Sferični seizmični izolacijski ležaji za aplikacije na avtocestnih mostovih (SSIB)

1.1, Definicija
A sferični medvedg je strukturna naprava (več-rotacijski ležaj za visoko obremenitev, tj. HLMB), zasnovana za prenos obremenitev med zgornjo in podkonstrukcijo mostu, hkrati pa omogoča več{3}}smerne rotacije in, v nekaterih izvedbah, omejene translacijske premike. Ležaj je sestavljen iz konkavne sferične površine, povezane s konveksno sferično površino, ki omogoča gladko kotno vrtenje okoli katere koli vodoravne osi.
Pri gradnji mostov se sferični ležaji uporabljajo za:
- Prenesite navpične obremenitve, vodoravne sile in vzdolžne ali prečne pomike v skladu z zahtevami načrtovanja.
- Upoštevajte zasuke, ki jih povzročajo prometne obremenitve, toplotno raztezanje in krčenje, potresni vplivi, lezenje in krčenje konstrukcije mostu.
- Zagotovite visoko{1}}nosilnost z minimalnim trenjem z uporabo drsnih materialov z nizkim{2}}trenjem (npr. PTFE) in korozijsko-odpornih površin iz nerjavečega jekla.
Ti ležaji so običajno izdelani v skladu z ustreznimi nacionalnimi in mednarodnimi standardi, kot so GB/T 17955 (Kitajska), AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (ZDA) in EN 1337-7 (Evropa), kar zagotavlja zanesljivost delovanja, varnost in vzdržljivost pri aplikacijah mostov z velikim-razponom in težkimi obremenitvami.

1.2, Področje uporabe
Ta člen opredeljuje specifikacije, konstrukcijske parametre, proizvodne zahteve, testiranje, namestitev in vzdrževanje zaSferični seizmični izolacijski ležaji (SSIB)namenjeno za aplikacije na mostu, v skladu s kitajskimi in mednarodnimi predpisi.
1.3, Veljavni standardi:
Regija|Standardna koda|Naslov|Področje uporabe
Kitajska|GB/T 17955-2009 |Sferični ležajiza mostove|Zahteve za načrtovanje, proizvodnjo in preskušanje sferičnih ležajev mostov.
Kitajska|GB/T 32836-2016 |Sferični ležaji za jeklene konstrukcije| Dodatne zahteve za uporabo v jeklenih konstrukcijah.
Kitajska|JTG/T 2231-01-2020|Specifikacije za ležaje avtocestnih mostov|Zahteve glede zmogljivosti in kakovosti za ležaje avtocestnih mostov.
Evropa|EN 1337-7 |Konstrukcijski ležaji– 7. del: Sferični ležaji|Zahteve glede materiala, geometrije, trenja in preskusa.
Evropa|EN 15129:2018 |Pro-potresne naprave| Zasnova potresne izolacije za strukturne aplikacije.
ZDA|Specifikacije projektiranja mostu AASHTO LRFD (2023), oddelek 14|Ležaji in ekspanzijske naprave|Metodologija oblikovanja zasferični ležaji.
Združeno kraljestvo|BS 5400 9. del |Ležaji za mostove| Zahteve za načrtovanje in namestitev.

2.1, funkcija:
Sferični potresnoizolacijski ležajizagotavljajo rotacijski vmesnik med zgornjim in spodnjim ustrojem mostu, hkrati pa omogočajo nadzorovano drsenje za razpršitev potresne energije.

2.2, glavne komponente:

• 1. Zgornja konkavna plošča – visoko{1}}ogljikovo jeklo (Q345 ali ASTM A709 razred 50) z natančno-obdelano konkavno površino.
• 2. Sferični drsni element – ​​nerjavno jeklo (AISI 304/316) z vezano plastjo PTFE ali UHMWPE.
• 3. Spodnja konveksna plošča – ustreza ukrivljenosti, prenaša navpično obremenitev.
• 4. Zadrževalni sistem – izbirni vodilni drogovi ali zadrževalniki za enosmerno kontrolo gibanja.
• 5. Element za disipacijo potresne energije – neobvezne plasti z visokim dušenjem.

2.3, Vrste in klasifikacije
Glede na različne funkcionalne zahteve lahko sferične ležaje razdelimo na naslednje vrste:

• 1,Fiksni sferični ležaji
• Fiksni sferični ležaji ne dopuščajo vodoravnega premika, lahko pa se prosto vrtijo. Primerni so za strukturne dele, ki morajo omejiti vodoravno gibanje, hkrati pa omogočiti vrtenje.
• 2,Enosmerni drsni sferični ležaji
• Enosmerni drsni sferični ležaji omogočajo drsenje v eno smer. Uporabljajo se za konstrukcije s posebnimi zahtevami po pomikih, kot je nastavitev vzdolžnega pomika v določenih mostovih.
• 3, Večsmerni drsni sferični ležaji
• Večsmerni drsni sferični ležaji lahko drsijo v kateri koli vodoravni smeri. Primerni so za potresna-območja ali za-mostove z dolgim-razponom za obvladovanje kompleksnih obremenitev.
• 4, Seizmični sferični ležaji
• Potresni sferični ležaji so običajno opremljeni z dušilnimi napravami, ki lahko zagotovijo dodatno zmogljivost disipacije energije med potresi in izboljšajo potresno učinkovitost konstrukcij.

2.4, Področja uporabeSferični ležaji
Zaradi svoje odlične zmogljivosti se sferični ležaji pogosto uporabljajo na naslednjih področjih:

• 1, Mostovi z dolgim-razponom
• Pri mostovih z velikim-razponom, kot so mostovi z vrvmi-, viseči mostovi in ​​ločni mostovi, se lahko sferični ležaji učinkovito prilagajajo premikom in vrtenjem, ki jih povzročajo temperaturne spremembe, obremenitve vozil ali obremenitve vetra.
• 2, Visoke-zgradbe
• Visoke-zgradbe se bodo zaradi obremenitev vetra ali potresnih vplivov zanihale. Sferični ležaji lahko zmanjšajo strukturne napetosti in izboljšajo stabilnost in varnost zgradb.
• 3, Stadioni in vesoljske-strukture velikega razpona
• V-prostorskih strukturah z velikim razponom, kot so telovadnice in kongresni centri, se lahko sferični ležaji prilagodijo kompleksnim obremenitvam in zagotovijo stabilnost in vzdržljivost struktur.
• 4, Jedrske elektrarne in ključna infrastruktura
• V ključni infrastrukturi, kot so jedrske elektrarne in veliki jezovi, lahko sferični ležaji zagotovijo zanesljivo podporo in potresno odpornost ter tako zagotovijo strukturno varnost.

2.5, Prednosti in izzivi sferičnih ležajev
1, prednosti:
• Visoka{0}}nosilnost: prenese obremenitve več tisoč ton.
• Prilagodljivost večsmernemu premikanju: zmožnost prilagajanja rotaciji in horizontalnemu premikanju hkrati.
• Velika vzdržljivost: izdelan iz visoko-zmogljivih materialov, ki zagotavljajo dolgo življenjsko dobo.
• Odlična potresna učinkovitost: pogosto se uporablja na potresno-območjih.

2, Izzivi:
• Visoke zahteve za natančnost izdelave: za obdelavo sferične površine in ujemanje drsnih materialov so potrebni visoko{0}}natančni postopki.
• Relativno visoki stroški vzdrževanja: po dolgotrajni-rabi bo morda treba zamenjati drsne materiale ali tesnilne naprave.
• Kompleksna zasnova: potrebna je zasnova po meri glede na posebne inženirske potrebe.

3.1 Tehnične specifikacije
Parametri oblikovanja (tipični proizvodni obseg):
Vertikalna nosilnost: 1.000 – 50.000 kN
Zmogljivost vodoravnega premika: ±50 do ±250 mm
Rotacijska zmogljivost: večja ali enaka 0,03 rad (~1,7 stopinje)
Koeficient trenja (μ): 0,03 – 0,06 (statično), 0,02 – 0,05 (dinamično)
Razmerje dušenja (tip HDR): 8 – 25 %
Razpon delovne temperature: -40 stopinj do +60 stopinj (do +70 stopinj posebno)
Življenjska doba: več kot ali enako 50 let
Seizmična zmogljivost: večja ali enaka 0,3g načrtnega pospeška

3.2, patent
 

Komponenta|Material|Standardno
Ležajne plošče|Q345, Q420, ASTM A709|GB/T 1591, ASTM A709
Sferični drsni element|Nerjaveče jeklo AISI 304/316|ASTM A240
Drsna površina|Virgin PTFE, UHMWPE|ASTM D4894
Mazivo|Na osnovi silikona-|Proizvajalec spec
Pritrdilni vijaki|Razred 8.8 / ASTM A325|GB/T 5782, ASTM A325

Površinska hrapavost (drsna površina): Ra Manjši ali enak 0,2 μm
Toleranca ravnosti: manjša ali enaka 0,5 mm na 1000 mm
Trdota (drsna plošča): Večja ali enaka HB 220
Trdnost spoja PTFE: Večja ali enaka 3 MPa striž
Vsi ležaji so 100-odstotno tovarniško-preizkušeni glede natančnosti dimenzij, krivulje-deformacije obremenitve, koeficienta trenja pod konstrukcijsko obremenitvijo in vizualnih napak.

6.1 Splošne zahteve
Za vse sferične seizmične izolacijske ležaje je treba opraviti tipske preskuse, rutinske preskuse in prevzemne preskuse v skladu s kitajskimi in mednarodnimi standardi.
6.2 Razvrstitev testov
Tipski preskusi – Dokažite skladnost načrta (enkrat na nov dizajn)
Rutinski testi – Preverite kakovost proizvodnje (vsaka serija)
Sprejemni testi – končna odobritev izdelka pred dostavo (100 % ležaji)
6.3 Posebni testi in zahteve
Preskus navpične obremenitve – Preostala deformacija Manjša ali enaka 0,3 mm, brez vidnih poškodb.
Preskus vodoravnega premika – koeficient trenja μ Manjši ali enak 0,06, brez poškodb površine po 50 ciklih.
Preskus rotacijske zmogljivosti – gladko gibanje pri rotaciji, večji ali enaki 0,03–0,05 rad.
Preskus obrabe in utrujenosti – Manj kot ali enako 1 % izgube debeline PTFE po ciklih.
Preizkus potresne simulacije – razmerje dušenja znotraj ±2 % zasnove, premik znotraj razdalje.
Temperaturni preskusi – nihanje trenja Manjše ali enako ±15 % od sobne temperature.
Preskus odpornosti proti koroziji – po 500 urah solnega razpršila ni poškodovanega premaza.
6.4 Tovarniški postopki nadzora kakovosti
Inšpekcija vhodnega materiala – ultrazvočno preverjanje jekla, gostota in trdnost PTFE.
In-Process QC – toleranca obdelave plošče ±0,2 mm, pregled zvarov.
Končni pregled – preverjanje dimenzij, preverjanje oznak.
6.5 Dokumentacija in sledljivost
Vzdržujte potrdila o preskusu materiala, zapise o nadzoru tovarniške proizvodnje in potrdila o skladnosti.
6.6 Povzetek meril sprejemljivosti
Navpična deformacija manjša ali enaka 0,3 mm, trenje manjša ali enaka 0,06, obraba PTFE manjša ali enaka 1 %, rotacija večja ali enaka 0,03 rad.
6.7, Tipsko testiranje in poročila.

6.7.1, Oprema za testiranje
 

6.7.2, Poročila o testiranju

Priprava – Preverite toleranco sedeža ležaja in položaje vijakov.
Koraki namestitve – Dvignite nadgradnjo, postavite ležaj, pritrdite, preverite, sprostite dvigalke.
Razdalja – vzdržujte seizmično režo večjo ali enako 50 mm.

6 mesecev: Vizualni pregled
2 leti: funkcionalni pregled
5 let: Podroben pregled
25 let: Remont

Zapakirajte v embalažo,-odporno na vlago, hranite v prezračenem prostoru, največ 3 plasti zložene.

10.1, Specifikacije za sferične ležaje QZ za avtocestne mostove.
10.2, Specifikacije za sferične ležaje LQZ za avtocestne mostove

Z razvojem inženirske tehnologije,sferični ležajinenehno uvajajo inovacije in v prihodnosti se lahko pojavijo naslednji trendi:

• 1, inteligentni ležaji:
• Integrirani s senzorsko tehnologijo lahko spremljajo obremenitev, premik in obrabo ležajev v realnem času za realizacijo inteligentnega zgodnjega opozarjanja in vzdrževanja.
• 2, Uporaba novih materialov
• Materiali, kot so-kompoziti, ojačani z grafenom, in samo{1}}mazalni materiali lahko izboljšajo vzdržljivost in drsno zmogljivost sferičnih ležajev.
• 3, zelena in okoljska zasnova
• Uporaba materialov, ki jih je mogoče reciklirati, ali zaščitnih premazov z nizkim-trenjem lahko zmanjša vpliv na okolje.
• 4, tehnologija 3D tiskanja
• Uporaba tehnologije 3D-tiskanja za izdelavo ležajev kompleksnih oblik lahko izboljša učinkovitost proizvodnje in zmožnosti prilagajanja.

Priljubljena oznake: sferični seizmični izolacijski ležaji za aplikacije na avtocestnih mostovih (ssib), Kitajska sferični potresno izolacijski ležaji za aplikacije na avtocestnih mostovih (ssib) proizvajalci, dobavitelji