علت استفاده از سازه های قوسی فلزی افزایش سطح مقطع و ممان اینرسی پروفیل صفحات قوسی در یک طول معین نسبت به یک صفحه فولادی مسطح می باشد که این امر باعث کاهش تنش می گردد.
صفحات قوسی دارای پروفیل های استاندارد مطابق آیین نامه های AASHTO و CHBDC بوده و مشخصات فولاد و نورد کردن آن مطابق آیین نامه های AASHTO,ASTM و CSA می باشد.
صفحاتی که مورد استفاده قرار می گیرند، دارای حداکثر ضخامت 9 میلیمتر می باشد. به دلیل خاصیت انعطاف پذیری فولاد، رینگ های قوسی را می توان با اشکال متفاوت تولید و اجرا نمود.

 - در طول و ضخامت یکسان سطح مقطع صفحات موجدار بیشتر است

انواع پروفیل صفحات                                                

 شکل صفحات

 

قویترین پروفیل دارای موجهایی با گام 381x 140 mm می باشد که بزرگترین و قویترین سازه های قوسی فلزی با این پروفیل احداث می شوند.

 

 اتصال صفحات موجدار به یکدیگر یک رینگ فولادی بوجود می آورد. هنگام اعمال بارخارجی، رینگ های فولادی تمایل دارند که در جهت عرضی تغییر شکل دهند اما نیروی پسیو خاک و یا سنگ های اطراف، باعث می شود از تغییر شکل رینگ فولادی جلوگیری شده و در برابر بارهای قائم مقاومت کند.

 در سازه های قوسی فلزی، خاک متراکم شده اطراف سازه باعث می شود تا علاوه بر تحمل بخش عمده بار، نیروهای وارده به صورت شعاعی و یکنواخت توزیع گردد.

 بارخارجی وارده برتونل مطابق آیین نامه آشتو می تواند به صورت مجموع بار زنده و مرده قائم محاسبه گردد. بار زنده تابعی از ترافیک عبوری و بار مرده سربار تونل می باشد. بار مرده وارد بر سازه باید برابر با وزن ستون خاک روی آن باشد.

  نیروی فشاری رینگ از رابطه زیر بدست می آید. مقدار حاصل نبایستی از مقاومت فشاری صفحات و درزها تجاوز نماید.

همچنین مقاومت درزهای طولی لازم است کنترل شود. در صورتی که سازه از اتصال صفحات با شعاع های مختلف شکل گرفته باشد، بایستی نیروهای فشاری در محل صفحات دارای کوچکترین شعاع، مورد بررسی قرار گرفته و مبنای طراحی قرار گیرند. مشخصات مصالح اولیه اجرای سازه های قوسی فلزی در جدول شماره 1 خلاصه شده است.

مشخصات صفحات:   فولاد گالوانیزه، مطابق استانداردهای M36 و ASTM A929  ساخته می شود.

 مشخصات پیچ و مهره ها : فولاد گالوانیزه مطابق استاندارد ASTM B 746 / B 746 M

مشخصات بتن پی :  حداقل مقاومت فشاری 28 روزه بتن پی 30 مگا پاسکال
- پوشش میلگردها بین 5 تا 7 سانتیمتر
- حداقل ظرفیت باربری 200 MPa
- آرماتور مورد استفاده از نوع AIII آجدار

 مشخصات خاک:
 مصالح مناسب خاکریزی مورد نیاز سازه های قوسی فلزی زیرخاکی مطابق با مشخصات فنی M-145 آشتو تهیه که پس از تایید مشاور در لایه های یکنواخت پخش و متراکم گردد.( ضخامت لایه بعد از تراکم حدوداً 15 سانتیمتر خواهد شد و درصد تراکم تابعی از نوع جاده و نظر مشاور بین 90 تا 100 درصد تراکم)