Lager: Auswahl, Schutz und Wartung

Nach dem Lesen dieses Artikels erfahren Sie mehr über: - 1. Auswahl der Lager 2. Auslegung der Lager 3. Werkstoffe und Spezifikationen 4. Schutz und Wartung.

Auswahl der Lager:

ich. Berücksichtigung der Spannenlänge (einfach unterstützt):

(i) Keine Lager für Plattenbrücken mit einer Spannweite von bis zu 8 m außer der Bereitstellung von Dachpappe oder Teerpapier.

(ii) Plattenlager oder PTFE-Kugellager über 8 m und bis zu 15 m Spannweite.

(iii) MS- und RC-Wippenlager und Rollenlager mit einer Wippe von mehr als 15 m und bis zu 30 m Spannweite.

(iv) Neoprenpolsterlager über 8 m und bis zu 30 m.

(v) Neoprentopflager und Stahlrollen- und Kugellagerlager über 30 m hinaus.

ii. Berücksichtigung des Reibungswiderstandes:

Der Reibungskoeffizient für Wälzlager beträgt 0, 03 und der für Gleitplattenlager 0, 15 bis 0, 25, dh das 5- bis 8-fache des Wälzlagers. Die Längskraft, die über die Pfeiler oder Widerlager wirkt, hängt von der vertikalen Reaktion und dem Reibungswiderstand der Freilager ab.

Die Konstruktion von Fundamenten mit langen starren Pfeilern und Pfeilern wird durch diese Kraft stark beeinflusst. Wenn Lager mit höheren Reibungswiderständen über langen Pfeilern oder Pfeilern verwendet werden, steigen die Kosten für die Unterkonstruktion und das Fundament.

Daher können in dem Überbau, der auf langen Pfeilern und Widerlagern mit geringerer Spannweite ruht, Lager mit geringer Reibungswiderstandsfähigkeit, selbst bei einigen zusätzlichen Kosten, die Unterkonstruktion und die Fundamentkosten erheblich einsparen. Tabelle 5.5 gibt den Reibungskoeffizienten verschiedener Lagerarten an, die in der Konstruktion verwendet werden sollen.

Konstruktion von Lagern:

ich. Ober- und Unterseite der Rollen- und Kipplager:

Die Fläche der oberen und unteren Platten von Rollen-, Wippen- oder Plattenlagern kann aus der zu tragenden Last und dem sicher zulässigen Druck zwischen Beton- und Stahloberflächen bestimmt werden. Die zulässige Direktspannung in Beton kann durch Gleichung 22.1 erhöht werden, wenn Dispersionsgitter vorhanden sind. Wenn jedoch Spiralsäulen vorgesehen sind, kann ein höherer Wert als in Gleichung 22.12 angegeben zulässig sein.

P = A c 6 co + As 6 so + 2A sp 6 sp (22.12)

Die Dicke der Platten kann unter Berücksichtigung von Scherung oder Biegung ermittelt werden.

Der zulässige Lagerdruck 6 unter einem Lager ist gegeben durch:

ii. Design von Roller oder Rocker:

Die Kontaktfläche zwischen einer Walze und der Bodenplatte ist eine konvexe Fläche auf einer ebenen Fläche (Abb. 22.10a), während die Kontaktfläche zwischen einer oberen Platte und der Walze eine ebene Fläche auf einer konvexen Fläche ist (Abb. 22.10b).

Die Kontaktfläche zwischen der oberen oder unteren Platte und der Schaukelfläche kann eine der folgenden sein:

i) Konvexe Fläche über ebener Fläche (Fig. 22.10a)

ii) flache Oberfläche über konvexe Oberfläche. (Abb. 22.10b)

iii) Konkave Oberfläche mit größerem Radius über konvexe Oberfläche mit kleinerem Radius. (Abb. 22.10c).

iv) konvexe Oberfläche über konvexe Oberfläche. (Abb. 22.10d)

Bei der Bestimmung des Krümmungsradius der Kontaktfläche von Wälz- oder Kippellagern gilt die allgemeine Formel, die WL Scott in seinem Buch "Stahlbetonbrücken" gibt

Wenn p in Newton pro mm angegeben wird. Länge anstelle von Pfund pro Zoll Länge und wenn n und r 2 in mm angegeben sind. anstelle von Zoll wird die Gleichung 22.3 für Stahlgusslager mit K = 2840 zu

"Metallic Bearings" gibt die zulässigen Belastungen der Zylinderrollen an, die auf den oben genannten Prinzipien basieren, mit einigen modifizierten Werten der Konstanten für Weichstahl und hochfesten Stahl. Diese sind nachstehend wiedergegeben (p wird in N pro mm und d in mm angegeben).

(a) Zylinderrollen auf flachen Oberflächen

P = Kd

(b) Zylinderrollen auf gekrümmten Oberflächen

Die Werte von K in den Gleichungen 22.8 und 22.9 sowohl für Weichstahl und hochfesten Stahl als auch für Einzel- oder Doppelrollen und drei oder mehr Rollen sind in Tabelle 22.1 angegeben:

Für Stahlbetonwalzen auf ebener Fläche wird der Wert von K, wenn p in Newton pro mm Länge und d in mm ist, wie zuvor bewertet.

iii. Design von Elastomerlagern:

Die Auslegung von Elastomerlagern erfordert die folgenden lokalen Auswirkungen:

i) Normale Lasten, Nd

ii) Horizontale Lasten, Hd

iii) Auferlegte Übersetzung, Hd

iv) Rotation, αd.

Die Lager müssen die zulässigen Grenzwerte für Folgendes erfüllen:

i) Übersetzung

ii) Rotation

iii) Gesamtschubspannung aufgrund axialer Kompression, horizontaler Verformung und Rotation

iv) Reibung

iv. Design von Dispersionsgittern und Spiralen:

Wenn die Intensität des Lagerdrucks zwischen den Lagerplatten und der Betonoberfläche den zulässigen Wert übersteigt, werden Verteilungsgitter und Spiralen bereitgestellt, um die Last auf einen größeren Bereich zu verteilen, um den Druck auf sichere Grenzen zu bringen. Wenn der Anstieg der Betonspannung über den zulässigen Wert hinaus nicht signifikant ist, können nur Dispersionsgitter in zwei Schichten verwendet werden.

Dispersionsgitter sind eng beabstandete Verstärkungen von 6 mm bis 10 mm Durchmesser mit einem Abstand von 50 mm bis 75 mm, wie in Abb. 22.14 gezeigt. Üblicherweise werden zwei Schichten von Dispersionsgittern in einem Abstand von 75 mm bis 100 mm über der oberen Platte oder unter der unteren Platte angeordnet.

Die Spiralen bestehen aus Längsstäben, die mit eng beabstandeten Bindemitteln in Form von Helix verbunden sind. Die Spiralen fungieren als RC-Säulen und übertragen die Last vom Lager auf die Betonoberfläche nach ordnungsgemäßer Verteilung, so dass die Druckintensität auf der Betonoberfläche innerhalb des sicheren Werts liegt.

Wenn die Last durch das Dispersionsgitter und die Spiralsäule auf den Beton verteilt wird, kann die zulässige Betonspannung direkt hinter der Tragplatte über den Wert hinausgehen, der durch die Formel in Gleichung 22.1 angegeben wird. Dies ist nur möglich, wenn nur Dispersionsgitter vorhanden sind.

Die Belastung der Spiralsäule sollte den folgenden Wert nicht überschreiten:

P = A c 6 co + As 6 so + 2A sp 6 sp (22.12)

Wo, P = Belastung der Spiralsäule in Newton

6co = Zulässige direkte Betonspannung in MPa

6so = Zulässige Spannung für Längsstahl bei direkter Kompression in MPa

Ac = Querschnittsfläche des Betons im Säulenkern (ohne die Fläche des Längsstahls) in mm 2

6sp = Zulässige Zugspannung in der Spiralbewehrung = 95 MPa

Asp = Äquivalente Fläche der Spiralverstärkung (dh das Volumen der Spiralverstärkung pro Längeneinheit der Säule).

In keinem Fall ist die Summe der Terme Ac 6co und 2 Asp. 6sp soll 0, 5 fck überschreiten.

Materialien und Spezifikationen des Lagers:

Für Materialien und Spezifikationen für metallische Lager

ich. "Metalllager" und für Elastomerlager

ii. "Elastomerlager" sind zu bezeichnen.

Zulässige Spannungen in Stahl für metallische Lager sind in Tabelle 22.2 angegeben:

Beispiel 1:

Konstruieren Sie ein Wälzlager aus Weichstahl für eine Last von 1000 KN, einschließlich einer Schlagwirkung. Gegeben:

i) Reibungskoeffizient des Wälzlagers = 0, 03 und

ii) Bewegung der Walze in beide Richtungen = 20 mm

Zulässige Beton-Grundspannung bei Kompression, 6co, aus Tabelle 5.9 für M20-Beton = 5, 0 MPa Erhöhte zulässige Werte können aus Gleichung 22.1 unter Verwendung von Dispersionsgittern erhalten werden. Bei einer Sockelgröße von 750 x 450 x 150 mm gilt A 1 = 750 x 450 und A 2 = 650 x 350.

Auch aus Tabelle 22.1, K für Baustahl-Einzelrolle ist zu entnehmen

p = 8d oder 1667 = 8d; oder d = 1667/8 = 208 mm. Sagen Sie 200 mm.

Beispiel 2

Entwerfen Sie die Spiralverstärkung für ein Gehör mit einer Plattengröße von 500 x 700 und einer Last von 3000 KN.

Lösung:

Betonspannung am Boden der Platte = 3000 x 10 3/500 x 700 = 8, 57 MPa

Dies liegt über der zulässigen Druckspannung von M20-Beton (6co = 5, 0 MPa oder 6, 28 MPa), auch wenn ein Sockel von 650 x 850 mm mit Dispersionsgitter verwendet wird. Daher wird vorgeschlagen, ein Dispersionsgitter mit einer spiralförmigen Verstärkung bereitzustellen.

Es wird vorgeschlagen, zwei ineinandergreifende Spiralen mit einem Durchmesser von 500, wie in Fig. 22.13 gezeigt, zu verwenden.

Dies ist größer als (1603 + 931) × 10 3, dh 2534 KN. Somit reicht die Spiralsäule aus, um die Konstruktionslast von 3000 KN vom Lager zu übertragen. Die relative Position des Dispersionsgitters und der Spiralsäule unter dem Lager ist in Abb. 22.14 dargestellt.

Schutz und Wartung von Lagern:

In einer Brückenkonstruktion stellen die Lager ein sehr wichtiges Funktionsteil dar, von dem der gesamte Überbau abhängt. Daher sollten sie sorgfältig gepflegt und in gutem Zustand gehalten werden.

Die Lager sollten regelmäßig inspiziert und von Staub, Schmutz usw. befreit werden. Metalllager müssen für einen effizienten und störungsfreien Betrieb geschmiert werden. Abb. 22.15 zeigt eine Fettbox zum Schutz eines metallischen Wälzlagers.