Sferni ležajevi za seizmičku izolaciju za aplikacije na mostovima na autocestama

I, Definicija, opseg i standardi

1.1, Definicija
A sferni medvjedićg je konstrukcijski uređaj (više-rotacijski ležaj za velika opterećenja, tj. HLMB) dizajniran za prijenos opterećenja između gornje i donje konstrukcije mosta dok se prilagođava više-smjernim rotacijama i, u nekim izvedbama, ograničenim translacijskim pokretima. Ležaj se sastoji od konkavne sferne površine spojene s konveksnom sfernom površinom, što omogućuje glatku kutnu rotaciju oko bilo koje horizontalne osi.
U mostogradnji, sferni ležajevi se koriste za:
- Prijenos okomitih opterećenja, vodoravnih sila i uzdužnih ili poprečnih pomaka u skladu s projektnim zahtjevima.
- Omogućite rotacije uzrokovane prometnim opterećenjem, toplinskim širenjem i skupljanjem, seizmičkim djelovanjem, puzanjem i skupljanjem konstrukcije mosta.
- Pružite visok{1}}kapacitet nosivosti uz minimalno trenje upotrebom materijala za klizanje s niskim-trenjem (npr. PTFE) i spojnih površina od-nehrđajućeg čelika otpornih na koroziju.
Ovi se ležajevi obično proizvode u skladu s relevantnim nacionalnim i međunarodnim standardima kao što su GB/T 17955 (Kina), AASHTO LRFD specifikacije dizajna mostova (SAD) i EN 1337-7 (Europa), čime se osigurava pouzdanost performansi, sigurnost i trajnost u primjenama mostova velikog-raspona i velikog opterećenja.

1.2, Opseg
Ovaj članak definira specifikacije, parametre dizajna, proizvodne zahtjeve, ispitivanje, ugradnju i održavanje zaSferni seizmički izolacijski ležajevi (SSIB)namijenjen za primjenu na mostovima, u skladu s kineskim i međunarodnim kodeksima.
1.3, Primjenjivi standardi:
Regija|Standardni kod|Naslov|Opseg
Kina|GB/T 17955-2009 |Sferični ležajeviza mostove|Projektiranje, proizvodnja i zahtjevi za ispitivanje sfernih ležajeva mostova.
Kina|GB/T 32836-2016 |Kuglasti ležajevi za čelične konstrukcije| Dodatni zahtjevi za primjene u čeličnim konstrukcijama.
Kina|JTG/T 2231-01-2020|Specifikacije za ležajeve mostova na autocestama|Zahtjevi za performanse i kvalitetu ležajeva mostova na autocestama.
Europa|EN 1337-7 |Konstrukcijski ležajevi– 7. dio: Kuglasti ležajevi|Zahtjevi za materijal, geometriju, trenje i ispitivanje.
Europa|EN 15129:2018 |Anti{0}}seizmički uređaji| Projekt seizmičke izolacije za konstrukcijske primjene.
SAD|AASHTO LRFD specifikacije projekta mosta (2023.) odjeljak 14|Ležajevi i ekspanzijski uređaji|Metodologija projektiranja zasferni ležajevi.
UK|BS 5400 Dio 9 |Ležajevi mostova| Zahtjevi za dizajn i ugradnju.

II. Opis proizvoda

2.1, funkcija:
Sferni ležajevi za seizmičku izolacijuosiguravaju rotacijsko sučelje između gornje i donje konstrukcije mosta dok istovremeno dopuštaju kontrolirano klizanje za raspršivanje seizmičke energije.

2.2, Glavne komponente:

1. Gornja konkavna ploča – visoko{1}}ugljični čelik (Q345 ili ASTM A709 stupanj 50) s precizno-strojno obrađenom konkavnom površinom.
2. Kuglasti klizni element – Nehrđajući čelik (AISI 304/316) s vezanim PTFE ili UHMWPE slojem.
3. Donja konveksna ploča – odgovara zakrivljenosti, prenosi okomito opterećenje.
4. Sustav za obuzdavanje – izborne vodilice ili zaustavnici za jednosmjernu kontrolu kretanja.
5. Element disipacije seizmičke energije – izborni slojevi s visokim prigušenjem.

2.3, Vrste i klasifikacije
Prema različitim funkcionalnim zahtjevima, sferni ležajevi mogu se podijeliti u sljedeće vrste:

1,Fiksni sferni ležajevi
Fiksni sferni ležajevi ne dopuštaju horizontalni pomak, ali se mogu slobodno okretati. Prikladni su za strukturne dijelove koji trebaju ograničiti horizontalno kretanje, a istovremeno dopustiti rotaciju.
2,Jednosmjerni klizni sferni ležajevi
Jednosmjerni klizni sferni ležaji omogućuju klizanje u jednom smjeru. Primjenjivi su na konstrukcije sa specifičnim zahtjevima pomaka, kao što je podešavanje uzdužnog pomaka u određenim mostovima.
3, Višesmjerni klizni sferni ležajevi
Višesmjerni klizni sferni ležajevi mogu kliziti u bilo kojem horizontalnom smjeru. Prikladni su za-potresna područja ili mostove dugog{2}}raspona kako bi se nosili sa složenim uvjetima opterećenja.
4, Seizmički sferni ležajevi
Seizmički sferni ležajevi obično su opremljeni uređajima za prigušivanje, koji mogu osigurati dodatni kapacitet disipacije energije tijekom potresa i poboljšati seizmičku izvedbu konstrukcija.

2.4, Područja primjeneSferični ležajevi
Zbog svojih izvrsnih performansi, sferični ležajevi imaju široku primjenu u sljedećim područjima:

1, Mostovi dugog-raspona
U mostovima s dugim-rasponom kao što su mostovi s kosim-kabelima, viseći mostovi i lučni mostovi, sferični ležajevi mogu se učinkovito prilagoditi pomacima i rotacijama uzrokovanim promjenama temperature, opterećenjem vozila ili opterećenjem vjetra.
2, Visoke-zgrade
Visoke -zgrade ljuljat će se pod opterećenjem vjetra ili seizmičkim djelovanjem. Sferični ležajevi mogu smanjiti strukturno naprezanje i poboljšati stabilnost i sigurnost zgrada.
3, Stadioni i svemirske strukture velikog-raspona
U -prostornim strukturama velikog raspona kao što su dvorane za vježbanje i kongresni centri, sferični ležajevi mogu se prilagoditi složenim opterećenjima i osigurati stabilnost i trajnost konstrukcija.
4, Nuklearne elektrane i ključna infrastruktura
U ključnoj infrastrukturi kao što su nuklearne elektrane i velike brane, sferični ležajevi mogu pružiti pouzdanu potporu i seizmičku otpornost kako bi se osigurala strukturalna sigurnost.

2.5, Prednosti i izazovi sfernih ležajeva
1, Prednosti:
• Visok{0}}nosivi kapacitet: može izdržati opterećenja od nekoliko tisuća tona.
• Prilagodljivost višesmjernog pomaka: Mogućnost prilagodbe i rotaciji i horizontalnom pomaku istovremeno.
• Velika izdržljivost: izrađena od -materijala visokih performansi, osiguravajući dug životni vijek.
• Izvrsna seizmička izvedba: naširoko se koristi u područjima-sklonim potresima.

2, Izazovi:
• Visoki zahtjevi za preciznošću proizvodnje: potrebni su visoko{0}}precizni procesi za obradu sfernih površina i usklađivanje kliznih materijala.
• Relativno visoki troškovi održavanja: klizne materijale ili uređaje za brtvljenje možda će trebati zamijeniti nakon dugotrajne-uporabe.
• Složeni dizajn: Potreban je prilagođeni dizajn prema specifičnim inženjerskim potrebama.

III. Istraživanje i razvoj

3.1 Tehničke specifikacije
Parametri dizajna (tipični raspon proizvodnje):
Vertikalna nosivost: 1.000 – 50.000 kN
Kapacitet vodoravnog pomaka: ±50 do ±250 mm
Kapacitet rotacije: veći ili jednak 0,03 rad (~1,7 stupnjeva)
Koeficijent trenja (μ): 0,03 – 0,06 (statički), 0,02 – 0,05 (dinamički)
Omjer prigušenja (tip HDR): 8 – 25%
Raspon radne temperature: -40 stupnjeva do +60 stupnjeva (posebno do +70 stupnjeva)
Vijek trajanja: veći ili jednak 50 godina
Seizmička izvedba: veće od ili jednako projektiranom ubrzanju od 0,3g

3.2, Patent

IV. Materijali

V. Proizvodnja i kontrola kvalitete

Hrapavost površine (klizna površina): Ra Manje od ili jednako 0,2 μm
Tolerancija ravnosti: Manje od ili jednako 0,5 mm na 1000 mm
Tvrdoća (klizna ploča): veća ili jednaka HB 220
PTFE čvrstoća veze: veća od ili jednaka 3 MPa smicanja
Svi ležajevi su 100% tvornički-testirani na točnost dimenzija, krivulju-deformacije opterećenja, koeficijent trenja pod projektiranim opterećenjem i vizualne nedostatke.

VI. Provjera performansi, testiranje i osiguranje kvalitete

6.1 Opći zahtjevi
Svi sferni ležajevi za seizmičku izolaciju moraju biti podvrgnuti tipskim ispitivanjima, rutinskim ispitivanjima i prijemnim ispitivanjima u skladu s kineskim i međunarodnim standardima.
6.2 Klasifikacija testova
Tipski testovi – Dokažite usklađenost dizajna (jednom po novom dizajnu)
Rutinski testovi – Provjerite kvalitetu proizvodnje (svaka serija)
Ispitivanja prihvaćanja – konačno odobrenje proizvoda prije isporuke (100% ležajevi)
6.3 Specifični testovi i zahtjevi
Ispitivanje okomitim opterećenjem – zaostala deformacija manja ili jednaka 0,3 mm, bez vidljivih oštećenja.
Ispitivanje vodoravnog pomaka – koeficijent trenja μ manji ili jednak 0,06, bez oštećenja površine nakon 50 ciklusa.
Test rotacijskog kapaciteta – glatko kretanje pri rotaciji većoj ili jednakoj 0,03–0,05 rad.
Ispitivanje trošenja i zamora – Manje od ili jednako 1% gubitka debljine PTFE-a nakon ciklusa.
Ispitivanje seizmičkom simulacijom – omjer prigušenja unutar ±2% od dizajna, pomak unutar zazora.
Temperaturna ispitivanja – Varijacije trenja Manje ili jednako ±15% od sobne temperature.
Ispitivanje otpornosti na koroziju – Nema oštećenja premaza nakon 500 sati slanog spreja.
6.4 Postupci tvorničke kontrole kvalitete
Inspekcija ulaznog materijala – ultrazvučna provjera čelika, PTFE gustoće i čvrstoće.
In-Process QC – Tolerancija obrade ploča ±0,2 mm, pregled zavara.
Završna inspekcija – provjera dimenzija, provjera označavanja.
6.5 Dokumentacija i sljedivost
Održavajte potvrde o ispitivanju materijala, zapise kontrole tvorničke proizvodnje i potvrde o sukladnosti.
6.6 Sažetak kriterija prihvaćanja
Vertikalna deformacija manja ili jednaka 0,3 mm, trenje manja ili jednaka 0,06, PTFE trošenje manja ili jednaka 1%, rotacija veća ili jednaka 0,03 rad.
6.7, Tipsko ispitivanje i izvješća.

6.7.1, Oprema za ispitivanje

6.7.2, Izvješća o ispitivanju

VII. Smjernice za instalaciju

Priprema – Provjerite toleranciju sjedišta ležaja i položaj vijaka.
Koraci ugradnje – Podignite nadgradnju, postavite ležaj, osigurajte, provjerite, otpustite dizalice.
Razmak – Održavajte seizmički razmak veći ili jednak 50 mm.

VIII. Raspored održavanja

6 mjeseci: Vizualna provjera
2 godine: Funkcionalna provjera
5 godina: Detaljan pregled
25 godina: Remont

IX. Pakiranje i skladištenje

Spakirajte u omot -otporan na vlagu, čuvajte u prozračenom prostoru, najviše 3 sloja složena.

X. Tablica tipičnih dimenzija

O1CN015bVJRF1mFFGMSUdxa2219352594924-0-cib

10.1, Specifikacije za QZ sferne ležajeve za mostove na autocestama.
10.2, Specifikacije za LQZ sferne ležajeve za mostove na autocestama

XI. Primjena caeses

XII, Budući razvojni trendovi sfernih ležajeva

Razvojem inženjerske tehnologije,sferni ležajevistalno inoviraju, a sljedeći trendovi mogu se pojaviti u budućnosti:

1, Inteligentni ležajevi:
Integrirani s tehnologijom senzora, mogu pratiti naprezanje, pomak i trošenje ležajeva u stvarnom vremenu kako bi ostvarili inteligentno rano upozorenje i održavanje.
2, Primjena novih materijala
Materijali kao -kompoziti ojačani grafenom i samopodmazujući-materijali mogu poboljšati izdržljivost i klizne performanse sferičnih ležajeva.
3, Zeleni dizajn i dizajn zaštite okoliša
Upotreba materijala koji se mogu reciklirati ili premaza za zaštitu okoliša s-niskim trenjem može smanjiti utjecaj na okoliš.
4, Tehnologija 3D ispisa
Korištenje tehnologije 3D ispisa za proizvodnju ležajeva složenih oblika može poboljšati učinkovitost proizvodnje i mogućnosti prilagođavanja.