De spanwijdte van eenstalen kokerbalkverwijst naar de duidelijke horizontale afstand tussen twee aangrenzende steunpunten (pijlers, lagers of structurele steunen) in een gesloten rechthoekige stalen kokerbalk. Het ontwerp van de overspanning heeft rechtstreeks invloed op de veiligheid, de kosten en de constructie-efficiëntie van het project. Het hangt voornamelijk af van het structurele systeem dat het dient:
Als zelfdragende ligger/spant: de economische bovengrens is 350–400 m. Voor puur stalen kokerliggers is de economische overspanningslimiet 300 m; voor hybride liggers van staal-beton strekt deze zich uit tot 338 m. Technisch gezien kunnen zelf-zelfdragende stalen kokerliggers worden vervaardigd voor overspanningen van meer dan 350 meter, maar de bouwkosten, windstabiliteitscontrole en de- onderhoudskosten voor de doorbuiging zullen aanzienlijk stijgen.
Als verstijvingsliggers voor hang- en tuibruggen heeft de langste voltooide stalen kokerligger-hangbrug ter wereld een hoofdoverspanning van 2.023 m. Er is geen vaste theoretische bovengrens voor de overspanning, en grotere overspanningen kunnen worden gerealiseerd door een geoptimaliseerd windweerstandsontwerp en afstemming van het kabelsysteem.
Als ervaren buitenlandse leverancier van staalconstructies begrijpen wij dat de overspanning van liggers een kernparameter is bij projectontwerp, belastingafstemming en constructie-indeling. Op basis van internationale normen en buitenlandse engineeringpraktijken bieden we een gedetailleerd overzicht van de overspanningsclassificatie van stalen kokerliggers, beïnvloedende factoren en praktische selectierichtlijnen.
Wat is een stalen kistbalk?
Een stalen kokerbalk is een gesloten, rechthoekig of trapeziumvormig hol constructie-element vervaardigd uit stalen platen, dat dient als het primaire last-dragende element in de brugconstructie.
De dwarsdoorsnede- bestaat uit een bovenplaat en een onderplaat, verbonden door verticale of hellende lijfplaten, die een gesloten doos-vormig profiel vormen.
De doos is inwendig voorzien van longitudinale verstijvingen (U--ribben of vlakke plaatribben) en dwarsdiafragma's om de knikweerstand van de dun- wandconstructie te verbeteren en de geometrische stabiliteit onder belasting te behouden.
De gesloten dwars-doorsnede onderscheidt een stalen kokerbalk van open-doorsnede I-liggers en geeft deze drie doorslaggevende structurele voordelen:
Torsiestijfheid
Gesloten stalen kokerliggers hebben een veel hogere St. Venant torsiestijfheid vergeleken met open dun-liggersecties. Bij excentrische belasting treedt afschuifstroming in op de volledige dwars-doorsnede, waardoor een evenwichtige spanningsverdeling en minimale vervorming wordt gegarandeerd.
Kracht-tot-gewichtsverhouding
Een stalen kokerbalk weegt slechts 1/3 tot 1/2 van een gelijkwaardige kokerbalk van voorgespannen beton. Bij bruggen met lange- overspanningen waar het eigen gewicht het ontwerp bepaalt, verlaagt deze gewichtsvermindering direct de kosten van de onderbouw en de seismische respons.
Aërodynamische prestaties
Het vlakke, gestroomlijnde profiel vermindert de luchtweerstand en verhoogt de kritische windsnelheden aanzienlijk in vergelijking met vakwerkliggers-cruciaal voor bruggen in kust- en tyfoon-gevoelige gebieden.
Deze kenmerken maken de stalen kokerbalk onmisbaar in twee duidelijk verschillende structurele rollen: als primaire last-dragende ligger in ligger--bruggen, en als verstijvingsligger in kabel-ondersteunde bruggen (inclusief zowel kabel--brugsystemen als hangbrugsystemen).Begrijpen welke rol van toepassing is, is van cruciaal belang voor het beantwoorden van span-gerelateerde vragen.
Overspanningsclassificatie van koker-vormige stalen balk
De classificatie van de koker-vormige overspanningen van stalen balken is niet gebaseerd op een enkele dimensie, maar eerder op het structurele systeem waarin de ligger functioneert. Dezelfde stalen kokerligger kan worden gebruikt in een brug van 50 meter of een brug van 2.000 meter - het verschil zit in de manier waarop de lasten worden gedragen.
Balk-/truss-systeem (zelf-dragend)
Bij dit systeem overspant de doos-vormige stalen balk tussen steunen,volledig vertrouwend op zijn eigen buig- en afschuifcapaciteit. Er zijn geen kabels of torens die aanvullende belastingspaden bieden.
| Bereik bereik | Typische toepassing | Stalen kokerliggerconfiguratie |
|---|---|---|
| 50–100 m | Stedelijke viaducten, gebogen viaducten | Constante-diepte, doos met één- cel |
| 100–250 m | Rivierovergangen, snelwegbruggen | Variabele-diepte, enkele of dubbele- cel; concurrerend met betonnen stijve frames |
| 250–340 m | Belangrijkste navigatiekanalen | Hybride ligger met variabele-diepte (stalen middenspant + betonnen zijspanten) |
| 340–400 m | Theoretische/economische grenszone | Alleen hybrideligger; vereist site-specifieke rechtvaardiging |
Kabel-ondersteund systeem (verstijvingsligger)
De kabels dragen de primaire verticale belastingen;de doos-vormige stalen balk zorgt voor torsiestijfheid, aerodynamische stabiliteit en het dekplatform.
| Bereik bereik | Brugtype | Stalen kokerbalkrol |
|---|---|---|
| 400–1,200 m | Kabel-brug | Verstevigingsligger: weerstaat axiale compressie van steunkabels en buiging onder spanning |
| 1,000–2,000+ m | Hangbrug | Verstevigingsligger: zorgt voor torsiestijfheid en aerodynamische stabiliteit |
Factoren die de spanwijdte van de stalen balk beïnvloeden
Zelf-cyclus van gewicht en buigmoment
Het buigmoment van het eigen-gewicht neemt toe met het kwadraat van de overspanning. Grotere liggersecties voor belastingsweerstand voegen extra eigen gewicht toe en creëren een vicieuze cirkel. Alle-stalen liggers zijn oneconomisch boven de 300 m, de top van composietliggers op een hoogte van 338 m, en overspanningen van 350-400 m brengen onbetaalbare kosten met zich mee, met uitzondering van de verstijvingsliggers voor kabel-bruggen.
Doorbuigings- en stijfheidslimieten
De doorbuiging van de middenspanwijdte onder-belasting neemt toe met de 4e macht van de spanwijdte. De vaste elastische modulus van staal dwingt extreem diepe liggers om te voldoen aan de L/500 ~ L/800-doorbuigingsnormen, wat materiaalverspilling, slechte windprestaties en moeilijk transport en hijsen veroorzaakt. Stalen kokerligger voor snelwegen: L/500 ~ L/600
Spoorweg zware-belasting stalen kokerligger: L/700 ~ L/800.
Lokaal knikken van dunne-wandige platen
Grotere overspanningen verhogen de drukspanning op flenzen en lijven van kokerliggers, waardoor plaatselijk knikken van dunne platen wordt veroorzaakt. Extra longitudinale verstijvingen en membranen lossen knikken op, maar verhogen het laswerk, de restspanning en de productiekosten en verzwakken de weerstand tegen vermoeidheid van de verbindingen.
Shear Lag-effect
Verticale belastingen veroorzaken duidelijke vervorming door afschuiving in kokerliggers met brede-flens en lange- overspanningen. De spanning concentreert zich rond de lijfplaten, op afstand gelegen flensstaal wordt onderbenut en de effectieve flensbreedte krimpt bij grotere overspanningen, waardoor de algehele lagerefficiëntie afneemt.
Aërodynamische windstabiliteit
Diepe liggers die nodig zijn voor stijfheid met lange{0}} overspanningen vergroten het windcontactgebied en vergroten het risico op wervelvibraties en fladderen. Windstabiliteit wordt de belangrijkste ontwerpbeperking voor tyfoonzones aan de kust, waarvoor kostbare wind{2}}bestendige versterking en langere bouwperioden nodig zijn.
Economische haalbaarheid
Een overspanning van meer dan 350 meter compenseert alle bovenstaande structurele nadelen. Het staalverbruik, de fabricage-, las- en montageproblemen stijgen exponentieel. Zelf-dragende stalen kokerliggers verliezen kostenvoordelen ten opzichte van kabel-ondersteunde brugsystemen voor ultra-lange overspanningen.
Stalen kist-vormige stalen balk versus andere brugtypen
Om te begrijpen wanneer een stalen kokerliggerbrug de juiste keuze is, moet deze worden vergeleken met concurrerende structurele typen op basis van de belangrijkste prestatiedimensies:
| Dimensie | Stalen kokerligger (ligger) | Betonnen kokerligger | Kabel-Verbleef Brug | Hangbrug |
|---|---|---|---|---|
| Concurrerend bereik | 100–340 m | 0–300 m | 250–1,200 m | 1,000–3,000+ m |
| Eigen-gewicht (alleen ligger) | Laag | Hoog (2–3x staal) | Laag-matig | Laag-matig |
| Torsiestijfheid | Zeer hoog | Hoog | Hoog (kokerbalk) | Hoog (kokerbalk) |
| Aerodynamische prestaties | Uitstekend | Gematigd | Goed | Uitstekend (dubbele-box beschikbaar) |
| Bouwsnelheid | Snel (prefabricage in de fabriek) | Langzaam (casten op-site) | Gematigd | Lang (toren + kabelmontage) |
| Onderhoudsvraag | Hoger (OSD-vermoeidheid, corrosie) | Lager | Hoger (kabels, torens) | Hoger (hoofdkabels, ankers) |
| Diepte van de ligger | Variabel, L/20–L/50 | Variabel, L/18–L/40 | Constant, 3–4 m | Constant, 3–5 m |
Toepassingsvoorbeelden van doos-vormige overspanningen van stalen balken
Balk/liggersysteem
| Brug | Locatie | Span | Jaar | Configuratie | Belangrijke innovatie |
|---|---|---|---|---|---|
| Rio-Niterói-brug | Brazilië | 300 m | 1974 | Zuiver stalen kokerligger, doorlopende ligger met 3 overspanningen | Orthotroop stalen dek; 13 m diepte bij steunen; monolithische segmentlift |
| Stolma-brug | Noorwegen | 301 m | 1998 | Lichtgewicht beton (LC60) | Bewezen beton levensvatbaar op 300 m+ door verminderde dichtheid (≈1.950 kg/m³) |
| Shibanpo Yangtze-rivierbrug | Chongqing, China | 330 m | 2006 | Stalen-beton hybride ligger, doorlopend stijf frame | 103 m stalen middenspaninzetstuk; PBL-schuifconnectoren op de overgangszone |
| De Taoer-rivierbrug | Shandong, China | 338 m | 2025 | Stalen-beton hybride ligger, doorlopend stijf frame | Schuin overgangsvlak; 127 m stalen middenspanwijdte (1.200 t) |
Kabel-ondersteund systeem
| Brug | Locatie | Span | Jaar | Configuratie | Belangrijke innovatie |
|---|---|---|---|---|---|
| Sutong-brug | Jiangsu, China | 1,088 m | 2008 | Kabel-verbleef, stalen kokerbalkverstijving | Eerste tuibrug-van meer dan 1.000 m; dubbele-muurpijlers met geboorde schachten van D3,4 m |
| Steenhouwersbrug | Hongkong, China | 1,018 m | 2009 | Kabel-verbleef, dubbele stalen kokerligger | Gegleufd dubbel-aerodynamisch vak; roestvrijstalen bekleding op buitenoppervlakken |
| Xihoumen-brug | Zhejiang, China | 1,650 m | 2009 | Ophanging, enkele stalen kokerligger | Gestroomlijnde enkele-box met een diepte van 3,5 m; eerste Chinese opschorting van meer dan 1.600 m |
| Lingdingyang-brug | Guangdong, China | 1,666 m | 2024 | Ophanging, dubbele stalen kokerligger | Dubbele dubbele-box voor tyfoonbestendigheid; bevaarbaar kanaal in de monding van de Pearl River |
| 1915 Çanakkale-brug | Kalkoen | 2,023 m | 2022 | Ophanging, dubbele stalen kokerligger | Wereldrecord hoofdoverspanning; 3,6 m diep dubbel-kokerprofiel; aerodynamische optimalisatie voor de Dardanellen-wind |
Waarom kiezen voor onze op maat gemaakte stalen kokerligger voor uw project?
Op basis van verschillende overspanningen van stalen kokerliggers bieden wij doelgerichte, op maat gemaakte productie en volledige- ondersteunende oplossingen voor mondiale brugaannemers en ontwerpinstituten: Als one-leverancier van staalconstructies bieden wij op maat gemaakte productie van stalen kokerliggers, technische ondersteuning en modulaire exportlevering, aanpasbaar aan uw projectomvang, lokale omgeving en internationale normen.
Anti-productie van orthotrope stalen dekken tegen vermoeidheid
Wij produceren orthotrope stalen dekcomponenten van hoge-kwaliteit. Dubbel-zijdig lassen met volledige penetratie vermindert interne defecten bij U--ribverbindingen, en we leveren stalen STC-composietdekdelen om vermoeiingsspanning te verminderen voor bruggen met lange- overspanningen.
01
Ondersteunende anti-corrosie stalen structuur
Wij reserveren tijdens de productie installatieruimte voor interne ontvochtigingssystemen om condensatiecorrosie te voorkomen. Q500qNH platen van verweringsstaal zijn beschikbaar voor maritieme kustprojecten om de onderhoudscycli van coatings te verlengen.
02
Hoge-precieze segmentale fabricage en montage van stalen montage
Alle stalen kokerliggersegmenten maken gebruik van robotlassen en laserinspectie om te voldoen aan de millimeter--niveautolerantie. Op maat gemaakte stalen montagehulpstukken voor het lanceren, cantilevermontage en het hijsen van drijvende kranen zijn beschikbaar op basis van de projectomvang en de omstandigheden op de locatie.
03
Aangepaste stalen-betonnen overgangscomponenten
Voor samengestelde kokerliggers van 250–400 m vervaardigen wij overgangsstaalplaten, breekbouten en PBL-connectoren om een stabiele krachtoverdracht tussen staal en beton te garanderen, met ondersteunende structurele berekeningsgegevens.
04
Op maat gemaakte aerodynamische stalen kokerliggersegmenten
Voor kabel{0}}ondersteunde bruggen met een overspanning van meer dan 1000 meter produceren we windtunnel{2}}geoptimaliseerde stalen segmenten: enkele gestroomlijnde doos voor overspanningen van minder dan 1500 meter, dubbele gleuf-doos voor tyfoon-gevoelige gebieden boven 1500 meter, drievoudige-dooscomponenten voor kruisingen van meer dan 3000 meter.
05
Neem nu contact op voor stalen kokerliggers
| Balktype | Enkele kokerligger/meerdere-kokerligger |
| Span | 30 m – 200 m, of aangepast |
| Wegbreedte | 8 m – 42 m, of op maat gemaakt |
| Materiaalkwaliteiten | Q345qC/D/E, Q370qE, Q420qE, ASTM A709 Gr.50 / Gr.50W, EN 10025 S355J2 / S355NL, JIS SM490 |
| Laadvermogen | Ontworpen in overeenstemming met de AASHTO HL-93 belastingsnorm |
| Oppervlaktebehandeling | Stralen Sa 2.5,zink-rijke primer, epoxy tussenlaag en polyurethaan toplaag |
| Verbindingssysteem | Bout- en moerbevestigingsconstructies |
Veelgestelde vragen:
Welke coatingoplossingen biedt u voor stalen kokerliggers in gebieden met veel zoute mist?
We passen een Sa2.5-straalvoorbehandeling toe, gecombineerd met zink-rijke primer, epoxy-tussenverf en polyurethaan toplaag met drie- lagen anti-corrosiesysteem, en leveren verweringsstaal Q355qNH/Q500qNH voor kustbruggen.
Kunt u gebogen brede stalen kokerliggers met meerdere- cellen vervaardigen volgens buitenlandse brugtekeningen?
Ja. Onze fabriek ondersteunt volledige tekenverdieping en aangepaste verwerking van gebogen, verbrede stalen kokerliggers met variabele dwars-sectie en meerdere- cellen, die voldoen aan de AASHTO-, Eurocode-, BS- en AS-normen.
Welke fabriekskwalificaties en inspectierapporten kunt u verstrekken voor stalen kokerliggers voor de export?
We zijn in het bezit van de ISO9001-kwaliteitscertificering, de CE EN1090-certificering van de staalconstructie. Elke partij producten wordt geleverd met materiaalfabriekscertificaten, MT/UT NDT-testrapporten en coatinginspectierapporten van derden- uitgegeven door SGS/BV.
Waarom wordt bij grote overspanningen de voorkeur gegeven aan stalen kokerliggers?
Torsiestijfheid:Hun gesloten dwarsdoorsnede- biedt uitzonderlijke weerstand tegen torsiekrachten.
Aërodynamische stabiliteit:Schuine of trapeziumvormige banen verminderen de wind-geïnduceerde trillingen op grote kruispunten.
Efficiëntie:Ze verwerken hoge buigmomenten met minder materiaal vergeleken met meerdere open standaardplaatliggers.