Американский стандарт нагрузки на транспортные средства HL93 AASHTO для проектирования стальных мостов

1. Значение нагрузки HL93 AASHTO​

В области проектирования стальных мостов стандарт нагрузки на транспортные средства Американской ассоциации государственных служащих по автомобильным дорогам и транспорту (AASHTO), в частности HL93, играет ключевую роль. Этот стандарт служит краеугольным камнем для обеспечения безопасности, долговечности и функциональности стальных мостов на автомагистралях в Соединенных Штатах, влияя на каждый аспект процесса проектирования, от выбора материала до структурного анализа.

​

2. Понимание стандарта нагрузки HL93​

Стандарт нагрузки HL93 представляет собой комплексную систему, которая определяет динамические и статические силы, воздействующие на стальные мосты со стороны автомобильного транспорта. Он состоит из двух основных компонентов: расчетного грузовика и расчетного тандема, в сочетании с полосовой нагрузкой. Расчетный грузовик имитирует воздействие одного тяжелого транспортного средства, в то время как расчетный тандем представляет собой близко расположенные тяжелые транспортные средства. Полосовая нагрузка учитывает совокупный эффект более легкого трафика по всей длине моста. Эта комбинация позволяет инженерам точно моделировать широкий спектр весов и конфигураций транспортных средств, с которыми может столкнуться мост, гарантируя, что конструкция сможет выдержать реальные условия нагрузки.

​

3. Принципы проектирования, основанные на стандарте HL93​

При применении к проектированию стальных мостов стандарт HL93 определяет несколько критических принципов проектирования.​

3.1 Определение прочности и жесткости компонентов​

Во-первых, он определяет требуемую прочность и жесткость стальных компонентов. Например, балки, которые являются основными несущими элементами стального моста, должны быть спроектированы так, чтобы противостоять изгибающим моментам, силам сдвига и осевым нагрузкам, вызванным нагрузкой HL93. Выбор марки стали, такой как ASTM A709, часто зависит от этих требований к нагрузке, при этом стали более высокой прочности выбираются для мостов, ожидающих более интенсивного движения.​

3.2 Соображения по проектированию с учетом усталости​

Во-вторых, стандарт HL93 влияет на проектирование стальных мостов с учетом усталости. Усталостное разрушение, вызванное повторной нагрузкой от транспортных средств, вызывает серьезную озабоченность. Стандарт предоставляет рекомендации по расчету диапазонов напряжений усталости и установлению деталей, устойчивых к усталости, таких как надлежащие конфигурации сварных швов и меры по снятию напряжений. Это имеет решающее значение, поскольку усталостные трещины могут постепенно развиваться и со временем ухудшать целостность моста.

​

4. Адаптируемость и реальные применения​

Одним из ключевых преимуществ использования нагрузки HL93 AASHTO при проектировании стальных мостов является ее адаптируемость. Она может применяться к различным типам стальных мостов на автомагистралях, включая мосты с простыми пролетами, мосты с непрерывными пролетами и сложные вантовые или подвесные мосты.​

4.1 Мост Фремонт: образцовый проект​

Например, мост Фремонт в Портленде, штат Орегон, значительный стальной мост на автомагистрали, придерживается стандарта HL93 в своем проекте. Конструкция моста с большим пролетом, с его сложной стальной ферменной системой, была спроектирована так, чтобы безопасно выдерживать различные транспортные нагрузки, указанные в HL93, обеспечивая его долгосрочную производительность и надежность.​

4.2 Мост Бронкс-Уайтстоун: успех реабилитации​

Другим примером является мост Бронкс-Уайтстоун в Нью-Йорке. Во время проектов по реабилитации и усилению инженеры полагались на стандарт нагрузки HL93 для оценки грузоподъемности моста и модернизации его стальных компонентов. Следуя рекомендациям HL93, они смогли повысить грузоподъемность моста, гарантируя, что он сможет продолжать служить жизненно важным транспортным звеном в оживленном районе Нью-Йорка.

​

5. Проблемы, с которыми сталкивается стандарт HL93​

Однако стандарт HL93 также сталкивается с некоторыми проблемами. С ростом распространенности транспортных средств с превышением веса и габаритов ведутся постоянные дискуссии о том, адекватно ли текущий стандарт учитывает экстремальные сценарии нагрузки. Кроме того, по мере появления новых материалов и методов строительства стандарт необходимо обновлять, чтобы включить эти достижения, сохраняя при этом требования безопасности и производительности.​

В заключение, стандарт нагрузки на транспортные средства США HL93 AASHTO является неотъемлемой частью проектирования стальных мостов на автомагистралях в Соединенных Штатах. Он предоставляет инженерам надежную основу для создания стальных мостов, которые могут безопасно и эффективно поддерживать движение транспортных средств. Благодаря постоянной оценке и адаптации стандарт HL93 будет продолжать развиваться, гарантируя, что будущие стальные мосты будут соответствовать требованиям постоянно меняющегося транспортного ландшафта.