世界上许多标志性的桁架桥具有历史意义,但也重新定义了工程。纽瓦克湾大桥或弗里蒙特米尔大桥; 世界因这些工程奇迹而了解城市。美国有超过 600,000 座桥梁连接城市,同时成为数百万人的吸引力中心。其中,大约 17000 座是桁架桥。以持久的负载和繁忙的交通而闻名,桁架桥也能承受极端天气条件。但是,考虑到桁架桥有一定的局限性。桁架桥的优点和缺点解释了这种结构有争议的方面。
桁架桥是一种利用拉伸和压缩沿平行梁均匀分布的原理的桥梁。这意味着只要每根梁两侧的负载平衡或几乎相等,它们就很强大vsdiFfER。桁架桥可以用钢、木材、混凝土或其他材料建造。
桁架桥的优缺点带来了一些细节,因此可以就它们是否适合项目做出明智的决定。
桁架桥的优点
桁架桥很出名,因为它们重量轻,但可以加固以使其坚固。桥梁的三角形设计有助于相互支撑并实现高效设计。桁架桥在设计上是传统的,可以追溯到 19 世纪初。它们具有经济建设,因为它们有效地使用材料。下面列出了桁架桥的其他优点。
1. 多样的设计
与其他桥梁类型相比,桁架桥允许更多种类的设计。例如,桁架可以跨越很长的距离,也可以跨越需要宽阔间隙的较短跨度。此外,它们可以配置为几乎任何类型的桥梁结构,包括悬索桥、拱型或梁型vSDIFfEr。与其他传统桥梁设计相比,这种多功能性提供了桁架桥的优势,因为它很容易根据每种情况的需要进行定制。
2.成本是桁架桥需要考虑的主要优势之一
桁架桥比其他结构更便宜,因为它们不需要很多材料。桁架使用更少的钢材,通常每吨或每立方米比混凝土和木材更昂贵。桁架设计中没有垂直支撑,这意味着它们需要更少的材料,例如混凝土或铁棒,并且建造成本更低,这使其成为经济高效的工程解决方案的典范 。
3. 产生更低的噪音水平
桁架桥使用更少的材料,这些材料具有减少建筑浪费或为下方交通创造更多空间等优势。它们还产生较低的噪音水平,因为它们的横梁有助于吸收车辆在桥面上行驶时产生的声波。一些地方更喜欢这种类型的结构,以减少与车辆交通相关的环境噪声污染。
4. 无跨度限制
桁架桥的主要优点是它可以跨越比其他桥梁类型更大的距离,而无需冗长且昂贵的方法。它们也可以建造在不可能或不实际建造更传统的坚固结构的地方,例如深谷和陡坡 。
5.道路放置在跨度的顶部
桁架桥设计为将桥面放置在桁架顶部。这条道路通常由在场外建造的悬挂系统支撑,然后将其吊装到位,这样可以很容易地在河流或其他障碍物附近建造,而无需拆除任何现有结构。
桁架桥的缺点/弊端
世界道路上的桁架桥数量正在迅速增长。根据《建筑周刊》的一项研究,虽然全球所有桥梁结构中只有 20% 由钢或钢筋混凝土制成,但这一比例在中国增加到 54%,在印度增加到 53%。桁架桥在成本效益方面具有优势,但也有一些限制。在一个地区建造桁架桥之前,需要考虑这些缺点。
1. 需要专业的施工队伍
毫无疑问,建造桥梁所需的材料并不昂贵。例如,仅拖运钢梁和混凝土的卡车可能要花费高达 1000 美元的燃料,这还不包括现场建筑工人或设备操作员的任何人工费用。此外,建造这些金属结构还需要一支由经验丰富的土木工程师、焊工和起重机操作员组成的团队。
这意味着如果桁架桥是一个选项,它很可能比其他选项(如箱梁桥)更实惠,因为它们的材料成本更低,并且由于其设计简化了施工过程中所需的步骤更少,消除了一些焊接工作。 (这可能会增加另一笔费用)。
2. 维护成本高
油漆和维护可能是桁架桥最昂贵的缺点。桁架桥更容易受到腐蚀;与箱形梁和梁桥相比,它们需要更多的维护,因为钢材是一种很重的材料,需要定期更换,以便随着时间的推移因磨损而变弱。
当需要进行维修或更换工作时,通常需要关闭交通,这意味着这些类型的项目通常需要更长的时间并且比其他解决方案花费更多的钱,例如在旧道路上方建造新道路(称为装饰的过程)。
3. 需要高度
桁架桥不能建在需要低于 35 英尺(11 米)高度的位置,因为桁架必须太长才能在施工过程中不接触地面,这为任何其他现场基础设施(如道路)留下了很小的空间或建筑物。
一种潜在的解决方案是在正在建造桥梁的区域周围建造一个临时结构,这样它就不会干扰其他任何东西。与此同时,它正在被组装起来,但这个过程比建造一个箱形梁桥花费的金钱和时间要多得多。
4. 支撑支柱之间不能有不同的宽度
这种类型的桥梁的桁架通常由钢制成,其形状在不被切割或弯曲的情况下不太具有延展性。因此,它们必须精确地焊接在一起,几乎没有任何现场即兴创作的空间。
这意味着,如果两条车道穿过桥的一端,则两条车道都必须适合每个桁架,而不是在它们之间留出一些空间,否则它们会在它们的连接点相互干扰。
5.重量大是桁架桥的最大缺点之一
用于桁架桥的钢材很重,这意味着它们只能建造在地面有足够自然强度来支撑其重量的区域。不幸的是,这种限制也伴随着桁架桥的经济劣势。
当试图避免昂贵且耗时的方法时,它会限制可能的位置,例如在桥址周围建造临时结构或拓宽道路,因此在施工时它们两侧都有更多空间。
关于桁架桥优缺点的结论
对于需要桥梁但空间有限的地点,桁架桥是一种重要的经济且具有成本效益的解决方案。它们可以建在具有足够自然地面强度以支撑其重量的区域,这意味着它们没有梁桥或箱梁桥的相同限制,例如高度要求或接头之间的宽度限制。但是由于这些类型的桥梁需要钢材,因此在维护成本高和重量重方面确实存在一些相当大的限制。这就是为什么在规划其建设之前注意桁架桥的优缺点是有帮助的。
关于桁架桥常见的问题
什么是桁架桥,它是如何工作的?
桁架桥的顶部和底部是两个长的,通常是直的组件,称为弦;它们通过垂直柱子和对角线网络连接起来 。桥的末端由基台支撑,也可以在中心使用。
桁架在桥梁中如何使用?
桁架桥是桥梁的一种形式,其主要部件由形成三角形单元的连接部分组成。因为它是一种高度坚固的结构,所以桁架将负载从一个点分散到多个点。
桁架桥为何如此坚固?
由于相互连接的三角形设计,桁架桥的承载能力显着。该结构通过压缩和拉紧它有效地将重量分布在其复杂的系统中。
桁架桥的缺点是什么?
使用桁架桥跨越一段距离的主要缺点是它们通常比其他桥梁占用更多的空间。因此,当没有足够的空间容纳结构时,桁架桥可能不是最佳选择,因为它可能不适合。
使用桁架桥有什么好处?
桁架桥最显着的好处是它们允许我们跨越相当长的距离,而不会对结构造成显着的重量损失。此外,这种风格允许我们在建筑物体积影响自然环境的区域建造桥梁。
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