A Bailey kafesi Üçgen üst ve alt kirişlerden, dikey direklerden ve diyagonal desteklerden oluşan, vinç, kaynak veya döküm temel olmadan sahada birbirine sabitlenmek üzere tasarlanmış prefabrik çelik panel köprü bileşenidir. Her panel 3,048 metre (10 fit) uzunluğunda Üreticiye bağlı olarak kabaca 1,4 ila 2,15 metre yüksekliğinde ve birden fazla panel yan yana ve kat kat birleşerek araç, demiryolu veya yaya trafiğini taşıyacak kadar güçlü bir kiriş oluşturuyor. Sistem başlangıçta askeri nehir geçişleri için geliştirildi, ancak aynı panel mantığı artık kırsal yollar, maden taşıma yolları, afet yardımı ve geçici otoyol geçişleri için satılan çoğu modüler çelik köprünün temelini oluşturuyor.
Bailey makasının belirleyici özelliği değiştirilebilirliktir. Belirli bir serideki her panel aynı pim deliklerini paylaşır, böylece yüklenici bir açıklığı uzatabilir, ekstra genişlik için ikinci bir sıra ekleyebilir veya aynı parça stoğunu kullanarak ekstra sağlamlık için ikinci bir katı istifleyebilir. Bu tek tasarım kararı, diğer geçici köprü konseptlerinin gelip gitmesine rağmen dış mekan kafes kirişi formatının seksen yılı aşkın süredir sürekli kullanımda kalmasının nedenidir.
Pratik anlamda, bir bailey kafesi bir proje ekibinin genellikle ilk olarak sorduğu üç soruyu yanıtlar: Ne kadar hızlı yukarı çıkabilir, ne kadar yük taşıyabilir ve daha sonra başka bir yerde tekrar kullanılabilir mi? Panel, özel imalat yerine standart bir yapı taşı olduğundan, her üç yanıt da sahaya özgü çelik veya beton tasarımın aynı zaman çizelgesinde sunabileceğinden daha iyi olma eğilimindedir.
Panel köprü konsepti, piyadelerin saha koşullarında temel aletlerle ve ağır tesis olmadan inşa edebileceği bir geçiş sistemi için savaş zamanı gerekliliğine kadar uzanıyor. Tek bir pim tipiyle birleştirilen tekrarlayan üçgen panelden oluşan temel fikir, iki sorunu aynı anda çözdü: yerinde kaynak yapma ihtiyacını ortadan kaldırdı ve aynı parça stoğunun düzinelerce farklı açıklık uzunluğunda yeniden kullanılmasına izin verdi.
Formatın asıl amacı ortadan kalktıktan uzun süre sonra bile geçerliliğini koruyan şey, panel mantığının her iki yönde de ölçeklenmesidir. Tek sıra paneller yaya köprüsünü idare ediyor; iki kat yüksekliğinde üç sıra istiflenmiş, kiriş takviyeli, yüklü bir otoyol kamyonunu taşıyor. Çok az sayıda yapısal sistem tek parça kataloğundan oluşan bu aralığı sunar; bu nedenle inşaat müteahhitleri, madencilik operatörleri ve afet yardım kuruluşları bugün hala ısmarlama bir çelik kiriş yerine bir bailey kafes düzeni belirlemektedir.
| Çağ | Birincil Kullanım |
|---|---|
| Orijinal tasarım amacı | Hızlı saha nehir geçişleri, vinçsiz, elle monte edilmiş |
| Çatışma sonrası yeniden yapılanma | Hasar görmüş sivil karayolu ve demiryolu geçişlerinin değiştirilmesi |
| Mevcut ticari kullanım | Kırsal erişim, maden servis yolları, afet müdahalesi, otoyol sapmaları, yaya ve hizmet geçitleri |
Tamamlanmış bir bailey kafes köprüsü, az sayıda tekrar eden parçadan oluşan bir yığındır. Her bir parçanın ne işe yaradığını anlamak, tedarikçinin parça listesini veya tesis montaj çizimini okumayı çok daha kolay hale getirir.
| Bileşen | İşlev | Tipik Malzeme |
|---|---|---|
| Panel akoru | Ana çekme ve basma kuvvetlerini açıklık boyunca taşır | Çift kanallı çelik |
| Dikey direk | Deste yükünü akorlara aktarır ve panelin kare kalmasını sağlar | 8 ayar I kiriş bölümü |
| Çapraz ayraç | Panele sağlamlık kazandıran üçgen deseni tamamlar | Haddelenmiş çelik bölüm |
| Panel pimi | Erkek ve dişi pabuçlardaki bitişik panelleri birleştirir | Dövme alaşımlı çelik, her biri yaklaşık 3 kilogram |
| Vasistas | İki kafes hattı arasında uzanır ve güverteyi taşır | Haddelenmiş çelik kiriş |
| Sallanma desteği ve tırmıklar | Yanal rüzgar ve titreşim yüklerine karşı dayanıklıdır, yanal sallanmayı önler | Çelik bağlantı çubukları |
| Satranç ve kirişler | Araçlar veya yaya trafiği için koşu güvertesi yüzeyini oluşturun | Ahşap veya çelik baklavalı sac |
| Rulman ve uç direk | Tam kafes reaksiyonunu abutmente aktarır | Dökme veya fabrikasyon çelik |
Her panelin alt kirişinde, dört kiriş oturma plakası vasiliği yerinde tutar ve kanalın ucundaki iki oval delik sallanma desteği bağlantısını kabul eder. Aynı pin boyutu ve delik aralığı tüm panel boyunca tekrarlandığından, bir ekip bir bailey kafes köprüsünü sökebilir ve aynı envanteri kullanarak onu tamamen farklı bir açıklık uzunluğunda yeniden inşa edebilir; kiralık filoların bu formata göre oluşturulmasının ana nedeni budur.
Bailey kirişinin gücü tek bir ağır elemandan değil, geometriden gelir. Üçgen, bir tarafının uzunluğunu değiştirmeden şeklini değiştiremeyen tek çokgendir; bu nedenle çapraz destekler, dikeyler ve kirişler üçgenlere sabitlendiğinde panel, sağlam bir çelik levha ağına ihtiyaç duymadan bükülmeye karşı direnç gösterir.
Bunun, projeyi belirleyen herkes için önemli olan iki pratik sonucu vardır:
Mühendisler bu verimliliği bir güç-ağırlık oranı kullanarak tanımlıyor ve 300 kilogramlık bir panelin, diğer panellerle doğru konfigürasyonda birleştirildiğinde tonlarca ağırlığa sahip araçları destekleyebilmesinin nedeni de budur.
Panel geometrisi, orijinal İngiliz tasarımından bu yana üreticiler arasında neredeyse hiç değişmeden kalan birkaç şeyden biridir; bu nedenle farklı dönemlere ve farklı fabrikalara ait parçalar genellikle hala uyumludur. Güçlendirilmiş kiriş panelleri ve çift katlı paneller temel zarfı değil yalnızca yük yolunu değiştirir.
| Parametre | Tipik Değer |
|---|---|
| Panel uzunluğu | 3,048 m (10 ft), pim deliğinden pim deliğine |
| Panel yüksekliği | Seriye bağlı olarak 1,45 m ila 2,15 m |
| Panel ağırlığı | 270 kg'dan 349 kg'a |
| Standart yol genişliği | 3,27 m tek şerit, 4,25 m genişliğinde şerit |
| Panel pimi weight | Pim başına yaklaşık 3 kg |
| Pratik net aralık | Daha uzun mesafeler için ara iskelelerle birlikte 6 m'den 90 m'ye kadar |
Her panelin ağırlığı 350 kilogramın altında olduğu için dört ila altı kişilik bir ekip, paneli elle kaldırabilir ve sabitleyebilir; bu da tam olarak formatı mobil vinçlerin ulaşamadığı alanlar için pratik hale getiren şeydir. Daha ağır güverte ve vasistas parçaları genellikle taşınmak yerine geçici silindirler üzerinde yerine yuvarlanır.
Bailey kafes sisteminin en büyük avantajı, yük kapasitesinin yeniden tasarım probleminden ziyade bir yapı taşı problemi olmasıdır. Her açıklık ve aks yükü için yeni bir köprü tasarlamak yerine, aynı panel farklı sıra ve kat kombinasyonlarında tekrarlanıyor.
| Yapılandırma | Satırlar x Hikayeler | Tipik Uyum |
|---|---|---|
| SS | 1x1 | Yaya köprüleri, çiftlik ve hafif hizmet geçitleri |
| DS | 2x1 | Hafif araç kırsal yollar |
| TS | 3x1 | Orta açıklıklı tek şeritli otoyol bölümleri |
| DD | 2x2 | Orta düzeyde ağır araç trafiğine sahip daha uzun açıklıklar |
| TD | 3x2 | Uzun açıklık, tam otoyol yükü, madencilik taşıma rotaları |
Bu konfigürasyonlar arasında seçim yapmak iki sayıya bağlıdır: sahanın ihtiyaç duyduğu net açıklık ve köprünün taşıması gereken tasarım araç veya demiryolu yükü. Genel bir model olarak, kafes kiriş sıralarının sayısını iki katına çıkarmak, bükme kapasitesini kabaca iki katına çıkarırken, ikinci bir katın eklenmesi öncelikle ham mukavemetin değil, sapmanın sınırlayıcı faktör haline geldiği daha uzun açıklıklara yardımcı olur.
Bugün inşa edilen çoğu bailey makas köprüsü, aşağıdakiler gibi standart otoyol yükü modelleri etrafında tasarlanmıştır: HS-20, HL-93 veya benzeri ağır araç yük durumları ve konfigürasyon seçimi, tek bir panel tipinin bu kadar geniş bir sonuç yelpazesini kapsamasını sağlayan şeydir. Tekli-tekli konfigürasyon genellikle hafif trafik taşıyan yaklaşık 30 metreye kadar açıklıklar için uygundur; kiriş takviyeli çift-çift veya üçlü-çift yerleşim ise tam otoyol yükünü taşırken kullanılabilir açıklıkları 60 metrenin çok ötesine itebilir.
Mevcut tedarikçiler arasında rapor edilen yük aralıkları genellikle şu aralıklara denk gelir: 30 ve 70 ton Üreticinin ürün literatürüne göre konfigürasyona, kapsam ve hikaye sayısına bağlı olarak. Proje planlama belgelerinde sürekli olarak iki pratik kural görünür:
Çok açıklıklı geçişler için, ara iskeleler basitçe panel boyu aralıklarında eklenir; bu da, bir bailey kafes kiriş düzeninin prensipte iskele aralığı ve toprak koşulları izin verdiği sürece süresiz olarak uzatılabileceği anlamına gelir. Planlama ekipleri genellikle bir konfigürasyonu tamamlamadan önce üç girdiyi doğrular: tasarım araç ağırlığı ve aks aralığı, geçişin gerektirdiği açık açıklık ve dayanaklar veya ara iskeleler için mevcut zemin taşıma kapasitesi.
İyi planlanmış bir dış avlu kafesi projesini kötü planlanmış bir projeden iki mühendislik detayı ayırır: sapma kontrolü ve ön kamber. Açıklık uzunluğu arttıkça, hareketli yük altındaki kafes kiriş, teknik olarak ağırlığı taşıyacak kadar güçlü olsa bile daha fazla sapar ve aşırı sapma, zorlu bir sürüşe ve pim bağlantılarında uzun süreli yorgunluğa neden olur.
Bunu dengelemek için, daha uzun açıklıklar tipik olarak yukarı doğru küçük bir ön bombeyle inşa edilir; bu, yüksüz kirişin ortada uçlara göre biraz daha yüksekte durması anlamına gelir, böylece tam trafik yükü altında gözle görülür bir şekilde sarkmak yerine düz, rahat bir profile yerleşir. Şantiye ekipleri ayrıca bir geçidi açmadan önce üç destekleyici ayrıntıyı da kontrol eder:
Kirişler ve direkler genellikle yüksek gerilimli düşük alaşımlı çelikten haddelenir ve panel pimleri, bağlantı noktalarında aşınma direnci için 30CrMnTi gibi alaşımlı çelikten dövülür. Bir bailey kirişinin açık havada, genellikle suya yakın bir yerde durması beklendiğinden, korozyona karşı koruma sonradan akla gelen bir düşünce değildir, temel spesifikasyonun bir parçasıdır.
Mevcut üretime iki kaplama yaklaşımı hakimdir. Sıcak daldırma galvanizleme aynı ortamda çıplak çeliğin kabaca otuzda biri oranında paslanır ve dış mekan çelik yapılarında onlarca yıl boyunca bakım gerektirmeden hizmet ömrü sağladığı geniş çapta belgelenmiştir. Alternatif, daha düşük nakliye ağırlığında güçlü koruma sağlayan ancak genellikle tam sıcak daldırmalı kaplamadan daha kısa sürede yeniden boyama döngüsüne ihtiyaç duyan inorganik çinko açısından zengin bir astar sistemidir. Pimler ve daha küçük bağlantı elemanları neredeyse her zaman ayrı ayrı galvanizlenir, çünkü küçük kesitleri onları montajın kaplanmadan bırakılması durumunda paslanmaya en hızlı parçası haline getirir.
Kıyı, deniz veya ağır buz çözücü tuz ortamları için proje spesifikasyonları giderek daha fazla dubleks sistem gerektirmektedir; bu, tuza maruz kalmanın çinko tüketimini tipik bir iç sahaya göre gözle görülür derecede daha hızlı hızlandırması nedeniyle üzerine uyumlu bir boya kaplaması ile kaplanmış galvanizli bir taban katmanı anlamına gelir.
| Kaplama | En Uygun Ortam | Göreceli Hizmet Ömrü |
|---|---|---|
| Sıcak daldırma galvanizleme | Genel dış mekan, iç mekan ve orta nem | İlk bakımdan uzun, genellikle onlarca yıl önce |
| Çinko açısından zengin astar boya | Daha hafif, maliyete duyarlı projeler | Orta düzeyde, yeniden boyama döngüsü daha erken gerekli |
| Dubleks (galvaniz artı boya) | Kıyı, deniz, ağır tuza maruz kalma | En uzun, her iki koruma mekanizmasını birleştirir |
Fırlatma sırası, bu sistemin acil durum ve uzak saha çalışmaları için popüler kalmasının diğer nedenidir: geçiş noktasına ulaşan ağır vinçlere bağlı değildir.
Her panelin ağırlığı 350 kilogramın altında olduğundan ve her bağlantı bir kaynak yerine bir pim olduğundan, eğitimli bir ekip, genellikle dökme beton geçiş için gereken haftalar yerine, el aletleri ve güverte bileşenleri için küçük bir destek vinci kullanarak orta açıklıklı bir kafes kirişli köprüyü birkaç gün içinde inşa edebilir.
Bailey kafes kiriş formatı başlangıçta geçici askeri kullanım için inşa edilmiş olmasına rağmen, uygun şekilde bakımı yapılan kurulumlar, düzenli trafik taşıyan kamuya açık yollar da dahil olmak üzere, rutin olarak birkaç on yıl boyunca hizmette kalır. Sıcak daldırma galvanizli çelik köprü bileşenleri üzerine yapılan saha çalışmaları, yapıların büyük ölçüde bakım gerektirmeden kaldığını kaydetti. 50 yıl veya daha fazla tipik iç ortamlarda.
| Kontrol et | Frekans | Nelere Bakılmalı? |
|---|---|---|
| Pim ve cıvata sıkılığı | İlk sezondan sonra, ardından yıllık olarak | Panel bağlantı noktalarında oynama veya hareket |
| Kaplama condition | Yıllık | Çizikler, çıplak metal veya pas kanaması |
| Drenaj yolları | Mevsimsel olarak | Alt akorun karşısında duran su |
| Güverte bağlantı elemanları | Yıllık | Gevşek baklavalı sac veya yıpranmış ahşap satranç |
Bu görevlerin hiçbiri, benzer uzunluktaki kalıcı bir yapıya kıyasla yaşam döngüsü maliyetini düşük tutan özel sertifikasyon kuruluşları veya ağır ekipman gerektirmez.
Bir bailey kafes kiriş projesinin ekonomisi nadiren yalnızca çelik tonajına indirgenir. Belirli bir geçiş için panel köprünün mü yoksa sabit bir yapının mı daha anlamlı olacağına genellikle üç faktör karar verir:
Gerçekten kalıcı ve merkezi konumdaki geçişler için, sabit bir yapı genellikle uzun vadeli bakım kolaylığı açısından avantajlıdır. Geçici, uzak veya değişen trafik düzenine tabi herhangi bir şey için, bir bailey kirişinin daha sonra yeniden konumlandırılabilmesi, genellikle ön malzeme maliyetinden ziyade karar verici faktördür.
Uygulama listesi sistemin orijinal askeri rolünün çok ötesine geçti. Yaygın mevcut kullanımlar şunları içerir:
Bu kullanım örnekleri yelpazesi, tek bir sabit köprü tasarımı yerine panel stokunun, tedarikçilerin bailey kafes kiriş ürün serisi hakkında standart düşünme şekli haline gelmesinin tam olarak nedenidir: aynı envanter bir ay bir çiftlik yoluna ve sonraki ay bir otoyol servisine hizmet eder.
Kafes, yükü taşıyan üçgen panel yapısıdır; Bailey köprüsünün tamamı aynı zamanda bu kirişten inşa edilen güverteyi, vasistasları, destekleri ve dayanak bağlantılarını da içerir.
Tek açıklıklı düzenler genellikle konfigürasyona bağlı olarak 30 ila 60 metreye ulaşır; kiriş takviyeli çift veya üç sıralı düzenler, bir ara iskele gerekli olmadan önce bu aralığı aşabilir.
Evet. Sıra eklemek, ekstra kat veya kiriş takviyesi kapasiteyi artırır ve HS-20 veya HL-93 gibi standart otoyol yükü modelleri için derecelendirilen konfigürasyonlar mevcut üretici spesifikasyonlarında yaygındır.
Yaygın olarak kullanılan 321 tipi geometri gibi aynı standart pim aralığına ve delik düzenine göre oluşturulan paneller genellikle birbiriyle değiştirilebilir; bu nedenle birçok kiralık filo, farklı üretim çalışmalarından stokları karıştırır.
Sıcak daldırma galvanizli bileşenler ve temel bakım ile onlarca yıllık hizmet gerçekçidir ve bazı kurulumların 50 yılı aşkın süredir büyük ölçüde bakım gerektirmeden kaldığı belgelenmiştir.
Tam bir temel yerine her bir bankta düz, sabit dayanma noktalarına ihtiyaç duyar; bu da yerinde dökme bir yapıdan çok daha hızlı konuşlandırılabilmesinin önemli bir nedenidir.
Evet, bu formatın temel avantajlarından biridir. Paneller kaynak yapmak yerine sabitlenir, böylece tüm bir kafes kiriş aynı stok kullanılarak farklı bir açıklık uzunluğunda veya konumda yeniden sökülebilir ve yeniden kurulabilir.
Gevşek salınım desteği veya pim bağlantıları en yaygın nedendir. Desteğin yeniden torklanması ve pimin tam olarak birbirine geçtiğinin doğrulanması genellikle gözle görülür hareketi çözer.
Panel köprüler geçici demiryolu geçişleri için kullanılmış olsa da konfigürasyon, döşeme ve destek detayları karayolu kurulumundan farklı olup demiryolu yüklemesi için ayrı olarak tasarlanmıştır.
Bireysel panellerin ağırlığı 350 kilogramın altında olduğundan ve bağlantılar kaynak yerine pimlendiğinden, altı ila on kişiden oluşan tipik bir ekip, el aletleri kullanarak orta düzeyde bir açıklık oluşturabilir.