ما هي عوارض الصندوق الفولاذي وعوارض الألواح؟
A عارضة مربع الصلبعبارة عن عارضة مجوفة ومغلقة- يتم تصنيعها عن طريق لحام ألواح الصلب في مقطع عرضي مستطيل أو مربع أو شبه منحرف-. نظرًا لأن القسم مغلق، فإنه يطور تدفق قص مستمر تحت الالتواء ويوفر صلابة الالتوائية عالية جدًا. تُستخدم العوارض الصندوقية على نطاق واسع في الجسور المنحنية، والكابلات الطويلة-المثبتة-والجسور المعلقة، والطرق السريعة الحضرية المرتفعة وعوارض الرافعات الثقيلة-.
A العارضة لوحة الصلبعبارة عن عارضة مبنية على -على شكل I-(أو على شكل H-) يتم تجميعها عن طريق لحام أو ربط ألواح فردية - لوحة ويب وألواح شفة علوية/سفلية - مع أدوات التقوية. وهو عبارة عن مقطع مفتوح ذو كفاءة عالية في مقاومة الانحناء الرأسي على طول محوره القوي، ويستخدم بشكل شائع في جسور الطرق السريعة المدعومة ببساطة والمستمرة، ومدارج الرافعات الصناعية وعوارض النقل.
كلا النوعين عبارة عن أعضاء هيكلية مخصصة-وليست أقسام قياسية ملفوفة. ويخضع الاختيار بينهما لطول الامتداد، ومسار التحميل، والانحناء، والوصول إلى البناء، وتكلفة دورة الحياة-. يشرح هذا الدليل الاختلافات الفنية ويقدم طريقًا عمليًا للاختيار لمشاريع الجسور والبناء.
الاختلافات الرئيسية في لمحة
| عنصر المقارنة | عارضة صندوق فولاذي | العارضة لوحة الصلب |
|---|---|---|
| مقطع عرضي-. | مستطيل مغلق أو مربع أو شبه منحرف | افتح الشكل I أو H |
| صلابة الالتوائية | عالي (تدفق القص المغلق) | منخفض (مقطع مفتوح، يحتاج إلى تقوية) |
| سلوك الانحناء | ممتاز في كل الاتجاهات | ممتاز حول المحور القوي فقط |
| مقاومة القص | مشتركة بين شبكتين أو أكثر | تحملها شبكة واحدة |
| الاستقرار العالمي | مقاومة عالية للانبعاء الالتوائي-الجانبي | يتطلب تقوية جانبية وتقوية |
| تعقيد التصنيع | عالية (خلايا مغلقة، والعديد من أدوات التقوية، ولحامات الاختراق الكامل-) | معتدل (التجميع المستوي، الخطوط الآلية ممكنة) |
| تجميع الموقع | في الغالب الأجزاء ملحومة، -لحام على ارتفاعات عالية | في كثير من الأحيان-وصلات مثبتة بمسامير عالية القوة |
| تطبيق نموذجي | منحدرات منحنية، ومساحات طويلة، وأسطح واسعة | الجسور المتوسطة المستقيمة، عوارض الرافعات، كمرات النقل |
| صيانة | فراغ مغلق، إزالة الرطوبة مطلوبة، مساحة صغيرة مكشوفة | سطح مكشوف أكبر، فحص أسهل |
مقارنة الأداء الهيكلي
تصلب الالتوائية
يُحدث المقطع العرضي للصندوق المغلق- تدفقًا مغلقًا للقص عند الالتواء، مما يمنع الالتواء ويعطي مقاومة التوائية أكبر بكثير من المقطع I-المفتوح ذي الوزن المماثل. وهذا يجعل العوارض الصندوقية الاختيار القياسي للجسور المنحنية أفقيًا وللأسطح المحملة بشكل لامركزي بواسطة المركبات الثقيلة.
القدرة الانثناءية
في العارضة الصندوقية، تكون ألواح الحافة العلوية والسفلية عريضة وتساهم في لحظة كبيرة من القصور الذاتي، مما يوفر قدرة انحناء عالمية عالية في كلا الاتجاهين. تعمل العارضة اللوحية على تركيز المواد في حافتين مفصولتين بشبكة عميقة واحدة؛ إنه فعال للغاية بالنسبة لأحمال الجاذبية التي تعمل عموديًا، ولكن صلابته الجانبية (المحور - الضعيفة) محدودة.
مقاومة القص والاستقرار
تتم مشاركة القص في العارضة الصندوقية بواسطة شبكتين أو أكثر، وتقوم الأغشية الداخلية بتقييد الشبكات ضد التواء القص، لذلك يمكن استخدام الشبكات الرقيقة اقتصاديًا. تعتمد العارضة اللوحية على شبكة واحدة؛ تتطلب الشبكات النحيلة العميقة أدوات تقوية عرضية وطولية لمنع التواء القص القطري. لنفس السبب، تكون العوارض اللوحية أكثر عرضة للانبعاء الالتوائي الجانبي-وتحتاج إلى نظام تقوية للأطوال الطويلة غير المقواة.
التصنيع والتركيب والصيانة
| وجه | عارضة صندوق فولاذي | العارضة لوحة الصلب |
|---|---|---|
| الطلب على اللحام | لحام -كامل الاختراق، ولحام داخلي مقيد متعدد الخلايا-، يتطلب اختبار NDT | في الغالب اللحامات ذات الاختراق الجزئي أو -الجزئي؛ تشويه أسهل للسيطرة عليها |
| متجر الجاهزة | الأجزاء (خلية-مفردة أو خلايا-متعددة) المبنية في المتجر، ويتم نقلها إلى الموقع | عوارض كاملة أو مجزأة؛ قطع أخف وزنا، وانخفاض الطلب على النقل |
| تجميع الموقع | الأجزاء المرتبطة باللحام؛ التحكم في المحاذاة أمر بالغ الأهمية | في كثير من الأحيان-وصلات مثبتة بمسامير عالية القوة؛ تركيب أسرع |
| رفع | مطلوب رافعات ثقيلة الوزن-ذاتية الحمولة،-كبيرة الحجم | أوزان معتدلة، وأقل تطلبًا على قدرة الرافعة |
| الحماية من التآكل | يحتاج التجويف المغلق إلى طلاء داخلي أو إزالة الرطوبة؛ المساحة الخارجية صغيرة | جميع الأسطح مكشوفة؛ إن عملية السفع بالخردق والطلاء والفحص بسيطة |
بالنسبة للعوارض الصندوقية، تعتمد مراقبة الجودة على مواصفات إجراءات اللحام المؤهلة (WPS)، والاختبارات غير المدمرة -للوصلات المهمة والتجميع التجريبي للقطاعات المطابقة. بالنسبة لعوارض الألواح، عادة ما تكون خطوط اللحام الآلية وفحوصات الأبعاد القياسية كافية. يتم تزويد كلا النوعين بشهادات مطحنة المواد ومعالجة الأسطح مثل السفع بالخردق إلى Sa 2.5 مع طلاء تمهيدي غني بالزنك - وطلاءات نهائية، بما يتماشى مع ISO 12944 لفئة التآكل بالمشروع.
كيفية الاختيار بين عوارض الصندوق واللوحة
حدد أالعارضة لوحة الصلبعندما تكون المحاذاة مستقيمة، يكون مسار التحميل عموديًا بشكل أساسي وتكون الميزانية محدودة: يمكن إنتاجها بكميات كبيرة-على خطوط آلية، وتكون أخف في النقل والرفع، وتتصل بسرعة باستخدام مسامير عالية القوة-. إنه حل مثبت للامتدادات المدعومة ببساطة والمستمرة في المدى المتوسط، وعوارض الرافعات وعوارض نقل المباني.
حدد أعارضة مربع الصلبعندما يكون الجسر منحنيًا أو منحرفًا، عندما تكون الأحمال الحية غير مركزية، عندما تتطلب المسافات الطويلة أو الأسطح العريضة عددًا أقل من الأرصفة، أو عندما يكون المظهر العصري الناعم ومساحة السطح منخفضة الصيانة من الأولويات. تُفضل العوارض الصندوقية أيضًا للجسور في مناطق الرياح العالية نظرًا لأن المظهر الجانبي المغلق يمكن تشكيله ديناميكيًا هوائيًا، ولمخططات الإطلاق الإضافية.
يجب تصميم كلا النوعين وفقًا للكود الحاكم لمنطقة المشروع - على سبيل المثال AASHTO LRFD في أمريكا الشمالية، أو Eurocode 3 (EN 1993) في أوروبا، أو سلسلة GB 50017 / GB 50010 في الصين - باستخدام درجات الفولاذ الإنشائي مثل ASTM A709 Grade 50، أو EN 10025 S355، أو GB/T 1591 Q355/Q420 مع متطلبات قابلية اللحام والمتانة المقابلة.
احصل على مراجعة وعرض أسعار مجانيين لاختيار العارضة
الأسئلة المتداولة
ما هي الأنواع الرئيسية من عوارض الصندوق؟
يتم تصنيف العوارض الصندوقية حسب شكل المقطع العرضي-كالمستطيلة أو شبه المنحرفة أو الدائرية، ومن خلال ترتيب الخلايا كعوارض مربعة مفردة-خلية أو متعددة-خلايا أو متعددة-. يعد الصندوق الفولاذي شبه المنحرف (المثلث-القاع) شائعًا في -الكابلات الطويلة-المثبتة والجسور المعلقة بسبب كفاءته الديناميكية الهوائية.
لماذا تُفضل العوارض الصندوقية للجسور المنحنية؟
يتم تحميل سطح الجسر المنحني عموديًا والالتوائيًا. يقاوم قسم الصندوق المغلق الالتواء من خلال تدفق القص المغلق ولا يحتاج إلى دعامات خارجية، مما يحافظ على سطح السفينة مضغوطًا ويسمح بنصف قطر أفقي ضيق دون تشويه مفرط.
هل العوارض اللوحية أرخص من العوارض الصندوقية؟
بشكل عام نعم بالنسبة للمسافات البسيطة والمستقيمة. إن تصنيع عوارض الألواح يكون مستوًا وسهل التشغيل الآلي، ويتم استخدام المواد بالقرب من المحور المحايد فقط عند الحاجة، ويكون التركيب أسرع باستخدام وصلات مثبتة بمسامير. تعتمد المقارنة على الامتداد وعرض السطح ودرجة الفولاذ وظروف الموقع، لذلك هناك حاجة إلى تقدير هندسي لكل مشروع.
ما هي متطلبات اللحام والفحص المطبقة على عوارض الصندوق؟
عادةً ما تكون اللحامات الرئيسية عبارة عن لحامات كاملة الاختراق - يتم تنفيذها بموجب مواصفات إجراءات اللحام المؤهلة (WPS) ويتم فحصها بواسطة اختبار الموجات فوق الصوتية (UT) أو التصوير الشعاعي (RT) أو اختبار الجسيمات المغناطيسية (MT). تتضمن الوثائق المرجعية AWS D1.5 للحام الجسور وEN 1090 لتنفيذ الهياكل الفولاذية.
هل يمكن استخدام العارضة اللوحية لفترات طويلة؟
نعم، مع شبكة أعمق ونظام تقوية، يمكن أن تمتد العوارض اللوحية لمسافات كبيرة، ولكن بعد مدى معين، فإن الفولاذ الإضافي للتقوية والتدعيم يجعل العارضة الصندوقية أكثر اقتصادا، خاصة عندما يتعلق الأمر بالالتواء أو الانحناء.
ما هي درجات الفولاذ المستخدمة عادةً في عوارض الجسور؟
تشمل الدرجات الشائعة ASTM A709 Grade 36/50/50W للمشروعات الأمريكية، وEN 10025 S355J2 وS355NL في أوروبا، وGB/T 714 أو GB/T 1591 مثل Q355 وQ420 في الصين. تعتمد الدرجة النهائية على قوة الخضوع والمتانة عند درجة حرارة التصميم ومتطلبات قابلية اللحام للمشروع.