Användning av lager under broen: 7 typer

Denna artikel slår på de översta sju typerna av lager som används under broarna. Typerna är: 1. Milda stållager 2. Hårda kopparlegeringar och rostfritt stållager 3. Stållager 4. Elastomera kullager 5. Elastomera kullager 6. PTFE-kullager 7. Förstärkta betonglager.

Typ # 1. Milda stållager:

Malt stål kan användas vid tillverkning av vipp-, rull- eller plattlager. För att hålla mjuka stållager fri från rost, nedsänks de ofta i fett genom att tillhandahålla fettlådor. Det har emellertid observerats att, på grund av brist på korrekt underhåll, blir mjuka stållagren rustade under tiden, vilket resulterar i en faktisk ökning av friktionskoefficienten över designvärdet.

Detta genererar ytterligare horisontell kraft på toppen av bryggor och abutments. Av denna anledning och även på grund av tillgången till andra typer av lager som är lämpliga för detta spännvidde, t.ex. neopren, PTFE etc., används vanliga stålplattlager ofta inte som tidigare gjorts.

Typ # 2. Hårdkopparlegering och rostfritt stållager:

Hård kopparlegering eller plåtlager av rostfritt stål favoriseras mer än MS-plattlager eftersom de är rostfria och har mindre friktionsbeständighet. På samma sätt som vipp- och rullager används två typer av plattlager, nämligen gångjärnsplatta på den fasta änden (bild 22.1-a) och glidplattans lager (bild 22.1-b) vid den fria änden.

Det gångjärniga lagret består av en krökt toppplatta över en platt bottenplatta med en stift i mitten som tillåter rotation men förhindrar översättning i vilken riktning som helst. Glidlageret består av en platta över den andra med grafit eller fett mellan plattorna för enkel rörelse. Stoppplattor svetsas till bottenplattan för att förhindra sidokörning.

Typ # 3. Stållager:

jag. Stålrulle:

Rullagerna tillåter både linjära och rotationsrörelser. Envalsvalsen (fig 22.2-a) används för rullager, med måttlig kapacitet men när rullagerna ska konstrueras för större kapacitet ökas antalet rullar genom att hålla rullarnas diameter nästan lika med som för rullager. enda rullager.

Felfri gjutning av rullar med diameter större än 200 mm blir svårt och i sådana fall blir detektion av defekter i gjutningar såsom tappluft, bubblor etc. med röntgenprov svårt om rullar är gjorda av större diameter. När antalet rullar i en sammansättning av rullar överstiger två, minskar den tillåtna belastningen på varje oljekälla.

I flera rullager (fig 22.2-b) sätts en mellanplatta känd som "Sadelplatta" mellan sammansättningen av rullar och topplattan. Sadelplattan fungerar som ett medium för att tillåta både rotation och översättning.

Rullarna förhindras från överskottsvalsning genom att anordna klackar eller stoppplattor, varvid rörelsen i tvärriktningen förhindras av styrningarna. Dessa guider säkerställer även en jämn och regelbunden rörelse av rullarna. Sammansättningen av rullar är förbunden med en kopplingsstång för att upprätthålla det fasta avståndet mellan rullarna under rörelse.

Pendelformade segmentvalsar (lastbärande kapacitet reducerad med 50%) görs ibland genom att eliminera sidorna av hela cirkeln för att spara några material, men hela cirkelrullar föredrar segmentrullar eftersom den förra lindrar de tunga påkänningarna vid punkten kontakta på ett bättre sätt.

Vidare har det observerats att hela cirkelrullageret har förhindrat överbyggnaden från att lossna, även om det fanns för högt lutning eller rotation i rullen på grund av differentiell avveckling av fundamentet. Segmentvalsar, om de används i sådana fall kunde inte ha avvärjt katastrofen.

ii. Stålskärare:

Medan rullagerna tillåter både rotation och översättningen av överbyggnadens ändar, tillåter vippelagerna endast rotationen. Lageret kallas "Rocker" eftersom toppplattan stenar över bottenplattan.

I figur 22.3 visas två typer av vipplager. Skillnaden i typerna ligger i arrangemanget för att förhindra längd- och tvärgående rörelse hos topplattan och även i vågytan - i en plan yta stenar över konvex yta och i den andra konvexa ytan stenar över plan yta.

Typ # 4. Elastomera kullager:

Elastomera lager kan vara gjorda av antingen naturgummi eller syntetiskt gummi. Neoprenplastlagren gjorda av syntetiskt gummi används vanligtvis i Indien. Den vertikala belastningen från överbyggnaden tas av neoprenlagren när kompressionsstam och kompressionsspänning utvecklas i neoprenplattan (fig 22.4-a).

Den horisontella kraften från överbyggnaden motstår emellertid mot skjuvspänningen och skjuvspänningen (fig 22.4-b). Vid överbyggnad av överbyggnaden i vertikalplanet på grund av belastning och andra effekter ökar den likformiga tryckstammen som produceras av den vertikala belastningen på ena sidan och reduceras på andra sidan (fig 22.4-c).

Un-ansträngda neoprenplattor buler mer (Fig. 22.4-a) och minskar därmed deras lastbärande kapacitet och sålunda används fasthållna neoprenlager. I dessa fasthållna dynor placeras stål eller laminat mellan flerskiktskuddar som visas i fig 22.5-a.

Dessa stållaminat är väl bundna genom vulkaniseringsförfarandet med neoprenskikten och reducerar därigenom utbuktningseffekten och ökar följaktligen deras lastbärande kapacitet (fig 22.5-c och 22.5-d).

Typ # 5. Elastomera kullager:

Elastomera kullagren kan användas upp till ett spänne på 30 m ungefär. När spänningen är mer är både den vertikala belastningen och rotationen på lagren stora och sålunda är kullagerna i sådana fall olämpliga.

Potlager som är begränsade elastomeriska lager är svaret på en sådan situation. Pottlagren är sammansatta av relativt tunn, oförvrängd cirkulär neoprenplatta helt innesluten i en stålkärl med en cirkulär hölje för neoprenplattan (fig 22.6).

Teflonskiktet som är anordnat mellan skivplattan och mellanplattan möjliggör horisontell rörelse av däcken medan den begränsade neoprenkudden inuti potten tillåter rotation. Denna typ av lager är idealiskt lämpad för skev och krökta broar där rörelseriktningen varierar och dessa lager kan ta både den translations- och rotationsrörelsen i vilken riktning som helst.

Typ # 6. PTFE-kullager:

PTFE (PolyTetra-Fluoro-Etylen) är en termoplast och är tillgänglig under olika handelsnamn, såsom Teflon, Hostaflon, TF, Algoflon och Fluon etc. Polymeren har en stor molekylhållfasthet, kemisk inertitet och låg friktionskoefficient.

Ren PTFE används inte i brolager eftersom den har låg motståndskraft mot slitage och mottaglighet för kallflöde eller plöjningstendens under tryckbelastningar. Därför blandas vissa fyllmedel och armeringsmedel, såsom glasfiber, grafitmolybdensulfid etc. eller en kombination av dem. I sistnämnda fall offras dock de låga friktionsegenskaperna i viss utsträckning.

Två PTFE-pads kan användas, en glider mot den andra, men i så fall finns det möjlighet att mer plöjning (kryp) effekt speciellt under mycket höga tryck. Därför placeras den vanligtvis under en mattplatta, normalt en rostfri plåt, som är korrosions- och väderbeständig.

I så fall reduceras friktionsegenskaperna i viss utsträckning än de som är tillgängliga med två PTFE-dynor. Det har observerats att även med en matsplatta av rostfritt stål, överföres den mikrofunna filmen av PTFE-geler till matplattan efter få rörelser och skapar ett tillstånd som om glidningen sker mellan två PTFE-ytor.

Mattplattan ska ha tillräcklig marginal på båda sidor bortom PTFE-dynan så att även efter glidningen överförs belastningar från överbyggnaden korrekt till PTFE-dynorna.

PTFE-dynorna ska vara ordentligt bundna vid basen med en bottenplatta eller en bakplatta antingen en stålplatta eller en förstärkt elastomerkudde med syfte att eliminera eller väsentligt minimera kryp under belastningar. PTFE-dynor kan vara bundna med epoxihämmare med hög temperatur under fabriksstyrat tillstånd.

Typ # 7. Förstärkta betonglager:

Gjutstål lager är vanligtvis mycket kostsamma och inte lättillgängliga från tillverkarna och därför, för medelstora broar där användningen av rull- och vipplager är obligatorisk används RC-lager ibland.

Eftersom lagren är mest sårbara del av en brokonstruktion, bör särskild försiktighet tas vid tillverkningen av sådana lager. En rik betongblandning av 1: 1: 2 anges vanligtvis för tillverkning av lager.

jag. RC-rulle:

RC-rullarna förstärks kraftigt både i överföringsriktningen såväl som i tvärriktningen för att förhindra att rullan spricker (fig 22.8). Interlocking spiraler tillhandahålls både vertikalt och horisontellt för detta ändamål. Dowel barer med kopparfoder är försedda från bryggan eller anliggningslocket upp till däck genom rullarnas elliptiska hål.

Dessa hål tillåter rullning av rullarna vid behov, medan spärrstängerna förhindrar överrullning av rullarna. Blyblad med en tjocklek av 6 mm till 10 mm används både i övre och nedre delen av rullarna för jämn fördelning av belastningen över rullarna. Ledarket hjälper också till att rulla rullarna lätt.

ii. RC Rocker:

RC Rocker är inget annat än en RC-segmentrulle. Till skillnad från gjutstångsrörlager tillåter RC-vredlager både rotationerna och översättningen (i viss utsträckning) av däcket som liknar rullager. Men i fall av vippan tillhandahålls inget elliptiskt hål och häftstången håller däcket i ett halvhängt tillstånd.

Fullcirkellagren fördelar laster på ett bättre sätt än segmentlagren. Detta gäller för segmentell RC-rullning och rocker också, och som sådana rekommenderas de inte för antagande. Fullcirkel RC rullager som visas i figur 22.8 användes i västra Bengal i ett antal broar. Istället för RC-rocker (segmentrulle) kan den typ av vippan som visas i figur 22.9 antas.

III. Böjd Pier Top (Rocker):

Ibland är bryggtopparna böjda och överbyggnaden vilar på den med ett blyark mellan dem. Huvudarkets funktion är att fördela lasten jämnt på brygghuven från överbyggnaden.

Dowel barer fodrade med 16 gauge kopparplåtfoder för att förhindra rostning används för att hålla däcket på plats. Den krökta toppen av piren fungerar som ett vipplager, och som sådant skall vara försedd med en korrekt krökningsradie för tillräcklig lastöverföring. Dispersionsnät eller spiraler som nödvändigt ska tillhandahållas både i överbyggnaden.

Denna typ av lager är väldigt ekonomisk och kan vara lämplig för mellanliggande överbyggnader.