A Bailey rácsos egy előregyártott acélpanel hídelem, amely háromszögletes felső és alsó húrokból, függőleges oszlopokból és átlós merevítőkből épül fel, és amelyet úgy terveztek, hogy a helyszínen daruk, hegesztés vagy öntött alapok nélkül rögzíthetők. Mindegyik panel az 3,048 méter (10 láb) hosszú és nagyjából 1,4-2,15 méter magas a gyártótól függően, és több panel egymás mellett és történetről történetre egyesül, és elég erős tartót alkot a járművek, a vasúti vagy a gyalogos forgalom szállítására. A rendszert eredetileg katonai folyami átkelőhelyekre fejlesztették ki, de most ugyanez a panellogika támasztja alá a legtöbb vidéki utakra, bányászati szállítási útvonalakra, katasztrófaelhárításra és ideiglenes autópályák elkerülésére értékesített moduláris acélhidakat.
A Bailey rácsos rácsok meghatározó jellemzője a felcserélhetőség. Egy adott sorozat minden paneljén azonos tűlyukak találhatók, így a vállalkozó meghosszabbíthatja a fesztávot, hozzáadhat egy második sort a nagyobb szélesség érdekében, vagy egymásra rakhat egy második szintet a nagyobb szilárdság érdekében, ugyanazzal az alkatrészkészlettel. Ez az egyetlen tervezési döntés az oka annak, hogy a Bailey rácsos formátum több mint nyolc évtizede folyamatosan használatban van, miközben más ideiglenes hídkoncepciók jöttek és mentek.
Gyakorlatilag a Bailey rácsos rácsos három kérdésre válaszol, amelyeket a projektcsapat általában először feltesz: milyen gyorsan tud felmenni, mennyit bír el, és utána máshol újra felhasználható. Mivel a panel egy szabványos építőelem, nem pedig egyedi gyártás, mindhárom válasz általában jobb, mint amit egy helyspecifikus acél- vagy betonterv kínálhat ugyanazon idővonalon belül.
A panelhíd-koncepció egy olyan átkelőrendszerre vonatkozó háborús igényre vezethető vissza, amelyet a gyalogság terepi körülmények között, alapvető eszközökkel és nehéz üzemek nélkül tud építeni. Az alapötlet, az ismétlődő háromszögű panel, amelyet egyetlen tűvel összekötnek, két problémát oldott meg egyszerre: nem volt szükség a helyszíni hegesztésre, és lehetővé tette ugyanazt az alkatrészkészletet több tucat különböző fesztávon.
Ami a formátumot az eredeti cél elhalványulása után is relevánsnak tartotta, az a tény, hogy a panel logikája mindkét irányban skálázódik. Egyetlen panelsor kezeli a gyaloghidat; három sorban egymásra rakott két emelet magas, húrerősítésű, kezeli a megrakott autópálya teherautót. Nagyon kevés szerkezeti rendszer kínál egyetlen alkatrészkatalógusból is, ezért a polgári vállalkozók, a bányászati üzemeltetők és a katasztrófa-elhárítási ügynökségek még ma is egy rácsos rácsos elrendezést írnak elő, nem pedig egyedi acéltartót.
| Era | Elsődleges felhasználás |
|---|---|
| Eredeti tervezési szándék | Gyors mezei folyóátkelőhelyek, kézzel szerelve daru nélkül |
| Konfliktus utáni rekonstrukció | A megrongálódott polgári közúti és vasúti átjárók pótlása |
| Jelenlegi kereskedelmi felhasználás | Vidéki megközelítés, bányaszállítási utak, katasztrófaelhárítás, autópályák elkerülő utak, gyalogos és közüzemi átkelőhelyek |
A kész Bailey rácsos híd egy halom kis számú ismétlődő részből áll. Az egyes darabok működésének megértése sokkal könnyebbé teszi a szállító alkatrészlistájának vagy a helyszíni szerelési rajzok elolvasását.
| Összetevő | Funkció | Tipikus anyag |
|---|---|---|
| Panel akkord | A fő feszítő- és nyomóerőt a fesztáv mentén hordozza | Kétcsatornás acél |
| Függőleges poszt | Átviszi a fedélzeti terhelést az akkordokba, és négyszögben tartja a panelt | 8 nyomtávú I gerenda szakasz |
| Átlós merevítő | Befejezi a háromszög alakú mintát, amely a panel merevségét adja | Hengerelt acél profil |
| Panelcsap | Csatlakoztatja a szomszédos paneleket az apa és anya füleknél | Kovácsolt ötvözött acél, egyenként nagyjából 3 kilogramm |
| Transom | Átnyúlik a két rácsos vonal között, és hordozza a fedélzetet | Hengerelt acél gerenda |
| Swing merevítő és gereblyézők | Ellenáll az oldalirányú szél- és rezgésterhelésnek, megakadályozza az oldalirányú kilengést | Acél kötőrudak |
| Sakk és vonósok | Alakítsa ki a futópálya felületét járművek vagy gyalogos forgalom számára | Fa vagy acél ellenőrző lemez |
| Csapágy és végoszlop | A teljes rácsos reakciót átviszi a műcsonkba | Öntött vagy gyártott acél |
Minden panel alsó húrján négy gerenda ültetőlemez tartja a keresztmetszetet, és a csatorna végén két ovális furat fogadja a lengésmerevítő csatlakozást. Mivel ugyanaz a tűméret és a lyuktávolság ismétlődik az egész panelen, a személyzet szétszerelheti a Bailey rácsos hidat, és teljesen más fesztávolságra építheti újjá ugyanazzal a készlettel, ami a fő oka annak, hogy a bérelt flották e formátum köré épülnek.
A Bailey rácsos tartó erejét nem egyetlen nehéz elem adja, hanem a geometria. A háromszög az egyetlen sokszög, amely nem tud alakot megváltoztatni anélkül, hogy az egyik oldala hosszát megváltoztatná, így ha az átlós merevítőket, függőlegeseket és húrokat háromszögekké rögzítik, a panel ellenáll a hajlításnak anélkül, hogy szilárd acéllemez szövetre lenne szüksége.
Ennek két gyakorlati következménye van, amelyek fontosak bárki számára, aki meghatároz egy projektet:
A mérnökök ezt a hatékonyságot a szilárdság/tömeg arány segítségével írják le, és ez az oka annak, hogy egy 300 kilogrammos panel másokkal kombinálva, megfelelő konfigurációban képes sok tonnás járműveket támogatni.
A panelgeometria azon kevés dolgok egyike, amely szinte változatlan maradt a gyártók között az eredeti brit tervezés óta, ezért a különböző korokból és különböző gyárakból származó alkatrészek gyakran még mindig kompatibilisek. A megerősített húrpanelek és a kétszintes panelek csak a terhelési útvonalat változtatják meg, az alapborítékot nem.
| Paraméter | Tipikus érték |
|---|---|
| Panel hossza | 3,048 m (10 láb), csaplyuktól csapfuratig |
| Panel magasság | 1,45 m és 2,15 m között sorozattól függően |
| A panel súlya | 270 kg-tól 349 kg-ig |
| Szabványos útszélesség | 3,27 m egysávos, 4,25 m széles sáv |
| Panelcsap weight | Körülbelül 3 kg tűnként |
| Praktikus tiszta fesztáv | 6 m-től 90 m-ig, közbenső stégekkel hosszabb futáshoz |
Mivel minden panel súlya 350 kilogramm alatt van, a négy-hat fős csapat kézzel képes felemelni és rögzíteni egy panelt, ami pontosan ez tette praktikussá a formátumot olyan helyszíneken, ahol az autódaruk nem érnek el. A nehezebb fedélzeti és kereszttartó darabokat általában ideiglenes görgőkön kell a helyükre görgetni, nem pedig szállítani.
A Bailey rácsos rendszer egyetlen legnagyobb előnye, hogy a teherbírás építőelem-probléma, nem pedig újratervezési probléma. Ahelyett, hogy minden fesztávhoz és tengelyterheléshez új hidat terveznének, ugyanaz a panel megismétlődik különböző sor- és szintkombinációkban.
| Konfiguráció | Sorok x történetek | Tipikus illeszkedés |
|---|---|---|
| SS | 1 x 1 | Gyaloghidak, tanyai és könnyű közműátjárók |
| DS | 2 x 1 | Könnyű jármű vidéki utak |
| TS | 3x1 | Közepes fesztávú egysávos autópálya-szakaszok |
| DD | 2 x 2 | Hosszabb szakaszok mérsékelt nehéz járműforgalom mellett |
| TD | 3 x 2 | Hosszú fesztáv, teljes autópálya-terhelés, bányászati szállítási útvonalak |
A konfigurációk közötti választás két számon múlik: a területnek szükséges szabad fesztávon és a tervezett jármű- vagy sínterhelésen, amelyet a hídnak el kell viselnie. Általánosságban elmondható, hogy a rácsossorok számának megkétszerezése nagyjából megduplázza a hajlítási kapacitást, míg egy második szint hozzáadása elsősorban a hosszabb fesztávhoz segít, ahol az elhajlás, nem pedig a nyers szilárdság válik korlátozó tényezővé.
A legtöbb ma épített Bailey rácsos hidat olyan szabványos autópálya-terhelési modellekre tervezték, mint pl HS-20, HL-93 vagy hasonló nehézjárművek rakománytokok , és a konfiguráció kiválasztása az, ami lehetővé teszi, hogy egy paneltípus az eredmények széles skáláját fedje le. Az egyszemélyes konfiguráció általában körülbelül 30 méteres fesztávra alkalmas kis forgalom esetén, míg a húrerősítésű dupla-dupla vagy tripla-dupla elrendezés jóval 60 méteren túlra is tolhatja a használható fesztávokat, miközben továbbra is teljes autópálya-terhelést hordoz.
A jelenlegi beszállítók jelentett terhelési tartományai általában közé esnek 30 és 70 tonna konfigurációtól, terjedelemtől és történetszámtól függően, a gyártó termékirodalmának megfelelően. Két gyakorlati szabály következetesen megjelenik a projekttervezési dokumentumokban:
A többnyílású kereszteződéseknél a közbenső pilléreket egyszerűen hozzá kell adni panelhosszúságonként, ami azt jelenti, hogy a rácsos rácsos elrendezés elvileg korlátlanul meghosszabbítható, ameddig a mólótávolság és a talajviszonyok ezt lehetővé teszik. A tervezőcsapatok általában három adatot erősítenek meg a konfiguráció véglegesítése előtt: a tervezett járműtömeg és tengelytávolság, a kereszteződés által megkívánt szabad fesztáv, valamint a pillérekhez vagy köztes pillérekhez rendelkezésre álló talaj teherbírása.
Két mérnöki részlet választja el a jól megtervezett Bailey rácsos projektet a rosszul tervezetttől: az elhajlásszabályozás és az elődőlés. A fesztáv hosszának növekedésével a mozgó terhelés alatt álló rácsostartó jobban elhajlik még akkor is, ha műszakilag elég erős ahhoz, hogy elbírja a súlyt, és a túlzott elhajlás durva futást és hosszú távú kifáradást okoz a csapcsatlakozásoknál.
Ezt ellensúlyozandó, a hosszabb fesztávokat jellemzően kis felfelé ívelő előhajlítással építik, vagyis a tehermentes rácsozat középen valamivel magasabban ül, mint a végein, így teljes forgalmi terhelés mellett nem ereszkedik láthatóan, hanem egy vízszintes, kényelmes profilba rendeződik. A helyszíni csapatok három alátámasztó részletet is ellenőriznek az átkelő megnyitása előtt:
A húrok és oszlopok jellemzően nagy szakítószilárdságú, gyengén ötvözött acélból vannak hengerelve, ötvözött acélból, például 30CrMnTi-ből kovácsolt panelcsapokkal a kopásállóság érdekében a csatlakozási pontokon. Mivel a Bailey rácsos rácsos tartó szabadban, gyakran víz közelében kell ülni, a korrózióvédelem nem utólag, hanem az alapspecifikáció része.
A jelenlegi gyártásban két bevonási megközelítés uralkodik. Tűzihorganyzás ugyanabban a környezetben a csupasz acél arányának nagyjából egy harmincadánál korrodál, és széles körben dokumentálják, hogy több évtizedes karbantartásmentes élettartamot biztosít a kültéri acélszerkezeteken. Az alternatíva egy szervetlen, cinkben gazdag alapozórendszer, amely erős védelmet nyújt kisebb szállítási súly mellett, de általában hamarabb szükséges újrafesteni, mint egy teljes melegbevonatot. A csapokat és a kisebb kötőelemeket szinte mindig külön horganyozzák, mivel kis keresztmetszetük miatt a szerelvény leggyorsabban korrodálódnak, ha bevonat nélkül maradnak.
Tengerparti, tengeri vagy erősen jégmentesítő sós környezetben a projektek specifikációi egyre gyakrabban írnak elő duplex rendszert, vagyis egy kompatibilis festékréteggel bevont horganyzott alapréteget, mivel a sónak való kitettség észrevehetően gyorsabban gyorsítja a cink felhasználását, mint egy tipikus szárazföldi helyszín.
| Bevonat | Legjobb környezet | Relatív élettartam |
|---|---|---|
| Tűzihorganyzás | Általános kültéri, beltéri és mérsékelt páratartalom | Hosszú, gyakran évtizedekkel az első karbantartás előtt |
| Cinkben gazdag alapozó festék | Könnyebb igénybevételű, költségérzékeny projektek | Mérsékelt, hamarabb újrafestési ciklus szükséges |
| Duplex (horganyzott plusz festék) | Tengerparti, tengeri, erős sóterhelés | A leghosszabb, mindkét védelmi mechanizmust egyesíti |
Az indítási sorrend a másik oka annak, hogy ez a rendszer továbbra is népszerű vészhelyzeti és távoli munkáknál: nem függ attól, hogy nehéz daruk érik el az átkelőhelyet.
Mivel minden panel súlya 350 kilogramm alatt van, és minden csatlakozás inkább csap, mint hegesztés, a képzett személyzet néhány nap alatt felállít egy közepes fesztávú rácsos rácsos hidat kéziszerszámok és egy kis tartódaru segítségével a fedélzeti elemekhez, nem pedig az öntött beton keresztezéshez általában szükséges hetekig.
Bár a Bailey rácsos formátumot eredetileg ideiglenes katonai felhasználásra építették, a megfelelően karbantartott létesítmények rutinszerűen több évtizedig üzemelnek, beleértve a rendszeres forgalmat bonyolító közutakat is. A tűzihorganyzott acél hídelemeken végzett helyszíni vizsgálatok azt mutatták, hogy a szerkezetek nagyrészt karbantartásmentesek maradtak 50 év vagy több tipikus belföldi környezetben.
| Ellenőrizze | Frekvencia | Mit kell keresni |
|---|---|---|
| Csapok és csavarok tömítettsége | Az első szezon után, majd évente | Játék vagy mozgás a panelek illesztésénél |
| Bevonat condition | Évente | Karcolások, csupasz fém vagy rozsdafoltok |
| Vízelvezető utak | Szezonálisan | Álló víz az alsó húrnak |
| Fedélzet rögzítőelemei | Évente | Laza kockás tányér vagy kopott fa sakk |
E feladatok egyike sem igényel speciális tanúsító testületeket vagy nehéz berendezéseket, ami alacsonyan tartja az életciklus költségeit egy hasonló hatótávolságú állandó szerkezethez képest.
A Bailey rácsos projekt gazdaságossága ritkán esik le csupán az acél tonnatartalomra. Általában három tényező dönti el, hogy egy panelhíd vagy egy rögzített szerkezet értelmesebb egy adott kereszteződéshez:
A valóban állandó és központi helyen elhelyezkedő kereszteződéseknél gyakran a fix szerkezet nyer a hosszú távú karbantartás egyszerűsége miatt. Bármilyen ideiglenes, távoli vagy változó forgalmi minta esetén, gyakran az a döntő tényező, hogy a rácsos rácsot később át lehet helyezni, nem pedig az előzetes anyagköltség.
Az alkalmazások listája messze túlnőtt a rendszer eredeti katonai szerepén. A jelenlegi általános felhasználások a következők:
A felhasználási esetek ilyen skálája pontosan ezért vált a panelkészletekké, nem pedig egyetlen rögzített hídkonstrukcióvá, mint a beszállítók általános gondolkodásmódja a Bailey rácsos termékcsaládról: ugyanaz a készlet egy mezőgazdasági pályát szolgál ki egy hónapban, a másik hónapban pedig egy autópálya kitérőt.
A rácsos háromszög alakú panelszerkezet, amely terhelést hordoz; a teljes Bailey-híd magában foglalja a fedélzetet, a kereszteket, a merevítőket és a rácsos rácsos tartóelemeket is.
Az egyfesztávú elrendezések általában elérik a 30-60 métert a konfigurációtól függően, a húrerősítésű két- vagy háromsoros elrendezések pedig meghaladhatják ezt a tartományt, mielőtt köztes mólóra lenne szükség.
Igen. A sorok hozzáadása, egy extra történet vagy húrerősítés növeli a kapacitást, és a szabványos autópálya-terhelésű modellekhez, mint például a HS-20 vagy HL-93, a konfigurációk általánosak a jelenlegi gyártói specifikációkban.
Az azonos szabványos tűtávolságra és furatmintára épített panelek, mint például a széles körben használt 321-es típusú geometria, általában felcserélhetők, ezért sok bérelt flotta keveri a különböző gyártási sorozatokból származó készleteket.
A tűzihorganyzott alkatrészekkel és az alapvető karbantartással több évtizedes szolgáltatás reális, és a dokumentumok szerint egyes telepítések több mint 50 éve nagyrészt karbantartásmentesek maradnak.
A teljes alapozás helyett vízszintes, stabil csapágypontokra van szüksége minden parton, ami a fő oka annak, hogy sokkal gyorsabban telepíthető, mint egy öntött szerkezet.
Igen, ez a formátum egyik fő előnye. A panelek hegesztés helyett rögzítve vannak, így a teljes rácsos rácsot szét lehet szerelni, és ugyanazzal az anyaggal más fesztávolságon vagy helyen újra fel lehet állítani.
A laza lengésmerevítő vagy csapos csatlakozások a leggyakoribb ok. A merevítés újbóli meghúzása és a csap teljes összekapcsolódásának megerősítése általában megoldja az észrevehető mozgást.
A panelhidakat ideiglenes vasúti kereszteződésekhez használták, bár a kialakítás, a burkolat és a csapágyazás részletei eltérnek az úttesttől, és külön tervezték a vasúti terhelésre.
Egy tipikus hat-tíz fős személyzet közepes fesztávot tud felállítani kéziszerszámok segítségével, mivel az egyes panelek tömege 350 kilogramm alatt van, és a csatlakozások nem hegesztettek, hanem rögzítve vannak.