Bruk av lagre under broen: 7 Typer

Denne artikkelen kaster lys over de øverste syv typer lagrene som brukes under broene. Typer er: 1. Mindre stållejer 2. Hardt kobberlegering og rustfritt stållejer 3. Stållejer 4. Elastomere kutelagre 5. Elastomere kullager 6. PTFE-kullager 7. Forsterkede betonglejer.

Type nr. 1. Mindre stållejer:

Lett stål kan brukes til fremstilling av rocker-, rull- eller platelager. For å holde rustfrie stållagrene fri, blir de ofte nedsenket i fett ved å gi fettbokser. Imidlertid er det observert at på grunn av mangel på skikkelig vedlikehold blir rustfrie stållagre rustet over tid, noe som resulterer i faktisk økning av friksjonskoeffisienten over designverdien.

Dette genererer ekstra horisontal kraft på toppen av brygger og anker. Av denne grunn og også på grunn av tilgjengeligheten av andre typer lagre som er egnet for dette spekteret, f.eks. Neopren, PTFE etc., blir ikke mildt stålplater laget ofte som tidligere gjort.

Type # 2. Hardkopperlegering og rustfritt stållejer:

Hard kobberlegering eller rustfritt stålplater er favorisert mer enn MS-platelagre fordi de er rustfrie og har mindre friksjonsmotstand. I likhet med rocker og rullelagre, benyttes to typer platelagre, dvs. hengslet platelager ved den faste enden (figur 22.1-a) og glideplaten (fig. 22.1-b) ved den frie enden.

Hengslet lageret består av en buet toppplate over en flat bunnplate med en pinne i midten som tillater rotasjon, men forhindrer oversettelse i alle retninger. Glideleieret består av en plate over den andre med grafitt eller fett mellom platene for enkel bevegelse. Stoppplater sveises til bunnplaten for å forhindre sideveis bevegelse.

Type # 3. Stållejer:

Jeg. Stålruller:

Rullelager tillater både lineære og rotasjonsbevegelser. Enkelrulle (Fig. 22.2-a) brukes til rullelagre med moderat kapasitet, men når rullelager skal konstrueres for større kapasiteter, økes antallet ruller ved å holde diameteren på rullene nesten det samme som for enkelt rullelager.

Feilfri støping av ruller med diameter på mer enn 200 mm blir vanskelig, og i slike tilfeller blir det vanskelig å detektere defekter i støpegods som tappet luft, bobler etc. ved røntgenprøve hvis ruller er laget av større diameter. Når antall ruller i en samling av ruller overstiger to, reduseres den tillatte belastningen på hver ovn.

I flere rullelagre (figur 22.2-b) settes en mellomliggende plate kjent som "Sadelplate" mellom samlingen av ruller og topplaten. Sadelplaten fungerer som et medium for å tillate både rotasjonen og oversettelsen.

Rullene forhindres fra overflødig rulling ved å tilveiebringe lommer eller stoppplater, idet bevegelsen i tverrretningen blir forhindret av styrene. Disse veiledningene sikrer også jevn og regelmessig bevegelse av rullene. Samlingen av ruller er forbundet med en tverrstang for å opprettholde fast avstand av rullene under bevegelse.

Pendulformede segmentruller (lastbæreevne redusert med 50%) gjøres noen ganger ved å eliminere sidene av hele sirkelen for å spare noen materialer, men fulle sirkelruller foretrekkes for segmentruller siden den tidligere lindrer de store belastningene ved punktet kontakt på en bedre måte.

Videre har det blitt observert at hele sirkelrullageret har forhindret overbygningen til å løsrive seg selv når det var for høyt tilt eller rotasjon i rullen på grunn av differensiell oppgjør av fundamentet. Segmentvalser, hvis brukt i slike tilfeller kunne ikke ha avverget katastrofen.

ii. Steel Rocker:

Mens rullelagerene tillater både rotasjonen og oversettelsen av endene av overbygningen, tillater rockerlagrene bare rotasjonen. Lageret kalles "Rocker" fordi toppplaten stikker over bunnplaten.

I figur 22.3 er to typer rockerlager vist. Forskjellen i typene ligger i arrangementet for å hindre langsgående og tverrgående bevegelse av toppplaten og også i gyngeplaten - i en flate overflate bergarter over konvekse overflater og i den andre konvekse overflaten bergarter over flat overflate.

Type # 4. Elastomere pute lagrene:

Elastomere lagre kan være laget av enten naturgummi eller syntetisk gummi. Neoprenlagrene laget av syntetisk gummi brukes vanligvis i India. Den vertikale belastningen fra overbygningen er tatt av neoprenlagrene når kompressive belastninger og kompressive spenninger utvikles i neoprenpute (figur 22.4-a).

Den horisontale kraften fra overbygningen motvirkes imidlertid av skjærebelastningen og skjærspenningen (figur 22.4-b). Ved rotasjon av overbygningen i vertikalplanet på grunn av belastning og andre effekter, økes den ensartede trykkstammen som produseres av den vertikale lasten på den ene siden og reduseres på den andre siden (figur 22.4-c).

U-anstrengte neoprenputer bøyer mer (Fig. 22.4-a) og reduserer dermed deres lastbærende kapasitet og som sådan er det ikke tillatt å bruke neoprenleger. I disse festede padsene er stål eller laminater innlagt mellom flerlags pads som vist i figur 22.5-a.

Disse stållaminatene er godt bundet av vulkaniseringsprosessen med neoprenlagene og reduserer dermed utbulingseffekten og øker dermed deres lastbærende kapasitet (figur 22.5-c og 22.5-d).

Type nr. 5. Elastomere kullager:

Elastomere kullager kan brukes opp til et spenn på ca. 30 meter. Når spenningen er mer, er både den vertikale lasten og rotasjonen på lagrene store, og som sådan er kollagrene i slike tilfeller funnet uegnet.

Potelager som er begrenset elastomere, er svaret på en slik situasjon. Pottelagerene er sammensatt av relativt tynn, uomsatt sirkulær neoprenpute helt innelukket i en stålpotte som har en sirkulær innkapsling for neoprenpute (figur 22.6).

Teflonlaget som er anordnet mellom lopplaten og mellomplaten tillater horisontal bevegelse av dekket mens den innesluttede neoprenpute inne i potten tillater rotasjonen. Denne typen lagre er ideelt egnet for skrå og buede broer hvor bevegelsesretningen varierer, og disse lagrene kan ta både translasjons- og rotasjonsbevegelsen i hvilken som helst retning.

Type nr. 6. PTFE pute lagrene:

PTFE (Poly Tetra-Fluoro-Etylen) er et termoplast og er tilgjengelig under forskjellige handelsnavn som Teflon, Hostaflon, TF, Algoflon og Fluon etc. Polymeren har en god molekylær styrke, kjemisk inertitet og lav friksjonsfaktor.

Ren PTFE brukes ikke i brolagrene, siden den har lav motstand mot slitasje og følsomhet overfor kaldstrøm eller pløyingstendens under kompressive belastninger. Derfor blandes visse fyllmaterialer og forsterkningsmidler som glassfiber, grafittmolybdensulfid etc. eller en kombinasjon av dem. I sistnevnte tilfelle blir imidlertid de lave friksjonsegenskapene av en viss grad ofret.

To PTFE pads kan brukes, en glider mot den andre, men i så fall er det mulighet for mer pløying (kryp) effekt spesielt under svært høye trykk. Derfor er det vanligvis plassert under en matplate, normalt en rustfritt stålplate, som er korrosjon og værbestandig.

I slike tilfeller blir imidlertid friksjonsegenskapene redusert til en viss grad enn de som er tilgjengelige med to PTFE-pads. Det har blitt observert at selv med en matteplate av rustfritt stål, overføres mikro-tynnfilmen av PTFE-geler til matplaten etter få bevegelser og skaper en tilstand som om glidningen foregår mellom to PTFE-overflater.

Matteplaten skal ha tilstrekkelig margin på begge sider utover PTFE-puten, slik at selv etter glidingen blir belastninger fra overbygningen riktig overført til PTFE-padsene.

PTFE-padsene skal være godt bundet i basen med en basisplate eller en bakplate enten en stålplate eller en forsterket elastomert pute med sikte på å eliminere eller i det vesentlige minimere kryp under last. PTFE pads kan være bundet med høytemperatur epoksy lim under fabrikkstyrt tilstand.

Type nr. 7. Forsterkede betonglejer:

Støpejernslager er vanligvis svært kostbare og ikke lett tilgjengelige fra produsentene, og derfor, for mellomstore brønner der bruken av rulle- og vippelager er obligatorisk, brukes RC-lagrene noen ganger.

Siden lagrene er mest sårbare del av en brostruktur, bør spesiell forsiktighet tas i produksjonen av slike lagre. En rik betongblanding på 1: 1: 2 er vanligvis spesifisert for fremstilling av lagre.

Jeg. RC-ruller:

RC-ruller forsterkes tungt både i retning av overføring av last, så vel som i tverrretningen for å forhindre bruken av valsen (fig. 22.8). Interlocking spiraler er gitt både vertikalt og horisontalt for dette formålet. Dowel barer med kobberforing er gitt fra bryggen eller abutment cap til dekk gjennom rullens elliptiske hull.

Disse hullene tillater rulling av valsene når det er nødvendig, mens duggstengene forhindrer overrulling av valsene. Blyplater med en tykkelse på 6 mm til 10 mm brukes både på toppen og bunnen av valsene for jevn fordeling av lasten over valsene. Ledebladet hjelper også i lett rulling av rullene.

ii. RC Rocker:

RC Rocker er ingenting annet enn en RC-segmentrulle. I motsetning til støpejernslegering, tillater RC rocker lager både rotasjonene og oversettelsen (om enn i mindre grad) av dekk som ligner rullelager. Men i tilfelle rocker er det ikke gitt elliptisk hull, og dowel baren holder dekk i halvhengslet tilstand.

Full sirkel lagre fordeler belastninger på en bedre måte enn de segmentale lagrene. Dette gjelder for segmentell RC-rulle og rocker også, og som sådan anbefales disse ikke for adopsjon. Full sirkel RC rullelagre som vist i figur 22.8 ble brukt i Vest-Bengal i en rekke broer. I stedet for RC-rocker (segmentrulle) kan typen av rocker vist i figur 22.9 bli vedtatt.

iii. Krummet Pier Top (Rocker):

Noen ganger blir bryggetoppene buet og overbygningen hviler på den med et blyark i mellom dem. Funksjonen til blyarket er å fordele lasten jevnt på bryggehetten fra overbygningen.

Dowel barer foret med 16 gauge kobber ark fôr for å hindre rusting brukes til å holde dekk på plass. Den buede toppen av bryggen fungerer som et rockerlager, og som sådan skal være forsynt med en passende krøllingsradius for tilstrekkelig lastoverføring. Dispersjonsgitter eller spiraler som nødvendig skal gis både i overbygningen.

Denne typen lager er svært økonomisk og kan være egnet for medium span superstrukturer.