Σφαιρικά ρουλεμάν σεισμικής απομόνωσης για εφαρμογές γέφυρας αυτοκινητοδρόμων (SSIB)

1.1, Ορισμός
A σφαιρική αρκούδαΤο g είναι μια δομική συσκευή (πολυ-περιστροφικό ρουλεμάν υψηλού φορτίου, π.χ. HLMB) που έχει σχεδιαστεί για να μεταδίδει φορτία μεταξύ υπερκατασκευής και υποδομής γέφυρας ενώ δέχεται περιστροφές πολλαπλών-κατευθύνσεων και, σε ορισμένα σχέδια, περιορισμένες μεταφορικές κινήσεις. Το ρουλεμάν αποτελείται από μια κοίλη σφαιρική επιφάνεια που συνδυάζεται με μια κυρτή σφαιρική επιφάνεια, επιτρέποντας την ομαλή γωνιακή περιστροφή γύρω από οποιονδήποτε οριζόντιο άξονα.
Στη μηχανική γεφυρών, τα σφαιρικά ρουλεμάν χρησιμοποιούνται για:
- Μεταφέρετε κατακόρυφα φορτία, οριζόντιες δυνάμεις και διαμήκεις ή εγκάρσιες μετατοπίσεις σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού.
- Επιτρέψτε περιστροφές που προκαλούνται από κυκλοφοριακά φορτία, θερμική διαστολή και συστολή, σεισμικές ενέργειες, ερπυσμό και συρρίκνωση της δομής της γέφυρας.
- Παρέχετε φέρουσα ικανότητα υψηλού φορτίου-με ελάχιστη τριβή μέσω της χρήσης συρόμενων υλικών χαμηλής-τριβής (π.χ. PTFE) και ανθεκτικών στη διάβρωση-επιφανειών ζευγαρώματος από ανοξείδωτο χάλυβα.
Αυτά τα ρουλεμάν συνήθως κατασκευάζονται σύμφωνα με τα σχετικά εθνικά και διεθνή πρότυπα όπως GB/T 17955 (Κίνα), AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (ΗΠΑ) και EN 1337-7 (Ευρώπη), διασφαλίζοντας αξιοπιστία απόδοσης, ασφάλεια και ανθεκτικότητα σε εφαρμογές μεγάλου{3} και μεγάλου φορτίου.

1.2, Πεδίο εφαρμογής
Αυτό το άρθρο ορίζει τις προδιαγραφές, τις παραμέτρους σχεδιασμού, τις απαιτήσεις κατασκευής, τις δοκιμές, την εγκατάσταση και τη συντήρηση γιαΣφαιρικά σεισμικά ρουλεμάν απομόνωσης (SSIB)προορίζεται για εφαρμογές γέφυρας, σύμφωνα με τους κινεζικούς και διεθνείς κώδικες.
1.3, Ισχύοντα πρότυπα:
Περιφέρεια|Τυπικός κωδικός|Τίτλος|Εκταση
Κίνα|GB/T 17955-2009 |Σφαιρικά Ρουλεμάνγια Γέφυρες|Απαιτήσεις σχεδιασμού, κατασκευής και δοκιμής για σφαιρικά έδρανα γεφυρών.
Κίνα|GB/T 32836-2016 |Σφαιρικά ρουλεμάν για μεταλλικές κατασκευές| Πρόσθετες απαιτήσεις για δομικές εφαρμογές χάλυβα.
Κίνα|JTG/T 2231-01-2020|Προδιαγραφές για Ρουλεμάν Γέφυρας Αυτοκινητόδρομου|Απαιτήσεις απόδοσης και ποιότητας για ρουλεμάν γέφυρας αυτοκινητοδρόμων.
Ευρώπη|EN 1337-7 |Δομικά ρουλεμάν– Μέρος 7: Σφαιρικά ρουλεμάν|Απαιτήσεις υλικού, γεωμετρίας, τριβής και δοκιμής.
Ευρώπη|EN 15129:2018 |Αντισεισμικές συσκευές| Σχεδιασμός σεισμικής μόνωσης για δομικές εφαρμογές.
ΗΠΑ|Προδιαγραφές σχεδίασης γέφυρας AASHTO LRFD (2023) Ενότητα 14|Ρουλεμάν και Συσκευές Διαστολής|Μεθοδολογία σχεδιασμού γιασφαιρικά ρουλεμάν.
ΗΒ|BS 5400 Μέρος 9 |Ρουλεμάν γέφυρας| Απαιτήσεις σχεδιασμού και εγκατάστασης.

2.1, Λειτουργία:
Σφαιρικά ρουλεμάν σεισμικής απομόνωσηςπαρέχουν μια περιστροφική διεπαφή μεταξύ της υπερκατασκευής και της υποδομής της γέφυρας, ενώ επιτρέπει την ελεγχόμενη ολίσθηση για τη διάχυση της σεισμικής ενέργειας.

2.2, Κύρια εξαρτήματα:

• 1. Άνω κοίλη πλάκα – Ανθρακούχο χάλυβας υψηλής- αντοχής (Q345 ή ASTM A709 Grade 50) με ακριβή κατεργασμένη-κοίλη επιφάνεια.
• 2. Σφαιρικό Συρόμενο Στοιχείο – Ανοξείδωτο ατσάλι (AISI 304/316) με κολλημένο στρώμα PTFE ή UHMWPE.
• 3. Κάτω κυρτή πλάκα – Ταιριάζει με την καμπυλότητα, μεταφέρει κατακόρυφο φορτίο.
• 4. Σύστημα συγκράτησης – Προαιρετικές ράβδοι οδήγησης ή συγκρατητές για έλεγχο κίνησης μονής κατεύθυνσης.
• 5. Στοιχείο διάχυσης σεισμικής ενέργειας – Προαιρετικά στρώματα υψηλής απόσβεσης.

2.3, Τύποι και ταξινομήσεις
Σύμφωνα με διαφορετικές λειτουργικές απαιτήσεις, τα σφαιρικά ρουλεμάν μπορούν να χωριστούν στους ακόλουθους τύπους:

• 1,Σταθερά σφαιρικά ρουλεμάν
• Τα σταθερά σφαιρικά ρουλεμάν δεν επιτρέπουν οριζόντια μετατόπιση αλλά μπορούν να περιστρέφονται ελεύθερα. Είναι κατάλληλα για δομικά μέρη που πρέπει να περιορίζουν την οριζόντια κίνηση ενώ επιτρέπουν την περιστροφή.
• 2,Μονοκατευθυντικά συρόμενα σφαιρικά ρουλεμάν
• Τα μονοκατευθυντικά συρόμενα σφαιρικά ρουλεμάν επιτρέπουν την ολίσθηση κατά μία κατεύθυνση. Ισχύουν για κατασκευές με συγκεκριμένες απαιτήσεις μετατόπισης, όπως η προσαρμογή της διαμήκους μετατόπισης σε ορισμένες γέφυρες.
• 3, Πολυκατευθυντικά συρόμενα σφαιρικά ρουλεμάν
• Τα πολυκατευθυντικά συρόμενα σφαιρικά ρουλεμάν μπορούν να γλιστρήσουν σε οποιαδήποτε οριζόντια κατεύθυνση. Είναι κατάλληλες για σεισμογενείς-περιοχές ή γέφυρες μεγάλου-ανοίγματος για να αντεπεξέλθουν σε περίπλοκες συνθήκες φορτίου.
• 4, Σεισμικά σφαιρικά ρουλεμάν
• Τα σεισμικά σφαιρικά έδρανα είναι συνήθως εξοπλισμένα με συσκευές απόσβεσης, οι οποίες μπορούν να παρέχουν πρόσθετη ικανότητα απαγωγής ενέργειας κατά τη διάρκεια σεισμών και να βελτιώσουν τη σεισμική απόδοση των κατασκευών.

2.4, Πεδία Εφαρμογής τουΣφαιρικά Ρουλεμάν
Λόγω της εξαιρετικής απόδοσής τους, τα σφαιρικά ρουλεμάν χρησιμοποιούνται ευρέως στους ακόλουθους τομείς:

• 1, Long-span Bridges
• Σε γέφυρες μεγάλου-ανοίγματος όπως καλωδιωτικές-γέφυρες, κρεμαστές γέφυρες και τοξωτές γέφυρες, τα σφαιρικά ρουλεμάν μπορούν να προσαρμοστούν αποτελεσματικά στις μετατοπίσεις και τις περιστροφές που προκαλούνται από αλλαγές θερμοκρασίας, φορτία οχημάτων ή φορτία ανέμου.
• 2, Πολυώροφα-κτήρια
• Τα πολυώροφα κτίρια-θα ταλαντεύονται κάτω από φορτία ανέμου ή σεισμικές ενέργειες. Τα σφαιρικά ρουλεμάν μπορούν να μειώσουν τη δομική καταπόνηση και να βελτιώσουν τη σταθερότητα και την ασφάλεια των κτιρίων.
• 3, Στάδια και Διαστημικές Κατασκευές Μεγάλου-σπανιού
• Σε κατασκευές μεγάλου-διαστήματος, όπως γυμναστήρια και συνεδριακά κέντρα, τα σφαιρικά ρουλεμάν μπορούν να προσαρμοστούν σε πολύπλοκα φορτία και να εξασφαλίσουν τη σταθερότητα και την ανθεκτικότητα των κατασκευών.
• 4, Πυρηνικοί σταθμοί και βασικές υποδομές
• Σε βασικές υποδομές, όπως πυρηνικοί σταθμοί και μεγάλα φράγματα, τα σφαιρικά ρουλεμάν μπορούν να παρέχουν αξιόπιστη υποστήριξη και σεισμική αντίσταση για να διασφαλιστεί η δομική ασφάλεια.

2.5, Πλεονεκτήματα και προκλήσεις των σφαιρικών ρουλεμάν
1, Πλεονεκτήματα:
• Υψηλό φορτίο-φέρουσα ικανότητα: Μπορεί να αντέξει φορτία αρκετών χιλιάδων τόνων.
• Προσαρμοστικότητα μετατόπισης πολλαπλών κατευθύνσεων: Δυνατότητα προσαρμογής τόσο στην περιστροφή όσο και στην οριζόντια μετατόπιση ταυτόχρονα.
• Ισχυρή ανθεκτικότητα: Κατασκευασμένο από-υλικά υψηλής απόδοσης, εξασφαλίζοντας μεγάλη διάρκεια ζωής.
• Εξαιρετική σεισμική απόδοση: Χρησιμοποιείται ευρέως σε σεισμογενείς-περιοχές.

2, Προκλήσεις:
• Υψηλές απαιτήσεις για ακρίβεια κατασκευής: Απαιτούνται διεργασίες υψηλής ακρίβειας για την επεξεργασία σφαιρικής επιφάνειας και την αντιστοίχιση συρόμενων υλικών.
• Σχετικά υψηλό κόστος συντήρησης: Τα συρόμενα υλικά ή οι συσκευές στεγανοποίησης μπορεί να χρειαστεί να αντικατασταθούν μετά από μακροχρόνια-χρήση.
• Σύνθετος σχεδιασμός: Απαιτείται προσαρμοσμένος σχεδιασμός σύμφωνα με τις συγκεκριμένες μηχανικές ανάγκες.

3.1 Τεχνικές προδιαγραφές
Παράμετροι σχεδίασης (τυπική σειρά παραγωγής):
Κατακόρυφη Χωρητικότητα Φορτίου: 1.000 – 50.000 kN
Χωρητικότητα Οριζόντιας Μετατόπισης: ±50 έως ±250 mm
Περιστροφική ικανότητα: Μεγαλύτερη ή ίση με 0,03 rad (~1,7 μοίρες)
Συντελεστής Τριβής (μ): 0,03 – 0,06 (στατικός), 0,02 – 0,05 (δυναμικός)
Αναλογία απόσβεσης (τύπος HDR): 8 – 25%
Εύρος θερμοκρασίας εξυπηρέτησης: -40 βαθμοί έως +60 βαθμοί (έως +70 ειδικοί βαθμοί)
Διάρκεια ζωής: Μεγαλύτερη ή ίση με 50 χρόνια
Σεισμική απόδοση: Επιτάχυνση σχεδιασμού μεγαλύτερη ή ίση με 0,3 g

3.2, Ευρεσιτεχνία
 

Εξάρτημα|Υλικό|Πρότυπο
Πλάκες ρουλεμάν|Q345, Q420, ASTM A709|GB/T 1591, ASTM A709
Σφαιρικό Συρόμενο Στοιχείο|Ανοξείδωτο AISI 304/316|ASTM A240
Συρόμενη Επιφάνεια|Virgin PTFE, UHMWPE|ASTM D4894
Λιπαντικό|Με βάση τη σιλικόνη-|Προδιαγραφές κατασκευαστή
Μπουλόνια αγκύρωσης|Βαθμός 8.8 / ASTM A325|GB/T 5782, ASTM A325

Τραχύτητα επιφάνειας (ολισθαίνουσα επιφάνεια): Ra Μικρότερο ή ίσο με 0,2 μm
Ανοχή επιπεδότητας: Μικρότερη ή ίση με 0,5 mm ανά 1.000 mm
Σκληρότητα (συρόμενη πλάκα): Μεγαλύτερη ή ίση με HB 220
Αντοχή δεσμού PTFE: Μεγαλύτερη ή ίση με διάτμηση 3 MPa
Όλα τα ρουλεμάν είναι 100% εργοστασιακά-ελεγμένα για ακρίβεια διαστάσεων, φορτίο-καμπύλη παραμόρφωσης, συντελεστή τριβής υπό φορτίο σχεδιασμού και οπτικά ελαττώματα.

6.1 Γενικές Απαιτήσεις
Όλα τα σφαιρικά ρουλεμάν σεισμικής απομόνωσης θα υποβάλλονται σε δοκιμές τύπου, δοκιμές ρουτίνας και δοκιμές αποδοχής σύμφωνα με τα κινεζικά και διεθνή πρότυπα.
6.2 Ταξινόμηση των Δοκιμών
Δοκιμές τύπου – Απόδειξη συμμόρφωσης σχεδιασμού (μία φορά ανά νέο σχέδιο)
Δοκιμές ρουτίνας – Επαλήθευση της ποιότητας παραγωγής (κάθε παρτίδα)
Δοκιμές αποδοχής – Τελική έγκριση προϊόντος πριν από την παράδοση (100% ρουλεμάν)
6.3 Ειδικές δοκιμές και απαιτήσεις
Δοκιμή κατακόρυφου φορτίου – Υπολειμματική παραμόρφωση Μικρότερη ή ίση με 0,3 mm, χωρίς ορατή ζημιά.
Δοκιμή οριζόντιας μετατόπισης – Συντελεστής τριβής μ Μικρότερος ή ίσος με 0,06, χωρίς ζημιά στην επιφάνεια μετά από 50 κύκλους.
Δοκιμή περιστροφικής ικανότητας – Ομαλή κίνηση σε Περιστροφή μεγαλύτερη ή ίση με 0,03–0,05 rad.
Δοκιμή φθοράς και κόπωσης – Μικρότερη ή ίση με 1% απώλεια πάχους PTFE μετά από κύκλους.
Δοκιμή σεισμικής προσομοίωσης – Λόγος απόσβεσης εντός ±2% του σχεδιασμού, μετατόπιση εντός της απόστασης.
Δοκιμές θερμοκρασίας – Διακύμανση τριβής Λιγότερο ή ίσο με ±15% από τη θερμοκρασία δωματίου.
Δοκιμή αντίστασης στη διάβρωση – Χωρίς αστοχία επίστρωσης μετά από ψεκασμό άλατος 500 ωρών.
6.4 Διαδικασίες ποιοτικού ελέγχου εργοστασίων
Επιθεώρηση εισερχόμενου υλικού – Έλεγχος χάλυβα με υπερήχους, πυκνότητα και αντοχή PTFE.
Σε-Διαδικασία QC – Ανοχή κατεργασίας πλακών ±0,2 mm, επιθεώρηση συγκόλλησης.
Τελική επιθεώρηση – Έλεγχος διαστάσεων, επαλήθευση σήμανσης.
6.5 Τεκμηρίωση και Ιχνηλασιμότητα
Διατηρήστε Πιστοποιητικά Δοκιμών Υλικών, Αρχεία Ελέγχου Παραγωγής Εργοστασίου και Πιστοποιητικά Συμμόρφωσης.
6.6 Σύνοψη κριτηρίων αποδοχής
Κατακόρυφη παραμόρφωση μικρότερη ή ίση με 0,3 mm, τριβή μικρότερη ή ίση με 0,06, φθορά PTFE μικρότερη ή ίση με 1%, περιστροφή μεγαλύτερη ή ίση με 0,03 rad.
6.7, Δοκιμές τύπων & αναφορές.

6.7.1, Εξοπλισμός δοκιμών
 

6.7.2, Εκθέσεις δοκιμών

Προετοιμασία – Ελέγξτε την ανοχή του καθίσματος του ρουλεμάν και τις θέσεις των μπουλονιών.
Βήματα εγκατάστασης – Ανυψώστε την υπερκατασκευή, το έδρανο, ασφαλίστε, ελέγξτε, απασφαλίστε τις υποδοχές.
Διάκενο – Διατηρήστε σεισμικό διάκενο μεγαλύτερο ή ίσο με 50 mm.

6 μήνες: Οπτικός έλεγχος
2 χρόνια: Λειτουργικός έλεγχος
5 χρόνια: Λεπτομερής έλεγχος
25 ετών: Γενική επισκευή

Συσκευάστε σε-αντιδραστική συσκευασία, αποθηκεύστε σε αεριζόμενο χώρο, στοιβάζονται έως 3 στρώσεις.

10.1, Προδιαγραφές για QZ Σφαιρικά ρουλεμάν για γέφυρες αυτοκινητοδρόμων.
10.2, Προδιαγραφές για σφαιρικά έδρανα LQZ για γέφυρες αυτοκινητοδρόμων

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας μηχανικής,σφαιρικά ρουλεμάνκαινοτομούν συνεχώς και οι ακόλουθες τάσεις ενδέχεται να εμφανιστούν στο μέλλον:

• 1, Έξυπνα ρουλεμάν:
• Ενσωματωμένα με την τεχνολογία αισθητήρων, μπορούν να παρακολουθούν την καταπόνηση, τη μετατόπιση και τη φθορά των ρουλεμάν σε πραγματικό χρόνο για να πραγματοποιήσουν έξυπνη έγκαιρη προειδοποίηση και συντήρηση.
• 2, Εφαρμογή Νέων Υλικών
• Υλικά όπως-σύνθετα υλικά ενισχυμένα με γραφένιο και αυτο-λιπαντικά υλικά μπορούν να βελτιώσουν την ανθεκτικότητα και την απόδοση ολίσθησης των σφαιρικών ρουλεμάν.
• 3, Πράσινος και Σχεδιασμός Προστασίας Περιβάλλοντος
• Η χρήση ανακυκλώσιμων υλικών ή περιβαλλοντικών επιστρώσεων χαμηλής-τριβής μπορεί να μειώσει τις επιπτώσεις στο περιβάλλον.
• 4, Τεχνολογία 3D εκτύπωσης
• Η χρήση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης για την κατασκευή ρουλεμάν με πολύπλοκα σχήματα μπορεί να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής και τις δυνατότητες προσαρμογής.

Δημοφιλείς Ετικέτες: σφαιρικά ρουλεμάν σεισμικής απομόνωσης για εφαρμογές γέφυρας αυτοκινητοδρόμων (ssib), Κίνα σφαιρικά σεισμικά ρουλεμάν για εφαρμογές γέφυρας αυτοκινητοδρόμων (ssib) κατασκευαστές, προμηθευτές