Da Robert J. Commins Recensori Tecnici il Dott. Luis Prieto-Portar Alfredo Samuele AMDE M. WOLDE-TINSAE Published By VITA 1600 Boulevard di Wilson, Seguito 500 Arlington, Virginia i 22209 Stati Uniti Tel: 703/276-1800 * il Facsimile: 703/243-1865 Internet: pr-info@vita.org Understanding Ponte Su piccola scala che Costruisce ISBN: 0-86619-306-5 [C] 1990, Volontarii in Assistenza Tecnica
PREFACE
Questa carta è una di una serie pubblicata da Volontarii in Tecnico Assistenza per provvedere un introudction a specifico all'avanguardia le tecnologie di intrest a persone in paesi in sviluppo. Si intende che le carte siano usate come orientamenti per aiutare, tecnologie di chooe di persone che sono appropriate alle loro situazioni. Non si intende che loro provvedano costruzione o la realizzazione, Persone di details. sono esortate per contattare VITA o un'organizzazione simile per informazioni ulteriore ed assistenza tecnica se loro scoperta che una tecnologia particolare sembra soddisfare le loro necessità. Le carte nella serie furono scritte, furono fatte una rassegna, e furono illustrate quasi completamente da VITA Volunteer esperti tecnici su un puramente basis. volontario che Alcuni 500 volontarii stati comportati nella produzione dei primi 100 titoli pubblicati, mentre offrendo approssimativamente 5,000 ore del loro time. il personale di VITA incluse Patrice Matthews produzione che maneggia, e Margaret Crouch come direttore di progetto. L'autore della carta, Robert J. Commins è un pensionato civile ingegnere che ha aiutato VITA risponde domande tecniche in tutto il terzo Mondo.
La carta fu fatta una rassegna dal Dott. Luis Prieto-Portar, il Direttore di Lavori pubblici per la Città di Miami, Samuele di Alfredo, un pensionato ingegnere civile che si specializza nel potere di acqua, ed Amde M. Wolde-Tinsae, un professore col Reparto dell'Ingegneria Civile a l'Università di Maryland.
VITA è un'organizzazione privata, disinteressato che sostiene persone lavorando su problemi tecnici in paesi in sviluppo. VITA informazioni di offerte ed assistenza puntarono ad individui utili e gruppi per selezionare e perfezionare le tecnologie appropriano il loro situations. VITA mantiene un Servizio di Indagine internazionale, un centro di documentazione specializzato, ed un computerizzato elenco di dia volontariamente consulenti tecnici; maneggia a lungo termine proejcts di campo; e pubblicò una varietà di manuali tecnici e carte.
INTRODUZIONE
Ponti sono una parte del sistema di trasporto di una regione. Loro è usato per attraversare un ostacolo come un ruscello o baratro. I Ponti di fa il sistema più efficiente o salvando distanza di viaggio o da veicoli abilitanti o pedoni per arrivare a luoghi che prima erano inaccessibile.
Ci sono quattro tipi di base di libero-stare in piedi ponti: radi, fornisca di arcata, travatura reticolare, e suspension. In somma, attraversi per mezzo di pontoni ponti che davvero stia a galla sulla superficie dell'acqua, è usato in delle situazioni. Mentre tutti i ponti sono costruiti dal di base strutturale unità di curvare, sottoponga a tensione, e membri di compressione, il disegno di sospensione ed attraversa per mezzo di pontoni ponti si è specializzato estremamente e loro costruzione è di solito troppo costosa per domande su piccola scala. Questa carta, poi i limiti la sua discussione a raggio, arco, e travatura reticolare ponti (Figura 1):
- Il ponte di raggio è composto di membri che flettono o curva dove forze oblique sono applied. che Il primo ponte probabilmente era questo tipo di struttura: un albero che è caduto attraverso un ruscello era attraversava a piedi.
- che Il ponte di arco è stato sviluppato seguente, mentre apparendo in Mesopotamia prima approssimativamente 4000 B.C. Il ponte di arco è primariamente una compressione Membro di , soggetto a forze che tendono a diminuire suo Lunghezza di . che Questo tipo di struttura costruito di muratura è stato usato estesamente dei greci e più tardi dagli Archi di Romans. continua ad essere costruì, ma ora rinforzò concreto o acciaio è usato.
- che Il ponte di travatura reticolare è composto di tensione e compressione, Membri di . che Un membro di tensione è soggetto a forze alle quali badano aumenta il suo length. Il ponte di travatura reticolare prima fu integrato il 16 secolo D.C. di legno; molti dei ponti coperto del Il mondo di ancora è costruito questo way. Lo sviluppo di ferro, e più tardi di acciaio, travatura reticolare fatta fa un ponte su molto popolare per intermedio attraversa (12 a 30 metri) . Alla durata stessa, la costruzione di ponti di raggio divenne costoso per spanne 12 m sotto. Eventually che loro, anche si hanno usato per spanne molto pesanti, più lunghe.
DISEGNI CRITERIO
Il luogo per il ponte dovrebbe essere selezionato sulla base di minimo costi e convenienza massima per utenti. Più ubicazioni di ponte è dettato da fattori così ovvi come più brevemente traversata fra banche di un fiume o gulley, il bisogno di congiungere strade di una città e sostituzione di una struttura più vecchia o uno che non possono essere attraversati durante floods. nel momento in cui là nessuno materiali a buon mercato di standard sono qualità, c'è nessuno tale cosa come costruzione di ponte a buon mercato. Se fondi sono insufficienti, una struttura più piccola dovrebbe essere costruito.
Molte domande devono essere risposte prima di scegliere il tipo di faccia un ponte su costruire:
- Perché di un ponte è avuto bisogno? Le persone locali devono rispondere questo, siccome loro non solo saranno gli utenti primari ma probabilmente il Il financers di , costruttori, e maintainers del bridge. Local Il coinvolgimento di è vitale nel progettare qualche genere di progetto.
- quello che dattilografa di traffico il ponte porterà? Il tipo di traffica--pedoni o veicoli o ambo--determina il disegno carica per lo structure. Figure nel quale 2 carichi di disegno di show hanno usato
che lo States. Local Unito segue la traccia di che autorità dovrebbero essere consultate per caricare requirements. Se una struttura è per veicoli, consideration dovrebbe essere dato alla crescita futura della regione e trafficare quello può essere generato da una traversata più efficiente.
- Che volume di traffico il ponte porterà? Il volume e dattilografa di traffico determinerà l'ampiezza del bridge. Per un fa un ponte su usato per pedoni, un'ampiezza di due o tre metri è adeguato. traffico Veicolare richiede comunque almeno una corsia di 3 a 4 metri, più un'ampiezza supplementare per pedestrians. Se il ponte sarà usato da veicoli motorizzati, un marciapiede in rilievo + tenendo a freno dovrebbe essere usato per separare veicolare e pedone traffica. Se il ponte è un modo, segnali di avvertimento adeguati per veicoli motorizzati dovrebbe essere provvisto.
- che Che spanna è richiesta? Se l'ostacolo attraversato è una ravina, il La risposta di è semplicemente l'ampiezza del gap. Nel caso di un fiume la risposta è più complessa.
Un ponte che attraversa un fiume dovrebbe essere sull'elevazione di alto-acqua impedire al ponte di essere lavato fuori. che deve anche provveda un underclearance adeguato per barche o fiume altro traffic. che L'elevazione di alto-acqua necessitata di solito può essere determinata esaminando la banca di fiume e chiedendo a persone locali il acqua più alta che loro hanno osservato. Figure 3a illustrano un tipico
fiume crossing. Figure 3b illustrano il caso di un largo
floodplain. In questo esempio un studio idraulico è necessario, fin dalla taglia del floodplain è ridotto e l'idrovia restretto dalle ampiezze combinato delle banchine di ponte. Questa condizione dare luogo all'allagare controcorrente ed aumentare la velocità di acqua sotto il bridge. L'aumento in velocità può causare severo danno di erosione al luogo di ponte.
a. situazione Ideale: area di idrovia esistente che mantiene non vuole colpisce flusso di passeggiata in palcoscenico di inondazione.
b. che L'area di idrovia di floodstage è ridotta dal crosshatched Aree di , provocando l'elevazione di acqua alta ad increase. Questo aumento potrebbe provocare controcorrente inondazione ed erosione a ponte situa.
Dopo avere stabilito il bisogno, carichi di disegno, ampiezza, e lunghezza di il ponte, i servizi di un ingegnere sono costretti a disegnare le fondazioni e sovrastruttura. Una discussione di tipi di fondazioni e sovrastruttura segue, incluso le informazioni quello deve essere provvisto all'ingegnere.
SOVRASTRUTTURE
La sovrastruttura di un ponte include la carreggiata, i sentieri pedonali le ringhiere, ed i membri strutturali che sostengono usarono attraversare l'apertura richiesta. Figures 4 attraverso 8 illustrano
tipi di sovrastruttura.
Raggi di legno
Legno radia (Figura 4) richieda legname di grado strutturale. Fin dal
forza di tipi vari di legno varia estesamente, una fonte di un legname di grado strutturale di caratteristiche di forza sapute deve essere stabilito prima in considerazione di questo tipo di struttura. Il legno deve essere trattato con conservanti per prevenire decomporsi.
Una struttura di legno può essere costruita da persone con falegnameria all'ordine del giorno abilità e tools. L'attrezzatura speciale ed unica della quale sarebbe avuta bisogno è del tipo di alzare apparecchiatura se i raggi di ponte sono di eccessivo peso.
Raggi concreti
Sovrastrutture concrete possono essere della lastra piatta o del raggio e tipo di lastra (ambo mostrato in Figura 5). Selezione di del tipo a
sia usato dipende dal carico e requisiti di spanna della struttura. I materiali richiesti sono legno per costruire forme, cementi, sabbia ed inghiaia, pulito (potabile) l'acqua, e rinforzando acciaio. Costruzione delle forme per questo tipo di struttura può essere complesso, perché loro devono essere capaci di sostenere il peso del calcestruzzo finché è guarito.
Le dimensioni mostrate in Figura 5 sono basate sulle proprietà seguenti di materiali di costruzione:
Legno di o: stress Ammissibile = 100 chilogrammi per centimetro quadrato; ammissibile tosi parallelo per granire = 10 a 15 cm di kg/sq
Calcestruzzo di o : compressive Ammissibili accentano = 200 cm di kg/sq
- che Rinforza acciaio: stress Ammissibile = 1400 cm di kg/sq
- acciaio Strutturale : Allowable di trazione e compressive accentano in che curva = 1400 cm di kg/sq
Queste proprietà sono elencate per aiutare nel valutare quanto materiale essere needed. che Loro si possono usare per disegno preliminare.
Costruendo le forme richiede le abilità di falegnameria all'ordine del giorno. Mettendo l'acciaio che rinforza e mettendo e finendo il calcestruzzo possono sia fatto con lavoro non specializzato, purché che la mistura propriamente è vibrato eliminare spazi di aria. che le abilità Tecniche sono richiesto di disegnare il formwork e determinare l'adatto misture per il calcestruzzo.
Attrezzatura richiesta include attrezzi di falegnameria, un mescolatore concreto pale, carriole, ed attrezzi concreto-finissaggio (le cazzuole, galleggianti, diritto-orlo ecc.) Evitare il bisogno di costruire forme complesse, sezioni della struttura essere precast sulla terra vicino il luogo e poi alzare in luogo dopo curing. Il peso di questi membri può farlo necessario usare un'apparecchiatura di sollevamento per insorgerli mette e vuole dire deve essere provvisto per tenerli in luogo dopo erezione. PRECASTING ed alzare è più complesso e pericoloso che versare il concreto in forme che sono state costruite in luogo. In questo caso, gli azzardi sorgono dal rimuovere le forme di fronte al calcestruzzo ha sufficientemente guarito sopportare peso suo proprio.
Acciaio
Due tipi di ponti di acciaio sono mostrati: una travatura reticolare (Figura 6) ed un
raggio (Figura 7) il sistema.
Il tipo di travatura reticolare di struttura richiede membri di acciaio più piccoli ma le necessità fabbricazione estesa da un locale specialist. Perché le abilità necessitate non è comune, costruzione di travatura reticolare non essere una scelta disponibile.
Il tipo di raggio di acciaio di struttura con un legno o traffico di calcestruzzo superficie può essere costruita localmente. Le abilità di Falegnameria di sono richieste per posando il ponte di legno, o per costruire forme per il calcestruzzo deck. costringe le abilità stesse a costruire un ponte concreto come a costruisca un ponte concreto, ma la formazione molto è più semplice.
L'attrezzatura necessitata include un'apparecchiatura di sollevamento per mettere l'acciaio raggi o travature reticolare in luogo, ed attrezzi di falegnameria all'ordine del giorno per posando un legno deck. Un mescolatore concreto, carriole, e pale è avuto bisogno di costruire un ponte concreto, oltre a mano attrezzi e filo che sono avuti bisogno di mettere e sostenere rinforzando verghe.
Archi
Una muratura o tipo di arco di calcestruzzo di struttura (mostrato in Figura 8)
può essere considerato per lunghezze di spanna corte di 3 a 12 meters. Questo dattilografi di struttura, se costruì di muratura, richiede muratori specializzati ed un locale scavi per un approvvigionamento di pietra. La formazione per un arco è piuttosto complesso perché forme curve sono costrette a sostenere il peso della muratura o calcestruzzo.
Gli attrezzi e le abilità costrette a costruire un ponte di arco concreto sono gli stessi come quegli ebbero bisogno di costruire un raggio concreto Falegnameria di bridge. e le abilità di muratura ed attrezzi sono richiesti se un arco di muratura è scelto.
Proponga 1 dà orientamenti per selezionare il tipo di struttura a sia usato per traffico veicolare. Le lunghezze di spanna notate sono un guida generale per ponti da 3 a 25 metri; loro variano dipendendo su carichi di disegno.
TABLE IO
ORIENTAMENTI DI PER SELEZIONARE TIPO DI PONTE PER ESSERE USATO PER TRAFFICO VEICOLARE MATERIAL SPAN LE ABILITÀ DI LENGTH, GLI ATTREZZI DI I COMMENTI DI M
Ponte di raggio
Wood 3 a 15 Falegnameria di All'ordine del giorno il Legno di di forza saputa Falegnameria di l'attrezzo di le caratteristiche di ed uso che conservanti di legno di of sono ebbe bisogno.
Concrete 3 a 10 Falegnameria di All'ordine del giorno Reinforcing l'acciaio di (lastra piatta) il tools, di carpentry carattere di forza noto Le abilità di per un istics concreto è needed. Regular che forma; il mescolatore di , l'ispezione di di acciaio e design trasportano in carriola il calcestruzzo di dovrebbe essere fatto. concreti e pale mescola di desiderò STRENGTH.
Concrete 3 a 15 Come sotto Pilotaggio - Come sotto Come sotto Calcestruzzo (il raggio) il crete di ( piatto Concreto (lastra piatta) lastrica) (flat lastrica)
Steel 3 a 25 Falegnameria di All'ordine del giorno l'Acciaio di di forza saputa Falegnameria di tools. il characterics di See . Le abilità di per governano anche - che forma o il crete di sopra che mette il se concreto adorna. Il ponte di è usato. l'apparecchiatura di Lifting.
Ponte di travatura reticolare
Wood 15 a 25 Falegnameria la Falegnameria di legname di grado Strutturale And di attrezzi di è richiesto e specializzato a che alza i falegnami di per andare bene Apparecchiatura di e di congiungere è avuto bisogno.
Steel 15 a 25 fab di Acciaio - Drills, la Travatura reticolare di è fatta su di rication strappa, gli angoli di o canali, e che taglia l'abilità di and in fabbricazione è del quale il welding di /or hanno avuto bisogno. equipment per ricopre d'acciaio, ed un Lifting l'apparecchiatura.
Ponte di arco
Concrete 3 a 10 Vedono Pilotaggio - See See Concreto il Calcestruzzo (l'appartamento Crete di ( piatto (lastra piatta) lastrica) . In somma, lastrica) falegnami specializzati are costrinse a costruire curvò forme.
Masonry 3 a 10 Falegnameria la Falegnameria di muratori Specializzati e la muratura di and e muratura che i falegnami di sono richiesti per costruire curve ed il forma sostenere il struttura durante pilotaggio - STRUCTION DI .
I caricamenti di ruota massimi e la spaziatura minima tra veicoli dovrebbe essere stabilito dalla comunità o l'autorità richiedendo il bridge. Per questo scopo, una figura di impatto deve sia aggiunto ad informazioni ottenute da fabbricanti di veicolo.
Marciapiede (il sentiero pedonale) abbattendo ed appoggi dovrebbero essere disegnati per un carico di uniforme di 400 kg/sq m, a meno che una concentrazione di carico è si aspettato.
Il costo della struttura non è coperto in questo discussion: esso dipende da materiale e spese di lavoro, e questi variano estesamente da regione a regione.
Manutenzione
Questi tipi di sovrastruttura richiedono manutenzione minima:
strutture di Legno di o richiedono reapplication periodico di conservante di legno.
- Ricoprono d'acciaio strutture costringono dipinto periodico ad evitare eccessivo Corrosione di .
- strutture Concrete richiedono rappezzando di spalled (si sfaldò o tagliò) aree con cemento intonacano se accadono loro.
Strutture concrete e rinforzate possono essere difficili mantenere e spesso impossibile a repair. La difesa migliore contro il bisogno per manutenzione cura estrema è nel proporzionare, mentre mescolando, e mettendo il concrete. disposizione Accurata di rinforzare è ugualmente importante.
Rotto e spalled aree concrete dovrebbero essere rappezzate; carreggiata usata superfici dovrebbero essere date un portando appropriato e pavimentando cappotto per Fessure di protection. dovrebbero essere sigillate con una pubblicità composto raccomandato per questo scopo.
FONDAZIONI
Le fondazioni di un ponte includono quelle unità strutturali che emetta i carichi dalla sovrastruttura al fondamentale soil. There sono due banchine di types: e spalle. Le Banchine di è il appoggi intermedi per strutture di multispan. Le Spalle di è la fine supports. I tipi di banchine e spalle per essere discusso è mostrato in Figure 9 e 10. Le Banchine di e spalle sono
sostenuto da fondazioni che sono di due tipi: diffuse appigli e pali.
Un appiglio sparso (Figura 9) è una fondazione poco profonda e è il
più economico del two. generalmente si può usare per piccolo-spanna ponti (meno che 12 metri), provvide che il suolo può sopporti il peso (almeno 10 T/sq m. Pali (Figura 10) è richiesto
solamente se materiale di superficie molle è trovato essere incapace di carichi di appiglio poco profondi che portano. Conficcando pali in è usato poi per portare il appiglio carica ad una falda più profonda e più fissa.
L'uso di conficcare pali in richiede qualcuno specializzato in valutazione di suolo e procedures. noioso Questa persona compie una valutazione di suolo al situi determinare che cosa sarebbe il più economico genere di conficcare pali in e che attrezzatura sarebbe costretta ad installare il conficcare pali in.
Spalle
Spalle portano carichi verticali dalla sovrastruttura e carichi laterali dalla terra trattenuta su un lato (Fig. 10a).
Spalle sono della due gravità di types: o cantilever. Una gravità spalla porta il suo carico attraverso compressione, ed una trave a mensola spalla attraverso una combinazione di curvare e compression. da allora una spalla di gravità è solamente soggetto a carichi di compressive, può sia costruito di muratura o calcestruzzo di unreinforced. La trave a mensola spalla costringe l'uso di calcestruzzo rinforzato a resistere lo stress causato curvando.
Banchine
Banchine portano spanne tra spalle per accorciare il ponte lunghezze; loro sono soggetto alle forze seguenti: verticale carichi dalla struttura e dal traffico su lui; laterale forze dovuto all'espansione e contrazione della sovrastruttura ed al gramolare di veicoli sul ponte; forze laterali da acqua o ghiaccio dovuto a flusso di ruscello; e forze laterali dovuto a vento carichi sulla sovrastruttura e trafficare carichi. Nel caso di piccolo-spanna fa un ponte su queste forze sono trascurabili a parte il carichi verticali dalla sovrastruttura e le pressioni di ghiaccio in fiumi profondi di aree di freddo-clima. Se noi trascuriamo tutte le forze ometta i carichi verticali dalla sovrastruttura, la banchina può sia considerato un membro di compressione e può essere costruito di muratura o calcestruzzo di unreinforced.
Se unreinforced che spalle concrete o banchine sono usate, una piazza maglia di 1.25 cm-diametro che rinforza verghe dovrebbe essere messa a 30-cm intervalli orizzontali e verticali per aiutare controllano contrazione e superficie cracking. se una fessura dovesse sviluppare debito a sistemazione o temperatura accenta, la maglia terrà le facce della fessura in contatto.
Manutenzione
Manutenzione di unità di substructure è normalmente minima, mentre consistendo di rappezzare di calcestruzzo di spalled o muratura. Major la manutenzione accade solamente se erosione mina spalle o banchine. In questo caso riempendo nell'area erosa e mettendo protezione di pietra a prevenga erosione ulteriore è richiesto. Come prevenzione, substructure unità dovrebbero essere ispezionate per danno di erosione ogni anno o immediatamente dopo insolito correre-via.
BIBLIOGRAFIA DI
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