A خرپا بیلی یک جزء پل پانل فولادی پیش ساخته است که از وترهای بالا و پایین مثلثی، پایه های عمودی و مهاربندهای مورب ساخته شده است و برای چسباندن در محل بدون جرثقیل، جوش یا پایه های ریخته گری طراحی شده است. هر پانل است 3.048 متر (10 فوت) طول و ارتفاع تقریباً 1.4 تا 2.15 متر بسته به سازنده، و پانل های متعدد در کنار یکدیگر و طبقه به طبقه ترکیب می شوند تا تیری را تشکیل دهند که به اندازه کافی قوی برای حمل وسایل نقلیه، ریل یا ترافیک عابر پیاده است. این سیستم در ابتدا برای گذرگاههای رودخانههای نظامی توسعه داده شد، اما همان منطق پانل اکنون زیربنای بیشتر پلهای فولادی مدولار فروخته شده برای جادههای روستایی، مسیرهای حمل و نقل معدن، امدادرسانی به بلایا و انحراف موقت بزرگراهها است.
ویژگی بارز خرپای بیلی قابلیت تعویض است. هر پانل از یک سری مشخص سوراخهای پین یکسانی دارد، بنابراین یک پیمانکار میتواند یک دهانه را گسترش دهد، ردیف دوم را برای عرض اضافی اضافه کند، یا طبقه دوم را برای استحکام بیشتر با استفاده از همان سهام قطعات روی هم قرار دهد. همین تصمیم طراحی واحد به همین دلیل است که قالب خرپا بیلی برای بیش از هشت دهه در استفاده مداوم باقی مانده است در حالی که دیگر مفاهیم پل موقت آمده و رفته اند.
به طور عملی، یک خرپا بیلی به سه سؤالی که معمولاً ابتدا یک تیم پروژه می پرسد پاسخ می دهد: با چه سرعتی می تواند بالا برود، چقدر می تواند حمل کند، و آیا می توان آن را در جای دیگری پس از آن دوباره استفاده کرد. از آنجایی که پانل به جای ساخت سفارشی، یک بلوک ساختمانی استاندارد است، هر سه پاسخ بهتر از آن چیزی است که یک طرح فولادی یا بتن خاص در یک جدول زمانی می تواند ارائه دهد.
مفهوم پل پانلی به نیاز زمان جنگ برای سیستم عبوری بازمی گردد که پیاده نظام می توانست در شرایط مزرعه ای با ابزارهای اولیه و بدون کارخانه سنگین بسازد. ایده اصلی، یک پانل مثلثی تکراری که توسط یک نوع پین به هم وصل شده بود، دو مشکل را به طور همزمان حل کرد: نیاز به جوشکاری در محل را از بین برد، و اجازه داد از همان سهام قطعات در دهها طول دهانه مختلف دوباره استفاده شود.
آنچه که قالب را مدتها پس از محو شدن هدف اصلیاش مرتبط نگه داشت، این واقعیت است که منطق پانل در هر دو جهت مقیاس میشود. یک ردیف از پانل ها یک پل عابر پیاده را کنترل می کند. سه ردیف در دو طبقه روی هم چیده شده اند، وتر تقویت شده، دسته کامیون بارگیری شده بزرگراه. تعداد بسیار کمی از سیستمهای سازهای که از کاتالوگ یک قطعه را شامل میشوند، ارائه میدهند، به همین دلیل است که پیمانکاران عمرانی، اپراتورهای معدن و آژانسهای امدادی در بلایای طبیعی، هنوز یک طرح خرپایی بیلی را به جای تیرهای فولادی سفارشی مشخص میکنند.
| دوران | استفاده اولیه |
|---|---|
| هدف طراحی اصلی | گذرگاههای سریع رودخانه، با دست مونتاژ شده و بدون جرثقیل |
| بازسازی پس از جنگ | جایگزینی گذرگاه های جاده ای و ریلی آسیب دیده غیرنظامی |
| استفاده تجاری فعلی | دسترسی روستایی، جاده های حمل و نقل معدن، واکنش در برابر بلایا، انحراف بزرگراه ها، گذرگاه های عابر پیاده و خدمات شهری |
یک پل خرپایی بیلی تمام شده مجموعه ای از تعداد کمی از قطعات تکراری است. درک آنچه که هر قطعه انجام می دهد خواندن لیست قطعات تامین کننده یا نقشه نصب سایت را بسیار آسان تر می کند.
| جزء | تابع | مواد معمولی |
|---|---|---|
| آکورد پانل | نیروی کشش و فشار اصلی را در طول دهانه حمل می کند | فولاد دو کاناله |
| پست عمودی | بار عرشه را به آکوردها منتقل می کند و پانل را مربع نگه می دارد | قطعه 8 گیج I beam |
| مهاربند مورب | الگوی مثلثی را تکمیل می کند که به پانل استحکام آن را می دهد | بخش فولادی نورد |
| پین پنل | پانل های مجاور را در لنگه های نر و ماده می پیوندد | فولاد آلیاژی آهنگری، هر کدام تقریباً 3 کیلوگرم |
| ترانسوم | بین دو خط خرپا باز می شود و عرشه را حمل می کند | تیر فولادی نورد |
| بریس و چنگک زنی را تکان دهید | در برابر بارهای باد جانبی و ارتعاش مقاومت کنید، از نوسانات جانبی جلوگیری کنید | میله های فولادی |
| شطرنج و تار | سطح عرشه دویدن را برای وسایل نقلیه یا ترافیک پیاده تشکیل دهید | صفحه چوبی یا فولادی |
| بلبرینگ و پست انتهایی | واکنش خرپایی کامل را به اباتمنت منتقل می کند | فولاد ریخته گری یا ساخته شده |
در وتر پایینی هر پانل، چهار صفحه نشیمن پرتو ترانزوم را در موقعیت خود نگه میدارند و دو سوراخ بیضی شکل در انتهای کانال اتصال مهاربند نوسانی را میپذیرند. از آنجایی که اندازه پین و فاصله سوراخهای یکسان در کل پانل تکرار میشود، خدمه میتوانند یک پل خرپایی بیلی را جدا کرده و با استفاده از موجودی یکسان، آن را در طول دهانه کاملاً متفاوت بازسازی کنند، که دلیل اصلی ساخت ناوگان اجارهای در این قالب است.
استحکام یک خرپا بیلی از هیچ عضو سنگینی ناشی نمی شود، بلکه از هندسه ناشی می شود. مثلث تنها چند ضلعی است که بدون تغییر طول یکی از ضلع های آن نمی تواند تغییر شکل دهد، بنابراین هنگامی که مهاربندهای مورب، عمودها و وترها به صورت مثلث سنجاق می شوند، پانل بدون نیاز به یک صفحه فولادی جامد در مقابل خم شدن مقاومت می کند.
این دو نتیجه عملی دارد که برای هر کسی که پروژه ای را مشخص می کند مهم است:
مهندسان این کارایی را با استفاده از نسبت استحکام به وزن توصیف میکنند و به همین دلیل است که یک پانل 300 کیلوگرمی میتواند وقتی با سایر پنلها در پیکربندی درست ترکیب میشود، وسایل نقلیه با وزن بسیار تن را پشتیبانی کند.
هندسه پانل یکی از معدود مواردی است که تقریباً از زمان طراحی اصلی بریتانیا در بین تولیدکنندگان بدون تغییر باقی مانده است، به همین دلیل است که قطعات مربوط به دوره های مختلف و کارخانه های مختلف اغلب هنوز هم سازگار هستند. پانل های آکورد تقویت شده و پانل های دو طبقه فقط مسیر بار را تغییر می دهند، نه پاکت پایه را.
| پارامتر | ارزش معمولی |
|---|---|
| طول پانل | 3.048 متر (10 فوت)، سوراخ سنجاق به سوراخ |
| ارتفاع پانل | 1.45 متر تا 2.15 متر بسته به سری |
| وزن پنل | 270 کیلوگرم تا 349 کیلوگرم |
| عرض استاندارد جاده | 3.27 متر تک خط، 4.25 متر عرض |
| پین پنل weight | تقریباً 3 کیلوگرم در هر پین |
| دهانه شفاف عملی | 6 متر تا بیش از 90 متر با پایه های میانی برای دویدن طولانی تر |
از آنجایی که وزن هر پانل کمتر از 350 کیلوگرم است، یک خدمه 4 تا 6 نفره می توانند یک پانل را با دست بلند کرده و سنجاق کنند، که دقیقا همان چیزی است که این قالب را برای مکان هایی که جرثقیل های متحرک دسترسی ندارند، کاربردی کرده است. قطعات سنگین تر عرشه و ترانسوم معمولاً به جای حمل، روی غلتک های موقت در جای خود قرار می گیرند.
بزرگترین مزیت سیستم خرپایی بیلی این است که ظرفیت بار یک مشکل بلوک ساختمانی است تا یک مشکل طراحی مجدد. به جای مهندسی یک پل جدید برای هر بار دهانه و محور، همان پانل در ترکیبهای ردیف و داستان مختلف تکرار میشود.
| پیکربندی | ردیف x داستان | تناسب معمولی |
|---|---|---|
| SS | 1×1 | پل های عابر پیاده، مزرعه و گذرگاه های تاسیساتی سبک |
| DS | 2×1 | جاده های روستایی وسایل نقلیه سبک |
| TS | 3×1 | بخش های بزرگراه تک خطی با دهانه متوسط |
| DD | 2×2 | بازه های طولانی تر با ترافیک متوسط وسایل نقلیه سنگین |
| TD | 3×2 | دهانه طولانی، بار کامل بزرگراه، مسیرهای حمل و نقل معدن |
انتخاب بین این پیکربندیها به دو عدد مربوط میشود: فضای روشنی که سایت به آن نیاز دارد و وسیله نقلیه یا بار ریلی طراحی شده که پل باید حمل کند. به عنوان یک الگوی کلی، دوبرابر کردن تعداد ردیفهای خرپا تقریباً ظرفیت خمش را دو برابر میکند، در حالی که افزودن طبقه دوم در درجه اول به دهانههای طولانیتر کمک میکند که در آن انحراف، نه مقاومت خام، عامل محدودکننده میشود.
اکثر پلهای خرپایی بیلی که امروزه ساخته میشوند، بر اساس مدلهای استاندارد بار بزرگراهها طراحی میشوند HS-20، HL-93 یا موارد بارگیری وسایل نقلیه سنگین مشابه ، و انتخاب پیکربندی چیزی است که به یک نوع پانل اجازه می دهد چنین طیف گسترده ای از نتایج را پوشش دهد. پیکربندی تکی به طور کلی برای گسترههای حدود 30 متری مناسب است که ترافیک سبک را حمل میکند، در حالی که یک طرح دوگانه یا سهگانه تقویتشده با آکورد میتواند دهانههای قابل استفاده را بسیار فراتر از 60 متر فشار دهد در حالی که هنوز بارگیری کامل بزرگراه را حمل میکند.
محدوده بار گزارش شده در تامین کنندگان فعلی معمولاً بین این دو قرار می گیرد 30 و 70 تن بسته به پیکربندی، دامنه و تعداد داستان، با توجه به ادبیات محصول سازنده. دو قانون عملی به طور مداوم در اسناد برنامه ریزی پروژه نشان داده می شود:
برای تقاطع های چند دهانه، پایه های میانی به سادگی در فواصل طول پانل اضافه می شوند، که به این معنی است که طرح خرپا بیلی، در اصل، تا زمانی که فاصله پایه ها و شرایط خاک اجازه می دهد، می تواند به طور نامحدود گسترش یابد. تیمهای برنامهریزی معمولاً سه ورودی را قبل از نهایی کردن یک پیکربندی تأیید میکنند: وزن خودرو طراحی و فاصله محورها، فاصله آزاد مورد نیاز گذرگاه، و ظرفیت باربری موجود برای تکیهگاهها یا پایههای میانی.
دو جزئیات مهندسی یک پروژه خرپایی بیلی که به خوبی برنامه ریزی شده است را از یک پروژه با برنامه ریزی ضعیف جدا می کند: کنترل انحراف و پیش خمیدگی. با افزایش طول دهانه، خرپا تحت بار متحرک بیشتر منحرف می شود، حتی اگر از نظر فنی به اندازه کافی برای تحمل وزن قوی باشد، و انحراف بیش از حد باعث ایجاد یک سواری خشن و خستگی طولانی مدت در اتصالات پین می شود.
برای جبران این، دهانههای طولانیتر معمولاً با یک پیشکامبر کوچک رو به بالا ساخته میشوند، به این معنی که خرپا خالی در وسط کمی بالاتر از انتهای آن قرار میگیرد، به طوری که تحت بار ترافیکی کامل، به جای اینکه بهطور مشهودی فرو رود، به سطحی راحت و راحت مینشیند. تیم های سایت همچنین سه جزئیات پشتیبانی را قبل از باز کردن یک گذرگاه بررسی می کنند:
آکوردها و پایهها معمولاً از فولاد کم آلیاژ با کشش بالا نورد میشوند، با پینهای پانل ساخته شده از فولاد آلیاژی مانند 30CrMnTi برای مقاومت در برابر سایش در نقاط اتصال. از آنجایی که انتظار می رود خرپای بیلی در فضای باز، اغلب نزدیک آب قرار گیرد، حفاظت در برابر خوردگی یک فکر بعدی نیست، بلکه بخشی از مشخصات پایه است.
دو رویکرد پوشش بر تولید فعلی غالب است. گالوانیزه گرم تقریباً یک سی ام نرخ فولاد لخت در همان محیط خورده می شود و به طور گسترده به عنوان ارائه چندین دهه عمر بدون نیاز به تعمیر و نگهداری در سازه های فولادی در فضای باز مستند شده است. جایگزین یک سیستم پرایمر معدنی غنی از روی است که در وزن حمل و نقل کمتر محافظت قوی می کند، اما معمولاً به چرخه رنگ آمیزی زودتر از یک پوشش کامل داغ نیاز دارد. پینها و بستهای کوچکتر تقریباً همیشه بهصورت جداگانه گالوانیزه میشوند، زیرا سطح مقطع کوچک آنها باعث میشود در صورت عدم روکش، سریعترین بخش از مجموعه دچار خوردگی شوند.
برای محیط های ساحلی، دریایی یا نمک یخ زدایی سنگین، مشخصات پروژه به طور فزاینده ای نیاز به یک سیستم دوبلکس دارد، به این معنی که یک لایه پایه گالوانیزه با پوشش رنگ سازگار روی آن قرار گرفته است، زیرا قرار گرفتن در معرض نمک مصرف روی را به طور قابل توجهی سریعتر از یک سایت معمولی داخلی تسریع می کند.
| پوشش | بهترین محیط مناسب | عمر خدمات نسبی |
|---|---|---|
| گالوانیزه گرم | رطوبت عمومی در فضای باز، داخلی و رطوبت متوسط | طولانی، اغلب چندین دهه قبل از اولین تعمیر و نگهداری |
| رنگ پرایمر غنی از روی | وظایف سبک تر، پروژه های حساس به هزینه | متوسط، چرخه رنگ آمیزی مجدد زودتر لازم است |
| دوبلکس (گالوانیزه پلاس رنگ) | قرار گرفتن در معرض نمک ساحلی، دریایی، سنگین | طولانی ترین، هر دو مکانیسم حفاظتی را ترکیب می کند |
ترتیب پرتاب یکی دیگر از دلایل محبوبیت این سیستم برای کارهای اضطراری و از راه دور است: این سیستم به رسیدن جرثقیل های سنگین به نقطه عبور بستگی ندارد.
از آنجایی که وزن هر پانل کمتر از 350 کیلوگرم است و هر اتصال به جای جوش، یک پین است، یک خدمه آموزش دیده می توانند یک پل خرپایی بیلی با دهانه متوسط را در عرض چند روز با استفاده از ابزار دستی و یک جرثقیل پشتیبانی کوچک برای اجزای عرشه، به جای چند هفته که معمولاً برای عبور از بتن ریخته گری نیاز است، برپا کنند.
اگرچه قالب خرپا بیلی در ابتدا برای استفاده نظامی موقت ساخته شد، اما تاسیسات با نگهداری مناسب به طور معمول برای چندین دهه در خدمت باقی می مانند، از جمله در جاده های عمومی که دارای ترافیک منظم هستند. مطالعات میدانی بر روی اجزای پل فولادی گالوانیزه گرم، ساختارهایی را ثبت کرده است که تا حد زیادی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری باقی مانده اند. 50 سال یا بیشتر در محیط های معمولی داخلی
| بررسی کنید | فرکانس | چه چیزی به دنبال |
|---|---|---|
| سفتی پین و پیچ | بعد از فصل اول، سپس سالانه | بازی یا حرکت در مفاصل پانل |
| پوشش condition | سالانه | خراشیدگی، خونریزی فلزی یا زنگ زدگی |
| مسیرهای زهکشی | فصلی | آب ایستاده در برابر وتر پایین |
| بست های عرشه | سالانه | صفحه شطرنجی شل یا شطرنج چوبی کهنه شده |
هیچ یک از این وظایف به سازمان های صدور گواهینامه تخصصی یا تجهیزات سنگین نیاز ندارد، که هزینه چرخه عمر را در مقایسه با ساختار دائمی با طول مشابه پایین نگه می دارد.
اقتصاد یک پروژه خرپایی بیلی به ندرت به تناژ فولاد محدود می شود. معمولاً سه عامل تعیین می کنند که آیا یک پل پانلی یا یک سازه ثابت برای یک گذرگاه معقول تر است:
برای گذرگاه هایی که واقعاً دائمی و در مرکز قرار دارند، یک سازه ثابت اغلب در سادگی نگهداری طولانی مدت برنده است. برای هر چیز موقتی، دورافتاده یا در معرض تغییر الگوهای ترافیکی، توانایی جابهجایی خرپا بیلی بعداً اغلب عامل تعیینکننده است تا هزینه اولیه مواد.
لیست برنامه ها بسیار فراتر از نقش نظامی اصلی سیستم رشد کرده است. کاربردهای رایج فعلی عبارتند از:
این طیف از موارد استفاده دقیقاً به همین دلیل است که استوک پانل، به جای طرح یک پل ثابت واحد، به روش استانداردی تبدیل شده است که تامین کنندگان در مورد خط تولید خرپای بیلی فکر می کنند: همان موجودی یک ماه به یک مسیر مزرعه و ماه بعد به مسیر انحرافی بزرگراه خدمات می دهد.
خرپا ساختار پانل مثلثی است که بار را حمل می کند. پل بیلی کامل همچنین شامل عرشه، ترانسوم ها، مهاربندی ها و اتصالات تکیه گاه ساخته شده از آن خرپا است.
طرحبندیهای تک دهانه معمولاً بسته به پیکربندی به 30 تا 60 متر میرسند، با طرحبندیهای دو یا سه ردیفه تقویتشده با وتر میتوانند قبل از اینکه یک پایه میانی ضروری شود، از این محدوده تجاوز کنند.
بله. افزودن ردیفها، تقویت داستان یا آکورد اضافی ظرفیت را افزایش میدهد و تنظیمات رتبهبندی شده برای مدلهای استاندارد بار بزرگراه مانند HS-20 یا HL-93 در مشخصات سازنده فعلی رایج است.
پانل های ساخته شده با فاصله پین ها و الگوی سوراخ استاندارد یکسان، مانند هندسه نوع 321 که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، معمولاً قابل تعویض هستند، به همین دلیل است که بسیاری از ناوگان اجاره ای موجودی از دوره های تولید مختلف را مخلوط می کنند.
با اجزای گالوانیزه گرم و نگهداری اولیه، چندین دهه خدمات واقع بینانه است و برخی از تاسیسات به مدت بیش از 50 سال تا حد زیادی بدون نیاز به تعمیر و نگهداری باقی مانده اند.
به جای پایه کامل، به نقاط باربری ثابت و همسطح در هر بانک نیاز دارد، که دلیل اصلی استقرار آن بسیار سریعتر از یک سازه ریختهشده در محل است.
بله، این یکی از مزایای اصلی فرمت است. پانل ها به جای جوشکاری پین می شوند، بنابراین می توان یک خرپا کامل را جدا کرد و با استفاده از همان استوک در طول دهانه یا مکان متفاوتی دوباره نصب کرد.
شل شدن مهاربندی یا اتصالات پین شایع ترین علت است. مهاربندهای برگشتی و تأیید درگیری کامل پین معمولاً حرکت قابل توجه را برطرف می کند.
پل های پانلی برای گذرگاه های ریلی موقت مورد استفاده قرار گرفته اند، اگرچه پیکربندی، عرشه و جزئیات بلبرینگ با نصب جاده متفاوت است و به طور جداگانه برای بارگیری راه آهن طراحی شده اند.
یک خدمه معمولی متشکل از 6 تا 10 نفر می تواند با استفاده از ابزارهای دستی دهانه متوسطی را ایجاد کند، زیرا وزن پانل های جداگانه کمتر از 350 کیلوگرم است و اتصالات به جای جوشکاری سنجاق می شوند.