Bearing: Utvalg, beskyttelse og vedlikehold
Etter å ha lest denne artikkelen vil du lære om: - 1. Utvalg av lager 2. Utforming av lagrene 3. Materialer og spesifikasjoner 4. Beskyttelse og vedlikehold.
Utvalg av lagre:
Jeg. Betraktning av span lengde (støttes enkelt):
(i) Ingen lagringer for flatebroer opp til 8 m spenning unntatt forsyning av takfilt eller tjærepapir.
(ii) Plate lagre eller PTFE pute lagrene over 8 m og opptil 15 m spenning.
(iii) MS og RC rocker og roller-cum-rocker lagrene utover 15 m og opptil 30 m span.
(iv) Neoprenpute lagrene over 8 m og opptil 30 m.
(v) Neoprenpottelagre og stålruller og rullespindelager utover 30 m.
ii. Betraktning av friksjonsmotstand:
Friksjonskoeffisienten for rullelager er 0, 03, og den for glideplatteleie er 0, 15 til 0, 25, dvs. 5 til 8 ganger det for rullelager. Den langsgående kraften som kommer over bryggene eller anhengene, avhenger av den vertikale reaksjonen og friksjonsmotstanden til de frie lagrene.
Utformingen av fundament med lange, stive type brygger og anker er sterkt påvirket av denne kraften og derfor, hvis lagrene med høyere verdier av friksjonsmotstand benyttes over lange brygger eller anker, blir kostnaden for underbygningen og fundamentet økt.
Derfor, i overbygningen som hviler på lange brygge og anledninger, selv om det er mindre spenning, kan lagre med mindre friksjonsmotstand, til og med til en viss ekstra kostnad, muliggjøre kostnadene for understrukturen og grunnkostnaden betydelig. Tabell 5.5 gir friksjonskoeffisienten for ulike typer lagre som skal brukes i design.
Design av lagre:
Jeg. Topp- og bunnplater av ruller og stengelager:
Arealet av topp- og bunnplater av rulle-, rocker- eller platelagre kan bestemmes av lasten som skal bæres, og det trygge tillatte trykk mellom betong og stålflater. Den tillatte direkte spenningen i betong kan økes som gitt ved ligning 22.1 dersom dispersjonsgitter er tilveiebrakt. Men hvis spiral kolonner er gitt, kan større verdi tillates som gitt i ligning 22.12.
P = A c 6 co + A s 6 så + 2A sp 6 sp (22.12)
Tykkelsen på platene kan bli funnet ut fra skjær eller bøyende hensyn.
Det tillatte bærertrykket, 6, under et lager skal gis av:
ii. Design av ruller eller klipper:
Kontaktflaten mellom en vals og bunnplaten er konveks overflate over flat overflate (figur 22.10a), mens det samme mellom en topplate og valsen er flat overflate over konvekse overflaten (figur 22.10b).
Kontaktflaten mellom topp- eller bunnplaten og rockeflaten kan være noe av følgende:
i) Konveks overflate over flat overflate (figur 22.10a)
ii) Flat overflate over konvekse overflaten. (Figur 22.10b)
iii) Konkave overflate med større radius over konvekse overflaten med mindre radius. (Figur 22.10c).
iv) Konveks overflate over konvekse overflaten. (Figur 22.10d)
Ved bestemmelse av krumningsradius på kontaktflaten av rulle- eller rockerlagrene, er den generelle formelen gitt av WL Scott i sin bok "Forsterkede Betongbroer"
Hvis p er gitt i Newton per mm. lengde i stedet for pund per tomme lengde og hvis n og r 2 er gitt i mm. i stedet for tomme blir ligningen 22, 3 for støpte stållegeringer med K = 2840,
"Metalliske lagre" gir tillatt belastning på sylindriske ruller basert på de ovennevnte prinsipper med noen modifiserte verdier av konstantene for mildt stål og høyt strekkstål. Disse gjengis nedenfor (p er gitt i N per mm og d i mm.).
(a) Cylindriske ruller på flate overflater
P = Kd
(b) Cylindriske ruller på buede overflater
Verdiene av K i ligninger 22.8 og 22.9 både for mildt stål og høyt strekkstål og også for enkelt- eller dobbeltruller og tre eller flere ruller er gitt i tabell 22.1:
For armerte betongruller på flat overflate er verdien av K når p er i Newton per mm lengde og d er i mm evaluert som før.
iii. Design av elastiske lagre:
Utformingen av elastomere lager krever følgende verdier av lokale effekter:
i) Normal belastning, Nd
ii) Horisontal last, Hd
iii) Pålagt oversettelse, Hd
iv) Rotasjon, αd.
Lagrene skal tilfredsstille de begrensningsverdige verdiene for følgende:
i) Oversettelse
ii) Rotasjon
iii) Total skjærspenning på grunn av aksial kompresjon, horisontal deformasjon og rotasjon
iv) friksjon
iv. Design av dispersjonsgitter og spiraler:
Når intensiteten av bærertrykket mellom lagerplatene og betongoverflaten overskrider den tillatte verdien, er dispersjonsgitter og spiraler forsynt for å fordele lasten på et bredere område for å bringe trykket ned til sikre grenser. Hvor økningen i betongspenningen utover den tillatte verdien ikke er signifikant, kan bare spredningsgitter brukes i to lag.
Dispersjonsgitter er i tett mellomrom forsterkning på 6 mm til 10 mm diameter med 50 mm til 75 mm stigning som vist i figur 22.14. Vanligvis plasseres to lag med dispergeringsgitter med en diameter på 75 mm til 100 mm over toppplaten eller under bunnplaten.
Spiralene er sammensatt av langsgående stenger bundet med tett anbragte bindinger i form av spiral. Spiralene fungerer som RC-kolonner og overfører lasten fra lageret til betongoverflaten etter riktig spredning, slik at trykkintensiteten på betongoverflaten ligger innenfor sikkerhetsverdien.
Når lasten fordeles over betongen gjennom spredningsgitteret og spiralkolonnen, kan det tillatte betongspenningen rett bak lagerplaten økes utover verdien gitt av formelen i ligning 22.1 som gjelder i tilfeller der spredningsnettet bare er tilveiebrakt.
Lasten på spiralkolonnen skal ikke overstige verdien gitt av:
P = A c 6 co + A s 6 så + 2A sp 6 sp (22.12)
Hvor, P = Load på spiral kolonne i Newton
6co = Tillatt direkte spenning av betong, i MPa
6so = Tillatt spenning for langsgående stål i direkte komprimering i MPa
Ac = Tverrsnitt av betong i kolonnekjernen (unntatt området av langsgående stål) i mm 2
6sp = Tillatt spenning i spenning i spiralforsterkning = 95 MPa
Asp = ekvivalent område av spiralforsterkning (dvs. volumet av spiralforsterkning per enhetens lengde av kolonnen).
I noen tilfeller er summen av betingelsene Ac 6co og 2 Asp. 6sp skal overstige 0, 5 fck.
Materialer og spesifikasjoner for Bearing:
For materialer og spesifikasjoner for metalliske lagre,
Jeg. "Metalliske lagre" og for elastomere lagre,
ii. "Elastomere lagre" skal henvises.
Tillatte spenninger i stål brukt til metalliske lagre er gitt i tabell 22.2:
Eksempel 1:
Design et mildt stålrullager for en belastning på 1000 KN inklusive påvirkningseffekt. gitt:
i) Friksjonskoeffisient av rullager = 0, 03 og
ii) Bevegelse av rulle i begge retninger = 20 mm
Grunnverdig betongspenning i kompresjon, 6co, fra tabell 5.9 for M20 betong = 5, 0 MPa Økt tillatt verdi kan fås fra ligning 22.1 ved hjelp av spredningsnettet. Forutsatt en sokkelstørrelse på 750 x 450 x 150 mm, A 1 = 750 x 450 og A 2 = 650 x 350.
Også fra tabell 22.1 er K for mildt enkeltruller av mild stål
p = 8d eller 1667 = 8d; eller d = 1667/8 = 208 mm. Si 200 mm.
Eksempel 2:
Utform spiralforsterkningen til en hørsel som har en platestørrelse på 500 x 700 og bærer en belastning på 3000 KN.
Løsning:
Betongspenning ved undersiden av platen = 3000 x 10 3/500 × 700 = 8, 57 MPa
Dette overskrider den grunnleggende tillatte trykkspenningen, for M20 betong, 6co = 5, 0 MPa eller 6, 28 MPa, selv om en piedestal på 650 x 850 mm med dispersjonsgitter brukes. Derfor foreslås dispersjonsgitter med spiralforsterkning å bli tilveiebrakt.
To nummer, 500 diameter interlocked spiraler som vist i figur 22.13, foreslås å bli brukt.
Dette er større enn (1603 + 931) x 10 3 dvs. 2534 KN. Derfor er spiralkolonnen tilstrekkelig til å overføre designbelastningen på 3000 KN fra lageret. Den relative posisjonen til dispersjonsgitteret og spiralkolonnen under lageret er vist i figur 22.14.
Beskyttelse og vedlikehold av lagrene:
I en brostruktur utgjør lagrene en svært viktig funksjonell del som hele overbygningen avhenger av, og derfor bør de passe på med stor forsiktighet og opprettholdes i god stand.
Periodisk inspeksjon av lagrene skal gjøres og de skal rengjøres fra støv, rusk etc. Metalliske lagre skal smøres for effektiv og problemfri service. Fig. 22.15 viser en fettboks for beskyttelse av et metallrullager.
