একটি ইস্পাত বক্স গার্ডার কি?
একটি স্টিল বক্স গার্ডার হল একটি বন্ধ, আয়তক্ষেত্রাকার বা ট্র্যাপিজয়েডাল ফাঁপা সদস্য যা ঢালাই করা স্টিল প্লেট থেকে তৈরি। এর ক্রস-বিভাগে একটি উপরের ফ্ল্যাঞ্জ, একটি নীচের ফ্ল্যাঞ্জ এবং দুটি উল্লম্ব বা ঝোঁকযুক্ত জাল থাকে, যা একটি বন্ধ কক্ষ গঠন করে। বাক্সের ভিতরে, অনুদৈর্ঘ্য স্টিফেনার (বন্ধ U-পাঁজর বা ফ্ল্যাট প্লেট পাঁজর) এবং ট্রান্সভার্স ডায়াফ্রামগুলি পাতলা প্লেটের স্থানীয় বাকলিং নিয়ন্ত্রণ করে এবং ক্রস-বিভাগের জ্যামিতি লোডের মধ্যে স্থিতিশীল রাখে।
বন্ধ অংশটি একটি স্টিলের বক্স গার্ডারকে খোলা I-গার্ডারের তুলনায় তিনটি কাঠামোগত সুবিধা দেয়:
টর্শিয়াল দৃঢ়তা।এককেন্দ্রিক লাইভ লোডের অধীনে, শিয়ার প্রবাহ সম্পূর্ণ বন্ধ ঘেরের চারপাশে বিকশিত হয়, যা অনুরূপ ওজনের একটি খোলা অংশের তুলনায় অনেক বেশি সেন্ট ভেনান্ট টরসিয়াল শক্ততা এবং কম বিকৃতি দেয়।
শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত।একটি স্টিলের বক্স গার্ডার একই স্প্যানের একটি প্রেস্ট্রেসড কংক্রিট বক্স গার্ডারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে হালকা, যা সাবস্ট্রাকচারের বহন করা মৃত লোড কমায় এবং ভিত্তি এবং ভূমিকম্পের চাহিদা কমায়।
এরোডাইনামিক কর্মক্ষমতা।সমতল, সুবিন্যস্ত প্রোফাইল টানা কমায় এবং ট্রাস গার্ডারের তুলনায় ফ্লটারের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বাতাসের গতি বাড়াতে সাহায্য করে, যা উপকূলীয় এবং টাইফুন প্রবণ অঞ্চলের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
এই বৈশিষ্ট্যগুলি ইস্পাতের বক্স গার্ডারকে দুটি ভূমিকায় আদর্শ পছন্দ করে: প্রাথমিক লোড হিসেবে-বিমের গার্ডার বহনকারী-টাইপ ব্রিজ, এবং তারের শক্ত গার্ডার হিসেবে-সমর্থিত সেতু (তারের-স্টেড এবং সাসপেনশন)।
স্ট্রাকচারাল সিস্টেম দ্বারা স্প্যান রেঞ্জ
একটি স্টিলের বক্স গার্ডারের স্প্যান শ্রেণীবিভাগ করা হয় গার্ডারটি যে কাঠামোগত সিস্টেমে কাজ করে তার উপর ভিত্তি করে, একটি একক দৈর্ঘ্যের মানের উপর নয়। একই বক্স বিভাগটি একটি ছোট ভায়াডাক্ট স্প্যানে বা এক কিলোমিটারের বেশি বিস্তৃত একটি সেতুতে উপস্থিত হতে পারে; পার্থক্য কিভাবে বোঝা বহন করা হয়.
গার্ডার এবং ট্রাস সিস্টেম (স্ব-সমর্থক)
এই সিস্টেমে বক্স গার্ডার সরাসরি সমর্থনগুলির মধ্যে বিস্তৃত থাকে এবং তার নিজস্ব নমন এবং শিয়ার ক্ষমতার উপর নির্ভর করে; সম্পূরক লোড পাথ প্রদানকারী কোন তার বা টাওয়ার নেই।
| স্প্যান পরিসীমা | সাধারণ প্রয়োগ | বক্স গার্ডার কনফিগারেশন |
|---|---|---|
| মোটামুটি 50-100 মি | শহুরে ভায়াডাক্ট, বাঁকা ওভারপাস | ধ্রুবক-গভীরতা, একক-কোষ বাক্স |
| মোটামুটি 100-250 মি | নদী পারাপার, হাইওয়ে ব্রিজ | পরিবর্তনশীল-গভীরতা, একক- বা দ্বিগুণ-সেল বক্স |
| মোটামুটি 250-350 মি | প্রধান নেভিগেশন চ্যানেল | পরিবর্তনশীল-গভীরতার ইস্পাত-কংক্রিট হাইব্রিড গার্ডার (কংক্রিটের সাইড স্প্যান সহ ইস্পাত মিডস্প্যান) |
| মোটামুটি 350 মি এর বাইরে | স্ব-সমর্থক গার্ডারের জন্য অর্থনৈতিক সীমা অঞ্চল | হাইব্রিড বা তারের-সমর্থিত সিস্টেম সাধারণত প্রয়োজন হয়; সাইটের-নির্দিষ্ট ন্যায্যতা প্রয়োজন৷ |
কেবল-সমর্থিত সিস্টেম (স্টিফেনিং গার্ডার)
ক্যাবল-স্টেড এবং সাসপেনশন ব্রিজগুলিতে, তারগুলি প্রাথমিক উল্লম্ব লোড বহন করে যখন বক্স গার্ডার টরসিনাল শক্ততা, অ্যারোডাইনামিক স্থিতিশীলতা এবং ডেক প্ল্যাটফর্ম প্রদান করে।
| স্প্যান পরিসীমা | সেতুর ধরন | ইস্পাত বক্স গার্ডারের ভূমিকা |
|---|---|---|
| মোটামুটি 400-1,200 মি | ক্যাবল-স্টেন্ড ব্রিজ | স্টিফেনিং গার্ডার: স্টে ক্যাবল থেকে অক্ষীয় কম্প্রেশন প্রতিরোধ করে এবং লাইভ লোডের নিচে বাঁকানো |
| মোটামুটি 1,000-2,000+ মি | ঝুলন্ত সেতু | স্টিফেনিং গার্ডার: টর্সনাল অনমনীয়তা এবং বায়ুগত স্থিতিশীলতা প্রদান করে |
ভাল-নথিভুক্ত উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে চীনের সুটং ব্রিজ (কেবল-স্টেড, মেইন স্প্যান 1,088 মিটার, স্টিল বক্স স্টিফেনিং গার্ডার) এবং তুরস্কের 1915 ক্যানাক্কালে ব্রিজ (সাসপেনশন, প্রধান স্প্যান 2,023 মি, টুইন স্টিল বক্স গার্ডার)। তারের জন্য কোনো নির্দিষ্ট তাত্ত্বিক উপরের সীমা নেই-সমর্থিত সিস্টেম; অপ্টিমাইজ করা এরোডাইনামিক প্রোফাইল এবং তারের সিস্টেম ম্যাচিংয়ের মাধ্যমে দীর্ঘ স্প্যানগুলি অর্জন করা হয়।
ইস্পাত বক্স গার্ডার স্প্যান সীমিত যে ফ্যাক্টর
স্ব-ওজন এবং নমন মুহূর্ত চক্র
স্বয়ং থেকে বাঁকানো মুহূর্ত -ওজন স্প্যানের বর্গক্ষেত্রের সাথে মোটামুটিভাবে বৃদ্ধি পায়। মুহূর্তটিকে প্রতিরোধ করার জন্য প্রয়োজনীয় বৃহত্তর অংশগুলি মৃত ওজন যোগ করে, এমন একটি চক্র তৈরি করে যা সমস্ত-স্টিলের গার্ডারকে কয়েকশ মিটারের সীমার বাইরে অপ্রয়োজনীয় করে তোলে; যৌগিক (স্টিল-কংক্রিট) গার্ডারগুলি অর্থনৈতিক খামকে কিছুটা প্রসারিত করে, এবং এর বাইরে একটি তারের-সমর্থিত সিস্টেম সাধারণত আরও দক্ষ।
বিচ্যুতি এবং কঠোরতা সীমা
লাইভ-লোড মিডস্প্যান ডিফ্লেকশন স্প্যানের সাথে দ্রুত বৃদ্ধি পায়। যেহেতু ইস্পাতের ইলাস্টিক মডুলাস স্থির, দীর্ঘ স্ব-সমর্থক স্প্যানগুলির জন্য গভর্নিং কোড দ্বারা আরোপিত বিচ্যুতি সীমা (সাধারণত L/500 থেকে L/600 রেঞ্জের হাইওয়ে ব্রিজের জন্য, এবং রেলওয়ে সেতুগুলির জন্য আরও কঠোর) পূরণ করার জন্য খুব গভীর গার্ডারের প্রয়োজন হয়, যা এক্সপোস উপাদানগুলিকে বাড়িয়ে তোলে এবং কঠিন।
পাতলা প্লেট স্থানীয় buckling
লম্বা স্প্যানগুলি ফ্ল্যাঞ্জ এবং জালের মধ্যে সংকোচনের চাপ বাড়ায়, যা পাতলা প্লেটের স্থানীয় বাকলিংকে ট্রিগার করতে পারে। অনুদৈর্ঘ্য স্টিফেনার এবং ট্রান্সভার্স ডায়াফ্রামগুলি বকলিং সমস্যার সমাধান করে তবে ঢালাই, অবশিষ্ট চাপ এবং বানোয়াট খরচ যোগ করে এবং ক্লান্তি ডিজাইনে বর্ধিত জোড়ের বিষয়বস্তু অবশ্যই বিবেচনা করা উচিত।
শিয়ার ল্যাগ প্রভাব
প্রশস্ত লম্বা-স্প্যান বক্স গার্ডারে, উল্লম্ব লোডগুলি প্রশস্ত ফ্ল্যাঞ্জে শিয়ার বিকৃতি ঘটায়। স্ট্রেস জালের কাছাকাছি ঘনীভূত হয় এবং দূরবর্তী ফ্ল্যাঞ্জ উপাদানটি কম ব্যবহার করা হয়, তাই স্প্যান বাড়ার সাথে সাথে কার্যকর ফ্ল্যাঞ্জের প্রস্থ সঙ্কুচিত হয়, যা বিভাগের ভারবহন দক্ষতা হ্রাস করে।
এরোডাইনামিক বায়ু স্থিতিশীলতা
দীর্ঘ-স্প্যানের দৃঢ়তার জন্য প্রয়োজনীয় গভীর গার্ডারগুলি বাতাসের যোগাযোগের ক্ষেত্রকে বাড়িয়ে তোলে এবং ঘূর্ণি-প্ররোচিত কম্পন এবং ফ্লটার ঝুঁকিকে তীব্র করে। বায়ুর স্থিতিশীলতা প্রায়শই উপকূলীয় এবং টাইফুন অঞ্চলগুলির জন্য নিয়ন্ত্রণকারী সীমাবদ্ধতা হয়ে ওঠে, যার জন্য বায়ু-টানেল অধ্যয়ন এবং অ্যারোডাইনামিক বিশদ বিবরণ যেমন সুবিন্যস্ত বা স্লটেড টুইন-বক্স বিভাগগুলির প্রয়োজন হয়৷
স্টিল বক্স গার্ডার বনাম অন্যান্য সেতুর ধরন
| আইটেম | ইস্পাত বক্স গার্ডার | Prestressed কংক্রিট বক্স গার্ডার | ক্যাবল-স্টেন্ড ব্রিজ | ঝুলন্ত সেতু |
|---|---|---|---|---|
| সাধারণ প্রতিযোগিতামূলক স্প্যান পরিসীমা | 100-350 মি (আত্ম-সহায়ক) | প্রায় 300 মি পর্যন্ত | 250-1,200 m | 1,000-2,000+ m |
| গার্ডারের স্ব-ওজন | কম | উচ্চ (প্রায় 2-3 বার ইস্পাত) | নিম্ন থেকে মাঝারি | নিম্ন থেকে মাঝারি |
| টর্শিয়াল দৃঢ়তা | খুব উচ্চ (বন্ধ বিভাগ) | উচ্চ | উচ্চ (বক্স শক্ত করা গার্ডার) | উচ্চ (বক্স শক্ত করা গার্ডার) |
| এরোডাইনামিক কর্মক্ষমতা | চমৎকার (সুরীক্ষিত প্রোফাইল) | পরিমিত | ভাল | চমৎকার (যমজ-বক্স বিকল্প) |
| নির্মাণ গতি | দ্রুত (ফ্যাক্টরি সেগমেন্ট ফেব্রিকেশন) | ধীর (-সাইটে ফর্মওয়ার্ক এবং কাস্টিং) | পরিমিত | দীর্ঘ (টাওয়ার এবং তারের নির্মাণ) |
| রক্ষণাবেক্ষণের চাহিদা | উচ্চতর (লেপ এবং ঢালাই পরিদর্শন) | নিম্ন রুটিন রক্ষণাবেক্ষণ | উচ্চতর (তারের, টাওয়ার, অ্যাঙ্কোরেজ) | উচ্চতর (প্রধান তার, নোঙ্গর) |
নকশা মান এবং উপকরণ
সেতুগুলির জন্য ইস্পাত বক্স গার্ডারগুলি প্রকল্পের এখতিয়ারের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য কোডের সাথে ডিজাইন এবং তৈরি করা হয়েছে:
ইস্পাত গ্রেড:চীনা সেতু স্টিল Q345q এবং Q370q থেকে GB/T 714; ইউরোপীয় গ্রেড S355J2 এবং S355NL থেকে EN 10025; US গ্রেড ASTM A709 গ্রেড 50 / 50W। আবরণ রক্ষণাবেক্ষণ চক্র প্রসারিত করার জন্য উপকূলীয় প্রকল্পগুলির জন্য ওয়েদারিং ব্রিজ স্টিলগুলি নির্দিষ্ট করা যেতে পারে।
ডিজাইন কোড:চীনা হাইওয়ে ইস্পাত সেতুর জন্য JTG D64; ইউরোপীয় ইস্পাত সেতুর জন্য EN 1993-2; মার্কিন প্রকল্পের জন্য AASHTO LRFD ব্রিজ ডিজাইন স্পেসিফিকেশন।
ফ্যাব্রিকেশন এবং ঢালাই:ব্রিজ ওয়েল্ডিংয়ের জন্য EN 1090-2 এক্সিকিউশন ক্লাস বা AWS D1.5, প্রকল্পের স্পেসিফিকেশন অনুযায়ী NDT গ্রহণযোগ্যতা সহ।
জারা সুরক্ষা:ISO 8501-1 প্রতি Sa 2.5 পর্যন্ত ব্লাস্ট ক্লিনিং এবং ISO 12944 ক্ষয়কারী বিভাগ অনুযায়ী আবরণ সিস্টেম নির্বাচিত।
ক্রেতাদের জন্য নির্বাচন চেকলিস্ট
স্প্যান নিয়ে আলোচনা করার আগে স্ট্রাকচারাল সিস্টেম (সেলফ-সাপোর্টিং গার্ডার/ট্রাস, বা কেবল-সমর্থিত স্টিফেনিং গার্ডার) সংজ্ঞায়িত করুন।
গভর্নিং ডিজাইন কোড এবং লোড মডেল সংজ্ঞায়িত করুন (যেমন, AASHTO HL-93, ইউরোকোড লোড মডেল, বা প্রকল্প দেশের জাতীয় কোড)।
ডেকের প্রস্থ, কক্ষের সংখ্যা এবং একটি অর্থোট্রপিক ইস্পাত ডেক প্রয়োজন কিনা তা উল্লেখ করুন।
পরিষেবার তাপমাত্রার জন্য ইস্পাত গ্রেড এবং প্রভাবের প্রয়োজনীয়তা (Charpy) প্রদান করুন।
জারা পরিবেশ এবং প্রয়োজনীয় আবরণ ব্যবস্থা (ISO 12944 বিভাগ) উল্লেখ করুন।
পরিবহন এবং উত্তোলন সরঞ্জাম, এবং ইমারত পদ্ধতি (ক্রেন উত্তোলন, লঞ্চ বা ক্যান্টিলিভার সমাবেশ) এর উপর ভিত্তি করে অংশের দৈর্ঘ্যের সীমা নির্ধারণ করুন।
QC ডকুমেন্টেশনে সম্মত হন: উপাদান শংসাপত্র, ঢালাই পরিদর্শন প্রতিবেদন, মাত্রিক প্রতিবেদন এবং দোকান পূর্ব- সমাবেশ প্রতিবেদন।
একটি ইস্পাত বক্স গার্ডার ফ্যাব্রিকেশন উদ্ধৃতি অনুরোধ করুন
FAQ
একটি স্টিলের বক্স গার্ডারের সর্বোচ্চ স্প্যান কত?
কোন একক সর্বোচ্চ নেই. স্ব-সমর্থক ইস্পাত বক্স গার্ডারগুলি প্রায় 300-350 মিটার পর্যন্ত লাভজনক। ক্যাবল-স্টেড এবং সাসপেনশন ব্রিজের শক্ত গার্ডার হিসাবে, 1,000 মিটারেরও বেশি প্রধান স্প্যানগুলিতে স্টিলের বক্স গার্ডার তৈরি করা হয়েছে; তুরস্কের 1915 সালের কানাক্কালে ঝুলন্ত সেতু, একটি 2,023 মিটার প্রধান স্প্যান সহ, একটি স্টিল বক্স শক্ত করার গার্ডার ব্যবহার করে।
স্টিলের বক্স গার্ডার কংক্রিটের বক্স গার্ডারের চেয়ে হালকা কেন?
শক্তিশালী কংক্রিটের তুলনায় কাঠামোগত ইস্পাতের শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত অনেক বেশি, তাই সমান স্প্যান এবং ধারণক্ষমতার একটি ইস্পাত বক্স গার্ডার সমতুল্য কংক্রিট বক্স গার্ডারের একটি ভগ্নাংশের ওজন করে। নিম্ন মৃত ওজন স্তম্ভ, ভিত্তি এবং তারের-সমর্থিত সেতুতে, পাইলন এবং তারের ভার কমায়।
ইস্পাত বক্স গার্ডারের জন্য কোন বিচ্যুতি সীমা প্রযোজ্য?
ডিফ্লেকশন সীমা গভর্নিং কোড দ্বারা সেট করা হয় এবং সেতুর প্রকারের উপর নির্ভর করে। হাইওয়ে স্টিলের বক্স গার্ডারগুলি সাধারণত L/500 থেকে L/600 এর আশেপাশে-লোডের বিচ্যুতি সীমাবদ্ধ করার জন্য ডিজাইন করা হয়, যখন রেলওয়ে সেতুগুলি কঠোর সীমা প্রয়োগ করে৷ সঠিক মানটি অবশ্যই প্রকল্প কোড থেকে নেওয়া উচিত, ধরে নেওয়া হবে না।
আমি কখন একটি অল-স্টিলের গার্ডারের পরিবর্তে একটি স্টিল-কংক্রিট হাইব্রিড গার্ডার বেছে নেব?
একটি ইস্পাত মিডস্প্যান এবং কংক্রিট সাইড স্প্যান সহ হাইব্রিড গার্ডারগুলি 250-350 মিটার ব্যান্ডের ক্রমাগত অনমনীয়-ফ্রেমের সেতুগুলিতে সাধারণ। তারা কংক্রিট সাইড স্প্যানের দৃঢ়তা এবং অর্থনীতির সাথে ইস্পাতের হালকা মাঝামাঝি অংশকে একত্রিত করে, এবং প্রতিযোগিতামূলক যেখানে সমস্ত-ইস্পাত গার্ডার অপ্রয়োজনীয় হয়ে যায় কিন্তু একটি কেবল-সমর্থিত সিস্টেমের প্রয়োজন হয় না।
কেন দীর্ঘ স্প্যানের জন্য ইস্পাত বক্স গার্ডার পছন্দ করা হয়?
তিনটি বৈশিষ্ট্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ: বন্ধ অংশটি ব্যতিক্রমী টর্সনাল শক্ততা দেয়; সুবিন্যস্ত প্রোফাইল অ্যারোডাইনামিক স্থিতিশীলতা উন্নত করে এবং ফ্লটার-গুরুত্বপূর্ণ বাতাসের গতি বাড়ায়; এবং উচ্চ শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত গার্ডারকে খোলা প্লেট গার্ডারের তুলনায় কম উপাদান সহ বড় বাঁকানো মুহুর্তগুলিকে প্রতিরোধ করতে দেয়।
বাঁকা এবং পরিবর্তনশীল-গভীর বক্স গার্ডার কি তৈরি করা যায়?
হ্যাঁ। বাঁকানো প্রান্তিককরণ, প্রশস্তকরণ এবং পরিবর্তনশীল গভীরতা সহ বক্স গার্ডারগুলি নিয়মিতভাবে সিএনসি কাটিং এবং রোবোটিক বা নিমজ্জিত আর্ক ওয়েল্ডিং সহ সেগমেন্টে তৈরি করা হয়, তারপর চালানের আগে দোকানে ট্রায়াল{1}}একত্র করা হয়। চূড়ান্ত জ্যামিতি অবশ্যই ব্রিজ ডিজাইন থেকে প্রাপ্ত অনুমোদিত দোকানের অঙ্কন অনুসরণ করতে হবে।