A Bailey ristikko on esivalmistettu teräspaneelisiltakomponentti, joka on rakennettu kolmioitetuista ylä- ja alajänteistä, pystytoloista ja diagonaaleista, jotka on suunniteltu kiinnitettäväksi paikan päällä ilman nosturia, hitsausta tai valuperustaa. Jokainen paneeli on 3,048 metriä (10 jalkaa) pitkä ja suunnilleen 1,4–2,15 metriä korkea valmistajasta riippuen, ja useat paneelit yhdistyvät vierekkäin ja kerros kerrallaan muodostaen riittävän vahvan palkin kuljettamaan ajoneuvo-, rautatie- tai jalankulkuliikennettä. Järjestelmä kehitettiin alun perin sotilaallisille jokien ylityksille, mutta sama paneelilogiikka tukee nyt useimpia moduulirakenteisia terässiltoja, joita myydään maaseututeille, kaivoskuljetusreiteille, katastrofiavulle ja tilapäisille valtateiden kiertoteille.
Bailey-ristikkon määrittelevä piirre on vaihdettavuus. Jokaisessa tietyn sarjan paneelissa on identtiset tapinreiät, joten urakoitsija voi laajentaa jänneväliä, lisätä toisen rivin lisää leveyttä tai pinota toisen kerroksen saadakseen lisälujuutta käyttämällä samaa osavarastoa. Tämä yksittäinen suunnittelupäätös on syy, miksi bailey-ristikkömuoto on pysynyt jatkuvassa käytössä yli kahdeksan vuosikymmentä, kun taas muut väliaikaiset siltakonseptit ovat tulleet ja menneet.
Käytännössä Bailey-ristikko vastaa kolmeen kysymykseen, joita projektiryhmä yleensä kysyy ensin: kuinka nopeasti se voi nousta, kuinka paljon se kestää ja voidaanko sitä käyttää uudelleen jossain muualla jälkeenpäin. Koska paneeli on tavallinen rakennuspalikka eikä räätälöity valmistus, kaikki kolme vastausta ovat yleensä parempia kuin mitä paikkakohtainen teräs- tai betonisuunnittelu voi tarjota samalla aikajanalla.
Paneelisiltakonsepti juontaa juurensa sodan aikaiseen ylitysjärjestelmään, jonka jalkaväki voisi rakentaa kenttäolosuhteissa perustyökaluilla ilman raskasta kasveja. Ydinidea, toistuva kolmiopaneeli, joka liitettiin yhteen yhdellä tapilla, ratkaisi kaksi ongelmaa kerralla: poisti paikan päällä tehtävän hitsauksen tarpeen ja antoi mahdollisuuden käyttää samaa osavarastoa uudelleen kymmenillä eri jännepituuksilla.
Se, mikä piti muodon merkityksellisenä kauan sen alkuperäisen tarkoituksen häipymisen jälkeen, on se, että paneelilogiikka skaalautuu molempiin suuntiin. Yksi paneelirivi käsittelee jalankulkusiltaa; kolme riviä päällekkäin kaksikerroksisia, jännevahvistettu, käsittelee lastattua maantieautoa. Hyvin harvat rakennejärjestelmät tarjoavat yhdestä osaluettelosta koostuvia järjestelmiä, minkä vuoksi siviiliurakoitsijat, kaivostoiminnan harjoittajat ja katastrofiaputoimistot määrittävät vielä nykyäänkin tukiristikkon asettelun tilaustyönä tehdyn teräspalkin sijaan.
| Aikakausi | Ensisijainen käyttö |
|---|---|
| Alkuperäinen suunnittelun tarkoitus | Nopeat joen ylitykset, käsin koottu ilman nostureita |
| Konfliktin jälkeinen jälleenrakennus | Vaurioituneiden siviiliteiden ja rautateiden risteyksien uusiminen |
| Nykyinen kaupallinen käyttö | Maaseudun kulkuyhteydet, kaivoskuljetustiet, katastrofivalvonta, valtatien kiertotiet, jalankulku- ja liikenneristeykset |
Valmis Bailey-ristikkosilta on pino pienestä määrästä toistuvia osia. Kunkin kappaleen toiminnan ymmärtäminen helpottaa toimittajan osaluettelon tai työpaikan asennuspiirustuksen lukemista.
| Komponentti | Toiminto | Tyypillinen materiaali |
|---|---|---|
| Paneelin sointu | Kuljettaa pääjännitys- ja puristusvoimat jännevälillä | Kaksikanavainen teräs |
| Pystysuora postaus | Siirtää kansikuorman jänteisiin ja pitää paneelin suorassa | 8 gaugen I-palkkiosa |
| Diagonaalinen tuki | Täyttää kolmiomaisen kuvion, joka antaa paneelille sen jäykkyyden | Valssattu teräsosa |
| Paneelin tappi | Yhdistetään vierekkäisiin paneeleihin uros- ja naarasulokkeissa | Taottu seosteräs, noin 3 kiloa kukin |
| Peräpeili | Kattaa kahden ristikkolinjan välissä ja kantaa kantta | Valssattu teräspalkki |
| Heilutustuki ja haravat | Kestää sivutuulta ja tärinäkuormia, estä sivusuuntainen heilahdus | Teräksiset raidetangot |
| Shakki ja stringerit | Muodosta juoksutason pinta ajoneuvoille tai jalkaliikenteelle | Puuta tai terästä ruutulevy |
| Laakeri ja päätypylväs | Siirtää täyden ristikon reaktion tukiin | Valettu tai valmistettu teräs |
Jokaisen paneelin alemmassa jänteessä neljä palkin istuinlevyä pitää peräpeilin paikallaan, ja kaksi soikeaa reikää kanavan päässä hyväksyvät heilutustukiliitoksen. Koska sama tapin koko ja reikäväli toistuvat koko paneelissa, miehistö voi purkaa Bailey-ristikkosillan ja rakentaa sen uudelleen täysin eri jännepituuksiksi käyttämällä samaa inventaariota, mikä on tärkein syy, miksi vuokrakalustoa rakennetaan tämän muodon ympärille.
Bailey-ristikon lujuus ei tule yhdestäkään raskaasta osasta, se tulee geometriasta. Kolmio on ainoa monikulmio, joka ei voi muuttaa muotoaan muuttamatta yhden sivunsa pituutta, joten kun lävistäjät, pystysuorat ja jänteet on kiinnitetty kolmioiksi, paneeli kestää taipumista ilman kiinteää teräslevyrainaa.
Tällä on kaksi käytännön seurausta, jotka ovat tärkeitä kaikille, jotka määrittelevät projektin:
Insinöörit kuvaavat tätä tehokkuutta käyttämällä lujuus-painosuhdetta, ja siksi 300 kilogramman paneeli pystyy yhdessä muiden kanssa oikean kokoonpanon kanssa tukemaan monia tonneja painavia ajoneuvoja.
Paneeligeometria on yksi harvoista asioista, joka on säilynyt lähes muuttumattomana valmistajien välillä alkuperäisen brittiläisen suunnittelun jälkeen, minkä vuoksi eri aikakausilta ja eri tehtailta tulevat osat ovat usein edelleen yhteensopivia. Vahvistetut jännepaneelit ja kaksikerroksiset paneelit muuttavat vain kuormituspolkua, eivät pohjakuorta.
| Parametri | Tyypillinen arvo |
|---|---|
| Paneelin pituus | 3,048 m (10 jalkaa), tapin reiästä tapin reikään |
| Paneelin korkeus | 1,45 m - 2,15 m sarjasta riippuen |
| Paneelin paino | 270 kg - 349 kg |
| Normaali ajoradan leveys | 3,27 m yksikaistainen, 4,25 m leveä kaista |
| Paneelin tappi weight | Noin 3 kg per tapi |
| Käytännöllinen selkeä jänneväli | 6 m - yli 90 m välilaitureilla pidempiä matkoja varten |
Koska jokainen paneeli painaa alle 350 kiloa, neljästä kuuteen hengen miehistö pystyy nostamaan ja kiinnittämään paneelin käsin, mikä teki muodosta käytännöllisen kohteisiin, joihin liikkuvat nosturit eivät pääse. Raskaammat kansi- ja peräpeilikappaleet rullataan yleensä paikoilleen tilapäisillä rullilla sen sijaan, että niitä kuljetetaan.
Bailey-ristikkojärjestelmän suurin yksittäinen etu on, että kantavuus on rakennuspalikkaongelma eikä uudelleensuunnitteluongelma. Sen sijaan, että jokaiselle jännevälille ja akselipainolle suunnitettaisiin uusi silta, sama paneeli toistetaan eri rivi- ja kerrosyhdistelmissä.
| Kokoonpano | Rivit x tarinat | Tyypillinen istuvuus |
|---|---|---|
| SS | 1 x 1 | Jalankulkusillat, maatila- ja risteykset |
| DS | 2 x 1 | Kevyiden ajoneuvojen maaseututeitä |
| TS | 3 x 1 | Keskijänteiset yksikaistaiset moottoritieosuudet |
| DD | 2 x 2 | Pidemmät välit kohtuullisella raskaalla ajoneuvoliikenteellä |
| TD | 3 x 2 | Pitkä jänneväli, täysi moottoritien kuorma, kaivoskuljetusreitit |
Valinta näiden kokoonpanojen välillä riippuu kahdesta numerosta: työmaan tarvitsemasta vapaasta jännevälistä ja suunnittelusta ajoneuvo- tai kiskokuormasta, jota sillan on kannettava. Yleisenä mallina ristikon rivien määrän kaksinkertaistaminen noin kaksinkertaistaa taivutuskapasiteetin, kun taas toisen kerroksen lisääminen auttaa ensisijaisesti pidemmillä jänteillä, joissa taipuma, ei raakalujuus, tulee rajoittavaksi tekijäksi.
Suurin osa nykyään rakennetuista Bailey-ristikkosillasta on suunniteltu tavallisten moottoritien kuormitusmallien, kuten esim HS-20, HL-93 tai vastaavat raskaiden ajoneuvojen kuormalaukut , ja kokoonpanovalinnan ansiosta yksi paneelityyppi kattaa niin laajan valikoiman tuloksia. Yksittäinen kokoonpano soveltuu yleensä noin 30 metrin jänneväliin kevyen liikenteen kuljettamiseen, kun taas jäntevahvistettu double-double- tai triple-double-asetelma voi työntää käyttökelpoisia jännevälejä reilusti yli 60 metriä kantaen silti täyden valtatien kuorman.
Raportoidut kuormitusalueet nykyisten toimittajien välillä ovat yleensä välillä 30 ja 70 tonnia riippuen kokoonpanosta, jännevälistä ja tarinan määrästä valmistajan tuotekirjallisuuden mukaan. Projektisuunnitteluasiakirjoissa näkyy johdonmukaisesti kaksi käytännön sääntöä:
Monivälisissä risteyksissä välilaiturit lisätään yksinkertaisesti paneelin pituisten välein, mikä tarkoittaa, että baley-ristikkorakennetta voidaan periaatteessa pidentää loputtomiin niin kauan kuin laiturivälit ja maaperäolosuhteet sen sallivat. Suunnitteluryhmät vahvistavat tyypillisesti kolme syötettä ennen kokoonpanon viimeistelyä: ajoneuvon suunnittelupaino ja akseliväli, risteyksen vaatima vapaa jänneväli sekä tukien tai välilaitureiden käytettävissä oleva kantavuus.
Kaksi teknistä yksityiskohtaa erottavat hyvin suunnitellun Bailey-ristikkoprojektin huonosti suunnitellusta: taipuman ohjaus ja esikallistus. Kun jänneväli kasvaa, liikkuvan kuorman alainen ristikko taipuu enemmän, vaikka se olisi teknisesti riittävän vahva kantamaan painon, ja liiallinen taipuma aiheuttaa karkeaa ajoa ja pitkäaikaista väsymystä tappiliitoksissa.
Tämän kompensoimiseksi pidempiä jännevälejä rakennetaan tyypillisesti pienellä ylöspäin suuntautuvalla esikaarella, mikä tarkoittaa, että kuormittamaton ristikko istuu hieman korkeammalla keskellä kuin päissä, joten täyden liikennekuorman alla se asettuu tasaiselle, mukavalle profiilille sen sijaan, että se painuisi näkyvästi. Työmaatiimit tarkistavat myös kolme tukitietoa ennen risteyksen avaamista:
Painteet ja tolpat valssataan tyypillisesti korkealujuisesta niukkaseosteisesta teräksestä, ja paneelitapit on taottu seosteräksestä, kuten 30CrMnTi, kulutuskestävyyden vuoksi liitoskohdissa. Koska Bailey-ristikon odotetaan istuvan ulkona, usein veden lähellä, korroosiosuojaus ei ole jälkikäteen, vaan se on osa perusspesifikaatiota.
Nykyistä tuotantoa hallitsee kaksi pinnoitusmenetelmää. Kuumasinkitys syövyttää noin 1/30:n paljaan teräksen nopeudesta samassa ympäristössä, ja sen on laajalti dokumentoitu tarjoavan ulkoteräsrakenteille useiden vuosikymmenten huoltovapaan käyttöiän. Vaihtoehtona on epäorgaaninen sinkkirikas pohjamaalijärjestelmä, joka antaa vahvan suojan pienemmällä kuljetuspainolla, mutta vaatii yleensä uudelleenmaalauksen nopeammin kuin täysi kuumapinnoitus. Tapit ja pienemmät kiinnikkeet galvanoidaan lähes aina erikseen, koska niiden pieni poikkileikkaus tekee niistä nopeimmin ruostuvan kokoonpanossa, jos ne jätetään pinnoittamatta.
Rannikko-, meri- tai raskaan jäänpoiston suolaympäristöissä projektien tekniset tiedot vaativat yhä useammin duplex-järjestelmää, mikä tarkoittaa galvanoitua pohjakerrosta, jonka päällä on yhteensopiva maalipinnoite, koska suolalle altistuminen nopeuttaa sinkin kulutusta huomattavasti nopeammin kuin tyypillisessä sisämaassa.
| Pinnoite | Paras ympäristö | Suhteellinen käyttöikä |
|---|---|---|
| Kuumasinkitys | Yleinen ulko-, sisä- ja kohtalainen kosteus | Pitkä, usein vuosikymmeniä ennen ensimmäistä huoltoa |
| Sinkkirikas pohjamaali | Kevyemmät, kustannusherkät projektit | Kohtalainen, uudelleenmaalausjakso vaaditaan aikaisemmin |
| Duplex (sinkitty plus maali) | Rannikon, meren, raskaan suolan altistuminen | Pisin, yhdistää molemmat suojamekanismit |
Laukaisujärjestys on toinen syy, miksi tämä järjestelmä on edelleen suosittu hätä- ja etätyössä: se ei ole riippuvainen raskaiden nostureiden saapumisesta ylityspaikkaan.
Koska jokainen paneeli painaa alle 350 kiloa ja jokainen liitos on pikemminkin tappi kuin hitsaus, koulutettu miehistö pystyy pystyttämään kohtalaisen jännevälin ristikkosillan muutamassa päivässä käyttämällä käsityökaluja ja pientä kannen komponenttien tukinosturia sen sijaan, että viikkoja tyypillisesti tarvitaan valubetoniristeykseen.
Vaikka Bailey-ristikkorakenne rakennettiin alun perin väliaikaiseen sotilaskäyttöön, asianmukaisesti huolletut laitteistot pysyvät rutiininomaisesti käytössä useita vuosikymmeniä, myös yleisillä teillä, joilla on säännöllistä liikennettä. Kuumasinkityistä terässiltakomponenteista tehdyt kenttätutkimukset ovat osoittaneet, että rakenteet ovat säilyneet suurelta osin huoltovapaina 50 vuotta tai enemmän tyypillisissä sisämaaympäristöissä.
| Tarkista | Taajuus | Mitä etsiä |
|---|---|---|
| Tappien ja pultin kireys | Ensimmäisen kauden jälkeen, sitten vuosittain | Leikkiä tai liikettä paneelien liitoksissa |
| Pinnoite condition | Vuosittain | Naarmut, paljas metalli tai ruoste vuotaa |
| Viemäröintireitit | Kausiluonteisesti | Pysyvä vesi alajännettä vasten |
| Kannen kiinnikkeet | Vuosittain | Löysä ruudullinen tai kulunut puinen shakki |
Mikään näistä tehtävistä ei vaadi erikoistuneita sertifiointielimiä tai raskaita laitteita, mikä pitää elinkaarikustannukset alhaisina verrattuna samanpituiseen pysyvään rakenteeseen.
Bailey-ristikkoprojektin taloudellisuus laskee harvoin pelkkään terästonnimäärään. Yleensä kolme tekijää ratkaisee, onko paneelisilta vai kiinteä rakenne järkevämpi tietyssä risteyksessä:
Aidosti pysyvissä ja keskeisesti sijaitsevissa risteyksissä kiinteä rakenne voittaa usein pitkäaikaisen ylläpidon yksinkertaisuuden. Kaikille väliaikaisille, etäisille tai muuttuville liikennemalleille, kyky siirtää baley-ristikkoa myöhemmin on usein ratkaiseva tekijä etukäteismateriaalikustannusten sijaan.
Sovellusluettelo on kasvanut paljon pidemmälle kuin järjestelmän alkuperäinen sotilaallinen rooli. Yleisiä nykyisiä käyttötarkoituksia ovat:
Juuri tämäntyyppisten käyttötapausten vuoksi paneelivarastoista on tullut vakiona toimittajien Bailey-ristikkotuotelinjan ajattelutapa yhden kiinteän sillan sijasta: sama varasto palvelee maatilan radalla kuukauden ja kiertotietä seuraavana.
Ristikko on kolmiomainen paneelirakenne, joka kantaa kuormaa; täydellinen Bailey-silta sisältää myös kannen, peräpeilit, jäykistykset ja tukiliitokset, jotka on rakennettu tästä ristikosta.
Yksiväliset asettelut saavuttavat yleensä 30–60 metriä konfiguraatiosta riippuen, ja jännevahvisteiset kaksi- tai kolmiriviset asettelut voivat ylittää tämän alueen ennen kuin välilaituri tulee tarpeelliseksi.
Kyllä. Rivien lisääminen, ylimääräinen tarina tai jänteen vahvistaminen lisää kapasiteettia, ja kokoonpanot, jotka on mitoitettu tavallisiin maantiekuormamalleihin, kuten HS-20 tai HL-93, ovat yleisiä nykyisissä valmistajan teknisissä tiedoissa.
Saman vakionastavälin ja reikäkuvion mukaan rakennetut paneelit, kuten laajalti käytetty 321-tyyppinen geometria, ovat yleensä keskenään vaihdettavissa, minkä vuoksi monet vuokrakalusteet sekoittavat eri tuotantosarjoja.
Kuumasinkityillä komponenteilla ja peruskunnossapidolla useiden vuosikymmenten käyttöikä on realistinen, ja joidenkin asennukset on dokumentoitu säilyneen suurelta osin huoltovapaana yli 50 vuoden ajan.
Se tarvitsee tasaiset, vakaat laakerointipisteet jokaisessa rinteessä täyden perustan sijaan, mikä on tärkein syy, että se voidaan ottaa käyttöön paljon nopeammin kuin paikallaan valettu rakenne.
Kyllä, tämä on yksi muodon tärkeimmistä eduista. Paneelit kiinnitetään ennemmin kuin hitsataan, joten koko ristikko voidaan purkaa ja pystyttää uudelleen eri jänneväliin tai paikkaan käyttämällä samaa materiaalia.
Löysät heilutusjäykistykset tai tappiliitokset ovat yleisin syy. Jäykistyksen uudelleen kiristäminen ja tapin täyden kiinnittymisen varmistaminen ratkaisee yleensä havaittavan liikkeen.
Paneelisiltoja on käytetty väliaikaisiin kiskojen risteyksiin, vaikka kokoonpano, kansi ja laakeritiedot eroavat tieasennuksesta ja ne on suunniteltu erikseen kiskokuormausta varten.
Tyypillinen kuudesta kymmeneen hengen miehistö pystyy pystyttämään kohtuullisen jännevälin käsityökaluilla, koska yksittäiset paneelit painavat alle 350 kiloa ja liitokset on pikemminkin kiinnitetty kuin hitsattu.