Sferiniai seisminiai izoliaciniai guoliai greitkelių tiltams (SSIB)

1.1, apibrėžimas
A sferinis guolisg yra konstrukcinis įtaisas (didelės apkrovos kelių sukimosi{0} guolis, ty HLMB), sukurtas perduoti apkrovas tarp tilto antstato ir pagrindo, tuo pat metu prisitaikant prie kelių krypčių sukimosi - ir, kai kuriose konstrukcijose, ribotus judesius. Guolis susideda iš įgaubto sferinio paviršiaus, sujungto su išgaubtu sferiniu paviršiumi, leidžiančiu sklandžiai suktis apie bet kurią horizontalią ašį.
Tiltų inžinerijoje sferiniai guoliai naudojami:
- Perkelkite vertikalias apkrovas, horizontalias jėgas ir išilginius arba skersinius poslinkius pagal konstrukcijos reikalavimus.
- Leisti sukimusi, kuriuos sukelia eismo apkrovos, šiluminis plėtimasis ir susitraukimas, seisminiai poveikiai, šliaužimas ir tilto konstrukcijos susitraukimas.
- Užtikrinkite didelę apkrovą-atlaikančią galią ir minimalią trintį, naudodami mažos-trinties slystančias medžiagas (pvz., PTFE) ir korozijai{5}}atsparius nerūdijančiojo plieno paviršius.
Šie guoliai paprastai gaminami laikantis atitinkamų nacionalinių ir tarptautinių standartų, tokių kaip GB/T 17955 (Kinija), AASHTO LRFD tilto projektavimo specifikacijos (JAV) ir EN 1337-7 (Europa), užtikrinant veikimo patikimumą, saugą ir patvarumą naudojant ilgo-tarpatramio ir didelės apkrovos tiltus.

1.2, taikymo sritis
Šiame straipsnyje apibrėžiamos specifikacijos, projektavimo parametrai, gamybos reikalavimai, bandymai, montavimas ir priežiūraSferinės seisminės izoliacijos guoliai (SSIB)skirtas tiltams, atitinkantis tiek Kinijos, tiek tarptautinius kodus.
1.3, taikomi standartai:
Regionas|Standartinis kodas|Pavadinimas|Taikymo sritis
Kinija|GB/T 17955-2009 |Sferiniai guoliaitiltams|Tiltų sferinių guolių projektavimo, gamybos ir bandymo reikalavimai.
Kinija|GB/T 32836-2016 |Sferiniai guoliai plieninėms konstrukcijoms| Papildomi reikalavimai plieno konstrukcijoms.
Kinija|JTG/T 2231-01-2020|Greitkelių tilto guolių specifikacijos|Greitkelių tilto guolių eksploataciniai ir kokybės reikalavimai.
Europa|EN 1337-7 |Konstrukciniai guoliai– 7 dalis. Sferiniai guoliai|Medžiagos, geometrijos, trinties ir bandymo reikalavimai.
Europa|EN 15129:2018 |Anti{0}}seisminiai įrenginiai| Seisminės izoliacijos dizainas konstrukcijoms.
JAV|AASHTO LRFD tilto projektavimo specifikacijos (2023 m.) 14 skyrius|Guoliai ir plėtimosi įtaisai|Projektavimo metodika skirtasferiniai guoliai.
JK|BS 5400 9 dalis |Tilto guoliai| Projektavimo ir montavimo reikalavimai.

2.1, funkcija:
Sferiniai seisminės izoliacijos guoliaiužtikrinti sukimosi sąsają tarp tilto antstato ir pagrindo, tuo pačiu leidžiant kontroliuojamam slydimui išsklaidyti seisminę energiją.

2.2, pagrindiniai komponentai:

• 1. Viršutinė įgaubta plokštė – didelio -stiprumo anglinis plienas (Q345 arba ASTM A709 50 klasė) su tiksliai apdirbtu įgaubtu paviršiumi.
• 2. Sferinis slankiojantis elementas – Nerūdijantis plienas (AISI 304/316) su klijuotu PTFE arba UHMWPE sluoksniu.
• 3. Apatinė išgaubta plokštė – atitinka kreivumą, perkelia vertikalią apkrovą.
• 4. Suvaržymo sistema – pasirenkami kreipiamieji strypai arba suvaržymai, skirti vienakrypčiui judėjimo valdymui.
• 5. Seisminės energijos išsklaidymo elementas – pasirenkami didelio slopinimo sluoksniai.

2.3, Tipai ir klasifikacijos
Pagal skirtingus funkcinius reikalavimus sferinius guolius galima suskirstyti į šiuos tipus:

• 1,Fiksuoti sferiniai guoliai
• Fiksuoti sferiniai guoliai neleidžia horizontaliai pasislinkti, bet gali laisvai suktis. Jie tinka konstrukcinėms dalims, kurioms reikia apriboti horizontalų judėjimą, leidžiant suktis.
• 2,Vienakrypčiai slydimo sferiniai guoliai
• Vienakrypčiai slydimo sferiniai guoliai leidžia slysti viena kryptimi. Jie taikomi konstrukcijoms, kurioms taikomi specifiniai poslinkio reikalavimai, pavyzdžiui, išilginio poslinkio reguliavimas tam tikruose tiltuose.
• 3, Daugiakrypčiai slydimo sferiniai guoliai
• Daugiakrypčiai slydimo sferiniai guoliai gali slysti bet kuria horizontalia kryptimi. Jie tinka žemės drebėjimų-srityms arba ilgiems-tiltams, kad būtų galima atlaikyti sudėtingas apkrovos sąlygas.
• 4, Seisminiai sferiniai guoliai
• Seisminiuose sferiniuose guoliuose dažniausiai yra įrengti slopinimo įtaisai, kurie gali suteikti papildomą energijos išsklaidymo pajėgumą žemės drebėjimų metu ir pagerinti konstrukcijų seismines charakteristikas.

2.4, Taikymo sritysSferiniai guoliai
Dėl puikių eksploatacinių savybių sferiniai guoliai plačiai naudojami šiose srityse:

• 1, ilgo-tarpatramio tiltai
• Ilgo-tarpatramio tiltuose, pvz., lyniniuose-tiltuose, kabančiuose tiltuose ir arkiniuose tiltuose, sferiniai guoliai gali veiksmingai prisitaikyti prie poslinkių ir sukimų, kuriuos sukelia temperatūros pokyčiai, transporto priemonės apkrovos ar vėjo apkrovos.
• 2, aukštybiniai pastatai
• Aukštybiniai pastatai{0}}siūbuoja veikiant vėjo apkrovoms ar seisminiams poveikiams. Sferiniai guoliai gali sumažinti konstrukcijos įtempimą ir pagerinti pastatų stabilumą bei saugumą.
• 3, stadionai ir didelės{1}}erdvės struktūros
• Didelės{0}}tarpatramio erdvės konstrukcijose, pvz., sporto salėse ir konferencijų centruose, sferiniai guoliai gali prisitaikyti prie sudėtingų apkrovų ir užtikrinti konstrukcijų stabilumą bei ilgaamžiškumą.
• 4, Atominės elektrinės ir pagrindinė infrastruktūra
• Pagrindinėje infrastruktūroje, pavyzdžiui, atominėse elektrinėse ir didelėse užtvankose, sferiniai guoliai gali užtikrinti patikimą atramą ir seisminį atsparumą, kad būtų užtikrinta konstrukcijos sauga.

2.5, Sferinių guolių privalumai ir iššūkiai
1, privalumai:
• Didelė{0}}laikomoji galia: gali atlaikyti kelių tūkstančių tonų apkrovas.
• Daugiakryptis poslinkio pritaikymas: gali prisitaikyti ir prie sukimosi, ir prie horizontalaus poslinkio vienu metu.
• Didelis ilgaamžiškumas: pagamintas iš labai{0}}našių medžiagų, užtikrinančių ilgą tarnavimo laiką.
• Puikus seisminis našumas: plačiai naudojamas{0}}žemės drebėjimo vietose.

2, iššūkiai:
• Aukšti gamybos tikslumo reikalavimai: norint apdoroti sferinį paviršių ir suderinti slystančias medžiagas, reikalingi didelio{0}}tikslumo procesai.
• Santykinai didelės priežiūros išlaidos: slankiojančias medžiagas arba sandarinimo įtaisus gali tekti pakeisti po ilgo{0}}naudojimo.
• Sudėtingas dizainas: reikalingas individualus dizainas pagal konkrečius inžinerinius poreikius.

3.1 Techninės specifikacijos
Dizaino parametrai (įprastas gamybos diapazonas):
Vertikali apkrova: 1 000 – 50 000 kN
Horizontalaus poslinkio talpa: ±50–±250 mm
Sukimosi talpa: didesnė arba lygi 0,03 rad (~1,7 laipsnio)
Trinties koeficientas (μ): 0,03–0,06 (statinis), 0,02–0,05 (dinaminis)
Slopinimo koeficientas (HDR tipas): 8–25 %
Aptarnavimo temperatūros diapazonas: nuo -40 laipsnių iki +60 laipsnių (iki +70 laipsnio specialus)
Tarnavimo laikas: Didesnis arba lygus 50 metų
Seisminis našumas: didesnis arba lygus 0,3 g projektinis pagreitis

3.2, patentas
 

Komponentas|Medžiaga|Standartinis
Guolių plokštės|Q345, Q420, ASTM A709|GB/T 1591, ASTM A709
Sferinis stumdomas elementas|Nerūdijantis plienas AISI 304/316|ASTM A240
Slankusis paviršius|Virgin PTFE, UHMWPE|ASTM D4894
Lubrikantas|Silikono -pagrindas|Gamintojo spec
Tvirtinimo varžtai|8.8 klasė / ASTM A325|GB/T 5782, ASTM A325

Paviršiaus šiurkštumas (slystantis paviršius): Ra Mažesnis arba lygus 0,2 μm
Tolerancija plokštumui: 0,5 mm arba lygi 1000 mm
Kietumas (slankioji plokštė): didesnis arba lygus HB 220
PTFE sukibimo stipris: didesnis arba lygus 3 MPa šlyties
Visi guoliai yra 100 % gamykloje{1}}išbandyti dėl matmenų tikslumo, apkrovos-deformacijos kreivės, trinties koeficiento esant projektinei apkrovai ir vizualinių defektų.

6.1 Bendrieji reikalavimai
Visiems sferiniams seisminės izoliacijos guoliams turi būti atlikti tipo bandymai, įprasti bandymai ir priėmimo bandymai pagal Kinijos ir tarptautinius standartus.
6.2 Testų klasifikacija
Tipo bandymai – įrodykite konstrukcijos atitiktį (kartą kiekvienam naujam dizainui)
Įprasti testai – patikrinkite gamybos kokybę (kiekviena partija)
Priėmimo testai – galutinis gaminio patvirtinimas prieš pristatymą (100 % guoliai)
6.3 Konkretūs bandymai ir reikalavimai
Vertikalios apkrovos bandymas – liekamoji deformacija, mažesnė arba lygi 0,3 mm, nėra matomų pažeidimų.
Horizontalaus poslinkio bandymas – trinties koeficientas μ Mažesnis arba lygus 0,06, paviršius nepažeistas po 50 ciklų.
Sukimosi talpos testas – sklandus judėjimas, kai sukimasis didesnis arba lygus 0,03–0,05 rad.
Susidėvėjimo ir nuovargio testas – PTFE storio praradimas po ciklų mažesnis arba lygus 1 %.
Seisminio modeliavimo bandymas – slopinimo koeficientas ±2 % nuo konstrukcijos, poslinkis tarpo ribose.
Temperatūros bandymai – trinties kitimas Mažiau arba lygus ±15% nuo kambario temperatūros.
Atsparumo korozijai bandymas – Po 500 h druskos purškimo dangos gedimo nėra.
6.4 Gamyklos kokybės kontrolės procedūros
Įeinančių medžiagų patikrinimas - Ultragarsinis plieno patikrinimas, PTFE tankis ir stiprumas.
In-Process QC – plokštės apdirbimo tolerancija ±0,2 mm, suvirinimo patikrinimas.
Galutinė apžiūra – matmenų patikrinimas, ženklinimo patikra.
6.5 Dokumentacija ir atsekamumas
Tvarkykite medžiagų bandymo sertifikatus, gamyklos gamybos kontrolės įrašus ir atitikties sertifikatus.
6.6 Priėmimo kriterijų santrauka
Vertikali deformacija mažesnė arba lygi 0,3 mm, trintis mažesnė arba lygi 0,06, PTFE nusidėvėjimas mažesnis arba lygus 1%, sukimasis didesnis arba lygus 0,03 rad.
6.7, tipo bandymai ir ataskaitos.

6.7.1, Bandymo įranga
 

6.7.2, Testavimo ataskaitos

Paruošimas – Patikrinkite guolio sėdynės leistinąją nuokrypį ir varžtų padėtį.
Montavimo žingsniai – pakelkite antstatą, nustatykite guolį, pritvirtinkite, patikrinkite, atleiskite kėliklius.
Atstumas – išlaikykite 50 mm arba didesnį seisminį tarpą.

6 mėnesiai: vizualinis patikrinimas
2 metai: funkcinis patikrinimas
5 metai: Detali apžiūra
25 metai: kapitalinis remontas

Supakuokite į drėgmei atsparią -įvyniojimą, laikykite vėdinamoje vietoje, ne daugiau kaip 3 sluoksnius.

10.1, greitkelių tiltų sferinių guolių QZ specifikacijos.
10.2, greitkelių tiltų LQZ sferinių guolių specifikacijos

Tobulėjant inžinerinėms technologijoms,sferiniai guoliainuolat diegia naujoves, o ateityje gali išryškėti šios tendencijos:

• 1, protingi guoliai:
• Integruoti su jutiklių technologija, jie gali stebėti guolių įtempimą, poslinkį ir susidėvėjimą realiuoju laiku, kad būtų galima išmaniai perspėti ir atlikti techninę priežiūrą.
• 2, naujų medžiagų taikymas
• Tokios medžiagos kaip grafenu{0}}sustiprinti kompozitai ir savaime-tepančios medžiagos gali pagerinti sferinių guolių patvarumą ir slydimą.
• 3, ekologiškas ir aplinkos apsaugos dizainas
• Perdirbamų medžiagų arba mažos{0}}trinties aplinkos apsaugos dangų naudojimas gali sumažinti poveikį aplinkai.
• 4, 3D spausdinimo technologija
• 3D spausdinimo technologijos naudojimas sudėtingų formų guoliams gaminti gali pagerinti gamybos efektyvumą ir pritaikymo galimybes.

Populiarus Žymos: sferinės seisminės izoliacijos guoliai greitkelių tiltams (ssib), Kinijos sferiniai seisminiai izoliaciniai guoliai greitkelių tiltams (ssib) gamintojai, tiekėjai