تم تطوير الجسر ذو الإطار الصلب المستمر المفتوح على الشبكة، والمعروف أيضًا باسم الجسر ذو الإطار الصلب المركب، من خلال تفريغ الشبكة من العارضة صندوقية في القسم الجذري لجسر الإطار الصلب المستمر التقليدي. من خلال تحديد عمق الجذر المعقول، وطول جزء ويب مفتوح، وعمق أجزاء الوتر العلوي والسفلي، يتم تشكيل قسم ويب مفتوح حيث الحافة السفلية من الوتر السفلي والحافة السفلية من جزء الشبكة الصلبة مستمرة وانتقال سلس. يتصل الوتر السفلي والوتر العلوي والجسر الرئيسي لجسر الشبكة المفتوحة ذي الإطار الصلب لتشكيل منطقة مثلثية. ويعمل الوتر السفلي في المقام الأول تحت الضغط، حيث يستفيد بالكامل من قوة الانضغاط العالية للخرسانة. في نفس الوقت، فإنه يقلل الطول الهيكلي من جزء الشبكة الصلبة، وتحسين الإجهاد الهيكلي، وبالتالي تعزيز القدرة الممتدة. ووفقًا للبحث، فإن المدى الاقتصادي القابل للتطبيق لجسر الإطار الصلب المستمر المفتوح على الشبكة هو 200 إلى 400 متر. يتضمن التركيب الهيكلي لجسر الشبكة المفتوحة ذو الإطار الصلب المستمر في المقام الأول الرصيف (ذو الأرجل المزدوجة أو نوع العمود الواحد)، والوتر السفلي والوتر العلوي في منطقة الجذر المجوف، وأجزاء الشبكة الصلبة التقليدية، وأجزاء الإغلاق، وما إلى ذلك، كما هو موضح في الشكل 1.

الشكل 1 التركيب الهيكلي لجسر الإطار الصلب المستمر للشبكة المفتوحة

1. الخصائص الهيكلية

السلوك الهيكلي العام لجسر الشبكة المفتوحة المستمر الإطار الصلب لا يزال من الجسر العوارض الخرسانية الإجهاد مسبقا. وهو يحتفظ بمزايا الجسر العارضة الخرسانية المستمرة، مثل بناء ناتئ ملائم، وراحة القيادة السلس، والقدرة القوية على التكيف مع التغيرات في محاذاة الطريق، وتقنيات البناء والصيانة الناضجة، مع تحسين القدرة الممتدة للجسور العارضة الخرسانية بشكل كبير. ومقارنة بالجسور التقليدية ذات الإطار الصلب المستمر، يتسم النظام الهيكلي للجسر ذي الإطار الصلب المفتوح على الشبكة بالخصائص التالية:

(1) في المنطقة المثلثية المجوفة، يخضع الوتر السفلي في المقام الأول للضغط، ويظهر خصائص إجهاد من النوع القوسي ؛ الوتر العلوي في المقام الأول تحت التوتر، والذي يمكن أن يوازن قوة الضغط في الوتر السفلي. المناطق المثلثية المجوفة على جانبي الرصيف الرئيسي متماثلة، وقوى الضغط في الأوتار السفلية وقوى الشد في الأوتار العلوية على كلا الجانبين تلغي بعضها البعض بشكل أساسي، مما يشكل نظام ضغط ذاتي التوازن.

(2) قسم جذر الرصيف، الذي يتحمل عزم انحناء سلبي كبير، يتحول من نمط إجهاد مقطع من نوع الحزمة إلى نمط إجهاد إطار شبكة مثلثة مفتوحة، مما يحسن من كفاءة تحمل الهيكل الهيكلي لقسم جذر الرصيف.

(3) إفراغ المنطقة المثلثية يقلل من طول جزء الشبكة الصلبة في منتصف الامتداد، وبالتالي يقلل من الضغط والانحراف في جزء منتصف الامتداد.

(٤) ان وجود الوتر السفلي يقلل من ارتفاع الرصيف ويحسن من ثبات الارصفة الشاهقة وأدائها الاجهاد.

(5) إفراغ منطقة الجذر يقلل من الوزن الميت الهيكلي، ويخفض حجم الهياكل الفرعية والأساسات، ويحسن القدرة الزلزالية الهيكلية.

2. تخطيط عام

يمكن ترتيب جسور الإطار الصلب المستمرة في شبكة الإنترنت المفتوحة على شكل امتداد رئيسي واحد، امتدادات رئيسية متعددة، أو تكوينات T واحدة. ويمكن أن تكون الأرصفة البحرية أرصفة رقيقة الجدران ذات ساقين مزدوجتين أو أرصفة عمودية على شكل صندوق. وترتيبات الامتداد موضحة في الشكلين ٢ و ٣.

ويمكن أيضا الجمع بين الجسور ذات الإطار الصلب المستمر على شبكة الإنترنت مع الجسور ذات الإطار الصلب المستمر التقليدية لتشكيل ترتيبات مع الامتدادات الكبيرة والصغيرة، وبالتالي تعزيز القدرة على التكيف مع التضاريس، كما هو مبين في الشكل 4.

Fig.2 Span رتبت لجسر الإطار الصلب المستمر للشبكة المفتوحة مع أرصفة تتكون من ساقين رقيقتين الجدران

الشكل 3 ترتيب واسع لجسر الإطار الصلب المستمر للشبكة المفتوحة مع الأرصفة ذات العمود الأحادي

الشكل 4 تكوين الإطار الصلب المستمر المدمج مع نطاقات رئيسية متعددة

وعلى غرار الجسور التقليدية ذات الإطار الصلب المستمر، تتصل أرضيات جسر الشبكة المفتوحة ذات الإطار الصلب المستمر بشكل صلب بالبنية الفوقية، مما يلغي الحاجة إلى محامل كبيرة. تتحمل الأرضيات القوى المحورية، وعزم الانحناء، والإزاحة الطولية للعارضة الناتجة عن الإجهاد، والانكماش والزحف الخرساني، والتغيرات في درجة الحرارة، التي تنتقل من البنية الفوقية. وتتناقص قوة القص في قاعدة الرصيف، الناجمة عن الإزاحة الطولية لعارضة الهيكل العلوي، مع زيادة ارتفاع الرصيف وانخفاض صلابته. ولذلك، عند ترتيب الامتدادات، ينبغي اختيار الارتفاع المناسب للأرصفة البحرية والأبعاد العرضية للأرصفة البحرية. واستنادا إلى الخبرة الهندسية، بالنسبة للأرصفة ذات الطرافين الرقيقين الجدران، ينبغي ألا يقل ارتفاع الرصيف عموما عن 1/5 إلى 1/4 المسافة بين الرصيف ونقطة الصفر للإزاحة الطولية لعارضة الهيكل العلوي الناجمة عن الارتفاع والهبوط العامين الموحدين في درجة الحرارة.

3. طريقة البناء العامة

تتضمن طريقة البناء العامة للهيكل الفوقى لجسر الشبكة المفتوحة ذات الإطار الصلب المستمر إنشاء جزء الشبكة المفتوحة أولاً. بعد تلاقي الحبلين العلوي والسفلي، تنتقل طريقة البناء إلى القولبة المتوازنة لقطاعات الشبكة الصلبة التقليدية باستخدام شكل المسافرين حتى الإغلاق، في نهاية المطاف الانتهاء من بناء البنية الفوقية. وطريقة بناء هذا النوع من الجسور مشابهة بشكل عام للجسر التقليدي ذو الإطار الصلب المستمر، مع الاختلاف يكمن في تنفيذ جزء الشبكة المفتوحة. وعادة ما يقع هيكل قطاع الشبكة المفتوحة فوق الأرصفة الطويلة، مما يجعل من الصعب بناء الأعمال الكائنة فيها. تتميز طريقة البناء الخاصة بها بخصوصيات معينة، وتفرض مطالب عالية على معدات البناء، وتتطلب اهتماما وثيقا للسيطرة على الإجهاد والتشوه أثناء البناء.

خلال الجسر المكتمل ومراحل التشغيل اللاحقة، تعمل أجزاء الوتر السفلي في منطقة الشبكة المفتوحة في المقام الأول كأعضاء للضغط ومقاومة القص، وعادة ما يتم تزويدها بأوتار مسبقة طولية أقل. على الرغم من أن أجزاء الوتر العلوي أعضاء مجهدة، إلا أن أبعادها العرضية وصلابتها الثنية أصغر من تلك الموجودة في أجزاء الوتر السفلي. أثناء البناء، لا يمكن لهيكل الوتر العلوي أو السفلي أن يقاوم بشكل مستقل أحمال بناء الكابلات الطويلة للمسافرين ؛ وسائل مساعدة مثل الدعم المؤقت أو كابلات البقاء مطلوبة لإنجاز cast-in-place الكابولي البناء باستخدام شكل المسافرين.

للإنهاء

باختصار، فإن الجسر ذو الإطار الصلب المستمر المفتوح على الشبكة مناسب بشكل خاص للجسور طويلة المدى على الأرصفة الطويلة في المناطق الجبلية. وتشير الأبحاث الأولية إلى أن مدى الامتداد الاقتصادي لها هو 200 إلى 400 متر. يتم بناء هذا النوع من الجسور باستخدام طريقة الناتئ المتوازن، كما أن مؤشرات التكلفة الهندسية والمتطلبات الفنية للصيانة التشغيلية والتكاليف مماثلة لتلك الخاصة بالجسور التقليدية ذات الإطار الصلب المستمر.

على الرغم من أن هذا النوع من الجسور أكثر تعقيدًا من حيث التصميم التفصيلي، والتصميم المسبق، وبناء قطاع الشبكة المفتوحة مقارنة بالجسور التقليدية ذات الإطار الصلب، وفرض متطلبات أعلى على معدات البناء والتحكم في العمليات، فإن سعة الامتدادات والأداء الهيكلي المميز في البيئات المعقدة مثل الوديان الجبلية العميقة يجعله خيارًا ذا قدرة تنافسية عالية لمخططات الجسور طويلة المدى. ومع استمرار نضوج نظريات التصميم وتقنيات البناء، فإن الجسر ذو الإطار الصلب المستمر المفتوح على الشبكة من المقرر أن يلعب دورًا أكثر أهمية في بناء البنية التحتية للنقل في المستقبل.