Lager: Val, skydd och underhåll

Efter att ha läst denna artikel kommer du att lära dig om: - 1. Val av lager 2. Utformning av lager 3. Material och specifikationer 4. Skydd och underhåll.

Val av lager:

jag. Behandling av spännlängd (stöds enkelt):

(i) Inga lager för skivbroar på upp till 8 m spänne, med undantag av takfilt eller tjärpapper.

(ii) Skivlager eller PTFE-kullagringar över 8 m och upp till 15 m spänning.

iii) MS- och RC-vaggar och valsar med kullager som inte är längre än 15 m och upp till 30 m.

(iv) Neoprenplattans lager än 8 m och upp till 30 m.

(v) Neopren-kullager och stålrullar och rull-kullagerlager över 30 m.

ii. Behandling av friktionsresistens:

Friktionskoefficienten för rullager är 0, 03 och den för glidplattans lager är 0, 15 till 0, 25 dvs 5 till 8 gånger det för rullageret. Den längsgående kraften som kommer över bryggorna eller anslagen beror på den vertikala reaktionen och friktionsmotståndet hos de fria lagren.

Utformningen av stiftelser med långa styva typer av bryggor och abutments påverkas starkt av denna kraft och därför, om lagren med högre friktionsbeständighetsvärden används över långa bryggor eller abutments, ökar kostnaden för understrukturen och fundamentet.

Därför ligger i överbyggnaden vilande på långa bryggor och anslag trots mindre spänning, lagren med mindre friktionsbeständighet, till och med till viss extra kostnad, kan avsevärt minska understrukturen och grundkostnaden. Tabell 5.5 ger friktionskoefficienten för olika typer av lager som ska användas i design.

Design av lager:

jag. Topp- och bottenplattor av rull- och klipplager:

Området på topp- och bottenplattorna på rull-, vipp- eller plattlager kan bestämmas utifrån lasten som ska transporteras och det säkra tillåtna trycket mellan betong- och stålytor. Den tillåtna direktspänningen i betong kan ökas enligt vad som anges av ekvation 22.1 om dispersionsgaller tillhandahålls. Om spiralkolonner tillhandahålls kan dock större värde tillåtas enligt ekvation 22.12.

P = A c 6 co + A s 6 så + 2A sp 6 sp (22.12)

Plattans tjocklek kan utläsas från skjuvning eller böjning överväganden.

Det tillåtna bärtrycket, 6, under ett lager skall ges av:

ii. Design av rulle eller klippare:

Kontaktytan mellan en rulle och bottenplattan är konvex yta över plan yta (bild 22.10a), medan detsamma mellan en topplatta och rullen är platt yta över konvex yta (bild 22.10b).

Kontaktytan mellan topp- eller bottenplattan och gungytan kan vara vilken som helst av följande:

i) Konvex yta över plan yta (Fig. 22.10a)

ii) Platt yta över konvex yta. (Fig 22.10b)

iii) Konkav yta med större radie över konvex yta med mindre radie. (Fig 22.10c).

iv) Konvex yta över konvex yta. (Fig 22.10d)

Vid bestämning av krökningsradie av kontaktytan hos rull- eller vipplager, är den allmänna formeln som WL Scott gav i sin bok "Förstärkta betongbroar"

Om p ges i Newton per mm. längd i stället för pund per tumlängd och om n och r2 anges i mm. i stället för tummen blir ekvationen 22, 3 för gjutna lager med K = 2840,

"Metalliska lager" ger de tillåtna belastningarna på de cylindriska rullarna baserat på de ovan nämnda principerna med vissa modifierade värden för konstanterna för mjukt stål och höghållfast stål. Dessa återges nedan (p anges i N per mm och d i mm).

(a) Cylindriska rullar på platta ytor

P = Kd

(b) Cylindriska rullar på böjda ytor

Värdena för K i ekvationerna 22, 8 och 22, 9 både för mjukt stål och höghållfast stål och även för enkla eller dubbla rullar och tre eller flera rullar anges i tabell 22.1:

För armerade betongvalsar på platt yta, värdet av K när p är i Newton per mm längd och d är i mm utvärderas som tidigare.

III. Design av elastiska lager:

Utformningen av elastomera lager kräver följande värden av lokala effekter:

i) Normala belastningar, Nd

ii) Horisontella laster, Hd

iii) Imponerad översättning, Hd

iv) Rotation, ad.

Lagren ska uppfylla de gränsvärden som är tillåtna för följande:

i) översättning

ii) Rotation

iii) Total skjuvspänning på grund av axiell kompression, horisontell deformation och rotation

iv) friktion

iv. Design av dispergeringsnät och spiraler:

När intensiteten av bärtrycket mellan lagerplattorna och betongytan överskrider det tillåtna värdet, är dispersionsgaller och spiraler anordnade för att fördela lasten på en bredare yta för att sänka trycket till inom säkra gränser. Om ökningen av betongspänningen utöver det tillåtna värdet inte är signifikant kan endast dispersionsgaller användas i två lager.

Dispersionsgaller är förstärkta med en förstorad förstärkning av 6 mm till 10 mm diameter med 50 mm till 75 mm stigning som visas i figur 22.14. Vanligen placeras två skikt av dispersionsgaller med en diameter av 75 mm till 100 mm ovanför toppplattan eller under bottenplattan.

Spiralerna består av längsgående stavar bundna med tätt placerade bindemedel i form av spiral. Spiralerna fungerar som RC-kolumner och överför lasten från lagret till betongytan efter korrekt dispersion så att tryckintensiteten på betongytan ligger inom säkerhetsvärdet.

När belastningen fördelas över betongen genom dispersionsnätet och spiralspelaren, kan den tillåtna betongspänningen strax bakom lagerplattan ökas utöver det värde som ges med formeln i ekvation 22.1, vilket är tillämpligt i fall där dispersionsnät endast tillhandahålls.

Lasten på spiralkolonnen får inte överstiga det värde som anges av:

P = A c 6 co + A s 6 så + 2A sp 6 sp (22.12)

Var, P = Belasta på spiral kolonn i Newton

6co = Tillåtet direktspänning av betong, i MPa

6so = Tillåten spänning för längsgående stål i direkt kompression i MPa

Ac = tvärsnittsarea betong i kolonnkärnan (med undantag av ytan av längsgående stål) i mm 2

6sp = Tillåten spänning i spänning i spiralförstärkning = 95 MPa

Asp = ekvivalentarea spiralförstärkning (dvs volymen av spiralförstärkning per kolonnens längd).

I inget fall summan av termerna Ac 6co och 2 Asp. 6sp ska överstiga 0, 5 fck.

Material och specifikationer för lager:

För material och specifikationer för metallager,

jag. "Metallic Bearings" och för elastomera lager,

ii. "Elastomera lager" skall hänvisas.

Tillåtliga spänningar i stål som används för metalliska lager finns i tabell 22.2:

Exempel 1:

Konstruera ett mjukt stål rullager för en belastning på 1000 KN inklusive påverkan effekt. Given:

i) Friktionskoefficient för rullager = 0, 03 och

ii) Rörelse av rulle i någon riktning = 20 mm

Grundbegränsad betongspänning i kompression, 6co, från tabell 5.9 för M20 betong = 5, 0 MPa Ökat tillåtet värde kan erhållas från ekvation 22.1 med hjälp av dispersionsnät. Förutsatt en piedestal storlek 750 x 450 x 150 mm, A 1 = 750 x 450 och A 2 = 650 x 350.

Också från tabell 22.1 är K för mild stålrulle

p = 8d eller 1667 = 8d; eller d = 1667/8 = 208 mm. Säg 200 mm.

Exempel 2:

Utforma spiralförstärkningen för en hörsel med plåtstorlek på 500 x 700 och med en belastning på 3000 KN.

Lösning:

Betongspänning vid botten av plattan = 3000 x 10 3/500 × 700 = 8, 57 MPa

Detta överskrider den grundläggande tillåtna kompressionsspänningen, för M20 betong, 6co = 5, 0 MPa eller 6, 28 MPa, även om en piedestal på 650 x 850 mm med dispersionsnät används. Därför föreslås att dispersionsgaller med spiralförstärkning tillhandahålls.

Två tal, spiralformade spiraler med 500 diameter, såsom visas i fig 22.13, föreslås användas.

Detta är större än (1603 + 931) x 10 3 dvs 2534 KN. Därför är spiralpelaren tillräcklig för att överföra designbelastningen på 3000 KN från lageret. Dispersionsnätets relativa position och spiralkolonnen under lagret visas i fig 22.14.

Skydd och underhåll av lager:

I en brokonstruktion utgör lagren en mycket viktig funktionell del som hela överbyggnaden beror på och därför bör de skötas med stor omsorg och underhållas i gott skick.

Periodisk inspektion av lager bör göras och de ska rengöras från damm, skräp etc. Metalllagren ska smörjas för effektiv och problemfri service. Fig. 22.15 visar en fettlåda för skydd av ett metallrullager.