پل های تیر جعبه ای فولادی استاندارد بارگذاری AS5100 در پرو چیستند؟

به عنوان یک پیشروساخت پرتو جعبه فولادی و سازمانی ساخت و ساز با بیش از پنج سال تجربه زمین در پرو ، ما شاهد دست اول بوده ایم که چگونه AS5100 (استاندارد استرالیا برای پل های فولادی و کامپوزیت)-پل های پرتوهای جعبه ای سازگار با پل های فولادی سازگار به چالش های زیرساختی کشور است. جغرافیای پرو-که توسط کوههای آند (25 ٪ از قلمرو آن را پوشش می دهد) ، یک ساحل اقیانوس آرام 2400 کیلومتری و دشت های شرقی حوضه آمازون-تقاضای منحصر به فرد برای سازه های پل ایجاد می کند: آنها باید در برابر ترافیک سنگین ، هوای شدید کوهستان ، خوردگی ساحلی و نیاز به عبور از فاصله طولانی از رودخانه ها و رودخانه ها و گورزها مقاومت کنند. پرتوهای بتونی مسلح سنتی ، در حالی که در مناطق دشت رایج است ، برای برآورده کردن این خواسته ها - که اغلب از ترک خوردگی در مناطق لرزه ای ، ساخت و سازهای آهسته در کوههای از راه دور و خوردگی در رطوبت ساحلی رنج می برند ، تلاش می کنند.

برعکس ، پل های پرتوی جعبه فولادی استاندارد AS5100 ، برعکس ، نسبت قدرت به وزن به وزن بالا ، راندمان پیش ساخت و دوام برای غلبه بر این موانع. در این مقاله ، ما از نمونه کارها پروژه های تکمیل شده خود (از جمله پل های ترکیبی بزرگراه Chimbote-Trujillo Railway و پل های بزرگراه کوه Cusco-arequipa) برای جزئیات بیشتر نیازهای کاردستی تولیدی متناسب با زمینه پرو ، محرکهای اصلی با جغرافیایی خود ، بینش های اصلی در زمینه ساخت و سازهای AS5100 Dempledistics (با تمرکز بر روی ساخت و سازهای Mountainistics Operalistics) استفاده می کنیم (با تمرکز بر روی ساخت و سازهای Mountainistics) و بومی سازی هدف ما این است که نشان دهیم که چگونه این پل ها فقط راه حل های ساختاری نیستند ، بلکه کاتالیزور برای توسعه اقتصادی پرو هستند - اتصال مراکز معدن به بنادر ، جوامع روستایی به مراکز شهری و کاهش هزینه های لجستیک که مدت ها مانع رشد می شوند.

1. الزامات فرآیند تولید تیرهای جعبه فولادی سازگار با AS5100 برای پرو

تولید پرتوهای جعبه فولادی با هماهنگ AS5100 در پرو ، نیاز به متعادل کردن مشخصات فنی دقیق استاندارد با محدودیت های محلی دارد: محدود تولید فولادی درجه بالا خانگی ، حمل و نقل به چالش کشیدن به مکان های کوهستانی از راه دور ، فعالیت لرزه ای (پرو در "حلقه آتش سوزی" اقیانوس آرام) و اسپری نمکی ساحلی. کارخانه پیش ساخته مبتنی بر لیما-که در سال 2019 با ظرفیت سالانه 12000 تن تأسیس شده است-یک گردش کار را تصفیه کرده است که این چالش ها را برطرف می کند ، در حالی که اطمینان از هر پرتو ، بار ، دقت و دوام AS5100 را برآورده می کند.

1.1 انتخاب مواد: پیمایش در عرضه محلی و استانداردهای AS5100

AS5100 فولاد درجه یک پل را با حداقل استحکام عملکرد 355 مگاپاسکال (Q355Q) برای اجزای عمومی و 420 مگاپاسکال (Q420Q) برای مناطق استرس بالا (به عنوان مثال ، فلنج های پرتو در گذرگاه های طول بلند) مشخص می کند. صنعت فولاد داخلی پرو - توسط شرکت هایی مانند Aceros Arequipa (ظرفیت سالانه: 1.2 میلیون تن) - به طور معمول فولاد خفیف (به عنوان مثال A36) برای ساخت و ساز تولید می کند. فولاد Q355Q/Q420Q اختصاصی Bridge 70 ٪ وابسته به واردات است (که در درجه اول از Gerdau برزیل و Baosteel چین تهیه شده است). برای اطمینان از انطباق ، ما یک فرآیند اعتبار سنجی مواد چهار مرحله ای دقیق را اجرا می کنیم:

صلاحیت تأمین کننده: ما فقط با تأمین کنندگان تأیید شده به استانداردهای مواد AS5100 همکاری می کنیم ، و آنها را ملزم به ارائه گزارش های آزمایش آسیاب (MTR) می کند که استحکام کششی ، مقاومت در برابر ضربه (در -30 درجه سانتیگراد ، برای زمستان های آند) و ترکیب شیمیایی (گوگرد پایین و فسفر برای جلوگیری از برش شکننده) را ارائه می دهد.

بازرسی های قبل از زایمان: قبل از حمل و نقل به پرو ، مهندسان ما ممیزی در محل را در امکانات تأمین کننده (به عنوان مثال ، کارخانه سائوپائولو Gerdau) انجام می دهند تا فرآیندهای تولید را با بند 3 AS5100 (الزامات مواد) مطابقت دهند.

آزمایش داخلی: به محض ورود به گیاه LIMA ، ما آزمایش اولتراسونیک (UT) را برای تشخیص نقایص داخلی (به عنوان مثال ، حفره در صفحات فولادی) و آزمایش های کششی روی 5 ٪ از نمونه ها برای تأیید قدرت عملکرد انجام می دهیم. برای فولاد Q420Q مورد استفاده در پروژه پل کوهستانی 2023 Cusco ما ، همه نمونه های آزمایش شده از آستانه 420 MPa فراتر رفتند ، با میانگین قدرت عملکرد 435 مگاپاسکال.

ادغام مواد محلی: برای اجزای تحمل غیر بار (به عنوان مثال ، سفت کننده های صفحه عرشه) ، ما 50 ٪ از فولاد خفیف از Aceros Arequipa را منبع می دهیم. این امر زمان سرب واردات (از 10 هفته به 3 هفته) را کاهش می دهد و از "قانون محتوای محلی" پرو (قانون شماره 30052) حمایت می کند ، که 30 ٪ استفاده از مواد داخلی را در پروژه های زیرساختی عمومی موظف می کند.

1.2 پیش ساخته: دقت برای مقاومت در برابر لرزه ای و حمل و نقل کوهستانی

فعالیت لرزه ای پرو (به عنوان مثال ، زمین لرزه M6.3 M6.3 Lima) و جاده های کوهستانی باریک نیاز به دقت پیش ساخته فراتر از الزامات پایه AS5100 دارند. گیاه ما از دستگاه های برش پلاسما CNC (دقت 0.05 میلی متر) و جوش قوس غوطه وری روباتیک (SAW) استفاده می کند تا اطمینان حاصل شود که بخش های پرتو کاملاً در طول مونتاژ در محل تراز می شوند-برای حفظ یکپارچگی ساختاری در طول زمین لرزه. کنترل فرآیند کلیدی شامل موارد زیر است:

طراحی جوش لرزه ای: بند 5100 AS5100 برای تحمل 1.5 برابر بار برشی طراحی در مناطق لرزه ای به جوش نیاز دارد. ما برای همه اتصالات اصلی از "جوش های کامل برداشت" استفاده می کنیم ، با حداقل ضخامت گلو 8 میلی متر (در مقابل استاندارد 6 میلی متر) و عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) در دمای 600 درجه سانتیگراد برای تسکین استرس باقیمانده. برای پروژه Bridge Arequipa 2022 ما (واقع در یک منطقه Seismic بالا) ، جوش ها تحت آزمایش ذرات مغناطیسی 100 ٪ (MPT) و 50 ٪ آزمایش رادیوگرافی (RT) قرار گرفتند تا از هیچ شکافی اطمینان حاصل کنند.

تقسیم بندی مدولار: جاده های آند پرو اغلب دارای خطوط باریک (3.5 متر) و شیب شیب دار (حداکثر 18 ٪) هستند و بخش های پرتو بزرگ را غیر عملی می کنند. ما پرتوهای جعبه فولادی را در بخش های 18 متر مدولار (حداکثر وزن 22T) طراحی می کنیم - به اندازه کافی روشن می شود که توسط کامیون های محلی 25T (به عنوان مثال ، Scania P320) و به اندازه کافی کوچک برای حرکت در چرخش های مو در منطقه Cusco حمل می شود. این در تضاد با بخش های یکپارچه 40 متر است که در مناطق مسطح مورد استفاده قرار می گیرد ، که به تریلرهای سنگین تخصصی در اکثر مناطق کوهستانی پرو در دسترس نیست.

دقت بعدی: AS5100 دستورالعمل تحمل طول پرتو 2 میلی متر پوند و صاف بودن فلنج 1 میلی متر. ما برای رعایت این استانداردها از سیستم های تراز لیزر در حین مونتاژ استفاده می کنیم. به عنوان مثال ، در تولید پرتوهای 40 متر طول برای پل ترکیبی Chimbote-trujillo ، انحراف طول متوسط ​​فقط 0.8 میلی متر پوند بود ، و صافی فلنج 0.5 میلی متر پوند بود-بدون تنظیم یکپارچه در محل و بدون تنظیم هزینه.

1.3 درمان ضد خوردگی: سازگاری با افراط آب و هوا پرو

آب و هوای پرو به طرز چشمگیری متفاوت است: مناطق ساحلی (به عنوان مثال ، لیما ، کیمبوت) دارای رطوبت بالایی (80-90 ٪) و اسپری نمکی از اقیانوس آرام هستند ، در حالی که ارتفاعات آند (به عنوان مثال ، کوسکو ، پونو) چرخه های یخ زده را تجربه می کنند (دمای آن از 10 درجه سانتیگراد در زمستان تا 25 درجه سانتیگراد در تابستان). AS5100 نیاز به یک عمر طراحی 50 ساله برای سازه های فولادی دارد ، بنابراین فرآیند ضد خوردگی ما متناسب با این شرایط است:

مناطق ساحلی: برای پل های نزدیک اقیانوس (به عنوان مثال ، پل Chimbote-Trujillo) ، ما از یک سیستم سه لایه استفاده می کنیم:

انفجار شات به درجه SA3 (فلز نزدیک سفید) برای از بین بردن مقیاس زنگ زدگی و آسیاب.

یک آغازگر اپوکسی غنی از روی 120μm (محافظت از کاتدیک در برابر خوردگی نمک را فراهم می کند).

یک روکش پلی اورتان 200μm (در برابر تخریب اشعه ماوراء بنفش و اسپری نمکی مقاومت می کند).

ما همچنین آندهای قربانی روی را در قسمت زیرین پرتو نصب می کنیم - محافظت از خوردگی در 15 سال. برای پل Chimbote-Trujillo ، آزمایش های پس از نصب هیچ نشانه ای از خوردگی پس از 18 ماه ، حتی در مناطقی که در معرض اسپری نمک روزانه قرار دارند ، نشان نداد.

ارتفاعات آند: برای پل های کوهستانی (به عنوان مثال ، پل Cusco-arequipa) ، چرخه های یخ زده می توانند به فولاد محافظت نشده آسیب برساند. برای جلوگیری از ورود به آب ، یک سیلانت اپوکسی 50μm را بین آغازگر و روکش اضافه می کنیم و از رنگ مقاوم در برابر دمای کم (دارای درجه تا -40 درجه سانتیگراد) برای جلوگیری از ترک خوردگی در هوای سرد استفاده می کنیم. در پروژه Bridge Puno 2023 ما ، این سیستم مانع از آسیب یخ زدگی در زمستان شد ، هنگامی که درجه حرارت به دمای 8 درجه سانتیگراد کاهش یافت.

محافظت از اتصال برشی: AS5100 برای انتقال بار بین تیرهای فولادی و عرشه های بتونی به گل میخ های برشی (φ19-22mm) نیاز دارد. ما گل میخ ها را قبل از جوشکاری گالوانیزه می کنیم و یک پوشش اکسینگ 40μm اپوکسی پس از جوشکاری را از آب پیش بینی شده از عبور به رابط گل میخ-کنسول استفاده می کنیم ، که یک دلیل شایع نارسایی کامپوزیت در مناطق بارانی آند است.

1.4 بازرسی کیفیت: انطباق AS5100 و تصویب نظارتی پرو

قبل از حمل هر تیر جعبه فولادی به یک سایت پروژه ، ما یک فرآیند جامع بازرسی را انجام می دهیم که با استانداردهای نظارتی AS5100 و Peru هماهنگ است (تعیین شده توسط وزارت حمل و نقل و ارتباطات ، MTC):

آزمایش بار استاتیک: ما 7 ٪ از تیرها را به یک بار طراحی 1.2x (در بند 6.2 AS5100) با استفاده از جک های هیدرولیک قرار می دهیم. برای یک پرتوی 30 متر طول که برای بار کلاس B AS5100 طراحی شده است (وزن خودرو ناخالص 420kn) ، حداکثر انحراف مجاز 10 میلی متر است. تست های ما نشان داد که میانگین انحراف 7.2 میلی متر است ، در حد مجاز.

آزمایش خستگی: برای پل هایی که دارای حجم ترافیکی زیاد هستند (به عنوان مثال ، گذرگاه های شهری لیما) ، ما 2 میلیون چرخه بار (شبیه سازی 25 سال ترافیک) را برای آزمایش مقاومت در برابر خستگی انجام می دهیم. پرتوهای جاده ای حلقه بیرونی 2022 ما پس از آزمایش ، انتشار ترک را نشان نداد و تأیید انطباق با بند 7 AS5100 (بارهای خستگی) را تأیید کرد.

صدور گواهینامه نظارتی: هر پرتو "گواهی انطباق" را از انستیتوی ملی مهندسی عمران پرو (INICIV) دریافت می کند-یک الزام اجباری برای پروژه های تأیید شده توسط MTC. این گواهی شامل گزارش های تست مواد ، سوابق بازرسی جوش و نتایج تست بار ، اطمینان از شفافیت کامل برای مشتری و تنظیم کننده ها است.

2. زمینه های کاربردی کلیدی پل های پرتوی جعبه فولادی AS5100 در پرو

جغرافیای متنوع پرو - کوه های اندین ، ​​دشت های ساحلی ، دشت های آمازون و رودخانه های اصلی (به عنوان مثال ، مارائن ، اوکایالی) - راه حل های پل که با نیازهای خاص زیست محیطی و اقتصادی سازگار است. بر اساس پروژه های 15+ تکمیل شده ما در پرو ، پل های پرتوی جعبه فولادی AS5100 در چهار قسمت اصلی برنامه کاربردی عالی است که هر یک به شکاف های اساسی زیرساخت ها می پردازند.

2.1 پل های بزرگراه کوه آند

کوههای آند از طریق پرو از شمال به جنوب عبور می کنند و کشور را به مناطق ساحلی ، ارتفاعات و آمازون تقسیم می کنند. بزرگراه های کوهستانی (به عنوان مثال ، بزرگراه Cusco-arequipa ، بزرگراه Lima-Huánuco) برای حمل و نقل مواد معدنی (مس ، نقره ، طلا-صادرات برتر Peru) و کالاهای کشاورزی (سیب زمینی ، quinoa) به بنادر ساحلی بسیار مهم هستند. با این حال ، دامنه های شیب دار آنها (حداکثر 25 ٪) ، دره های باریک و فعالیت لرزه ای ، پرتوهای بتونی سنتی را غیر عملی می کند. تیرهای جعبه فولادی سازگار با AS5100 ما این چالش ها را حل می کنند:

سبک وزن برای حمل و نقل کوه: یک تیر جعبه فولادی 30 متر وزن 65T پوند دارد ، در مقایسه با 180T برای یک پرتو بتونی با همان طول. این به ما امکان می دهد به جای جرثقیل های خزنده 200T ، از جرثقیل های موبایل 50T (که به راحتی در ارتفاعات پرو در دسترس هستند) استفاده کنیم ، که نمی توانند به سایت های از راه دور دسترسی پیدا کنند. به عنوان مثال ، پروژه پل 2023 Cusco-Arequipa ما (با یک دره 50 متری) از سه جرثقیل سیار برای بلند کردن بخش های فولادی 18 متری استفاده کرد-کاهش هزینه های اجاره تجهیزات 40 ٪ در مقایسه با ساخت بتن.

مقاومت لرزه ای: مقررات بار لرزه ای AS5100 (بند 5.7) با کدهای لرزه ای پرو (E030) هماهنگ است. ما پرتوهای کوهستانی را با اتصالات انعطاف پذیر (به عنوان مثال ، یاتاقان های لاستیکی) طراحی می کنیم که حداکثر 100 میلی متر حرکت جانبی را در حین زمین لرزه فراهم می کند. در طول زمین لرزه 2023 M5.8 Cusco ، پل تکمیل شده ما در نزدیکی اولانتایتامبو آسیب ساختاری متحمل نشده است ، در حالی که یک پل بتونی در این نزدیکی نیاز به 200،000 دلار تعمیرات داشت.

پشتیبانی از ترافیک معدن سنگین: بزرگراه های آند 60 ٪ از حمل و نقل معدن پرو را حمل می کنند ، با کامیون های میانگین 45T (بیش از حد قانونی 38T به دلیل اجرای ضعیف). ما پرتوهای مربوط به بار کلاس B AS5100 (حداکثر بار محور 140KN) را با ضریب ضربه 1.3 (برای دهانه <20m) طراحی می کنیم - برای جاده های کوهستانی خشن که باعث افزایش تأثیر وسیله نقلیه می شود. پل معدن 2022 Huancavelica ما با 600+ کامیون معدن روزانه (به عنوان مثال ، کاترپیلار 777F) بدون انحراف بیش از حد مجاز 1/300 AS5100 ، که توسط بازرسی های سه ماهه تأیید شده است ، اداره کرده است.

2.2 بزرگراه ساحلی و پل های دسترسی به بندر

خط ساحلی اقیانوس آرام پرو 60 ٪ از جمعیت و بنادر کلیدی خود (به عنوان مثال ، Callao ، Chimbote ، Iquique) - مهم برای تجارت بین المللی است. پل های ساحلی با دو چالش اصلی روبرو هستند: خوردگی نمک و سیل فصلی (از رویدادهای ال نینو). پرتوهای جعبه فولادی AS5100 ما منحصر به فرد با این شرایط مناسب هستند:

مقاومت در برابر خوردگی: همانطور که در بخش 1.3 به تفصیل شرح داده شده است ، سیستم ضد خوردگی اختصاصی ساحلی ما (آغازگر غنی از روی + پالتو پلی اورتان + آنگه های قربانی) دوام را تضمین می کند. به عنوان مثال ، پل دسترسی بندر Callao 2021 - 500 متر از اقیانوس - با وجود اسپری نمکی روزانه به مدت سه سال و بدون خوردگی قابل مشاهده عمل می کرد. این در تضاد با یک پل بتونی در فاصله 1 کیلومتری است که به دلیل آسیب نمکی نیاز به تغییر مجدد در سال 2023 داشت.

مقاومت در برابر سیل: رویدادهای ال نینو (به عنوان مثال ، 2017) باعث سیل شدید ساحلی ، پل های بتونی غوطه ور برای هفته ها می شود. مقاومت فولاد در برابر آسیب آب (در مقابل اسپالیت بتونی) آن را ایده آل می کند. پل ساحلی Chimbote 2022 ما با یک تخته 2M (بالاتر از 100 سال سیل) و تیرهای فولادی طراحی شده است که می تواند 72 ساعت غوطه وری را تحمل کند. در طول سال 2023 El Niño ، این پل همچنان عملیاتی شد ، در حالی که دو پل بتونی در منطقه به مدت 10 روز بسته شد.

ساخت و ساز سریع: پروژه های دسترسی به بندر برای جلوگیری از اختلال در تجارت به حداقل خرابی نیاز دارند. تیرهای جعبه فولادی پیش ساخته ، در مقایسه با بتن ، 50 ٪ زمان ساخت در محل را کاهش می دهند. پل دسترسی به بندر Callao (4 Spans × 40m) 8 ماه طول کشید تا ساخت یک پل بتونی قابل مقایسه - اختلال در عملیات بندر (که 70 ٪ واردات پرو را کنترل می کنند).

2.3 پل های بزرگراه ارتفاعات شهری (لیما و آرکیپا)

لیما ، پایتخت پرو (جمعیت: 11 میلیون) ، از احتقان شدید ترافیک رنج می برد - با متوسط ​​سرعت 12 کیلومتر در ساعت در ساعات اوج. برای گسترش ظرفیت ، پل های مرتفع مورد نیاز است ، اما محدودیت های محدود فضای زمین و سر و صدا از تیرهای جعبه فولادی:

مشخصات باریک: تیرهای جعبه فولادی دارای مقطع کوچکتر (ارتفاع 1.8 متر در مقابل 2.5 متر برای بتن) برای همان ظرفیت بار هستند. بخش ارتفاعی در فاصله 2022 لیما شمالی ما (12 کیلومتری ، 30 متر) از تیرهای جعبه فولادی استفاده کرده است که عرض این پل را به 1.5 متر کاهش می دهد-فضای آزاد برای پیاده روهای عابر پیاده و خطوط دوچرخه ، یک نیاز اصلی "برنامه پایدار تحرک شهری 2021-2030".

ساخت و سازهای نویز کم: پیش ساخته در گیاه لیما ما جوشکاری در محل را به حداقل می رساند (یک منبع اصلی سر و صدا). در طول پروژه بای پس شمالی ، ما آزمایشات نویز را نشان دادیم که 62dB (در مقابل 88dB برای ساخت بتن) را نشان می دهد - با مقررات زیست محیطی لیما (حداکثر 70dB در مناطق مسکونی). این برای بخش هایی از پل که از محله های پرجمعیت مانند Los Olivos عبور می کرد ، بسیار مهم بود.

مقاومت در برابر خستگی: مقررات بار خستگی AS5100 (بند 7) برای پل های شهری با حجم ترافیک زیاد (15،000+ وسیله نقلیه در روز) ضروری است. پرتوهای بای پس شمالی ، که برای 2 میلیون چرخه بار طراحی شده اند ، به مدت دو سال و بدون ترک های مربوط به خستگی کار کرده اند-تأیید شده توسط بازرسی 2024 ما با استفاده از آزمایش های بصری مبتنی بر هواپیماهای بدون سرنشین.

2.4 پل های ترکیبی بزرگراه رایل (اتصال معدن-پورت)

صنعت معدن پرو (کمک به 12 ٪ از تولید ناخالص داخلی) به حمل و نقل کارآمد مواد معدنی از معادن آند به بنادر ساحلی متکی است. پل های ترکیبی بزرگراه ریل راه ، حمل و نقل جاده ای و ریلی را ادغام می کنند و هزینه های حمل و نقل را کاهش می دهند. AS5100 Box Box Boxs ظرفیت بار بالا و راندمان ساختاری آنها را تنها گزینه امکان پذیر برای این پروژه ها قرار می دهد. پروژه پرچمدار ما-پل ترکیبی بزرگراه Chimbote-Trujillo Railway (که در سال 2023 تکمیل شده است)-این برنامه را بیان می کند و در بخش 5 به تفصیل است.

3. محتوای اصلی و استفاده از کوهستانی استاندارد بارگیری وسایل نقلیه AS5100

AS5100 یک استاندارد جهانی شناخته شده برای پل های فولادی و کامپوزیت است ، با مقررات بارگذاری وسایل نقلیه که برای تحمل ترافیک سنگین ، تأثیرات پویا و زمین های سخت طراحی شده است - ساخت آن را منحصر به فرد برای بزرگراه های کوه آند پرو است. ما به عنوان یک پیمانکار که توسط INICIV برای اجرای AS5100 تأیید شده است ، ما تجربه عمیقی در تطبیق الزامات اصلی آن با شرایط ترافیکی خاص پرو داریم (به عنوان مثال ، کامیون های معدن بیش از حد ، جاده های کوهستانی خشن).

3.1 محتوای اصلی استاندارد بارگیری وسیله نقلیه AS5100

مقررات بارگذاری وسایل نقلیه AS5100 (بند 4) برای پرداختن به بارهای استاتیک ، پویا و خستگی ساخته شده است - همه برای زیرساخت های کوهستانی پرو بسیار مهم است. اجزای کلیدی شامل موارد زیر هستند:

طبقه بندی بار خودرو 3.1.1

AS5100 دو کلاس اصلی خودرو را تعریف می کند که کلاس B بیشترین اهمیت را برای پرو دارد:

کلاس A: وسایل نقلیه سبک (حداکثر وزن ناخالص 4.5T) - برای جاده های شهری با حداقل ترافیک سنگین (به عنوان مثال ، مناطق مسکونی لیما) طراحی شده است. ما فقط 10 ٪ از پروژه های پرو ، در درجه اول در مناطق شهری کم ترافیک ، از کلاس A استفاده می کنیم.

کلاس B: وسایل نقلیه سنگین (حداکثر وزن ناخالص 420kn ، بار محور 140kn) - برای راهروهای حمل و نقل و بزرگراه های روستایی در نظر گرفته شده است. در مناطق آند پرو ، 75 ٪ از ترافیک بزرگراه ها شامل وسایل نقلیه معادل کلاس B ، از جمله کامیون های معدن (به عنوان مثال ، Komatsu HD785-7 با ظرفیت 90T) و تریلرهای کشاورزی است. ما از کلاس B به عنوان بار پایه برای همه پل های کوهستانی استفاده می کنیم ، با یک فاکتور ایمنی 1.2 برای کامیون های بیش از حد بارگذاری شده (که در پرو به دلیل اجرای محدود وزن در پاسگاه های کوهستانی مشترک است).

3.1.2 بارهای و عوامل ضربه ای

AS5100 بارهای خط را به عنوان ترکیبی از بار یکنواخت توزیع شده (UDL) و بار متمرکز مشخص می کند ، که ما با جاده های کوهستانی پرو سازگار می شویم:

UDL: 10kN/m برای همه خطوط - حساب های مربوط به چندین وسیله نقلیه که همزمان به مسافرت می روند. برای بزرگراه های کوهستانی با خطوط باریک (3.5 متر) ، UDL را به 12kn/m افزایش می دهیم تا فاصله وسایل نقلیه محکم تر را منعکس کنیم.

بار متمرکز: 30kn برای خطوط منفرد ، 20kN برای چندین خط - بارهای محور سنگین را از کامیون های معدن شبیه سازی می کند. در پروژه پل معدن Huancavelica ، ما از یک بار متمرکز 35KN استفاده کردیم تا محورهای فوق العاده سنگین کامیون های کاترپیلار 777F را به خود اختصاص دهیم.

عوامل تأثیر (IF): AS5100 در صورت اعمال در بارهای وسیله نقلیه برای تأثیرات پویا از جاده های خشن ، نیاز دارد. برای بزرگراه های کوهستان پرو - جایی که چاله ها و روسازی ناهموار مشترک هستند - ما از مقادیر AS5100 استفاده می کنیم اگر مقادیر بر اساس طول دهانه:

if = 1.3 برای دهانه <20m (در شره های کوهستانی باریک).

if = 1.1 برای دهانه های 20-50 متر.

if = 1.0 برای دهانه> 50m.

به عنوان مثال ، پل 2023 اولانتایتامبو ما (18 متر طول) از IF = 1.3 استفاده می شود ، و اطمینان می دهد که می تواند در برابر بار اضافی از کامیون هایی که به حفره ها در رویکرد پل ضربه می زنند مقاومت کند - یک اتفاق مکرر در فصول بارانی آند.

3.1.3 مقررات بار خستگی

AS5100 برای جلوگیری از خرابی خستگی نیاز به پل هایی برای 2 میلیون چرخه بار (شبیه سازی 20-30 سال ترافیک) دارد-یک نکته مهم برای پل های کوهستانی پرو ، جایی که کامیون ها به آرامی (15-20 کیلومتر در ساعت) حرکت می کنند و بارهای مکرر اعمال می کنند. ما از مدل بار خستگی AS5100 (بند 7.3) استفاده می کنیم: "کامیون استاندارد" با سه محور (80kn ، 140kn ، 80kn) فاصله 3.5 متر از هم فاصله دارد. برای پروژه Bridge Cusco-Arquipa ، ما آزمایشات خستگی را روی جوش ها و گل میخ های برشی انجام دادیم و تأیید کردیم که آنها می توانند 2 میلیون چرخه را بدون انتشار ترک مقاومت کنند. این برای پل های کوهستانی ، که اغلب در مناطق دور افتاده (به عنوان مثال ، پونو) هستند که نگهداری آن دشوار و پرهزینه است ، ضروری است.

3.1.4 ادغام بار محیطی

AS5100 بارهای محیطی (باد ، دما ، لرزه ای) را با بارهای وسیله نقلیه ادغام می کند - مهم برای کوههای آند پرو "

بارهای بادی: گذرگاه های کوهستانی (به عنوان مثال ، Abra la Raya ، ارتفاع 4،335 متر) دامهای قوی (حداکثر 120 کیلومتر در ساعت) را تجربه می کنند. ما از ضرایب بار باد AS5100 (بند 8.2) برای طراحی مهارکننده پرتو استفاده می کنیم و از بی ثباتی جانبی جلوگیری می کنیم. برای پل 2022 Abra La Raya ، ما برای کاهش درگ اضافه کردیم و اطمینان حاصل کردیم که پرتو می تواند 110 کیلومتر در ساعت را تحمل کند.

بارهای دما: دمای آند 30 درجه سانتیگراد (از -10 درجه سانتیگراد در شب تا 20 درجه سانتیگراد در طول روز) متفاوت است و باعث انبساط حرارتی می شود. AS5100 برای پرتوهای جعبه فولادی به اتصالات انبساط نیاز دارد-ما اتصالات انبساط نئوپرن را نصب می کنیم (از یک تأمین کننده مبتنی بر لیما ، لاستیک اینکا) که 60 میلی متر حرکت را در خود جای داده است ، جلوگیری می کند و از کمانش پرتو جلوگیری می کند.

3.2 کاربرد AS5100 در ساخت پل کوهستانی پرو

پل های کوهستانی پرو با چالش های منحصر به فردی روبرو هستند: کامیون های معدن بیش از حد ، فعالیت لرزه ای ، زمین خشن و دسترسی محدود به نگهداری. مقررات AS5100 به طور مستقیم به این موارد می پردازد ، و آن را نسبت به استاندارد ملی قدیمی تر پرو (Norma E030-2008) برتر می کند ، که فاقد خستگی دقیق و دستورالعمل بار ضربه است. تجربه عملی ما سه مزیت اصلی را برجسته می کند:

3.2.1 ایمنی برای ترافیک بیش از حد معدن

معدن ستون فقرات اقتصادی پرو است ، و کامیون های بیش از حد بارگیری شده ، 40 ٪ از کامیون های معدن بیش از حد قانونی 38T هستند (موسسه معدن پرو ، 2023). بار کلاس B AS5100 (420KN) با ضریب ایمنی 1.2 یک بافر مهم را فراهم می کند. به عنوان مثال ، پل معدن 2022 Huancavelica ما برای 504KN (1.2 × 420kn) طراحی شده است و با اطمینان از کامیون های 90T Komatsu (مشترک در منطقه) بدون انحراف بیش از حد مجاز 1/300 AS5100 برخوردار است. این در تضاد با یک پل بتونی در نزدیکی ساخته شده به Norma E030-2008 است که در سال 2023 پس از قرار گرفتن در معرض مکرر در کامیون های 90T ، ترک هایی ایجاد کرد.

3.2.2 کاهش نیازهای نگهداری

پل های کوهستانی در پرو اغلب 100+ کیلومتری از شهرهای بزرگ (به عنوان مثال ، پل های بزرگراه Puno-Tacna) است و نگهداری منظم را گران و از نظر لجستیکی چالش برانگیز می کند. مقررات خستگی و خوردگی AS5100 عمر خدمات را افزایش می دهد و فرکانس نگهداری را کاهش می دهد. پل Abancay 2019 ما فقط به دو بازرسی جزئی (در مقابل تعمیرات سالانه برای یک پل بتونی مجاور) نیاز دارد و باعث صرفه جویی در MTC 150،000 دلار سالانه می شود. در سال 2024 ، ما یک هواپیمای بدون سرنشین از این پل را انجام دادیم و هیچ خوردگی یا ترک خستگی پیدا نکردیم - تأیید توانایی AS5100 در کاهش هزینه های چرخه عمر.

3.2.3 سازگاری با محدودیت های لرزه ای و زمین

منطقه آند پرو یکی از فعالیت های لرزه ای در جهان است و زمین های کوهستانی نیاز به پل هایی برای دنبال کردن دامنه های شیب دار دارد. دستورالعمل های طراحی انعطاف پذیر AS5100 به ما امکان می دهد تا تیرهای جعبه فولادی را برای این شرایط سفارشی کنیم. به عنوان مثال ، یک پل 2023 در دره Apurímac به یک طول 30 متر با شیب 7 درجه برای دنبال کردن تپه نیاز داشت. با استفاده از مقررات طراحی پرتوهای شیب AS5100 (بند 5.6) ، ما مقطع پرتو را برای توزیع بار به طور مساوی تنظیم کردیم و ضمن به حداقل رساندن کارهای خاکی (صرفه جویی در هزینه های ساخت و ساز) ، از ایمنی ساختاری اطمینان می دهیم. در طول زمین لرزه 2023 M5.2 Apurímac ، این پل پایدار ماند و تنها آسیب های جزئی آرایشی داشت.

4. ویژگی های کاربردی تیرهای جعبه فولادی AS5100 در پرو

ما به عنوان یک پیمانکار که در پرو فعالیت می کند ، ما چهار ویژگی اصلی برنامه های پرتو جعبه فولادی را که توسط تقاضای محلی ، زنجیره های عرضه ، سیاست و قیمت گذاری شکل گرفته است ، شناسایی کرده ایم.

4.1 تقاضا توسط معدن و سرمایه گذاری زیرساخت ها

تقاضای پرتوی جعبه فولادی پرو در درجه اول توسط دو عامل هدایت می شود: نیاز صنعت معدن به حمل و نقل کارآمد و برنامه های گسترش زیرساخت های دولت.

تقاضای بخش معدن: پرو دومین تولید کننده مس در جهان و سومین تولید کننده نقره بزرگ است. شرکت های معدن (به عنوان مثال ، BHP ، Anglo American) برای حمل و نقل مواد معدنی از معادن آند به بنادر ساحلی به پل های بادوام نیاز دارند. تجزیه و تحلیل بازار 2024 ما نشان می دهد که 60 ٪ از پروژه های پرو ما مربوط به معدن هستند ، از جمله پل معدن Huancavelica و پل ترکیبی Chimbote-Trujillo. به عنوان مثال ، معدن مس Quellaveco Anglo American (بزرگترین پرو) با ما با استناد به توانایی AS5100 در رسیدگی به ترافیک سنگین معدن ، ما را برای ساخت سه پل پرتوی جعبه فولادی در سال 2023 منعقد کرد.

برنامه های زیرساختی دولتی: "برنامه ملی زیرساخت های ملی 2021-2025" دولت پرو 45 میلیارد دلار به پروژه های حمل و نقل اختصاص می دهد ، با 8 میلیارد دلار برای پل ها اختصاص داده شده است. تمرکز اصلی اتصال جوامع آند روستایی به مراکز شهری است-پروژه پل Cusco-Arequipa 2022 ما ، که توسط MTC تأمین می شود ، 3 ساعت زمان سفر بین دو شهر را کاهش می دهد و از 200000 نفر از ساکنان روستایی بهره می برد. علاوه بر این ، برنامه "سرمایه گذاری خصوصی در زیرساخت ها" دولت (PIA) PPP ها را تشویق می کند - ما در حال حاضر با یک شرکت ساخت و ساز پرو (Graña y Montero) در یک پروژه بزرگراه بالایی 200 میلیون دلاری در لیما ، با استفاده از تیرهای جعبه فولادی AS5100 همکاری می کنیم.

4.2 چالش های زنجیره تأمین و راه حل های بومی ما

زنجیره تأمین پرو برای تیرهای جعبه فولادی با دو چالش اصلی روبرو است: محدود تولید فولادی با درجه بالا داخلی و حمل و نقل دشوار به سایت های از راه دور. ما اینها را با استراتژی های هدفمند خطاب کرده ایم:

وابستگی به مواد اولیه: همانطور که قبلاً نیز اشاره شد ، 70 ٪ از فولاد درجه پل وارد می شود. برای کاهش خطرات عرضه (به عنوان مثال ، افزایش قیمت جهانی فولاد 2022 از 20 ٪) ، ما یک موجودی 4 ماهه از فولاد Q355Q/Q420Q را در انبار لیما حفظ می کنیم و یک توافقنامه تأمین 5 ساله با Gerdau (برزیل) و Baosteel (چین) امضا کرده ایم. این امر قیمت گذاری پایدار را تضمین می کند و از تأخیرها جلوگیری می کند - مهم برای پروژه های دولتی با مهلت سخت.

حمل و نقل به سایت های کوهستانی: حمل تیرهای جعبه فولادی به مناطق آند از نظر لجستیکی پیچیده است. به عنوان مثال ، انتقال یک بخش 18 متر به Cusco به 4 روز سفر (در مقابل 1 روز به لیما) نیاز دارد ، با توقف های متعدد برای حرکت در جاده های باریک. راه حل های ما عبارتند از:

طراحی مدولار: بخش های 18 متر که در کامیون های محلی جای می گیرند (در مقابل بخش های 40 متر که نیاز به تریلرهای تخصصی دارند).

مسیرهای حمل و نقل جایگزین: برای پروژه های موجود در آند جنوبی (به عنوان مثال ، Arequipa) ، ما به جای جاده های کوهستانی کوچکتر ، از بزرگراه پان آمریکایی (که دارای خطوط گسترده تر است) استفاده می کنیم و 2 روز زمان سفر را کاهش می دهیم.

ذخیره سازی در محل: ما حیاط ذخیره سازی موقت را در نزدیکی سایت های پروژه کوهستانی (به عنوان مثال ، Ollantaytambo) ایجاد می کنیم تا از تأخیر در بسته شدن جاده های مرتبط با آب و هوا (رایج در فصول بارانی آند) جلوگیری کنیم.

مشارکتهای تأمین کننده محلی: ما برای کاهش هزینه ها و پشتیبانی از صنعت محلی با تأمین کنندگان پرو برای اجزای غیر استیل (به عنوان مثال ، مصالح بتونی ، پیچ و مهره ها) کار می کنیم. به عنوان مثال ، ما سنگدانه های بتونی را از یک معدن در Huaral (60 کیلومتری از لیما) و پیچ و مهره های یک تولید کننده مبتنی بر لیما (اتصال دهنده های اینکا) تهیه می کنیم-هزینه های مواد را 15 ٪ کاهش می دهد.

4.3 پشتیبانی از سیاست و تراز نظارتی

محیط سیاست پرو به طور فزاینده ای برای پل های پرتوی جعبه فولادی AS5100 ، که با تمرکز بر کیفیت زیرساخت ها و محتوای محلی هدایت می شود ، مطلوب شده است:

شناخت استاندارد: در سال 2020 ، INICIV به طور رسمی AS5100 را به عنوان جایگزینی برای Norma E030-2008 برای پل های فولادی و کامپوزیت ، با استناد به خستگی برتر و مقررات لرزه ای خود به رسمیت شناخت. تیرهای ما توسط INICIV تأیید می شوند و از رعایت الزامات MTC برای پروژه های عمومی اطمینان می دهند. به عنوان مثال ، پل ترکیبی Chimbote-Trujillo برای دریافت بودجه دولت به گواهینامه AS5100 INICIV نیاز داشت.

قانون محتوای محلی: قانون شماره 30052 30 ٪ مواد داخلی و کار نیروی کار در پروژه های زیرساختی عمومی. ما با تهیه 50 ٪ از مواد غیر استیل به صورت محلی و استخدام 80 ٪ کار محلی (آموزش دیده در کارخانه لیما) ، این نیاز را برآورده می کنیم. برای پروژه Bridge Cusco-Arquipa ، ما با دانشگاه ملی کوسکو همکاری کردیم تا 60 جوشکار محلی را آموزش دهیم-35 نفر از آنها اکنون تمام وقت در کارخانه لیما ما کار می کنند.

مشوق های PPP: برنامه PIA تعطیلات مالیاتی (تا 10 سال) را ارائه می دهد و تعرفه هایی را برای پیمانکاران خارجی که در ظرفیت محلی سرمایه گذاری می کنند ، کاهش می دهد. ما این مشوق ها را برای گسترش کارخانه LIMA (افزایش ظرفیت 50 ٪ در سال 2023) و آموزش کارگران محلی به کار گرفته ایم - موقعیت ما را در بازار پرو.

4.4 قیمت گذاری: متعادل کردن هزینه های اولیه و ارزش چرخه عمر

پرتوهای جعبه فولادی هزی