Apa itu Steel Box Girder dan Plate Girder?
A balok kotak bajaadalah balok berpenampang-tertutup berongga yang dibuat dengan mengelas pelat baja menjadi penampang-persegi panjang, persegi, atau trapesium. Karena penampangnya tertutup, maka timbul aliran geser kontinu di bawah torsi dan memberikan kekakuan torsi yang sangat tinggi. Box girder banyak digunakan pada jembatan melengkung, jembatan kabel-bentang panjang dan jembatan gantung, jalan layang perkotaan, dan-girder derek tugas berat.
A gelagar pelat bajaadalah balok yang dibangun-berbentuk I-(atau H-berbentuk) yang dirangkai dengan mengelas atau membaut masing-masing pelat - pelat badan dan pelat flensa atas/bawah - bersama dengan pengaku. Ini adalah bagian terbuka yang sangat efisien dalam menahan tekukan vertikal sepanjang sumbu kuatnya, dan biasanya digunakan pada jembatan jalan raya yang didukung sederhana dan kontinu, landasan pacu derek industri, dan balok penopang.
Kedua jenis tersebut merupakan bagian struktural-yang dibuat khusus dan bukan bagian standar yang digulung. Pilihan di antara keduanya ditentukan oleh panjang bentang, jalur beban, kelengkungan, akses konstruksi, dan biaya-siklus umur pakai. Panduan ini menjelaskan perbedaan teknis dan memberikan rute pemilihan praktis untuk proyek jembatan dan bangunan.
Sekilas Perbedaan Utama
| Barang Perbandingan | Gelagar Kotak Baja | Gelagar Pelat Baja |
|---|---|---|
| Penampang-bagian | Persegi panjang tertutup, persegi atau trapesium | Buka bentuk I atau H |
| Kekakuan torsi | Tinggi (aliran geser tertutup) | Rendah (bagian terbuka, perlu penguat) |
| Perilaku lentur | Luar biasa di segala arah | Sangat baik tentang sumbu kuat saja |
| Ketahanan geser | Dibagikan oleh dua atau lebih web | Dibawa oleh satu web |
| Stabilitas global | Ketahanan tinggi terhadap tekuk torsional-lateral | Memerlukan penyangga dan pengaku lateral |
| Kompleksitas fabrikasi | Tinggi (sel tertutup, banyak pengaku,-lasan penetrasi penuh) | Sedang (perakitan planar, jalur otomatis dimungkinkan) |
| Perakitan situs | Sebagian besar segmen dilas,-pengelasan di ketinggian | Seringkali-sambungan baut berkekuatan tinggi |
| Aplikasi khas | Landai melengkung, bentang panjang, dek lebar | Bentang sedang lurus, balok penopang derek, balok transfer |
| Pemeliharaan | Kekosongan tertutup, diperlukan dehumidifikasi, area terbuka kecil | Permukaan terbuka yang lebih besar, pemeriksaan lebih mudah |
Kinerja Struktural Dibandingkan
Kekakuan Torsi
Penampang-kotak tertutup menghasilkan aliran geser tertutup ketika dipelintir, yang menahan lengkungan dan memberikan ketahanan puntir yang jauh lebih besar dibandingkan bagian terbuka-dengan berat serupa. Hal ini menjadikan box girder sebagai pilihan standar untuk jembatan melengkung horizontal dan untuk dek yang dimuat secara eksentrik oleh kendaraan berat.
Kapasitas Lentur
Pada balok kotak, pelat flensa atas dan bawah berukuran lebar dan menyumbangkan momen inersia yang besar, sehingga menghasilkan kapasitas lentur global yang tinggi di kedua arah. Gelagar pelat memusatkan material dalam dua flensa yang dipisahkan oleh satu jaringan dalam; sangat efisien untuk beban gravitasi yang bekerja secara vertikal, namun kekakuan lateralnya (sumbu lemah) terbatas.
Ketahanan dan Stabilitas Geser
Geser pada gelagar kotak digunakan bersama oleh dua atau lebih jaringan, dan diafragma internal menahan jaringan terhadap tekuk geser, sehingga jaringan tipis dapat digunakan secara ekonomis. Sebuah gelagar pelat bergantung pada satu jaring; jaring yang dalam dan ramping memerlukan pengaku melintang dan memanjang untuk mencegah tekuk geser diagonal. Untuk alasan yang sama, balok penopang pelat lebih rentan terhadap tekuk torsional-lateral dan memerlukan sistem bresing untuk panjang tanpa bresing.
Fabrikasi, Ereksi dan Pemeliharaan
| Aspek | Gelagar Kotak Baja | Gelagar Pelat Baja |
|---|---|---|
| Permintaan pengelasan | Pengelasan-penetrasi penuh, pengelasan multi-sel interior terbatas, NDT yang menuntut | Sebagian besar las fillet atau-penetrasi parsial; distorsi lebih mudah dikendalikan |
| Prefabrikasi toko | Segmen (sel-tunggal atau multi-sel) yang dibuat di toko, dipindahkan ke situs | Balok-balok utuh atau tersegmentasi; potongan yang lebih ringan, permintaan transportasi yang lebih rendah |
| Perakitan situs | Segmen yang disambung dengan pengelasan; kontrol keselarasan sangat penting | Seringkali-sambungan baut berkekuatan tinggi; instalasi lebih cepat |
| Pengangkatan | Dibutuhkan derek-berat sendiri,-tonase besar | Bobot sedang, tidak terlalu menuntut kapasitas derek |
| Perlindungan korosi | Rongga tertutup membutuhkan lapisan internal atau dehumidifikasi; area luarnya kecil | Semua permukaan terbuka; peledakan tembakan, pelapisan dan inspeksi sederhana |
Untuk box girder, kontrol kualitas bergantung pada spesifikasi prosedur pengelasan yang memenuhi syarat (WPS), pengujian non-destruktif pada sambungan kritis, dan perakitan uji coba segmen yang cocok. Untuk balok penopang pelat, jalur pengelasan otomatis dan pemeriksaan dimensi standar biasanya sudah cukup. Kedua tipe ini dilengkapi dengan sertifikat pabrik material dan perawatan permukaan seperti shot blasting hingga Sa 2.5 dengan lapisan primer dan finishing kaya seng-, sesuai dengan ISO 12944 untuk kategori korosivitas proyek.
Cara Memilih Antara Balok Kotak dan Pelat
Pilih agelagar pelat bajabila penyelarasannya lurus, jalur muatannya sebagian besar vertikal dan anggarannya terbatas: dapat diproduksi massal-di jalur otomatis, lebih ringan untuk diangkut dan diangkat, dan disambungkan dengan cepat menggunakan baut-berkekuatan tinggi. Ini adalah solusi yang terbukti untuk bentang yang ditopang secara sederhana dan kontinu pada jarak menengah, balok penopang derek, dan balok pemindah bangunan.
Pilih abalok kotak bajaketika jembatan melengkung atau miring, ketika beban hidup bersifat eksentrik, ketika bentang panjang atau dek lebar memerlukan lebih sedikit tiang, atau ketika penampilan yang halus, modern dan luas permukaan pemeliharaan yang rendah merupakan prioritas. Box girder juga lebih disukai untuk jembatan di daerah berangin kencang karena profil tertutupnya dapat dibentuk secara aerodinamis, dan untuk skema peluncuran tambahan.
Kedua jenis tersebut harus dirancang sesuai kode yang mengatur wilayah proyek - misalnya AASHTO LRFD di Amerika Utara, Eurocode 3 (EN 1993) di Eropa, atau seri GB 50017 / GB 50010 di Tiongkok - menggunakan kualitas baja struktural seperti ASTM A709 Grade 50, EN 10025 S355, atau GB/T 1591 Q355/Q420 dengan persyaratan kemampuan las dan ketangguhan yang sesuai.
Dapatkan Review dan Kutipan Pilihan Girder Gratis
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Apa jenis utama box girder?
Gelagar kotak diklasifikasikan berdasarkan-bentuk penampangnya menjadi persegi panjang, trapesium, atau lingkaran, dan berdasarkan susunan selnya menjadi gelagar kotak-tunggal,-banyak sel, atau multi-. Kotak baja berbentuk trapesium (-bawah segitiga) umum digunakan pada-kabel-bentang panjang dan jembatan gantung karena efisiensi aerodinamisnya.
Mengapa box girder lebih disukai untuk jembatan lengkung?
Dek jembatan melengkung dibebani secara vertikal dan torsi. Bagian kotak yang tertutup menahan puntiran dengan aliran geser tertutup dan tidak memerlukan penahan eksternal, yang menjaga dek tetap kompak dan memungkinkan jari-jari horizontal yang rapat tanpa distorsi yang berlebihan.
Apakah plate girder lebih murah dibandingkan box girder?
Umumnya ya untuk bentang lurus dan sederhana. Fabrikasi gelagar pelat bersifat planar dan lebih mudah diotomatisasi, material digunakan dekat dengan sumbu netral hanya jika diperlukan, dan pemasangan lebih cepat dengan sambungan baut. Perbandingannya tergantung pada bentang, lebar dek, kadar baja, dan kondisi lokasi, sehingga diperlukan estimasi teknik untuk setiap proyek.
Persyaratan pengelasan dan inspeksi apa yang berlaku pada box girder?
Lapisan utama biasanya merupakan las{0}}penetrasi penuh yang dilakukan berdasarkan spesifikasi prosedur pengelasan yang memenuhi syarat (WPS) dan diperiksa dengan pengujian ultrasonik (UT), radiografi (RT), atau partikel magnetik (MT). Dokumen referensi mencakup AWS D1.5 untuk pengelasan jembatan dan EN 1090 untuk pelaksanaan struktur baja.
Apakah gelagar pelat dapat digunakan untuk bentang yang panjang?
Ya, dengan jaringan yang lebih dalam dan sistem penahan, gelagar pelat dapat menjangkau jarak yang cukup jauh, namun di luar rentang tertentu, baja tambahan untuk pengaku dan penahan membuat gelagar kotak lebih ekonomis, terutama jika melibatkan torsi atau kelengkungan.
Nilai baja apa yang biasanya digunakan untuk balok penopang jembatan?
Nilai umum mencakup ASTM A709 Kelas 36/50/50W untuk proyek AS, EN 10025 S355J2 dan S355NL di Eropa, dan nilai GB/T 714 atau GB/T 1591 seperti Q355 dan Q420 di Tiongkok. Nilai akhir bergantung pada kekuatan luluh, ketangguhan pada suhu desain, dan persyaratan kemampuan las proyek.