Articles

Material som används för brokonstruktion

material som används i brokonstruktion

stenar, timmer, betong och stål är de traditionella materialen som används för att utföra brokonstruktion. Under den inledande perioden användes timmer och stenar i konstruktionen, eftersom de direkt erhålls från naturen och är lättillgängliga.

tegel användes som ett undergruppsbyggnadsmaterial tillsammans med stenkonstruktion. Stenar som byggmaterial var mycket populära på grund av dess hållbara egenskaper. Många historiska broar gjorda av stenar är fortfarande närvarande som en symbol för tidigare arkitektonisk kultur.

men en del av träbron har tvättats bort eller befinner sig i nedbrytningsstadiet på grund av deras exponering för miljöförhållandena.

med tiden har brokonstruktionen genomgått mer utveckling när det gäller material som används för konstruktion än baserat på brotekniken.

betong och stål är konstgjorda raffinerade material. Brokonstruktionen med dessa konstgjorda material kan kallas den andra perioden av brotekniken. Detta var därför början på modern broteknik.

moderna broar använder betong eller stål eller i kombination. Olika andra innovativa material utvecklas så att de väl kan passa med broterminologierna.

inkorporering av fibrer som kommer i kategorin Höghållfasta material ingår nu för konstruktion av broar. Dessa material används också för att stärka befintliga broar.

stenar för brokonstruktion

under lång tid i historien har stenen använts i och som en enda form. De används huvudsakligen i form av bågar. Detta beror på att de har högre tryckhållfasthet.

användningen av stenar gav ingenjörerna lätt att bygga broar som är estetiskt topp och hög hållbarhet.

när man överväger historien om brokonstruktion med stenar var romarna de största byggarna av broar med stenar. De hade en klar uppfattning och förståelse för belastningen över bron, geometrin samt materialegenskaperna. Detta fick dem att bygga mycket större spännbroar jämfört med någon annan brokonstruktion under den perioden.

perioden var också konkurrenskraftig för kinesiska. Kina hade också utvecklat en stor bro som heter den berömda Zhuzhou-bron. Zhuzhou-bron är världens kända äldsta öppna spandrel -, sten-och segmentbågsbro. Nihonbashi är den mest kända stenbron i Japan. Detta kallas Japan Bridge.

Zhuzhou bro, Kina

Zhuzhou bro, Kina

Fig.1: Zhuzhou bridge, Kina

med tiden har stenbroarna visat sig vara mest effektiva och ekonomiska på grund av den hållbarhet och låga underhållsgaranti som den ger under hela sin livstid.

timmer eller trä för brokonstruktion

trämaterialet användes mycket i byggandet av broar, till skillnad från idag, där det används för byggande av byggnadsarbeten och relaterade. Numera ger stål och betong ett högre utbud av arbetsflexibilitet, att användningen av trä och virke för megaarbeten minskade.

men det finns innovationer relaterade till bevarande av trä, vilket har bidragit till att öka efterfrågan på trä i strukturer.

trä som ingenjörsmaterial har fördelen av hög seghet och förnybar i naturen. De erhålls direkt från naturen och är därför miljövänliga.

träets låga densitet gör att den får hög specifik styrka. De har ett märkbart styrka värde med ett lägre värde av densitet. Denna egenskap gör att de transporteras enkelt.

några av nackdelarna med trä som byggmaterial är att det är:

  • mycket anisotropisk i naturen
  • mottaglig för termiter, infestationer och trämask
  • mycket brännbar
  • mottaglig för röta och sjukdom
  • kan inte användas för hög temperatur

det finns en mängd olika träbroar runt om i världen. Figur – 2 visar den matematiska bron i Cambridge. En annan bro är Togetsu-Kyo-bron över Katsura-floden i Kyoto.

Matematisk Bro, Cambridge

Matematisk Bro, Cambridge

Fig.2: Den Matematiska Bron, Cambridge

togetsu-kyo-bridge-japan

togetsu-kyo-bridge-japan

Fig.3. Togetsu-Kyo-bron, Japan

stål för brokonstruktion

stål får hög hållfasthet jämfört med något annat material. Detta gör den lämplig för konstruktion av broar med längre spännvidd. Vi vet att stål är en kombination av legeringar av järn och andra element, främst kol.

baserat på mängden och variationen av elementen ändras egenskaperna hos samma i enlighet därmed. Egenskaperna hos draghållfasthet, duktilitet och hårdhet påverkas av förändringen i dess konstitution.

stålet som används för normal konstruktion har flera hundra Mega Pascal styrka. Denna styrka är nästan 10 gånger större än kompressions-och draghållfastheten erhållen från en normal Betongblandning.

den största inbyggda egenskapen hos stål är duktilitetsegenskapen. Detta är deformationsförmågan innan den slutliga brytningen tenderar att hända. Denna egenskap av stål är ett viktigt kriterium vid konstruktion av strukturer.

 Hachimanbashi Bro

Hachimanbashi Bro

Fig.4. Hachimanbashi Bridge

den första järnbroen, Danjobashi Bridge som byggdes 1878 i Japan. Figuren-4 nedan visar Danjobashi-bron. Danjobashi Bridge flyttades till den nuvarande platsen och namngavs som Hachimanbashi Bridge 1929.

den har stort historiskt och tekniskt värde som en modern bro. Bron hedrades av American Society of Civil Engineers år 1989.

den kemiska sammansättningen och tillverkningsmetoden bestämmer egenskaperna hos konstruktionsstål. De viktigaste egenskaperna som ska specificeras av brodesignerna när det är nödvändigt att ange produkterna är:

  • styrka
  • seghet
  • duktilitet
  • hållbarhet
  • svetsbarhet

när vi nämner stålstyrkan innebär det både utbytet och draghållfastheten. Eftersom strukturerna är mer utformade i det elastiska steget är det mycket viktigt att känna till värdet av sträckgräns.

sträckgräns används mest eftersom det är mer specificerat i designkoderna. I Japan är den rekommenderade koden utformad för ultimat styrka. Till exempel, SS400 betecknad med den ultimata styrkan på 400MPa. Detta är ett undantag.

egenskapen för duktilitet är mycket beroende av designers och ingenjörer för designaspekterna relaterade till bultgruppens mönster och fördelningen av stress vid de ultimata gränsförhållandena. En annan viktig egenskap är korrosionsbeständigheten genom användning av vittringsstål.

betong för brokonstruktion

de flesta av de moderna brokonstruktionerna använder betong som huvudmaterial. Betongen är bra i kompression och svag i draghållfasthet. De armerade betongkonstruktionerna är det botemedel som läggs fram för detta problem.

betongen tenderar att ha ett konstant värde av elasticitetsmodul vid lägre stressnivåer. Men detta värde minskar vid ett högre stressförhållande. Detta kommer att välkomna bildandet av sprickor och senare deras förökning.

andra faktorer som betong är mottagliga för är termisk expansion och krympningseffekter. Kryp bildas i betong på grund av långvarig stress på den.

betongens mekaniska egenskaper bestäms av betongens tryckhållfasthet.

den förstärkta eller förspända betongen används för konstruktion av broar. Förstärkningen i R. C. C ger duktilitetsegenskapen till strukturen. Numera tillhandahålls duktilitetsförstärkning som ett ytterligare krav främst i jordbävningsresistent konstruktion.

RCC är numera Tillverkad av stål, polymer eller annan kombination av kompositmaterial. Mycket hållbara material finns tillgängliga som kan ta rollen som cement. Detta är en ny innovation inom hållbar brokonstruktion.

jämfört med RCC-brokonstruktion är förspänd betong den mest föredragna och anställda. En förkompressiv kraft induceras i betongen med hjälp av höghållfasta stålsenor före den faktiska servicebelastningen.

därför kommer denna tryckspänning att motstå dragspänningen som kommer under de faktiska belastningsförhållandena. Förspänningen induceras i betong antingen genom efterspänning eller genom förspänning av stålarmeringen.

många nackdelar med normal armerad betong som hållfasthetsbegränsningar, tunga strukturer, byggnadssvårigheter löses med förspänd betong.

Läs också: vilka typer av betong? Vilka är deras ansökningar?

kompositmaterial i brokonstruktion

kompositmaterial utvecklas och används både för byggande av nya broar och för rehabiliteringsändamål.

fiberförstärkt plast är ett sådant material som är en polymermatris. Detta förstärks med fibrer som kan vara antingen glas eller kol. Dessa material är lätta i vikt, hållbara, höghållfasta ger och formbar i naturen.

ny lösning och material uppmuntras på grund av problemen med försämring av stål-och betongbroarna står inför.

ett annat material är den reaktiva pulverbetongen (RPC ) som utvecklades i Korea. Detta material är en form av högpresterande betong som är förstärkt med stålfibrer. Denna blandning hjälper till att göra smala kolumner för broar med längre spännvidd. Detta garanterar också hållbarhet i stor utsträckning.

kompositmaterial används vid reparation av brokolonner och andra stödelement för att förbättra duktiliteten och motståndet mot den seismiska kraften.

Epoxiimpregnerade glasfiber används för att täcka kolonnen (kolumner som är icke-duktila i naturen). Detta är ett alternativ för stålmanteltekniken.

typer av byggmaterial, deras egenskaper och användningsområden i byggnadsarbeten

hälsofrågor med byggmaterial under och efter Konstruktion

Brolager – typer av lager för brokonstruktioner och detaljer

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.