Czym jest ortotropowy pomost stalowy mostu?
Ortotropowy pomost stalowy (OSD) to pomost mostowy, w którym cienka blacha stalowa jest usztywniona żebrami i belkami poprzecznymi. Blacha pomostu jest też górnym pasem belek poprzecznych i głównych dźwigarów. FHWA opisuje to jako wydajny system, bo oszczędza materiał i zwiększa sztywność.
Nazwa i pochodzenie
Słowo jest skrótem od ortogonalno-anizotropowy. Żebra i belki poprzeczne są ortogonalne, a pomost ma różną sztywność w obu kierunkach. Niemieccy inżynierowie opracowali pierwszy most z OSD w latach 30. XX wieku, a pierwszy pomost zbudowano w 1936 roku.
Części
- Blacha pomostu. Płaska blacha stalowa przenosząca obciążenia kół, z warstwą ścieralną na wierzchu.
- Żebra. Biegną wzdłuż mostu i są przyspawane do spodu blachy.
- Belki poprzeczne. Biegną w poprzek mostu i przenoszą żebra na główne dźwigary. Inne nazwy to poprzecznica i przepona.
Żebra otwarte to płaskowniki, profile bulbowe, odwrócone kształtowniki teowe lub kątowniki. Żebra zamknięte mają przekrój trapezowy, w kształcie litery U lub V, przy czym najczęstszy jest trapezowy. Żebro zamknięte lepiej przeciwstawia się skręcaniu, więc rozkłada obciążenie koła na sąsiednie żebra. Żebra otwarte zapewniają łatwy dostęp od dołu do kontroli i konserwacji.
Zastosowanie
FHWA wymienia w Stanach Zjednoczonych trzy zastosowania:
- długie przęsła, gdzie istotny jest niski ciężar własny
- dźwigary skrzynkowe ze smukłymi blachami wymagającymi usztywnienia
- wymiana pomostów w istniejących dużych mostach
Warstwa ścieralna
Nawierzchnia na stalowym pomoście jest bitumiczna lub polimerowa. Systemy bitumiczne obejmują asfalt lany i asfalt epoksydowy. Systemy polimerowe obejmują żywice epoksydowe, metakrylany i poliuretany.
Zmęczenie i kontrola
Zmęczenie jest głównym zagadnieniem projektowym. Obciążenia ruchome od pojedynczych kół decydują o projekcie, a spoiny są trudne do analizy. Spoina żebro-pomost i połączenie żebro-belka poprzeczna są wrażliwe na zmęczenie. FHWA wymienia te metody kontroli oprócz oględzin wzrokowych:
- badanie penetracyjne barwnikowe
- badanie magnetyczno-proszkowe
- badanie ultradźwiękowe, w tym fazowe
- badanie radiograficzne
- impulsowe prądy wirowe
- badanie emisji akustycznej
Kontrolujący może potrzebować sprzętu dostępowego, aby dotrzeć do detali żeber.
Uwaga o lotniskach
Nawierzchnia lotniskowa nie jest pomostem ortotropowym. Źródła FAA i EASA użyte w tym słowniku nie wspominają tego terminu. Wpis znajduje się na tej stronie wyłącznie jako słownictwo konstrukcyjne.
Często zadawane pytania
- Co oznacza ortotropowy?
- Ortotropowy to skrót od ortogonalno-anizotropowy. Żebra i belki poprzeczne są ustawione pod kątem prostym względem siebie, a pomost ma różną sztywność w obu kierunkach. Słowo wymyślili niemieccy inżynierowie, a patent zarejestrowano w 1948 roku.
- Jaki typ żeber jest powszechny w nowoczesnych pomostach ortotropowych?
- Żebra zamknięte, najczęściej trapezowe. Lepiej przeciwstawiają się skręcaniu niż żebra otwarte, więc rozkładają obciążenie koła na sąsiednie żebra. Nowoczesne projekty zwykle nie stosują żeber otwartych pod bezpośrednim obciążeniem ruchem.
- Dlaczego ortotropowe pomosty stalowe pękają?
- Przyczyną pęknięć jest zmęczenie. Powtarzające się obciążenia kół decydują o projekcie, a spawane detale trudno poddać analizie. Spoina żebro-pomost i połączenie żebro-belka poprzeczna to detale, które FHWA nazywa wrażliwymi na zmęczenie.
Bibliografia
- fhwa-if-12-027
- Manual for Design, Construction, and Maintenance of Orthotropic Steel Deck Bridges (FHWA-IF-12-027) Federal Highway Administration
- fhwa-focus-2012-osd
- FHWA Focus, April 2012: Manual for Design, Construction, and Maintenance of Orthotropic Steel Deck Bridges Federal Highway Administration
To wpis referencyjny. TarmacView świadczy usługi inspekcji dronami i nie sprzedaje sprzętu ani materiałów opisanych w tym słowniczku.