Gebruik van lagers onder de brug: 7 soorten

Dit artikel werpt licht op de zeven bovenste soorten lagers die onder de bruggen worden gebruikt. De types zijn: 1. Milde stalen lagers 2. Harde koperlegering en roestvrij stalen lagers 3. Stalen lagers 4. Elastomere padlagers 5. Elastomere paallagers 6. PTFE-padlagers 7. Versterkte betonnen lagers.

Type # 1. Lagers van zacht staal:

Milde staalsoorten kunnen worden gebruikt bij de vervaardiging van tuimel-, rol- of plaatlagers. Om zachtstalen lagers vrij van roest te houden, worden deze vaak ondergedompeld in vet door vetboxen aan te brengen. Gebleken is echter dat door een gebrek aan goed onderhoud, lagers van zacht staal in de loop van de tijd verroest raken, resulterend in een feitelijke toename van de wrijvingscoëfficiënt ten opzichte van de ontwerpwaarde.

Dit genereert extra horizontale kracht op de top van pijlers en landhoofden. Om deze reden en ook vanwege de beschikbaarheid van een ander type lagers geschikt voor dit bereik, namelijk neopreen, PTFE enz., Worden lagers van zacht staalplaat niet vaak gebruikt zoals eerder werd gedaan.

Type 2. Harde koperlegering en roestvrijstalen lagers:

Harde koperlegering of roestvrij stalen plaatlagers hebben meer de voorkeur dan MS-plaatlagers omdat ze roestvrij zijn en minder wrijvingsweerstand hebben. Net als bij tuimel- en rollagers worden twee typen plaatlagers gebruikt, namelijk scharnierende plaatlager aan het vaste uiteinde (Fig. 22.1-a) en het glijplaatlager (Fig. 22.1-b) aan het vrije uiteinde.

Het scharnierende lager bestaat uit een gebogen bovenplaat over een vlakke bodemplaat met een pen in het midden die rotatie mogelijk maakt maar translatie in elke richting voorkomt. Het glijlager bestaat uit één plaat over de andere met grafiet of vet tussen de platen voor eenvoudige beweging. De stopplaten zijn aan de bodemplaat gelast om zijwaartse beweging te voorkomen.

Type 3. Stalen lagers:

ik. Stalen Roller:

Rollagers maken zowel de lineaire als de roterende bewegingen mogelijk. De enkele rol (Fig. 22.2-a) wordt gebruikt voor rollagers, van matige capaciteit maar wanneer de rollagers voor grotere capaciteiten moeten worden ontworpen, wordt het aantal rollen verhoogd door de diameter van de rollen bijna te houden zoals voor enkellager.

Foutloos gieten van rollen met een diameter van meer dan 200 mm wordt moeilijk en in dergelijke gevallen wordt het detecteren van gebreken in gietstukken zoals afgetapte lucht, bellen enz. Door röntgenstralen testen moeilijk als rollen van grotere diameter worden gemaakt. Wanneer het aantal rollen in een assemblage van rollen groter is dan twee, wordt de toegestane belasting op elke i-oliemachine verlaagd.

In meervoudige rollagers (afbeelding 22.2-b) wordt een tussenplaat die bekend staat als "zadelplaat" ingevoegd tussen het samenstel van rollen en de bovenplaat. De zadelplaat functioneert als een medium voor zowel rotatie als translatie.

De rollen worden belet om overmatig te rollen door te voorzien in lippen of aanslagplaten, waarbij de beweging in de dwarsrichting wordt voorkomen door de geleiders. Deze geleiders zorgen ook voor een uniforme en regelmatige beweging van de rollen. Het samenstel van rollen wordt verbonden door een verbindingsstang om de vaste afstand van de rollen tijdens beweging te handhaven.

Segmentvormige segmentrollen (belastingsvermogen verminderd met 50%) worden soms gemaakt door de zijkanten van de volledige cirkel te verwijderen om wat materialen te sparen, maar volledige cirkelrollen hebben de voorkeur boven segmentrollen omdat de eerste de zware spanningen op het punt van contact op een betere manier.

Bovendien is waargenomen dat volledig cirkelrollager heeft voorkomen dat de bovenbouw losliet, zelfs wanneer er sprake was van overmatige kanteling of rotatie in de rol als gevolg van de differentiële afzetting van de fundering. Segmental rollers, indien gebruikt in dergelijke gevallen, kon de ramp niet hebben afgewend.

ii. Steel Rocker:

Terwijl de rollagers zowel de rotatie als de translatie van de uiteinden van de bovenbouw toestaan, laten de tuimelaarlagers alleen de rotatie toe. Het lager wordt "Rocker" genoemd omdat de bovenste plaat over de bodemplaat heen schommelt.

In Fig. 22.3 worden twee soorten tuimelaarlager getoond. Het verschil in de types ligt in de opstelling van het verhinderen van longitudinale en transversale beweging van de bovenplaat en ook in het schommelende oppervlak - in één, vlakke oppervlakterotsen over convex oppervlak en in de andere, convexe oppervlakte schommelt over vlakke oppervlakte.

Type # 4. Elastomere padlagers:

Elastomere lagers kunnen worden gemaakt van natuurlijk rubber of synthetisch rubber. Neopreen padlagers gemaakt van synthetisch rubber worden over het algemeen gebruikt in India. De verticale belasting van de bovenbouw wordt genomen door de neopreenlagers wanneer compressiestress en drukspanning worden ontwikkeld in het neopreenkussen (figuur 22.4-a).

De horizontale kracht van de bovenbouw wordt echter weerstaan ​​door de schuifspanning en schuifspanning (figuur 22.4-b). In geval van rotatie van de bovenbouw in het verticale vlak vanwege belasting en andere effecten, wordt de uniforme druksterkte die wordt geproduceerd door de verticale belasting aan één kant verhoogd en aan de andere kant verkleind (afbeelding 22.4-c).

Niet-gespannen neopreen-kussens zwellen meer uit (Fig. 22.4-a), waardoor hun draagvermogen wordt verminderd en als zodanig worden neopreenlagers met beperkte grip gebruikt. In deze terughoudende kussens zijn staal of laminaten geplaatst tussen meerlaagse kussens zoals getoond in Fig. 22.5-a.

Deze staallaminaten zijn goed gebonden door het proces van vulkanisatie met de neopreenlagen en verminderen dus het uitpuilende effect en verhogen bijgevolg hun draagvermogen (figuur 22.5-c en 22.5-d).

Type # 5. Elastomere potlagers:

Elastomere padlagers kunnen tot een lengte van ongeveer 30 m worden gebruikt. Wanneer de overspanning groter is, zijn zowel de verticale belasting als de rotatie op de lagers groot en als zodanig worden de kussenlagers in dergelijke gevallen ongeschikt bevonden.

Potlagers die opgesloten elastomere lagers zijn, zijn het antwoord voor een dergelijke situatie. De potlagers zijn samengesteld uit een relatief dunne niet-versterkte ronde neopreen pad die volledig is ingesloten in een stalen pot met een cirkelvormige omhulling voor de neopreen pad (Fig. 22.6).

De teflonlaag die tussen de kruipplaat en de tussenplaat is aangebracht, maakt een horizontale beweging van het dek mogelijk, terwijl het ingesloten neopreenkussen in de pot de rotatie mogelijk maakt. Dit type lagers zijn bij uitstek geschikt voor scheve en gebogen bruggen waar de bewegingsrichting varieert en deze lagers kunnen zowel de translatie als de rotatiebeweging in elke richting nemen.

Type # 6. PTFE-padlagers:

PTFE (Poly Tetra-Fluoro-Ethylene) is een thermoplast en verkrijgbaar onder verschillende handelsnamen zoals Teflon, Hostaflon, TF, Algoflon en Fluon etc. Het polymeer heeft een grote moleculaire sterkte, chemische inertie en lage wrijvingscoëfficiënt.

Zuiver PTFE wordt niet gebruikt in bruglagers omdat het een lage weerstand tegen slijtage heeft en vatbaar is voor koude stroming of neiging tot ploegen onder drukbelastingen. Daarom worden bepaalde vulmaterialen en versterkende middelen zoals glasvezel, grafiet molybdeensulfide enz. Of een combinatie daarvan gemengd. In het laatste geval worden de lage wrijvingseigenschappen echter enigszins opgeofferd.

Er kunnen twee PTFE-kussens worden gebruikt, de ene schuift tegen de andere, maar in een dergelijk geval is er een mogelijkheid van meer plooikracht (kruip), speciaal onder zeer hoge drukken. Daarom wordt het meestal onder een matplaat geplaatst, normaal een roestvrijstalen plaat, die corrosie- en weersbestendig is.

In een dergelijk geval zijn de wrijvingseigenschappen echter enigszins verminderd dan die beschikbaar met twee PTFE-kussens. Er is waargenomen dat zelfs met een roestvrijstalen matplaat de micro-dunne film van PTFE-gels na enkele bewegingen op de matplaat wordt overgebracht en een toestand creëert alsof het schuiven plaatsvindt tussen twee PTFE-oppervlakken.

De matplaat moet aan beide zijden voldoende ruimte hebben voorbij de PTFE-pad, zodat zelfs na het glijden de belastingen van de bovenbouw op de juiste manier worden overgedragen naar de PTFE-pads.

De PTFE-kussens moeten op de juiste manier aan de basis worden vastgemaakt met een basisplaat of een steunplaat, hetzij een stalen plaat of een versterkt elastomeer kussen met het oog op het elimineren of aanzienlijk minimaliseren van kruip onder belasting. PTFE-pads kunnen worden gebonden met epoxykleefstoffen op hoge temperatuur onder fabrieksgecontroleerde omstandigheden.

Type # 7. Versterkte betonnen lagers:

Gietstalen lagers zijn gewoonlijk erg duur en niet gemakkelijk verkrijgbaar bij de fabrikanten en daarom zijn voor middenspoorbruggen waar het gebruik van rol- en tuimellagers verplicht is, RC-lagers soms gebruikt.

Aangezien de lagers het meest kwetsbare onderdeel van een brugconstructie zijn, moet bij de vervaardiging van dergelijke lagers speciale aandacht worden besteed. Een rijke betonmix van 1: 1: 2 wordt meestal gespecificeerd voor de vervaardiging van lagers.

ik. RC Roller:

RC-rollen zijn zwaar versterkt, zowel in de richting van de transmissie van de lading als in de dwarsrichting om de neiging van barsten van de roller te voorkomen (Fig. 22.8). Hiertoe worden zowel vertikaal als horizontaal koppelingsspiralen verschaft. Deuvelstangen met koperen voering worden vanaf de pier of de aanslagdop tot aan het dek door de elliptische gaten van de rollen verschaft.

Deze gaten maken het rollen van de rollen mogelijk wanneer dat nodig is terwijl de deuvelstangen het overwalsen van de rollen voorkomen. Loden platen met een dikte van 6 mm tot 10 mm worden zowel aan de bovenkant als aan de onderzijde van de rollen gebruikt voor een gelijkmatige verdeling van de belasting over de rollen. Het loden blad helpt ook bij het gemakkelijk rollen van de rollen.

ii. RC Rocker:

RC Rocker is niets anders dan een RC segmentwals. In tegenstelling tot een gegoten stalen rockerlager maakt het RC-tuimelaarlager zowel de rotaties als de translatie (hoewel in mindere mate) van het dek mogelijk, vergelijkbaar met rollagers. Maar in het geval van een wip is er geen elliptisch gat en de deuvelbalk houdt het dek in een half-scharnierende toestand.

Volledige cirkellagers verdelen belastingen op een betere manier dan de segmentale lagers. Dit geldt ook voor segmentale RC-rol en rocker en als zodanig worden deze niet aanbevolen voor gebruik. Volledige cirkel RC-rollagers zoals getoond in Fig. 22.8 werden in West-Bengalen in een aantal bruggen gebruikt. In plaats van een RC-wip (segmentwals) kan het type wip afgebeeld in Fig. 22.9 worden gebruikt.

iii. Gebogen Pier Top (Rocker):

Soms zijn de toppen van de pier gebogen en rust de bovenbouw erop met een loden plaat ertussen. De functie van de voorplaat is om de belasting gelijkmatig over de pier-kap van de bovenbouw te verdelen.

Deuvelstangen bekleed met 16 gauge koperen plaatvoering om roest te voorkomen worden gebruikt om het dek in positie te houden. De gebogen bovenkant van de pier fungeert als een rockerlager en dient als zodanig te worden voorzien van de juiste kromtestraal voor voldoende krachtoverbrenging. Dispersieroosters of spiralen zoals nodig zijn beide aangebracht in de bovenbouw.

Dit type lager is zeer economisch en kan geschikt zijn voor middelgrote overspanningen.