تصميم الجسور المنحنية (مع رسم بياني)
بعد قراءة هذا المقال سوف تتعلم عن تصميم الجسور المنحنية.
عادة ما يتم توفير جسور منحنية للجسور والتقاطعات حيث يتم تحويل ممرات المرور المتباعدة إلى جسر متعدد الجسور أو جسر فوقي والعكس صحيح. أحد الأمثلة على ذلك هو جسر Hooghly الثاني في كلكتا مع مسار مقسم من 6 حارات على الجسر الرئيسي فوق النهر وعلى الجسور المقاربة على جانبي كالكوتا وهوراه.
تتألف التقاطعات على جانبي كلكتا وهورا من عدد من أذرع الممرات الفردية أو المزدوجة. يقع جزء من جسر نهاية كلكتا وبعض أذرع التقاطعات الجانبية لكلكتا وحوراء على منحنيات كما هو موضح في الشكل 9.12.
في بعض الأحيان ، يلزم بناء الجسور المنحنية على القنوات عند تقييد الأرض داخل مدينة أو مدينة بحيث يكون بناء هذا الجسر هو الإمكانية الوحيدة.
نوع من أرصفة:
اختيار نوع أرصفة للجسور المقوسة و التبادلية ليس مشكلة ما عدا في الحالات التي توجد فيها حارات المرور أدناه. عندما تقع ممرات المرور أسفل هياكل الجسر أو التبادل أو حيث يتم بناء الجسر فوق القناة ، يؤثر الرصيف المستطيل العادي على تدفق حركة المرور في حالة التدفق السابق للمياه في حالة حدوثها (الشكل 9.13a) .
لذلك ، في ظل مثل هذه الظروف ، يكون الرصيف الدائري إما صلبًا أو مجوفًا ، مع غطاء للرأس فوق الزوايا اليمنى إلى محور الجسر هو الحل الصحيح (الشكل 9.13b) وفي هذه الحالة يكون التدفق سلسًا.
تخطيط المحامل:
لا يمثل محور سطح الجسر للجسر المنحني خطًا مستقيمًا ويغير اتجاهه في كل نقطة ، ولهذا السبب ، لا تكون أغطية الرصيف أو الدعامة التي تدعم السطح من خلال المحامل متوازية مع بعضها البعض ، على الرغم من أنها في الزاوية اليمنى محور الجسر في هذه المواقع.
ولكن بما أن محور الجسر يغير اتجاهه من غطاء للرأس إلى آخر ، فإنه يتطلب دراسة متأنية فيما يتعلق بإصلاح محور المحامل المعدنية ، سواء كانت أسطوانية أو هزازة أو معلقة أو انزلاقية ، على الرغم من عدم وجود مشكلة من هذا القبيل في الأحوال العادية من محامل المرنة أو محامل وعاء من المطاط والتي تكون حرة للتحرك في أي اتجاه والسماح بحرية حركة أفقية ودورانية للبنية الفوقية.
يجب أن يكون اتجاه المحامل المعدنية الحرة بحيث يتزامن اتجاه ترجمة المحامل مع اتجاه حركة سطح الجسر. محور الجسر المنحني يغير اتجاهه في كل نقطة ، وبالتالي فإن محور الجسر على رصيفين متجاورين ليس هو نفسه.
لذلك ، يتم تحديد الطريقة التي يجب أن يوضع بها محور المحامل ، سواء في الزاوية اليمنى إلى محور الجسر في هذا الموقع أو ما إذا كان موازيا لمحور الرصيف أو في أي اتجاه آخر بحيث أن الحركة الحرة لل يسمح سطح السفينة بسبب الاختلاف في درجة الحرارة دون أي عرقلة. يمكن العثور على اتجاه حركة سطح جسر منحني في المحامل الحرة نظريًا من الشكل 9.14.
ينقسم سطح الجسر المقوس AG إلى ستة أجزاء متساوية ، AB ، BC ، CD إلخ ، ويمكن اعتبار هذه الأطوال مساوية لأطوال الوصلات AB ، BC ، CD إلخ ، خاصة عندما يكون عدد القسائم كبيرًا. اجعل طول هذه الأوتار مساوياً لـ "1" والتغيير في الطول بسبب زيادة درجة الحرارة يكون "δ1". لذلك ، فإن كل الأوتار AB ، BC ، CD إلخ. تزداد بنسبة 81 بشكل طفيف.
يمكن حل هذه الأطوال المتزايدة في اتجاهين عمودين. على طول AG وعمودي على AG. الزيادة في طول AB ، BC ، CD على طول اتجاه AG هو δ1cosθ A ، δ1cosθ B ، δ1cosθ c على التوالي وزيادة AB ، BC ، CD على طول الاتجاه المتعامد (الخارج) هو δ1sinθ A ، δ1sinθB ، s1sinθc على التوالي.
وبالمثل ، فإن الزيادة في طول DE و EF و FG على طول AG هي δ1cosθ E و δ1cosθ F و δ1cosθ G وعلى طول الاتجاه المتعامد (الداخل) هي δ1sinθ E و δ1sinθF و δ1sinθ G على التوالي. ولكن بما أن θ A = θ G و θ B = θ F و θc = θ E ومجموع 8 s1sinθ من النصف الأيسر يكون خارجاً ويكون تجميع δ1sinθ من النصف الأيمن هو الداخل ، وتوازن الحركات الخارجية والداخلية الحركة الصافية في الاتجاه العمودي هي صفر. .
ولذلك ، فإن حركة سطح الجسر المقوس AG بسبب تغير درجة الحرارة ستكون على طول AG أي خط الوتر الذي ينضم إلى محور الجسر من رصيف إلى آخر وتكون الحركة الصافية ∑δ1cosθ.
ومن ثم يجب أن يكون محور التحميل بزاوية قائمة على خط الوصلة AG كما هو موضح في الشكل 9.14d. وﻣﻊ ذﻟك ، ﻋﻧد اﺳﺗﺧدام ﻣﺣﺎﻣل ﻣﺳﺗﺧدﻣﺔ ﻣرﻧﺔ ، ﻻ ﯾﻧﺑﻐﻲ إﺟراء ھذا اﻟﻧظر ﻷن ھذه اﻟﻣﺣﺎﻣﺎت ﺣرة ﻓﻲ اﻟﺗﺣرك ﻓﻲ أي اﺗﺟﺎه.
ردود الفعل على أرصفة:
يوضح الشكل 9.15 مخطط سطح جسر منحني. ينتج الحمل الميت من سطح السفينة والحمل المباشر (خاصة عندما يكون خارجياً غريب الأطوار) التواء في السطح مما يسبب تفاعلًا إضافيًا على التفاعل الطبيعي عند الحافة الخارجية أو المحامل الخارجية عند B و D ولكن مع تخفيف بعض التفاعل عند A و ج. يجب مراعاة هذه الجوانب على النحو الواجب في تصميم المحامل والبنية التحتية والأساسات.
العامل الآخر الذي يثير رد فعل إضافي عند B و D هو قوة الطرد المركزي للمركبات المتحركة. قوة الطرد المركزي التي تعمل على ارتفاع 1.2 متر فوق سطح الجسر ستسبب لحظة تساوي قوة الطرد المركزي مضروبة في عمق السطح أو العارضة بالإضافة إلى 1.2 متر وهذا سيحفز تفاعل إضافي عند B و D.
تصميم البنية الفوقية:
كل من الحمل الميت والحمل الحي سيحث على الالتواء في سطح السفينة. لا يؤثر هذا المرض كثيراً على تصميم سطح لوح صلبة حيث أن الفاصل الزمني أقل وبالتالي تكون اللحظة الالتوائية أقل. ومع ذلك ، قد يتم التحقق من الإجهاد الالتوائي ويتم توفير فولاذ إضافي إذا تجاوز الضغط القيمة المسموح بها.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن الزاويتين الداخليتين A و C (حيث قد يحدث التواء بسبب انحراف سطح السفينة) ستزودان ببعض التعزيز العلوي كما هو الحال في زوايا الزاوية الحادة لجسر انحراف. في جسور العوارض ، فإن الالتواء الناتج عن الحمولة الميتة والحية سيؤدي إلى زيادة الحمل على العارض الخارجي ويعطي راحة للعارضة الداخلية بالإضافة إلى التوزيع الطبيعي للحمل.
إن ثني سطح الجسر في المخطط بسبب قوة الطرد المركزي الجانبية يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار ،
قوة الطرد المركزي سوف تتسبب أيضًا في التواء سطح السفينة والتي يمكن أن تؤخذ على قدم المساواة مع قوة الطرد المركزي مضروبة في المسافة من c g. من سطح السفينة إلى 1.2 متر فوق سطح السفينة. ستدفع هذه اللحظة الالتوائية مزيدًا من الحمل على العارض الخارجي وتضفي مزيدًا من الراحة على العوارض الداخلية. لذلك ، فإن العارض الخارجي للجسر المنحني يجب أن يحمل حمولة أكثر من العارض الخارجي لجسر مستقيم عادي.
لمنع انقلاب المركبات المتحركة بسبب قوة الطرد المركزي ، يجب توفير ارتفاع فائق في سطح الجسر كما هو منصوص عليه في المعادلة التالية.
Superelevation ، e = V 2 / 225R (9.1)
حيث ، e = ارتفاع عظمى بالمتر لكل متر
V = السرعة بالكيلومتر. في الساعة
R = نصف القطر بالمتر.
يقتصر الإرتفاع الفائق الذي يتم الحصول عليه من المعادلة 9.1 إلى 7 في المائة. ومع ذلك ، سيكون من المستصوب ، على الأجزاء الحضرية ذات التقاطعات المتكررة ، الحد من الارتفاع الفائق إلى 4 في المائة. يمكن توفير الارتفاع الفائق في لوح السطح عن طريق رفع لوح السطح باتجاه المنحنى الخارجي كما هو موضح في الشكل 9.16.
يمكن تحقيق الارتفاع الفائق المطلوب عن طريق زيادة ارتفاع الركائز نحو المنحنى الخارجي (الحفاظ على عمق العارضة نفسه بالنسبة للجميع) كما هو موضح في الشكل 9.16a أو عن طريق زيادة عمق العوارض نحو المنحنى الخارجي (الحفاظ على ارتفاع قاعدة التمثال نفس الشيء بالنسبة للجميع) كما هو الحال في الشكل 9.16 ب ولكن الأول هو الأفضل لهذا الأخير من الناحية الاقتصادية والإنشائية.
تصميم المحامل:
بالإضافة إلى الاعتبارات المعتادة لتصميم المحامل ، يجب مراعاة تأثير قوة الطرد المركزي واللحظة الالتوائية كما يجب أن يتم تصميم المحامل وفقاً لذلك.
يجب أن يكون تفصيل المحامل بحيث يتم تقييد السطح المدعوم على المحامل من الحركة الأفقية في الاتجاه العرضي نتيجة لتأثير قوة الطرد المركزي بالإضافة إلى القوة الزلزالية بسبب الأحمال الميتة والمباشرة.
تصميم البنية التحتية والأساسات:
أثناء الإعداد لتصميم البنية التحتية والأساس ، يجب إيلاء الاعتبار الواجب لرد الفعل الإضافي على جانب واحد من الرصيف بسبب الالتواء والقوة الأفقية الإضافية في الجزء العلوي من الرصيف بسبب قوة الطرد المركزي.
