A bailey truss er en prefabrikkert stålpanelbrokomponent bygget av triangulerte øvre og nedre korder, vertikale stolper og diagonalstiver, designet for å festes sammen på stedet uten kraner, sveising eller støpt fundament. Hvert panel er 3.048 meter (10 fot) lang og omtrent 1,4 til 2,15 meter høye avhengig av produsenten, og flere paneler kombineres side ved side og historie for historie for å danne en drager som er sterk nok til å frakte kjøretøy, jernbane eller fotgjengertrafikk. Systemet ble opprinnelig utviklet for militære elvekryssninger, men den samme panellogikken ligger nå til grunn for de fleste modulære stålbroer som selges for landlige veier, gruvedriftsruter, katastrofehjelp og midlertidige motorveier.
Den definerende egenskapen til en bailey truss er utskiftbarhet. Hvert panel fra en gitt serie deler identiske nålehull, slik at en entreprenør kan forlenge et spenn, legge til en andre rad for ekstra bredde, eller stable en andre etasje for ekstra styrke ved å bruke samme lager av deler. Den eneste designbeslutningen er grunnen til at bailey truss-formatet har vært i kontinuerlig bruk i mer enn åtte tiår mens andre midlertidige brokonsepter har kommet og gått.
Rent praktisk svarer en bailey truss på tre spørsmål et prosjektteam vanligvis stiller først: hvor raskt kan det gå opp, hvor mye kan det bære, og kan det gjenbrukes et annet sted etterpå. Fordi panelet er en standard byggestein i stedet for en tilpasset fabrikasjon, har alle tre svarene en tendens til å være bedre enn hva en stedsspesifikk stål- eller betongdesign kan tilby innenfor samme tidslinje.
Panelbrokonseptet sporer tilbake til et krigstidskrav for et kryssingssystem som infanteriet kunne bygge under feltforhold med grunnleggende verktøy og ingen tunge anlegg. Kjerneideen, et gjentatt triangulert panel sammenføyd av en enkelt pinnetype, løste to problemer på en gang: den fjernet behovet for sveising på stedet, og den lot samme lager av deler gjenbrukes over dusinvis av forskjellige spennlengder.
Det som holdt formatet relevant lenge etter at det opprinnelige formålet bleknet, er det faktum at panellogikken skalerer i begge retninger. En enkelt rad med paneler håndterer en gangbro; tre rader stablet to etasjer høyt, akkordforsterket, håndterer en lastet landeveisbil. Svært få strukturelle systemer tilbyr som spenner fra én delekatalog, og det er grunnen til at sivile entreprenører, gruveoperatører og nødhjelpsbyråer fortsatt spesifiserer en bailey truss-layout i dag i stedet for en skreddersydd stålbjelke.
| Era | Primær bruk |
|---|---|
| Original design hensikt | Raske elvekryssninger, håndmontert uten kraner |
| Gjenoppbygging etter konflikt | Erstatter skadede sivile vei- og jernbaneoverganger |
| Nåværende kommersiell bruk | Landlig tilgang, gruvetransportveier, katastroferespons, omkjøringer på motorveier, fotgjenger- og forsyningsoverganger |
En ferdig bailey truss bridge er en stabel med et lite antall repeterende deler. Å forstå hva hver del gjør gjør det mye lettere å lese en leverandørs deleliste eller en tegning for byggeplass.
| Komponent | Funksjon | Typisk materiale |
|---|---|---|
| Panelakkord | Bærer hovedstrekk- og kompresjonskreftene langs spennet | Dobbel kanal stål |
| Vertikalt innlegg | Overfører dekkbelastningen til akkordene og holder panelet firkantet | 8 gauge I bjelkeseksjon |
| Diagonal avstivning | Fullfører det triangulerte mønsteret som gir panelet stivhet | Valset stålseksjon |
| Panelstift | Sammenføyer tilstøtende paneler ved hann- og hunnknastene | Smidd legert stål, omtrent 3 kilo hver |
| akterspeil | Spenner mellom de to fagverkslinjene og bærer dekket | Valset stålbjelke |
| Sway brace og rakere | Motstå sidevind og vibrasjonsbelastninger, hindre sidesving | Trekkstenger i stål |
| Sjakk og stringers | Form løpedekkets overflate for kjøretøy eller gangtrafikk | Ruteplate av tømmer eller stål |
| Lager og endestolpe | Overfører hele fagverksreaksjonen inn i distansen | Støpt eller fabrikkert stål |
På den nedre korden på hvert panel holder fire bjelke-seteplater akterspeilet på plass, og to ovale hull i enden av kanalen aksepterer svangstøtten. Fordi den samme pinnestørrelsen og hullavstanden gjentar seg over hele panelet, kan et mannskap demontere en bailey truss-bro og gjenoppbygge den i en helt annen spennlengde ved å bruke samme inventar, som er hovedårsaken til at utleieflåter er bygget rundt dette formatet.
Styrken til en bailey truss kommer ikke fra noe enkelt tungt element, det kommer fra geometri. En trekant er den eneste polygonen som ikke kan endre form uten å endre lengden på en av sidene, så når diagonalskinnene, vertikalene og akkordene er festet til trekanter, motstår panelet å bøye seg uten å trenge en solid stålplatebane.
Dette har to praktiske konsekvenser som betyr noe for alle som spesifiserer et prosjekt:
Ingeniører beskriver denne effektiviteten ved å bruke et styrke-til-vekt-forhold, og det er grunnen til at et panel på 300 kilo kan, når det kombineres med andre i riktig konfigurasjon, støtte kjøretøy som veier mange tonn.
Panelgeometri er en av de få tingene som har holdt seg nesten uendret på tvers av produsenter siden den originale britiske designen, og det er derfor deler fra forskjellige tidsepoker og forskjellige fabrikker ofte fortsatt er kompatible. Forsterkede akkordpaneler og doble etasjepaneler endrer bare lastebanen, ikke basiskonvolutten.
| Parameter | Typisk verdi |
|---|---|
| Panellengde | 3,048 m (10 fot), pinnehull til pinnehull |
| Panelhøyde | 1,45 m til 2,15 m avhengig av serie |
| Panelvekt | 270 kg til 349 kg |
| Standard kjørebanebredde | 3,27 m enkeltfelt, 4,25 m bredt felt |
| Panelstift weight | Ca 3 kg per pinne |
| Praktisk tydelig spenn | 6 m til over 90 m med mellomliggende brygger for lengre løyper |
Fordi hvert panel veier under 350 kilo, kan et mannskap på fire til seks personer løfte og feste et panel for hånd, noe som er akkurat det som gjorde formatet praktisk for steder der mobilkraner ikke kan nå. Tyngre dekk- og akterspeilstykker rulles vanligvis på plass på midlertidige ruller i stedet for å bæres.
Den største enkeltfordelen med et bailey truss-system er at lastekapasitet er et byggesteinsproblem i stedet for et redesignproblem. I stedet for å konstruere en ny bro for hver spennvidde og aksellast, gjentas det samme panelet i forskjellige rad- og historiekombinasjoner.
| Konfigurasjon | Rader x historier | Typisk passform |
|---|---|---|
| SS | 1 x 1 | Gangbruer, gårds- og lysbruksoverganger |
| DS | 2 x 1 | Byveier for lette kjøretøy |
| TS | 3 x 1 | Enkeltfelts motorveiseksjoner med middels spenn |
| DD | 2 x 2 | Lengre spenn med moderat tungtrafikk |
| TD | 3 x 2 | Langt spenn, full motorveilast, ruter for gruvedrift |
Å velge mellom disse konfigurasjonene kommer ned til to tall: den klare spennvidden stedet trenger og designkjøretøyet eller skinnelasten broen må bære. Som et generelt mønster vil dobling av antall fagverksrader omtrent doble bøyekapasiteten, mens å legge til en andre etasje hjelper først og fremst med lengre spenn der nedbøyning, ikke råstyrke, blir den begrensende faktoren.
De fleste bailey truss-broer som bygges i dag er designet rundt standard motorveilastmodeller som f.eks HS-20, HL-93 eller sammenlignbare lastekasser for tunge kjøretøy , og konfigurasjonsvalg er det som lar én paneltype dekke et så bredt spekter av utfall. En enkelt-enkelt-konfigurasjon er generelt egnet for spenn opp til rundt 30 meter med lett trafikk, mens en akkordforsterket dobbel-dobbel eller trippel-dobbel layout kan skyve brukbare spenn langt utover 60 meter mens den fortsatt bærer full motorveibelastning.
Rapporterte lastområder på tvers av nåværende leverandører faller vanligvis mellom 30 og 70 tonn avhengig av konfigurasjon, spennvidde og historietelling, i henhold til produsentens produktlitteratur. To praktiske regler vises konsekvent i prosjektplanleggingsdokumenter:
For kryssinger med flere spenn, legges mellomliggende brygger ganske enkelt til med panellengdeintervaller, noe som betyr at en bailey truss-layout i prinsippet kan utvides på ubestemt tid så lenge bryggeavstanden og jordforholdene tillater det. Planleggingsteam bekrefter vanligvis tre inndata før de avslutter en konfigurasjon: kjøretøyets designvekt og akselavstand, det frie spennet som kreves av krysset, og bakkebærekapasiteten som er tilgjengelig for abutments eller mellomliggende brygger.
To tekniske detaljer skiller et godt planlagt bailey truss-prosjekt fra et dårlig planlagt: avbøyningskontroll og pre-camber. Ettersom spennlengden øker, bøyer et fagverk under bevegelig last seg mer selv om det er teknisk sterkt nok til å bære vekten, og overdreven avbøyning skaper en røff tur og langvarig tretthet ved pinneforbindelsene.
For å oppveie dette, er lengre spenn vanligvis bygget med en liten oppadgående pre-camber, noe som betyr at den ubelastede trussen sitter litt høyere i midten enn i endene, slik at den under full trafikkbelastning legger seg til en jevn, komfortabel profil i stedet for å synke synlig. Områdeteam sjekker også tre støttedetaljer før de åpner et kryss:
Korder og stolper rulles vanligvis av lavlegert stål med høy strekkevne, med panelstifter smidd av legert stål som 30CrMnTi for slitestyrke ved koblingspunktene. Fordi en bailey truss forventes å sitte utendørs, ofte nær vann, er korrosjonsbeskyttelse ikke en ettertanke, det er en del av basisspesifikasjonen.
To beleggsmetoder dominerer dagens produksjon. Varmgalvanisering korroderer med omtrent en trettiendedel av hastigheten til bart stål i samme miljø og er bredt dokumentert å levere flere tiår med vedlikeholdsfri levetid på utendørs stålkonstruksjoner. Alternativet er et uorganisk sinkrikt primersystem, som gir sterk beskyttelse ved lavere fraktvekt, men som generelt trenger en malingssyklus raskere enn et fullt varmdyppebelegg. Pinner og mindre festeanordninger er nesten alltid galvanisert separat, siden deres lille tverrsnitt gjør dem til den raskeste delen av sammenstillingen å korrodere hvis de ikke er belagt.
For kyst-, marine- eller tunge avisingssaltmiljøer krever prosjektspesifikasjonene i økende grad et duplekssystem, som betyr et galvanisert grunnlag toppet med et kompatibelt malingsstrøk, siden salteksponering akselererer sinkforbruket merkbart raskere enn et typisk innlandssted.
| Belegg | Best egnet miljø | Relativ levetid |
|---|---|---|
| Varmgalvanisering | Generell utendørs, innlands og moderat luftfuktighet | Lange, ofte tiår før første vedlikehold |
| Sinkrik grunnmaling | Lettere, kostnadssensitive prosjekter | Moderat, malingssyklus kreves tidligere |
| Dupleks (galvanisert pluss maling) | Kyst, marin, tung salteksponering | Lengst, kombinerer begge beskyttelsesmekanismene |
Utskytingssekvensen er den andre grunnen til at dette systemet fortsatt er populært for nød- og fjernarbeid: det er ikke avhengig av tunge kraner som når kryssingspunktet.
Fordi hvert panel veier under 350 kilo og hver tilkobling er en stift i stedet for en sveis, kan et trent mannskap reise en bro med moderat spennvidde i løpet av få dager ved å bruke håndverktøy og en liten støttekran for dekkkomponentene, i stedet for de ukene som vanligvis trengs for en kryssing av støpt betong.
Selv om bailey truss-formatet opprinnelig ble bygget for midlertidig militær bruk, forblir riktig vedlikeholdte installasjoner rutinemessig i drift i flere tiår, inkludert på offentlige veier med vanlig trafikk. Feltstudier på brokomponenter av varmgalvanisert stål har registrert at strukturer forblir stort sett vedlikeholdsfrie for 50 år eller mer i typiske innlandsmiljøer.
| Sjekk | Frekvens | Hva du skal se etter |
|---|---|---|
| Stift og bolt tetthet | Etter første sesong, deretter årlig | Lek eller bevegelse ved panelskjøter |
| Belegg condition | Årlig | Riper, bart metall eller rustblødning |
| Dreneringsveier | Sesongmessig | Stående vann mot den nedre akkorden |
| Dekkfester | Årlig | Løs ruteplate eller slitt tømmersjakk |
Ingen av disse oppgavene krever spesialiserte sertifiseringsorganer eller tungt utstyr, noe som holder livssykluskostnadene lave sammenlignet med en permanent struktur med tilsvarende spennvidde.
Økonomien i et bailey truss-prosjekt kommer sjelden ned til ståltonnasje alene. Tre faktorer avgjør vanligvis om en panelbro eller en fast struktur gir mer mening for en gitt kryssing:
For kryssinger som er genuint permanente og sentralt plassert, vinner ofte en fast struktur på langsiktig vedlikehold. For alt som er midlertidig, fjerntliggende eller underlagt endrede trafikkmønstre, er muligheten til å flytte en bailey truss senere ofte den avgjørende faktoren i stedet for forhåndsmaterialekostnadene.
Søknadslisten har vokst langt utover systemets opprinnelige militære rolle. Vanlige nåværende bruksområder inkluderer:
Denne rekkevidden av brukstilfeller er nøyaktig grunnen til at panellager, i stedet for en enkelt fast brodesign, har blitt standard måten leverandørene tenker på bailey truss-produktlinjen på: det samme inventaret betjener en gårdsbane den ene måneden og en motorvei den neste.
Fagverket er den triangulerte panelstrukturen som bærer last; den komplette bailey-broen inkluderer også dekket, akterspeilene, avstivnings- og abutmentforbindelsene bygget fra fagverket.
Enkeltspennsoppsett når vanligvis 30 til 60 meter avhengig av konfigurasjon, med kordeforsterkede dobbelt- eller trippelradsoppsett som kan overskride dette området før en mellombrygge blir nødvendig.
Ja. Å legge til rader, en ekstra historie eller akkordforsterkning øker kapasiteten, og konfigurasjoner vurdert for standard motorveilastmodeller som HS-20 eller HL-93 er vanlige i gjeldende produsentens spesifikasjoner.
Paneler bygget med samme standard pinneavstand og hullmønster, slik som den mye brukte 321-type geometrien, er generelt utskiftbare, og det er grunnen til at mange utleieflåter blander lager fra forskjellige produksjonsserier.
Med varmgalvaniserte komponenter og grunnleggende vedlikehold er flere tiår med service realistisk, og noen installasjoner har blitt dokumentert forblir stort sett vedlikeholdsfrie i over 50 år.
Den trenger jevne, stabile bærepunkter på hver bank i stedet for et fullstendig fundament, noe som er en hovedårsak til at den kan utplasseres mye raskere enn en plassstøpt struktur.
Ja, dette er en av formatets kjernefordeler. Paneler er festet i stedet for sveiset, slik at et komplett fagverk kan demonteres og settes opp på nytt ved en annen spennlengde eller plassering ved å bruke samme lager.
Løse svaiavstivninger eller pinneforbindelser er den vanligste årsaken. Retorking avstivning og bekreftelse av full pinneinngrep løser vanligvis merkbare bevegelser.
Panelbroer har blitt brukt til provisoriske jernbaneoverganger, selv om konfigurasjonen, dekket og lagerdetaljene skiller seg fra en veibaneinstallasjon og er konstruert separat for jernbanelasting.
Et typisk mannskap på seks til ti personer kan bygge et moderat spenn ved hjelp av håndverktøy, siden individuelle paneler veier under 350 kilo og koblinger er festet i stedet for sveiset.