barragem de aço - Steel dam
Uma barragem de aço é um tipo de barragem (uma estrutura para reter a ou retardar o fluxo de água) que é feita de aço , em vez dos mais comum de alvenaria , de terraplanagem , de betão ou de madeira materiais de construção.
Relativamente poucos exemplos já foram construídos. Dos três construída nos EUA, dois permanecem, o Ashfork-Bainbridge Aço Dam , construída em 1898 no deserto do Arizona para fornecer água locomotiva para o Atchison, Topeka e Santa Fe Railway (ATSF), eo Aço Dam Redridge , construído 1901 , na Península superior de Michigan para fornecer água para carimbar moinhos. O terceiro, o Hauser Lake Dam , em Montana, foi concluída em 1907, mas falhou em 1908.
Barragens de aço foram encontrados antieconômico após a I Guerra Mundial como os preços do aço levantada por diversas vezes em comparação com os preços do cimento que eles são igualmente soar como outros materiais de construção de barragens. Sua economia são altamente favoráveis no século 21 devido a menores custos totais no local de trabalho, menor custo para o transporte de material a granel, a disponibilidade de mais tempo de construção em um ano, e flexibilidade no plano de construção de cumprir os requisitos estatutários, etc.
Conteúdo
Princípios de funcionamento
Barragens de aço utilizar uma série de fundamentos ancorados na terra. Estes fundamentos prender suportes que por sua vez sustentam uma série de vigas de convés que por sua vez sustentam placas de aço. São estas placas que a água entra em contacto com. As vigas e placas são inclinadas em direcção a jusante, para que a parte do peso da água actua com uma força descendente sobre as escoras e rodapés, mantendo-os no lugar. Se as placas foram vertical, como em um aço ensecadeira , toda a força seria escoras horizontais e muito mais maciça e âncoras seria necessária para neutralizar a força horizontal e momento de flexão.
direto strutted
Na versão strutted direta, mostrado na ilustração à esquerda, todos os suportes são paralelas. Assim, não existe força de tracção nas vigas placa.
cantilever strutted
No cantilever strutted versão, mostrada na ilustração à esquerda, o braço superior (ou suportes, dependendo do projeto) pode ser formado em um cantilever treliça. Por todos indo para o mesmo plano, a parte superior das vigas da plataforma são, portanto, na tensão e no momento da seção cantilever é compensado pelo momento da água colidir com essa seção.
scalloping
Em ambos os tipos de construção, que é típico para as placas da ter um aspecto ondulado, como pode ser visto na Redridge aço Dam ilustração, acima. É para permitir a livre expansão / contracção das chapas de aço como a água ou mudanças de temperatura ambiente.
compensações de design
Há duas trocas de design, o ângulo placa viga eo ângulo da escora. Aumentar o ângulo da viga / placa em direcção à horizontal, a componente normal da força irá aumentar no sentido vertical; isto significa que fundamentos não precisa resistir a tanta força horizontal, mas requer mais aço para uma determinada cabeça upstream. Aumentando o ângulo da escora no sentido vertical, reduz o momento horizontal sobre as sapatas, reduzindo o risco de deslizamento.
Vertedouros e tubos
Barragens de aço pode ou não ter um vertedouro. O Ashfork-Bainbridge não têm uma, mas foi desenhado para permitir que a água para derramar directamente sobre a crista, enquanto o Redridge teve tanto um descarregador e um tubo de água para abastecer de água para fábricas de selo a jusante.
Vantagens e desvantagens
proponentes aço Dam alegou algumas vantagens:
- técnicas de fabricação de aço, mesmo na virada do século 19, permitiu a construção mais rápido e mais barato do que alvenaria
- A estrutura é hiperestático permitindo cálculos precisos de força e carga membro necessários
- Desde o aço é mais flexível do que o concreto, eles são mais resistentes a falha catastrófica devido à colonização do solo
- O geada não afetá-los da maneira que faz de concreto ou alvenaria
- vazamentos não-catastróficas podem ser resolvidos por meio de soldadura
Havia também algumas desvantagens conhecidas:
- Construindo bons fundamentos é a chave para uma barragem bem sucedido como eles devem suportar o peso, não se contentar demais e resistir deslocamento horizontal.
- A resistência a longo prazo da barragem não é conhecido. Os dois exemplos em que os EUA ainda de pé não estão sob carga de água significativa
- A leveza da estrutura significa que é mais vulnerável ao desgaste devido às vibrações água do que mais barragens maciças
- necessidades de manutenção são mais elevados, ferrugem e corrosão devem ser abordadas
- Salienta pode ser muito concentrada, o que poderia causar stress cracking como um modo de falha.
- Tal como acontece com outras barragens, minando é um possível modo de falha (o que se acredita ser por isso que o lago da barragem Hauser falhou.)
Outras leituras
- Jackson, Donald C. Grandes Pontes americanos e Barragens, John Wiley & Sons, Nova Iorque (EUA), ISBN 0-471-14385-5 , 1984; pp. 210-211.
- Irrigação e Água Engenharia de Energia , um livro encontrado via Google books. Uma das poucas fontes de mencionar barragens de aço, diz que há 3 existente nos EUA e dá algumas informações. Alguns deste artigo usa material deste texto.
- Universidade de Queensland Uma Breve História do Aço Barragens por Hubert CHANSON (você terá que pressionar o botão CONTINUAR para continuar com o artigo depois de seguir o link). Ele indica que a barragem Hauser Lake foi construído entre 1905-1907 e falhou em 1908, depois de SCHUYLER (1909).