Pont de ponton flottant Description:

1. Pont de ponton flottantfait référence à un pont qui flotte sur la surface de l'eau avec un bateau ou un réservoir de ponton au lieu de piliers de pont. Le pont flottant est composé de jetée flottante, de panneau, de faisceau de distribution et de système d'air de câble.

2Pont de ponton flottantConcevoir des points de considération de schéma de base

État routier, performance, structure du ponton, dessins de ponton, environnement

3. Principe de conception de base du pont de ponton flottant

Principes à suivre: les objectifs de performance sont conformes à l'objectif, à la sécurité, à la durabilité, à la qualité, à la facilité de maintenance et à la gestion, à l'harmonie avec l'environnement, l'économie et d'autres indicateurs.

Choisir le type de structure: des conditions topographiques, géologiques et géographiques doivent être prises en compte.

Le tableau ci-dessous donne la classification des niveaux de performance d'état du pont ponton flottant. Un niveau de performance de l'État de 0 est principalement comparé aux autres niveaux de performance 1 à 3. Pour les charges de trafic, les vagues de tempête, les tsunamis et les tremblements de terre, les pontons sont conçus en plusieurs niveaux de performance.

Le nombre de structures de ponton et le système global doivent répondre aux exigences de force, de déformation et de stabilité.

La durée de vie d'un pont ponton flottant est très sensible aux conditions environnementales et aux facteurs tels que les charges naturelles (telles que le vent, les vagues d'eau, le courant, les changements de marée, les sous-fluctuations à la surface du lac) et la corrosion. Dans la condition de coût à faible cycle, la durée de vie du pont ponton flottant devrait généralement être de 75 à 100 ans.

Selon la classification de l'importance, le pont de ponton flottant est divisé en type standard et type important spécial, c'est-à-dire de type un pont de ponton flottant et un pont de ponton flottant de type B. Le pont ponton flottant A est différent du pont de ponton flottant B. b Les ponts de ponton flottants sont divisés en: des autoroutes, des autoroutes urbaines, des routes urbaines désignées, des routes nationales ordinaires, des passages à niveau doubles, des viaducts, des ponts ferroviaires, en particulier des ponts locaux et municipaux importants.

Selon le facteur d'importance, la conception du pont flottant devrait garantir qu'il a le niveau de performance cible correspondant répertorié dans le tableau, tel que la charge, l'onde de tempête, le tsunami et le tremblement de terre.

4. Charge de conception de pont ponton flottante

Fondation, vague d'eau, éolien et période de récidive

Lors de la conception du pont de ponton flottant, le changement de niveau d'eau causé par la marée, le tsunami et la vague de tempête est l'une des charges de contrôle. L'axe vertical du pont ponton flottant doit être pris en compte dans la conception. Lorsque le vent souffle sur l'eau, les ondes résultantes créeront des charges horizontales, verticales et torsionales sur le pont ponton flottant. Ces charges dépendent de la vitesse du vent, de la direction, de la durée, de la longueur de coup (longueur de zone de vent), de la structure du canal et de la profondeur.

La vitesse du vent de conception est la vitesse moyenne sur une période de 10 minutes à une altitude de 10 m au-dessus de l'eau. Les charges naturelles telles que les vents et les tremblements de terre sont un facteur clé dans de nombreux cas.

Charge combinée

La charge combinée aura un effet négatif sur le pont de ponton flottant.

Les niveaux de marée sont divisés en catégories suivantes:

Pendant les tremblements de terre: entre la HWL (niveau d'eau élevée) et la LWL (faible niveau d'eau);

Pendant les tempêtes de neige: entre HHWL (HWL la plus élevée) et LWL ou entre HHWL et LLWL (LWL le plus bas);

Conditions d'utilisation: entre HWL et LWL

Ainsi, aucun dommage mortel ne se produit pendant les tsunamis, soit à partir de changements de marée extrême entre la HWL et la LWL, soit de l'augmentation et de la baisse des niveaux d'eau.

Charge de conception

Il comprend principalement: la charge statique, la charge dynamique, la charge d'impact (telle que la collision, etc.), la pression de la terre (comme la pile d'ancrage dans le système d'ancrage sur le pont de ponton flottant), la pression hydrostatique (y compris la flottabilité), la charge de vent, le facteur d'onde de l'eau (y compris le facteur d'expansion), le facteur de modification de l'hydrodynamique, le facteur de modification de la température, le facteur d'écoulement de l'eau, le facteur de transformation de la mise en œuvre, le facteur d'écoulement de la prise Charge centrifuge, facteur de tsunami, facteur de marée de tempête, fluctuation du lac (fluctuation secondaire), onde de choc du navire, choc marin, charge de freinage, charge d'assemblage, charge de collision (y compris la collision du navire), facteur de glace de l'emballage et pression de glace, facteur de transport côtier, facteur d'objet dérivant, facteur de classe d'eau (érosion et frottement) et autres charges.

Vague d'eau irrégulière

Normalement, les vagues d'eau sont très irrégulières. Ils sont composés d'ondes d'eau ordinaires avec de nombreux composants de fréquence.

Parce que la période naturelle du pont ponton flottant est beaucoup plus longue que celle du pont traditionnel, l'effet de la vague d'eau avec une longue période est plus élevé. En termes de fréquence, le spectre représente la distribution d'énergie des ondes d'eau. Lorsque le vent souffle d'une certaine distance horizontale, les vagues d'eau continuent de voyager. Mais après une certaine période de temps, la vague d'eau s'arrête progressivement et devient stable.

5. Matériau de pont ponton flottant

Les matériaux communs sont l'acier et le béton.

D'une manière générale, la corrosion de la structure du ponton doit être considérée en premier. Étant donné que l'étanchéité de l'eau du béton est très importante, le béton étanche ou le béton marin est généralement utilisé dans la fabrication de ponts de ponton flottants. Parmi eux, le ciment Portland à fusion moyenne, le ciment de scories du haut fourneau de Portland, le ciment de poussière volant Portland peuvent être utilisés pour fabriquer des ponts de ponton flottants. Les effets du péristaltisme et de la contraction de la structure ne doivent être pris en compte que lorsque le réservoir est sec, les effets ci-dessus n'ont donc pas besoin d'être pris en compte une fois le réservoir lancé. Le béton haute performance, comme la poussière volante et la poudre de silice, convient le plus à la fabrication de réservoirs flottants.

Les matériaux utilisés dans le système d'amarrage doivent être sélectionnés en fonction des objectifs de conception, de l'environnement, de la durabilité et de l'économie.

En raison de l'environnement corrosif, une anti-corrosion est nécessaire, en particulier dans les parties en dessous du niveau d'eau moyen, MLWL, il y aura une grave corrosion locale. Pour ces parties, la protection cathodique est généralement adoptée.

Le traitement en surface est généralement adopté sous la LWL de traitement de surface des LWL comprend la peinture, l'ajout de surface du matériau organique, la surface de la graisse minérale, la surface du matériau inorganique, etc. Le traitement de surface inorganique comprend un revêtement métallique, tel que le revêtement en titane, la surface en acier inoxydable, le zinc, l'aluminium, l'alliage d'aluminium, etc. L'effet de la profondeur de l'eau sur le taux de corrosion dépend de l'environnement.

La corrosion des éclaboussures est la plus grave et sa limite supérieure peut être déterminée en fonction de l'installation de la structure.

La zone de reflux et d'écoulement est l'environnement le plus grave, et le taux de corrosion varie considérablement avec la profondeur.

Dans la zone d'eau salée, l'environnement devient plus modéré. Mais pour certaines conditions, telles que les courants et l'augmentation de l'expédition, la corrosion peut être accélérée.

L'environnement de la couche de sol sous le fond marin dépend de la densité de sel, du niveau de pollution et des conditions climatiques, mais le taux de corrosion est relativement stable.

Remarque: Par rapport à la structure fixe, le pont de ponton flottant change avec la surface de l'eau, de sorte que le flux et l'écoulement de la marée ne sont pas existants.

6. État limite du pont ponton flottant

Le pont de ponton flottant devrait avoir une capacité suffisante pour faire face à des dangers potentiels tels que les navires, les débris, le bois, les inondations, la défaillance de la corde d'amarrage et la séparation complète du pont après une fracture latérale ou oblique.

Bien que l'eau offre de la flottabilité au pont de ponton flottant, si l'eau s'échappe à l'intérieur du pont de ponton flottant, elle endommagera progressivement le pont de ponton flottant et mènera finalement au naufrage du pont. Il s'agit du problème de recherche actuel auquel est confronté le pont ponton flottant.

7. Conception et analyse spécifiques du pont de ponton flottant

Stabilité: fait référence à la capacité du navire à incliner sous l'action des forces externes et à revenir à la position d'équilibre d'origine après la disparition des forces externes.

Trois états d'équilibre:

1) Équilibre stable: G est sous M, et la gravité et la flottabilité forment un couple de stabilité après l'inclinaison.

2) Équilibre instable: g est au-dessus de m, et la gravité et la flottabilité forment un moment de renversement après l'inclinaison.

3) Équilibre accidentel: G et M coïncident, et la gravité et la flottabilité agissent sur la même ligne verticale après inclinaison, sans couple.

La relation entre la stabilité et la navigation des navires:

1) La stabilité est trop grande, et le navire se balance violemment, provoquant un inconfort au personnel, une utilisation gênante des instruments de navigation, des dommages faciles à la structure de la coque et un déplacement facile de la cargaison dans la cale, mettant ainsi en danger la sécurité du navire.

2) La stabilité est trop petite, la capacité anti-capitulation du navire est mauvaise, il est facile d'apparaître un grand angle d'inclinaison, une récupération lente et le navire est incliné sur la surface de l'eau pendant une longue période et la navigation est inefficace.

Comme pour les bateaux, le renversement des pontons est lié à leur stabilité statique.

Qu'il s'agisse des conditions météorologiques de Blizzard une fois sur an ou des conditions de blizzard extrêmement dans un siècle, le confort du trafic doit être soigneusement pris en compte dans la conception. Par conséquent, l'accélération de la réponse du pont devrait se situer dans la plage de valeurs tolérables.

Gestion de la stabilité: la facilité de manipulation est l'une des performances les plus importantes.

Fatigue: Pour éviter les dommages structurels causés par les charges dynamiques, telles que le vent, les ondes d'eau, etc. La méthode d'évaluation est la même que pour les ponts traditionnels.

Facteurs sismiques: Parce que le pont ponton flottant a une longue période naturelle, il est nécessaire d'étudier l'influence des ondes sismiques à longue période. Bien que les pontons soient intrinsèquement isolés, la résistance du système d'amarrage aux tremblements de terre doit être vérifiée, en particulier les tas d'amarrage et les fondations.

8. Conception du corps à pont ponton flottant:

Les pontons généraux considèrent principalement le réservoir de ponton séparé. Comme expliqué précédemment, les caractéristiques hydrodynamiques de chaque réservoir peuvent être étudiées individuellement, puis les résultats obtenus peuvent être utilisés pour l'analyse du système global. En fait, des méthodes discrètes telles que la méthode des éléments finis sont souvent utilisées dans l'analyse du système global. Pour cette méthode d'analyse, la masse supplémentaire de chaque réservoir, l'amortissement hydrodynamique et les facteurs hydrodynamiques doivent être prises en compte, et la position du centre de flottabilité du réservoir doit être entrée.

Conception de la vitesse du vent et de la hauteur efficace des vagues: la hauteur effective de l'onde de 2,5 m est un point clé du pont de type ponton. Afin de garantir que la hauteur effective des vagues est inférieure à 2,5 m, il est nécessaire de configurer une barrière d'onde. L'effet visqueux et l'effet d'écoulement potentiel sont deux facteurs importants dans l'analyse du mouvement de l'onde de l'eau incidente et la contrainte des structures sous-marines. Pour la théorie de l'écoulement potentiel, il s'agit principalement des effets de diffusion et de rayonnement des ondes d'eau autour de la structure.

En fait, bien que la théorie du flux de potentiel de fluide de surface libre soit basée sur l'hypothèse que le fluide est incompressible, irrotationnel et non visqueux, ses résultats de prédiction sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. C'est pourquoi la théorie de la diffusion des ondes d'eau basée sur la théorie du flux de potentiel linéaire est souvent appliquée dans l'analyse de la conception.

Conception de superstructure: comprend principalement la sélection de types de structure, la conception de la composition de la structure et le contenu anti-corrosion.

Conception du corps flottant: la conception du corps flottante est très différente de la conception traditionnelle du pont. La conception flottante du corps comprend: la sélection de types de corps flottants, la conception de la pièce de contrôle des inondations du corps flottante, la conception de prévention des collisions des navires, la conception de la structure de la section de connexion de transition, la protection contre la corrosion, les installations auxiliaires et la conception de la structure d'ancrage.

Conception de la structure d'ancrage: Confirmez le type, la distribution et la quantité de structure d'ancrage. Dans la conception, il est nécessaire de comprendre les différents paramètres de l'environnement, tels que la vitesse du vent, l'onde d'eau et le courant, le tremblement de terre, le changement de température, le tsunami, le choc de la surface du lac (vague secondaire), l'onde d'eau à longue période, la conception de la structure d'ancrage des piles d'ancrage, l'ancrage de la chaîne d'ancrage, la plate-forme de la jambe de tension et d'autres conditions, et la méthode d'ancrage à travers les deux extrémités de la pince.

Les ponts de ponton flottants sont couramment utilisés pour les passages à niveau dans des zones à eau calme ou lente, comme les rivières, les lacs et les canaux. Ils offrent des avantages tels que le déploiement rapide, l'adaptabilité à l'évolution des niveaux d'eau et un impact environnemental minimal. Cependant, ils peuvent avoir des limites en termes de capacité de charge et de résistance aux conditions d'eau extrêmes, qui doivent être prises en compte pendant les étapes de conception et de planification.

9. Application du pont ponton flottant:

Les ponts de ponton flottants ont une variété d'applications, en particulier dans les situations où un pont temporaire ou portable est nécessaire. Voici quelques applications courantes des ponts de ponton flottants:

Militaire et défense: les ponts de pontons flottants sont fréquemment utilisés par les forces militaires lors des opérations tactiques, des exercices de formation ou dans des zones de conflit où le déploiement rapide et la mobilité sont cruciaux. Ces ponts peuvent fournir des traversées de rivières temporaires pour les troupes, les véhicules et l'équipement.

Construction et entretien: les ponts de ponton flottants sont utiles dans la construction et l'entretien des projets d'infrastructure, en particulier lorsqu'un pont temporaire est nécessaire pour permettre l'accès à des équipements lourds, des matériaux ou des travailleurs dans des plans d'eau. Ils peuvent être employés lors de la construction de ponts ou des travaux de réparation, une installation de pipeline ou d'autres projets qui nécessitent des traversées de rivières temporaires.

Événements et festivals: les ponts de ponton flottants peuvent être mis en place pour une utilisation temporaire lors d'événements, de festivals ou d'activités récréatives qui nécessitent un passage sûr sur les plans d'eau. Ils peuvent fournir des allées piétonnes, des pistes cyclables ou un accès aux véhicules aux participants à l'événement et aux participants.

10AvantageS du pont ponton flottant:

La structure n'est pas compliquée, elle est également facile à démonter, mais les coûts de maintenance sont élevés.

En temps de guerre, il peut surmonter les obstacles de la rivière, garantir le transport ferroviaire et la route, en temps de paix, surmonter les catastrophes des inondations, effectuer une réparation rapide et un soulagement des catastrophes, ou communiquer rapidement avec les deux parties pour transporter divers matériaux de construction à grande échelle, qui est un moyen d'urgence flexible et efficace, de sorte que la recherche théorique et expérimentale sur ce type de pont de ponton de flux est une grande signification pratique.

L'autre objectif est principalement des considérations économiques, à savoir lorsque la profondeur d'eau du site est très grande ou que le fond est très doux, la construction de piles traditionnelles ne convient pas. À l'heure actuelle, en utilisant la flottabilité naturelle de l'eau, un pont ponton flottant qui ne nécessite pas de piles traditionnelles ou de bonnes fondations devient un meilleur choix.

Aperçu des ponts en acier Evercross: