.

Ontwerpoverwegingen van pieren voor bruggen:

De metsel- of massieve betonnen pijlers zijn ontworpen met verticale belastingen en momenten die op de pieren werken, zodanig dat de resultante valt binnen of zeer dicht bij de middelste derde lijn. Door deze beperking is het mogelijk om een ​​spanningvrije toestand te bereiken of om de spanning binnen de verkoopwaarden te beperken.

In gewapend betonnen pieren worden de betonnen en de stalen spanningen als gevolg van verticale belastingen en momenten binnen de toegestane limieten gebracht. Het gedeelte van de pieren en de grootte van de voorspankracht in voorgespannen betonnen pijlers moeten worden bepaald met het oog op het beperken van de maximale betonspanning binnen de toegestane limiet.

In het algemeen is geen spanning toegestaan ​​in voorgespannen pijlers, maar een lichte spanning van niet meer dan een tiende van de toelaatbare drukspanning is vaak toegestaan ​​wanneer dergelijke trekspanningen het gevolg zijn van tijdelijke belastingsomstandigheden zoals het lanceren enz.

De belastingen en krachten waarmee de pieren moeten worden ontworpen, zijn:

i) Eigen gewicht van de pier.

ii) Dode belastingen van aangrenzende overspanningen en live belastingreacties, hetzij van één of van beide overspanningen, afhankelijk van wat het maximale effect oplevert.

iii) Effect van drijfvermogen op de pijlers als gevolg van waterspanning (meestal genomen als 15 procent)

iv) Horizontale kracht als gevolg van temperatuureffect en tractie- of remeffect op de top van de pier.

v) Horizontale kracht door waterstroom die op de pier in het zwaartepunt van het waterdrukdiagram werkt.

vi) Horizontale kracht als gevolg van wind die werkt op de bovenbouw en de pier in het zwaartepunt van het respectieve winddrukdiagram.

vii) Centrifugale kracht die op de pier werkt wanneer de brug op een bocht ligt.

viii) Horizontale kracht door seismisch effect op de bovenbouw alsmede op de pier die in het betreffende zwaartepunt werkt.

De combinatie van de bovengenoemde belastingen en krachten die samen kunnen werken, moet zodanig zijn dat een maximaal effect wordt bereikt.

Versterking van betonnen pieren voor bruggen:

In massieve betonnen pijlers is geen versterking vereist van structurele overwegingen, maar nominale versterking met een snelheid van 5 kg. voor S240 staal en 3.5 Kg voor S415 staalsoort per vierkante meter van het blootgestelde oppervlak is voorzien voor temperatuur en krimp effect.

Voor versterkte betonnen pijlers mag het percentage langswapening niet minder zijn dan 0, 8 noch meer dan 8% van het bruto doorsnedeoppervlak.

Wanneer het oppervlak van de dwarsdoorsnede het betonoppervlak overschrijdt dat vereist is om uitsluitend de verticale belasting te dragen, moet het wapeningspercentage worden berekend op basis van het oppervlak dat nodig is om de directe belasting te weerstaan ​​en niet op het werkelijke oppervlak van de pijlers. In elk geval mag de staaloppervlakte niet minder dan 0, 3% van het bruto-oppervlak bedragen.

De zijdelingse wapening of binders zijn aangebracht in de pieren op een onderlinge afstand van niet minder dan 300 mm. De diameter van de zijwapening mag niet minder zijn dan een kwart van de dia. van de grootste langswapening en niet minder dan 8 mm.

De afstand tussen de zijwapening mag niet groter zijn dan de kleinste zijwaartse afmeting van de pier of twaalf maal de diameter. van de kleinste langsstang, afhankelijk van welke lager is. Geschikte verbindingsstaven die de lengte- en zijranden zijn, moeten met geschikte tussenpozen worden aangebracht.