Spherical Bearings under AASHTO LRFD 6th Edition (2012)
Τα σφαιρικά ρουλεμάν κατηγοριοποιούνται ως HLMR (High-Load Multi-Rotational Bearings) στις Προδιαγραφές Σχεδιασμού Γέφυρας AASHTO LRFD, Ενότητα 14 «Αρθρώσεις και ρουλεμάν». Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το εξαγόμενο έγγραφο περιέχει μόνο ενότητες 1-3 και περιέχειδενσυμπεριλάβετε το πλήρες κείμενο της Ενότητας 14. Το AASHTO LRFD χρησιμεύει ως ακώδικας σχεδιασμού, ενώ οι απαιτήσεις υλικών, οι ανοχές κατασκευής και οι δοκιμές πρωτοτύπων για σφαιρικά ρουλεμάν καλύπτονται από το ξεχωριστό πρότυπο προϊόντος ASTM D5977-23.
Τέσσερις φιλοσοφίες οριακής κατάστασης διέπουν τη σχεδίαση σφαιρικών ρουλεμάν σύμφωνα με το AASHTO LRFD: Κατάσταση οριακής λειτουργίας υπηρεσίας, οριακή κατάσταση αντοχής, οριακή κατάσταση κόπωσης και θραύσης και οριακή κατάσταση ακραίων συμβάντων. Ο θεμελιώδης τύπος LRFD∑ηi iQiΜικρότερο ή ίσο με ϕRn
ισχύει για όλα τα εξαρτήματα ρουλεμάν. Οι έλεγχοι σέρβις ελέγχουν την πίεση επαφής PTFE έναντι ερπυσμού και φθοράς. Οι έλεγχοι αντοχής επαληθεύουν τα χαλύβδινα μέρη, τις αγκυρώσεις και τις πλευρικές προεξοχές ακινητοποίησης υπό παραγοντικά οριζόντια φορτία, όπως η δύναμη πέδησης και οι σεισμικές ενέργειες. Η κόπωση αξιολογεί το εύρος κυκλικής τάσης για μεταλλικά εξαρτήματα. Η οριακή κατάσταση ακραίων συμβάντων καλύπτει σενάρια σεισμού, σύγκρουσης πλοίου-οχήματος και φορτίου πάγου.
Ορίζονται τρεις λειτουργικοί τύποι σφαιρικών ρουλεμάν: σταθερά έδρανα (μόνο περιστροφή), μονοκατευθυντικά ρουλεμάν διαστολής (περιστροφή συν μετατόπιση μίας κατεύθυνσης με πλευρικά πώματα) και ρουλεμάν πολλαπλών κατευθύνσεων (περιστροφή συν ελεύθερη επίπεδη μετατόπιση). Το συρόμενο ζεύγος από ανοξείδωτο χάλυβα σφαιρικό σε PTFE προσφέρει μεγάλη περιστροφική ικανότητα ανεξάρτητη από την παραμόρφωση διάτμησης από καουτσούκ, καθιστώντας τα κατάλληλα για γέφυρες βαρέως φορτίου. Οι σχεδιαστές θα λαμβάνουν υπόψη τόσο τις περιστροφές κατά τη λειτουργία όσο και τις μεγάλες περιστροφές στα στάδια της κατασκευής και παρέχουν επαρκή ικανότητα μετατόπισης για αλλαγή θερμοκρασίας, συρρίκνωση σκυροδέματος και ερπυσμό.
Οι απαιτήσεις διεπαφής ολίσθησης από ανοξείδωτο PTFE καθορίζονται στο άρθρο 14.9. Οι μηχανικοί θα καθορίσουν τους συντελεστές τριβής, το πάχος PTFE και το βάθος ενσωμάτωσης για να αποτρέψουν την εξώθηση υλικού, καθώς και το φινίρισμα της επιφάνειας για τις πλάκες ζευγαρώματος από ανοξείδωτο χάλυβα. Τα μπουλόνια αγκύρωσης ή οι ενισχυτικές συνδέσεις χρειάζονται ελέγχους για τάνυση, διάτμηση και ανοχές εγκατάστασης κατασκευής. Τα ρουλεμάν θα επιτρέπουν την ανύψωση για μελλοντική συντήρηση και αντικατάσταση, μαζί με προστατευτικά μέτρα έναντι της μόλυνσης από αλάτι και της περιβαλλοντικής διάβρωσης.
Υπάρχουν σαφή κενά μεταξύ του συστήματος AASHTO και των ευρωπαϊκών προτύπωνEN 1337-7. Το EN 1337-7 είναι ένα ολοκληρωμένο πρότυπο δοκιμών σχεδιασμού, υλικών, κατασκευής και πρωτοτύπων κάλυψης για σφαιρικά και κυλινδρικά ρουλεμάν PTFE. Η ενότητα 14 της AASHTO LRFD αφορά μόνο τα σφαιρικά ρουλεμάν. Τα κυλινδρικά ρουλεμάν PTFE δεν έχουν αποκλειστικές ρήτρες AASHTO και απαιτούν συγκεκριμένες προδιαγραφές για το έργο. Στο σύστημα AASHTO, οι δοκιμές πρωτοτύπων τοποθετούνται στο ASTM D5977 και όχι στον ίδιο τον κώδικα σχεδίασης.
Υπάρχει σημαντική διάκριση μεταξύ των συμβατικών σφαιρικών ρουλεμάν και των σεισμικών απομονωτών με εκκρεμές τριβής FPS. Τα συνηθισμένα σφαιρικά έδρανα γέφυρας ακολουθούν την ενότητα 14 της AASHTO LRFD συν ASTM D5977. Τα σεισμικά ρουλεμάν FPS είναι συσκευές απομόνωσης και πρέπει να συμμορφώνονται μεΟδηγός AASHTO
Προδιαγραφές Σχεδιασμού Σεισμικής Γέφυρας LRFD, όχι το τμήμα 14, το οποίο είναι συγκρίσιμο με το ευρωπαϊκό πρότυπο EN 15129 για σεισμικές συσκευές.
Για τα έγγραφα του διαγωνισμού, η τυπική δήλωση προδιαγραφών αναφέρει:Σφαιρικά ρουλεμάν HLMR σχεδιασμένα σύμφωνα με τις Προδιαγραφές Σχεδιασμού Γέφυρας AASHTO LRFD, Ενότητα 14, που κατασκευάστηκαν και δοκιμάστηκαν σύμφωνα με το ASTM D5977‑23.
