Puente flotante con pontón Descripción:

1Puente flotante de pontones.se refiere a un puente que flota en la superficie del agua con un bote o tanque de pontón en lugar de muelles de puente.sistema de aire de cable y haz de distribución.

2.Puente flotante de pontonespuntos de consideración del esquema básico de diseño

Estado de las carreteras, rendimiento, estructura del pontón, dibujos del pontón, medio ambiente

3Principio básico de diseño del puente flotante

Principios a seguir: los objetivos de rendimiento son coherentes con el propósito, seguridad, durabilidad, calidad, facilidad de mantenimiento y gestión, armonía con el medio ambiente,Economía y otros indicadores.

Para elegir el tipo de estructura: deben tenerse en cuenta las condiciones topográficas, geológicas y geográficas.

La siguiente tabla muestra la clasificación de los niveles de rendimiento del puente flotante.Para cargas de tráficoLos pontones están diseñados en varios niveles de rendimiento.

El número de estructuras de pontones y el sistema general deben cumplir los requisitos de resistencia, deformación y estabilidad.

La vida útil de un puente flotante es muy sensible a las condiciones ambientales y a factores como las cargas naturales (como el viento, las olas, las corrientes, los cambios de marea,Las variaciones en la superficie del lago y la corrosiónBajo la condición de un bajo coste de ciclo, se espera que la vida útil del puente flotante sea de 75-100 años.

De acuerdo con la clasificación de importancia, el puente flotante de pontones se divide en tipo estándar y tipo especial importante, es decir,puente flotante de tipo A y puente flotante de tipo BLos puentes flotantes B se dividen en: carreteras rápidas, carreteras rápidas urbanas, carreteras urbanas designadas, carreteras nacionales ordinarias,cruces dobles, viaductos, puentes ferroviarios, especialmente puentes municipales y locales importantes.

De acuerdo con el factor de importancia, el diseño del puente flotante debe garantizar que tenga el nivel de rendimiento objetivo correspondiente que figura en el cuadro, como carga, ola de tormenta,tsunami y terremoto.

4Carga de diseño del puente de pontones flotante

Flotación, oleaje de agua, viento y período de reaparición

Durante el diseño del puente flotante de pontones, el cambio del nivel del agua causado por la marea, el tsunami y la marejada de tormenta es una de las cargas de control.El eje vertical del puente flotante debe tenerse en cuenta en el diseñoCuando el viento sopla sobre el agua, las olas resultantes crearán cargas horizontales, verticales y de torsión en el puente flotante.longitud del soplo (largura de la zona de viento), estructura y profundidad del canal.

La velocidad del viento de diseño es la velocidad promedio durante un período de 10 minutos a una altitud de 10 m sobre el agua.

Carga combinada

La carga combinada tendrá un efecto adverso en el puente flotante.

Los niveles de marea se dividen en las siguientes categorías:

Durante los terremotos: entre H.W.L. ((alto nivel de agua) y L.W.L. ((bajo nivel de agua);

Durante las tormentas de nieve: entre H.H.W.L. ((más alta H.W.L.) y L.W.L.) o entre H.H.W.L. y L.L.W.L. ((más baja L.W.L.));

Condiciones de uso: entre H.W.L. y L.W.L.

Por lo tanto, no se producen daños fatales durante los tsunamis, ya sea por cambios extremos de marea entre H.W.L. y L.W.L. o por el aumento y bajada del nivel del agua.

Carga de diseño

Incluye principalmente: carga estática, carga dinámica, carga de impacto (como colisión, etc.), presión de tierra (como la pila de anclaje en el sistema de anclaje en el puente flotante de pontones),presión hidrostática (incluida la flotabilidad), carga del viento, factor de oleaje (incluido el factor de expansión), factor sísmico (incluida la presión hidrodinámica), factor de cambio de temperatura, factor de flujo de agua, factor de cambio de marea,Factor de deformación de los cimientos, factor de movimiento de apoyo, etc. carga de nieve, carga centrífuga, factor tsunami, factor de marea de tormenta, fluctuación del lago (fluctuación secundaria), onda de choque del buque, choque del mar, carga de frenado, carga de montaje,carga por colisión (incluida la colisión de buques), el factor de hielo de embalaje y la presión del hielo de embalaje, el factor de transporte costero, el factor de objeto a la deriva, el factor de clase de agua (erosión y fricción) y otras cargas.

Ola de agua irregular

Normalmente, las ondas de agua son muy irregulares. Están compuestas de ondas de agua regulares con muchos componentes de frecuencia.

Debido a que el período natural del puente flotante es mucho más largo que el del puente tradicional, el efecto de la ola de agua con un período largo es mayor.el espectro representa la distribución de energía de las ondas de aguaCuando el viento sopla desde una cierta distancia horizontal, las olas de agua continúan viajando, pero después de un cierto período de tiempo, la ola de agua deja de fortalecerse gradualmente y se vuelve estable.

5Material de puente flotante de pontones

Los materiales comunes son el acero y el hormigón.

En términos generales, la corrosión de la estructura del pontón debe considerarse primero.el hormigón hermético o el hormigón marino se utiliza generalmente en la fabricación de puentes flotantes de pontonesEntre ellos, el cemento de Portland de fusión media, el cemento de escoria de alto horno de Portland, el cemento de polvo volador de Portland se pueden utilizar para hacer puentes flotantes de pontones.Los efectos de peristalsis y contracción de la estructura sólo deben considerarse cuando el tanque está seco.El concreto de alto rendimiento como el polvo de mosca y el polvo de sílice es el más adecuado para la fabricación de tanques flotantes.

Los materiales utilizados en el sistema de amarre deben seleccionarse de acuerdo con los objetivos de diseño, el medio ambiente, la durabilidad y la economía.

Debido al entorno corrosivo, es necesario el anti-corrosión, especialmente en las partes por debajo del nivel medio de agua, M.L.W.L., habrá una grave corrosión local.La protección catódica se adopta generalmente.

El tratamiento de la superficie se adopta generalmente bajo L.W.L. Los métodos de tratamiento de la superficie incluyen pintura, adición de superficie de material orgánico, superficie de grasa mineral, superficie de material inorgánico, etc.El tratamiento de superficies inorgánicas incluye revestimiento metálicoEl efecto de la profundidad del agua en la tasa de corrosión depende del medio ambiente.

La corrosión por salpicaduras es la más grave y su límite superior puede determinarse según la instalación de la estructura.

El área de reflujo y flujo es el entorno más severo, y la tasa de corrosión varía mucho con la profundidad.

En la zona de agua salada, el ambiente se vuelve más moderado, pero en algunas condiciones, como las corrientes y el aumento del transporte marítimo, la corrosión puede acelerarse.

El entorno de la capa de suelo debajo del fondo marino depende de la densidad de sal, el nivel de contaminación y las condiciones climáticas, pero la tasa de corrosión es relativamente estable.

Nota: En comparación con la estructura fija, el puente de pontón flotante cambia con la superficie del agua, por lo que el flujo y reflujo de la marea no existe.

6Estado límite del puente flotante

El puente flotante debe tener una capacidad suficiente para hacer frente a los peligros potenciales tales como buques, escombros, madera, inundaciones, falla de las cuerdas de amarre,y separación completa del puente después de una fractura lateral o oblicuo.

Aunque el agua proporciona flotabilidad para el puente flotante, si el agua se filtra en el interior del puente flotante,gradualmente dañará el puente flotante y eventualmente conducirá al hundimiento del puente.Este es el problema de investigación actual que enfrenta el puente flotante.

7Diseño específico y análisis de puente flotante de pontones

Estabilidad: se refiere a la capacidad del buque para inclinarse bajo la acción de fuerzas externas y volver a la posición de equilibrio original después de que las fuerzas externas desaparezcan.

Tres estados de equilibrio:

1) Equilibrio estable: G está bajo M, y la gravedad y la flotabilidad forman un par de estabilidad después de la inclinación.

2) Equilibrio inestable: G está por encima de M, y la gravedad y la flotabilidad forman un momento de vuelco después de inclinarse.

3) Equilibrio accidental: G y M coinciden, y la gravedad y la flotabilidad actúan en la misma línea vertical después de la inclinación, sin torque.

La relación entre la estabilidad y la navegación naval:

1) La estabilidad es demasiado grande y el buque oscila violentamente, causando molestias al personal, uso incómodo de los instrumentos de navegación, daño fácil a la estructura del casco,y fácil desplazamiento de la carga en la bodega, poniendo así en peligro la seguridad del buque.

2) La estabilidad es demasiado baja, la capacidad anti-golpe del barco es pobre, es fácil aparecer gran ángulo de inclinación, recuperación lenta, y el barco está inclinado en la superficie del agua durante mucho tiempo,y la navegación es ineficaz.

Al igual que con las embarcaciones, el vuelco de los pontones está relacionado con su estabilidad estática.

Ya se trate de las condiciones meteorológicas habituales de tormenta de nieve una vez al año o de las condiciones extremas de tormenta de nieve una vez al siglo, la comodidad del tráfico debe considerarse cuidadosamente en el diseño.Por lo tanto, la aceleración de respuesta del puente debe estar dentro del rango de valores tolerables.

Estabilidad de manejo: La facilidad de manejo es uno de los aspectos más importantes.

Fatiga: para evitar daños estructurales causados por cargas dinámicas, como viento, olas de agua, etc. El método de evaluación es el mismo que para los puentes tradicionales.

Factores sísmicos: Debido a que el puente flotante tiene un período natural largo, es necesario estudiar la influencia de las ondas sísmicas de largo período.la resistencia del sistema de amarre a los terremotos debe verificarse, especialmente los pilares de amarre y los cimientos.

8. Diseño de la carrocería del puente de pontones flotante:

Como se ha explicado anteriormente, las características hidrodinámicas de cada depósito pueden estudiarse individualmente,y luego los resultados obtenidos se pueden utilizar para el análisis del sistema globalDe hecho, los métodos discretos como el método de elementos finitos se utilizan a menudo en el análisis de sistemas globales.Deben tenerse en cuenta la amortiguación hidrodinámica y los factores hidrodinámicos., y debe introducirse la posición del centro de flotabilidad del tanque.

Diseño de la velocidad del viento y la altura efectiva de las olas: la altura efectiva de las olas de 2,5 m es un punto clave del puente tipo pontón.Es necesario establecer una barrera de olasEl efecto viscoso y el efecto de flujo potencial son dos factores importantes en el análisis del movimiento de la ola de agua incidente y la tensión de las estructuras submarinas.Es principalmente los efectos de dispersión y radiación de las olas de agua alrededor de la estructura.

De hecho, aunque la teoría del flujo potencial de fluido de superficie libre se basa en la suposición de que el fluido es incompresible, irrotacional y no viscoso,sus resultados de predicción están de acuerdo con los resultados experimentalesEsta es la razón por la cual la teoría de dispersión de las ondas de agua basada en la teoría del flujo de potencial lineal se aplica a menudo en el análisis de diseño.

Diseño de la superestructura: incluye principalmente la selección del tipo de estructura, el diseño de la composición de la estructura y el contenido anticorrosión.

Diseño de carrocería flotante: El diseño de carrocería flotante es muy diferente del diseño de puente tradicional.diseño de la parte de control de inundación de la carrocería flotante, el diseño de la prevención de colisiones de buques, el diseño de la estructura de la sección de conexión de transición, la protección contra la corrosión, las instalaciones auxiliares y el diseño de la estructura de anclaje.

Diseño de la estructura de anclaje: confirmar el tipo, la distribución y la cantidad de la estructura de anclaje.como la velocidad del viento, oleaje y corriente de agua, terremoto, cambio de temperatura, tsunami, choque en la superficie del lago (ola secundaria), oleaje de agua de largo periodo, diseño de la estructura de anclaje de la pila de anclaje, anclaje de la cadena de anclaje,plataforma de tensión de piernas y otras condiciones, y el método de anclaje a través de los dos extremos de la abrazadera.

Los puentes flotantes se utilizan comúnmente para cruces de agua en áreas con agua tranquila o de movimiento lento, como ríos, lagos y canales.adaptabilidad a los cambios en el nivel del aguaSin embargo, pueden tener limitaciones en términos de capacidad de carga y resistencia a condiciones extremas de agua,que deben tenerse en cuenta durante la fase de diseño y planificación.

9Aplicación de puentes flotantes de pontones:

Los puentes flotantes tienen una variedad de aplicaciones, particularmente en situaciones en las que se necesita un puente temporal o portátil.

Militar y defensa: los puentes flotantes de pontones son utilizados con frecuencia por las fuerzas militares durante operaciones tácticas, ejercicios de entrenamiento,o en zonas de conflicto donde el despliegue rápido y la movilidad son crucialesEstos puentes pueden proporcionar cruces temporales de ríos para tropas, vehículos y equipos.

Construcción y mantenimiento: Los puentes flotantes son útiles en la construcción y el mantenimiento de proyectos de infraestructura.especialmente cuando se necesita un puente temporal para permitir el acceso de equipos pesadosPueden emplearse durante la construcción o reparación de puentes, la instalación de tuberías u otros proyectos que requieren cruces temporales de ríos.

Eventos y festivales: Pueden instalarse puentes flotantes para su uso temporal durante eventos, festivales o actividades recreativas que requieren un paso seguro sobre cuerpos de agua.Pueden proporcionar pasarelas para peatones, senderos para bicicletas o acceso de vehículos para los participantes y asistentes al evento.

10.Ventajass de puente flotante de pontones:

La estructura no es complicada,también es fácil de desmontar,pero los costes de mantenimiento son elevados.

En tiempo de guerra, puede superar los obstáculos fluviales, garantizar el transporte ferroviario y por carretera, en tiempo de paz, superar los desastres de inundación, realizar reparaciones rápidas y socorro en caso de desastre,o comunicarse rápidamente con las dos partes para transportar varios materiales de construcción a gran escalaPor lo tanto, la investigación teórica y experimental sobre este tipo de puente flotante es de gran importancia práctica.

El otro propósito es principalmente por consideraciones económicas, a saber, cuando la profundidad del agua del sitio es muy grande o el fondo es muy blando, la construcción de muelles tradicionales no es adecuada.En este momento, utilizando la flotabilidad natural del agua, un puente de pontones flotante que no requiere muelles tradicionales o buenos cimientos se convierte en una mejor opción.

Puentes de acero de Evercross: