Vilka krafter verkar på bågbroar?

1. Gravitationskraft (självvikt):

- Detta avser vikten av själva brokonstruktionen, inklusive däck, valv och bärande element. Gravitationskraften utövar en nedåtgående belastning på bron.

2. Trafikbelastningar:

– Dessa representerar de belastningar som belastar bron på grund av fordon i rörelse, som bilar, lastbilar och fotgängare. Trafikbelastningar kan orsaka dynamiska effekter och vibrationer i brokonstruktionen.

3. Vindbelastningar:

- Vinden utövar sidokrafter på broelementen, vilket får dem att böja eller svaja. Vindlaster är särskilt avgörande för långspännande bågbroar som är mer mottagliga för vindinducerade vibrationer.

4. Termiska effekter:

- Temperaturvariationer kan orsaka termisk expansion och sammandragning av bromaterialen, vilket leder till förändringar i den strukturella geometrin och inre spänningar. Termiska belastningar är särskilt kritiska i områden med betydande temperaturfluktuationer.

5. Seismiska krafter:

– I jordbävningsutsatta områden måste bågbroar utformas för att stå emot seismiska krafter. Dessa krafter är dynamiska och beror på jordbävningens storlek, frekvens och varaktighet.

6. Hydrostatiska belastningar:

– För bågbroar byggda över vattendrag spelar hydrostatiska belastningar in. Dessa belastningar inkluderar vattentryck som verkar på bropelare och flytkrafter som verkar på de nedsänkta delarna av strukturen.

7. Interaktion mellan jord och struktur:

– Samspelet mellan brofundamentet och underliggande jord eller berg påverkar lastöverföringen och stabiliteten i hela konstruktionen. Faktorer som jordsättning, vätskebildningspotential och laterala jordtryck måste beaktas i konstruktionen.

8. Krypning och krympning:

- Med tiden upplever betongbågbroar krypning (gradvis deformation under ihållande belastningar) och krympning (volymminskning på grund av fuktförlust). Dessa effekter kan förändra brons strukturella beteende och spänningsfördelning.

Att förstå och redogöra för dessa olika krafter är avgörande under design, konstruktion och underhåll av bågbroar för att säkerställa deras strukturella integritet, säkerhet och hållbarhet under olika belastningsförhållanden och miljöfaktorer.