A bailey truss este o componentă de pod din panouri prefabricate din oțel, construită din coarde superioare și inferioare triangulate, stâlpi verticali și bretele diagonale, concepute pentru a fi fixate împreună pe șantier fără macarale, sudură sau fundații turnate. Fiecare panou este 3.048 metri (10 picioare) lungime și aproximativ 1,4 până la 2,15 metri înălțime, în funcție de producător, iar panourile multiple se combină unul lângă altul și etaj cu etaj pentru a forma o grindă suficient de puternică pentru a transporta vehicule, feroviare sau pietoni. Sistemul a fost dezvoltat inițial pentru traversări militare de râuri, dar aceeași logică a panoului stă la baza majorității podurilor din oțel modulare vândute pentru drumuri rurale, rute de transport minier, ajutor în caz de dezastre și ocoliri temporare de autostradă.
Caracteristica definitorie a unei ferme de baie este interschimbabilitatea. Fiecare panou dintr-o serie dată are găuri identice, astfel încât un antreprenor poate extinde o deschidere, poate adăuga un al doilea rând pentru o lățime suplimentară sau poate stivui un al doilea etaj pentru o rezistență suplimentară folosind același stoc de piese. Această decizie unică de proiectare este motivul pentru care formatul Bailey Truss a rămas în uz continuu timp de mai mult de opt decenii, în timp ce alte concepte de pod temporare au apărut și au dispărut.
În termeni practici, o sarcină Bailey răspunde la trei întrebări pe care o echipă de proiect le pune de obicei mai întâi: cât de repede poate să urce, cât de mult poate transporta și poate fi reutilizată în altă parte după aceea. Deoarece panoul este un bloc de construcție standard, mai degrabă decât o fabricație personalizată, toate cele trei răspunsuri tind să fie mai bune decât ceea ce poate oferi un design specific de oțel sau beton în același timp.
Conceptul de pod cu panouri se regăsește la o cerință de război pentru un sistem de trecere pe care infanteriei l-ar putea construi în condiții de teren cu unelte de bază și fără instalații grele. Ideea de bază, un panou triangulat repetat unit printr-un singur tip de știft, a rezolvat două probleme simultan: a eliminat necesitatea sudării la fața locului și a permis reutilizarea aceluiași stoc de piese pe zeci de lungimi diferite.
Ceea ce a menținut formatul relevant mult după ce scopul său inițial a dispărut este faptul că logica panoului se scalează în ambele direcții. Un singur rând de panouri se ocupă de o pasarelă; trei rânduri stivuite la două etaje înălțime, coardă întărită, manevrează un camion de autostradă încărcat. Foarte puține sisteme structurale oferă care variază de la un singur catalog de piese, motiv pentru care antreprenorii civili, operatorii minieri și agențiile de ajutor în caz de dezastru încă specifică astăzi un aspect al zăbrelei, mai degrabă decât o grilă de oțel personalizată.
| Era | Utilizare primară |
|---|---|
| Intenția de design originală | Traversări rapide de râu pe câmp, asamblate manual fără macarale |
| Reconstrucție post-conflict | Înlocuirea trecerilor de drum și feroviare civile avariate |
| Utilizare comercială curentă | Acces rural, drumuri de transport minier, răspuns în caz de dezastre, ocoliri de autostrăzi, treceri de pietoni și de utilități |
Un pod de împrejurimi finisat este un teanc de un număr mic de piese care se repetă. Înțelegerea a ceea ce face fiecare piesă face mult mai ușor să citiți lista de piese a unui furnizor sau un desen de montaj pe șantier.
| Component | Funcția | Material tipic |
|---|---|---|
| Coarda panoului | Transportă forțele principale de tensiune și compresie de-a lungul deschiderii | Oțel cu canal dublu |
| Post vertical | Transferă sarcina punții în coarde și menține panoul drept | Secțiunea fasciculului I de ecartament 8 |
| Brevetă diagonală | Completează modelul triangulat care conferă panoului rigiditatea sa | Secțiune de oțel laminată |
| Pin de panou | Unește panourile adiacente la urechile masculin și feminin | Oțel aliat forjat, aproximativ 3 kilograme fiecare |
| Traverse | Se întinde între cele două linii de ferme și poartă puntea | Grinda de oțel laminată |
| Sway brete și rakers | Rezistați la vânt lateral și la sarcinile de vibrație, preveniți balansarea laterală | Tiranti din otel |
| Șah și corzi | Formați suprafața punții de rulare pentru vehicule sau trafic pietonal | Placă de caroserie din lemn sau oțel |
| Lagăr și stâlp de capăt | Transferă întreaga reacție a fermei în bont | Oțel turnat sau fabricat |
Pe coarda inferioară a fiecărui panou, patru plăci de așezare a grinzii țin traversa în poziție, iar două găuri ovale de la capătul canalului acceptă conexiunea balansierului. Deoarece aceeași dimensiune a știfturilor și aceeași distanță între găuri se repetă pe întregul panou, un echipaj poate dezasambla un pod cu împrejurimi și îl poate reconstrui într-o lungime complet diferită folosind același inventar, care este principalul motiv pentru care flotele de închiriere sunt construite în jurul acestui format.
Rezistența unei ferme nu vine de la un singur membru greu, ci din geometrie. Un triunghi este singurul poligon care nu își poate schimba forma fără a modifica lungimea uneia dintre laturile sale, astfel încât, odată ce diagonalele, verticalele și coardele sunt fixate în triunghiuri, panoul rezistă la îndoire fără a avea nevoie de o bandă solidă de placă de oțel.
Acest lucru are două consecințe practice care contează pentru oricine specifică un proiect:
Inginerii descriu această eficiență folosind un raport rezistență-greutate și acesta este motivul pentru care un panou de 300 de kilograme poate, atunci când este combinat cu altele în configurația potrivită, să susțină vehicule cu o greutate de multe tone.
Geometria panoului este unul dintre puținele lucruri care a rămas aproape neschimbată între producători de la designul original britanic, motiv pentru care piesele din diferite epoci și diferite fabrici sunt adesea încă compatibile. Panourile de coardă întărite și panourile cu etaj dublu schimbă doar calea de încărcare, nu și anvelopa de bază.
| Parametru | Valoare tipică |
|---|---|
| Lungimea panoului | 3,048 m (10 ft), orificiu pentru orificiu |
| Înălțimea panoului | 1,45 m până la 2,15 m în funcție de serie |
| Greutatea panoului | 270 kg până la 349 kg |
| Lățimea standard a carosabilului | 3,27 m banda unică, 4,25 m bandă lată |
| Pin de panou weight | Aproximativ 3 kg per pin |
| Interval practic clar | 6 m până la peste 90 m cu piloni intermediari pentru curse mai lungi |
Deoarece fiecare panou cântărește sub 350 de kilograme, un echipaj format din patru până la șase persoane poate ridica și fixa un panou cu mâna, ceea ce a făcut ca formatul să fie practic pentru locurile unde macaralele mobile nu pot ajunge. Piesele mai grele de punte și de traversă sunt de obicei rostogolite pe role temporare, mai degrabă decât transportate.
Cel mai mare avantaj al unui sistem de împrejurimi Bailey este că capacitatea de încărcare este o problemă de bloc, mai degrabă decât o problemă de reproiectare. În loc să proiectăm un nou pod pentru fiecare travă și sarcină pe osie, același panou este repetat în diferite combinații de rânduri și etaje.
| Configurare | Rânduri x Povești | Potrivire tipică |
|---|---|---|
| SS | 1 x 1 | Poduri, fermă și treceri de utilitate ușoare |
| DS | 2 x 1 | Drumuri rurale pentru vehicule ușoare |
| TS | 3 x 1 | Secțiuni de autostradă cu o singură bandă de deschidere medie |
| DD | 2 x 2 | Intervale mai lungi cu trafic moderat de vehicule grele |
| TD | 3 x 2 | Durată lungă, încărcare completă pe autostradă, rute de transport minier |
Alegerea dintre aceste configurații se reduce la două numere: distanța liberă de care are nevoie site-ul și vehiculul de proiectare sau sarcina pe șină pe care trebuie să o suporte podul. Ca un model general, dublarea numărului de rânduri de fermă dublează aproximativ capacitatea de îndoire, în timp ce adăugarea unui al doilea etaj ajută în primul rând cu deschideri mai lungi, unde deformarea, nu rezistența brută, devine factorul limitator.
Cele mai multe poduri de tip bailey construite astăzi sunt proiectate în jurul modelelor standard de încărcare pe autostradă, cum ar fi HS-20, HL-93 sau cutii de încărcare pentru vehicule grele comparabile , iar selecția configurației este ceea ce permite unui tip de panou să acopere o gamă atât de largă de rezultate. O configurație single-single este, în general, potrivită pentru întinderi de până la aproximativ 30 de metri care transportă trafic ușor, în timp ce un aspect dublu-dublu sau triplu-dublu armat cu coarde poate împinge deschideri utilizabile cu mult peste 60 de metri, în timp ce încărcă încărcare completă pe autostradă.
Intervalele de sarcină raportate între furnizorii actuali se încadrează de obicei între 30 și 70 de tone în funcție de configurație, interval și număr de povești, conform literaturii de produse ale producătorului. Două reguli practice apar în mod constant în documentele de planificare a proiectului:
Pentru traversările cu mai multe trave, pilonii intermediari sunt pur și simplu adăugați la intervale de lungime a panourilor, ceea ce înseamnă că un aspect al zăbrelei poate fi, în principiu, extins la infinit, atâta timp cât distanța dintre piloni și condițiile solului o permit. Echipele de planificare confirmă de obicei trei intrări înainte de a finaliza o configurație: greutatea vehiculului proiectat și distanța dintre osii, deschiderea liberă cerută de traversare și capacitatea portantă la sol disponibilă pentru cule sau pilonii intermediari.
Două detalii de inginerie separă un proiect de ferme bine planificat de unul prost planificat: controlul devierii și pre-cambrare. Pe măsură ce lungimea deschiderii crește, o sarcină sub sarcină în mișcare se deviază mai mult, chiar dacă este suficient de puternică din punct de vedere tehnic pentru a suporta greutatea, iar deformarea excesivă creează o călătorie accidentată și oboseală pe termen lung la conexiunile știfturilor.
Pentru a compensa acest lucru, deschiderile mai lungi sunt în mod obișnuit construite cu o mică pre-cambrare în sus, ceea ce înseamnă că sarpanta descărcată se așează puțin mai sus în mijloc decât la capete, astfel încât, în condiții de încărcare maximă a traficului, se stabilește la un profil nivelat și confortabil, mai degrabă decât să se încline vizibil. Echipele site-ului verifică, de asemenea, trei detalii auxiliare înainte de a deschide o trecere:
Coardele și stâlpii sunt de obicei laminate din oțel slab aliat cu rezistență ridicată, cu știfturi de panou forjați din oțel aliat, cum ar fi 30CrMnTi pentru rezistență la uzură la punctele de conectare. Deoarece se așteaptă ca o sarpă de baieley să stea în aer liber, adesea lângă apă, protecția împotriva coroziunii nu este o idee ulterioară, ci face parte din specificația de bază.
Două abordări de acoperire domină producția actuală. Galvanizare la cald corodează la aproximativ o treizecime din rata oțelului gol în același mediu și este documentat pe scară largă că oferă mai multe decenii de viață fără întreținere pe structurile din oțel exterioare. Alternativa este un sistem de grund anorganic bogat în zinc, care oferă o protecție puternică la o greutate de transport mai mică, dar în general necesită un ciclu de revopsire mai devreme decât o acoperire completă prin imersie la cald. Știfturile și elementele de fixare mai mici sunt aproape întotdeauna galvanizate separat, deoarece secțiunea lor transversală mică le face cea mai rapidă parte a ansamblului care se corodează dacă sunt lăsate neacoperite.
Pentru mediile de coastă, marine sau cu sare grea pentru dezghețare, specificațiile proiectului necesită din ce în ce mai mult un sistem duplex, adică un strat de bază galvanizat acoperit cu un strat de vopsea compatibil, deoarece expunerea la sare accelerează consumul de zinc considerabil mai repede decât un sit tipic interioară.
| Acoperire | Cel mai potrivit mediu | Durată relativă de serviciu |
|---|---|---|
| Galvanizare la cald | General exterior, interior și umiditate moderată | Cu mult, adesea cu decenii înainte de prima întreținere |
| Vopsea grund bogată în zinc | Proiecte cu sarcini mai ușoare, sensibile la costuri | Moderat, ciclul de vopsire este necesar mai devreme |
| Duplex (galvanizare plus vopsea) | Litoral, maritim, expunere grea la sare | Cel mai lung, combină ambele mecanisme de protecție |
Secvența de lansare este celălalt motiv pentru care acest sistem rămâne popular pentru lucrări de urgență și la distanță: nu depinde de macaralele grele care ajung la punctul de trecere.
Deoarece fiecare panou are sub 350 de kilograme și fiecare conexiune este un știft, mai degrabă decât o sudură, un echipaj instruit poate ridica un pod cu zăbrele cu deschidere moderată în câteva zile folosind unelte de mână și o macara de sprijin mică pentru componentele punții, mai degrabă decât săptămânile necesare în mod obișnuit pentru o traversare din beton turnat.
Deși formatul bailey truss a fost inițial construit pentru uz militar temporar, instalațiile întreținute corespunzător rămân în funcțiune timp de câteva decenii, inclusiv pe drumurile publice cu trafic regulat. Studiile de teren asupra componentelor podurilor din oțel galvanizat la cald au înregistrat structuri care rămân în mare parte fără întreținere pentru 50 de ani sau mai mult în medii tipice interioare.
| Verificați | Frecvența | Ce să cauți |
|---|---|---|
| Strângerea știfturilor și a șuruburilor | După primul sezon, apoi anual | Joc sau mișcare la îmbinările panoului |
| Acoperire condition | Anual | Zgârieturi, metal goale sau rugina sângerare |
| Căi de drenaj | Sezonier | Apă stătătoare pe coarda inferioară |
| Elemente de fixare pentru punte | Anual | Plăcuță slăbită sau șah din lemn uzat |
Niciuna dintre aceste sarcini nu necesită organisme de certificare specializate sau echipamente grele, ceea ce menține costul ciclului de viață scăzut în comparație cu o structură permanentă de o durată similară.
Economia unui proiect de împrejurimi bailey se reduce rareori doar la tonaj de oțel. Trei factori decid de obicei dacă un pod cu panouri sau o structură fixă are mai mult sens pentru o anumită traversare:
Pentru trecerile care sunt cu adevărat permanente și situate central, o structură fixă câștigă adesea din simplitatea întreținerii pe termen lung. Pentru orice lucru temporar, la distanță sau supus schimbării tiparelor de trafic, abilitatea de a reloca mai târziu o sarpă de baie este deseori factorul decisiv, mai degrabă decât costul materialului inițial.
Lista de aplicații a crescut cu mult dincolo de rolul militar inițial al sistemului. Utilizările curente comune includ:
Această gamă de cazuri de utilizare este exact motivul pentru care stocul de panouri, mai degrabă decât un singur design de pod fix, a devenit modul standard în care furnizorii se gândesc la linia de produse Bailey Truss: același inventar deservește o cale de fermă o lună și un ocol de autostradă următoarea.
Armatura este structura panoului triangulat care suportă sarcina; podul complet Bailey include, de asemenea, puntea, traversele, conexiunile de contravântuire și de culență construite din acea ferme.
Dispozițiile cu o singură deschidere ajung în mod obișnuit la 30 până la 60 de metri, în funcție de configurație, cu dispoziții în două sau trei rânduri armate cu coarde capabile să depășească acest interval înainte de a deveni necesar un dig intermediar.
Da. Adăugarea de rânduri, o întărire suplimentară sau coardă crește capacitatea, iar configurațiile evaluate pentru modelele standard de încărcare pe autostradă, cum ar fi HS-20 sau HL-93, sunt comune în specificațiile actuale ale producătorului.
Panourile construite după aceeași distanță standard între știfturi și model de găuri, cum ar fi geometria de tip 321, utilizată pe scară largă, sunt în general interschimbabile, motiv pentru care multe flote de închiriere amestecă stocuri din diferite serii de producție.
Cu componente galvanizate la cald și întreținere de bază, câteva decenii de service sunt realiste, iar unele instalații au fost documentate că rămân în mare parte fără întreținere de peste 50 de ani.
Are nevoie de puncte de sprijin stabile și nivelate pe fiecare mal, mai degrabă decât de o fundație completă, ceea ce este motivul principal pentru care poate fi implementat mult mai rapid decât o structură turnată pe loc.
Da, acesta este unul dintre avantajele de bază ale formatului. Panourile sunt prinse mai degrabă decât sudate, astfel încât o fermă completă poate fi dezasamblată și remontată la o lungime sau o locație diferită folosind același material.
Cea mai frecventă cauză a contravântuirii slăbite sau a conexiunilor cu știfturi. Restrângerea contravântuirii și confirmarea angajării complete a bolțului rezolvă de obicei mișcarea vizibilă.
Podurile cu panouri au fost folosite pentru trecerile provizorii ale feroviarului, deși configurația, podeaua și detaliile lagărului diferă de o instalație pe șosea și sunt proiectate separat pentru încărcarea șinelor.
Un echipaj obișnuit de șase până la zece persoane poate ridica o deschidere moderată folosind unelte de mână, deoarece panourile individuale cântăresc sub 350 de kilograme și conexiunile sunt prinse mai degrabă decât sudate.