Ρουλεμάν με καουτσούκ για γέφυρες: Επισκόπηση και βασικές διαφορές από τους απομονωτές κατασκευής

Ρουλεμάν με καουτσούκ (LRBS)είναι κρίσιμες συσκευές σεισμικής απομόνωσης που έχουν σχεδιαστεί για να μετριάσουν τις δυνάμεις που προκαλούνται από το σεισμό σε δομές. Ειδικά σχεδιασμένες για γέφυρες αυτοκινητοδρόμων, τα LRBs Bridge διαφέρουν σημαντικά από τους ομολόγους του κτιρίου στο σχεδιασμό, τις επιδόσεις και την εφαρμογή, προσκολλώντας σε ξεχωριστά πρότυπα όπωςJT/T 822-2011(Κίνα) καιEN 15129(Ευρώπη). Αυτό το άρθρο περιγράφει τα βασικά χαρακτηριστικά και τους βασικούς διαφοροποιητές.

Τρία προϊόντα πρότυπα καουτσούκ με μολύβι πυρήνα

 

 

 

 

 

ΓέφυραLRBSΑποτελούνται από εναλλασσόμενα στρώματα φυσικών πλακών από καουτσούκ και χάλυβα, με έναν ή πολλαπλούς πυρήνες μολύβδου ενσωματωμένους για να ενισχύσουν την απόσβεση. Ο πυρήνας μολύβδου υφίσταται πλαστική παραμόρφωση κατά τη διάρκεια των σεισμών, διαλύοντας την ενέργεια και μειώνοντας τις δομικές δονήσεις. Αυτός ο σχεδιασμός εξισορροπεί την κατακόρυφη χωρητικότητα φορτίου με οριζόντια ευελιξία, κρίσιμη για τις γέφυρες που υπόκεινται σε δυναμικά φορτία κυκλοφορίας και σεισμική δραστηριότητα.

2.1 Χωρητικότητα φόρτωσης

Γέφυρες: Σχεδιασμένο για πολύ υψηλότερα κατακόρυφα φορτία, με μέγιστη χωρητικότητα 16.000 kN (JT/T 822-2011), φιλοξενώντας βαριά κυκλοφορία οχημάτων και δομικά νεκρά φορτία.

Κτίρια: Συνήθως χειρίζεστε τις χαμηλότερες κατακόρυφες τάσεις, με το σχεδιασμό συμπιεστικής στρες που συχνά καλύπτονται στα 15 MPa (JG/T 118-2018), αντανακλώντας τα ελαφρύτερα φορτία κατασκευής.

2.2 Λειτουργικό περιβάλλον

Κλίμακα θερμοκρασίας: ΓέφυραLRBSΛειτουργούν σε σκληρότερες συνθήκες, με ανοχή -25 βαθμού έως 60 βαθμών (JT/T 822-2011), αντιστέκοντας ακραίες καιρικές συνθήκες. Οι απομονωτές κτιρίων (JG/T 118-2018) επικεντρώνονται σε -20 βαθμούς έως 40 βαθμούς, με αυστηρότερες απαιτήσεις σταθερότητας απόσβεσης σε κρύα κλίματα (± 40% παραλλαγή για HDR κάτω από 0 βαθμούς).

Αντοχή: Οι γέφυρες απαιτούν αντίσταση στην κόπωση από επαναλαμβανόμενες δονήσεις που προκαλούνται από την κυκλοφορία. Το JT/T 822-2011 επιβάλλει 5.000 κύκλους οριζόντιου φορτίου με λιγότερο ή ίσο με 15% αποικοδόμηση ακαμψίας/απόσβεσης. Οι απομονωτές κτιρίων υπογραμμίζουν τη διάρκεια ζωής των 60 ετών (JG/T 118-2018) με δοκιμές γήρανσης (80 μοίρες για 962 ώρες) για να προσομοιώσουν μακροχρόνια ερπυσμό.

2.3 Προδιαγραφές υλικού

Τύπος καουτσούκ: Γέφυρα LRBSΧρησιμοποιήστε φυσικό καουτσούκ (JT/T 822-2011) με αυστηρές φυσικές ιδιότητες: αντοχή σε εφελκυσμό μεγαλύτερη ή ίση με 18 MPa, επιμήκυνση μεγαλύτερη ή ίση με 550% και αντοχή στη θερμική γήρανση 70 βαθμών (± 15% αλλαγή αντοχής). Οι απομονωτές κτιρίων περιλαμβάνουν καουτσούκ με υψηλή περιεκτικότητα σε διάσπαση (HDR) με χαμηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό (μεγαλύτερη ή ίση με 10 MPa), αλλά υψηλότερη εγγενή απόσβεση (JG/T 118-2018).

Καθαρότητα μολύβδου: Και οι δύο απαιτούν μεγαλύτερη ή ίση με 99,99% καθαρό μόλυβδο (GB/T 469), αλλά οι εφαρμογές γεφυρών απαιτούν αυστηρότερο έλεγχο των διαστάσεων πυρήνα μολύβδου (π.χ. αναλογία ύψους προς διάμετρο 1,25-5, JT/T 822-2011) για να εξασφαλίσουν συνεπή απόδοση.

2.4 Παράγοντες σχήματος και μηχανική απόδοση

Συντελεστές σχήματος:

Γέφυρες: Πρώτος συντελεστής σχήματος (S₁)=αποτελεσματική περιοχή/ελεύθερη πλευρική περιοχή. Δεύτερος συντελεστής σχήματος (S₂)=Αποτελεσματικό πάχος πλάτους/ολικού καουτσούκ (JT/T 822-2011). S₁ εύρη 7-13, με μέγιστη τάση σχεδιασμού που εξαρτάται από το S₁ (π.χ. 12 MPa για S₁ μεγαλύτερο ή ίσο με 12).

Κτίρια: S₁ μεγαλύτερο ή ίσο με 5 και S₂ μεγαλύτερο ή ίσο με 4 (JG/T 118-2018), με όρια στρες προσαρμοσμένα για χαμηλότερο S₂ (π.χ. μείωση 20% για S₂ =3-4).

Δυσκαμψία και απόσβεση:

Οριζόντια ισοδύναμη ακαμψία:Γέφυρα LRBSΕπιτρέψτε ± 15% απόκλιση (JT/T 822-2011), όπως και η κατασκευή LRBs, αλλά οι αναλογίες απόσβεσης της γέφυρας (≈20-25%) είναι ελαφρώς υψηλότερες λόγω των μεγαλύτερων πυρήνων μολύβδου.

Οριζόντια παραμόρφωση: Οι γέφυρες απαιτούν μεγαλύτερη ή ίση με 300% διατμητική καταπόνηση (πάχος από καουτσούκ), ενώ τα κτίρια εντοπίζουν μεγαλύτερα ή ίσα με 400% (JG/T 118-2018), δίνοντας προτεραιότητα σε μεγαλύτερη ικανότητα σεισμικής μετατόπισης.

2.5 Δοκιμές και πρότυπα

JT/T 822-2011 εναντίον JG/T 118-2018:

Οι δοκιμές γέφυρας περιλαμβάνουν σταθερότητα πίεσης (3-12 MPa) και σταθερότητα συχνότητας (0,001-0,5 Hz). Οι δοκιμές κτιρίων επικεντρώνονται στην απόδοση που σχετίζονται με τη θερμοκρασία (-20 βαθμοί έως 40 βαθμούς) και μακροπρόθεσμη ερπυσμό (μικρότερη ή ίση με 5% για φυσικό καουτσούκ).

EN 15129 Ευθυγράμμιση: Τα ευρωπαϊκά πρότυπα υπογραμμίζουν τη δυναμική δοκιμή (π.χ., 0,1-1,0 Hz φόρτωση) και η εξυπηρέτηση κάτω από συνδυασμένα αξονικά και διάτμησης φορτίου, ευθυγραμμίζοντας με την εστίαση της γέφυρας LRBS στην αντίσταση πολλαπλών άξονα.

2.6 Εγκατάσταση και γεωμετρία

Διαστάσεις: Η γέφυρα LRBs έχει αυστηρότερες ανοχές για την επίπεδη (1/400 της βραχυπρόθεσμης πλευράς) και την τοποθέτηση οπών των μπουλονιών (± 0,8-2,0 mm, JT/T 822-2011) για να φιλοξενήσει μεγάλες δομικές συνδέσεις. Οι απομονωτές κτιρίων επιτρέπουν μεγαλύτερη ευελιξία στην απόσταση των μπουλονιών.

Προστασία διάβρωσης: Τα συστατικά χάλυβα γέφυρας ακολουθούν το JT/T 722 για επικαλύψεις αντι-διάσημο βαρέως τύπου, ενώ τα κτίρια χρησιμοποιούν χάλυβα συμβατό με GB/T 3274 με βασική προστασία.

EN 15129Ορίζει παγκόσμια σημεία αναφοράς για τους σεισμικούς απομονωτές, απαιτώντας από τη γέφυρα LRB να επιδείξουν:

Δυναμική σταθερότητα δυσκαμψίας σε 0,1-5,0 Hz.

Αντοχή στην κόπωση κάτω από 2 εκατομμύρια κύκλους φορτίου (VS . 5, 000 σε JT/T 822-2011).

Αντίσταση πυρκαγιάς (ταξινόμηση R120), απαίτηση που απουσιάζει στα κινεζικά πρότυπα αλλά κρίσιμη για την ευρωπαϊκή υποδομή.

Γέφυραρουλεμάν με καουτσούκείναι εξειδικευμένα για υψηλά φορτία, σκληρά περιβάλλοντα και δυναμικές τάσεις που προκαλούνται από την κυκλοφορία, με το σχεδιασμό και τις δοκιμές να επικεντρώνονται στην ανθεκτικότητα και τη σταθερότητα. Σε αντίθεση με τους απομονωτές κτιρίων, οι οποίοι δίνουν προτεραιότητα σε μακροπρόθεσμη αντίσταση ερπυσμού και υψηλότερη ικανότητα παραμόρφωσης, η γέφυρα LRBS εξισορροπεί την κατακόρυφη ακαμψία με οριζόντια ευελιξία, προσκολλώντας σε πρότυπα όπως το JT/T 822-2011 και το EN 15129 για να εξασφαλιστεί η σεισμική ανθεκτικότητα στην κρίσιμη υποδομή.