แบริ่งแยกแผ่นดินไหวทรงกลมสำหรับการใช้งานสะพานทางหลวง (SSIB)

1.1 คำจำกัดความ
A แบริ่งทรงกลมg เป็นอุปกรณ์โครงสร้าง (แบริ่งแบบหมุนหลาย-รับน้ำหนักสูง เช่น HLMB) ที่ออกแบบมาเพื่อส่งโหลดระหว่างโครงสร้างส่วนบนของสะพานและโครงสร้างย่อยในขณะเดียวกันก็รองรับการหมุนหลาย- ทิศทาง และในบางการออกแบบ อาจมีการเคลื่อนไหวในการแปลที่จำกัด ตลับลูกปืนประกอบด้วยพื้นผิวทรงกลมเว้าประกบกับพื้นผิวทรงกลมนูน ช่วยให้การหมุนเชิงมุมรอบแกนนอนใดๆ เป็นไปอย่างราบรื่น
ในงานวิศวกรรมสะพาน มีการใช้ตลับลูกปืนทรงกลมเพื่อ:
- ถ่ายโอนโหลดในแนวตั้ง แรงในแนวนอน และการกระจัดตามยาวหรือตามขวางตามข้อกำหนดการออกแบบ
- อนุญาตให้มีการหมุนที่เกิดจากปริมาณการจราจร การขยายตัวและการหดตัวเนื่องจากความร้อน แผ่นดินไหว การคืบคลาน และการหดตัวของโครงสร้างสะพาน
- ให้ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง-โดยมีแรงเสียดทานน้อยที่สุดโดยใช้วัสดุเลื่อนที่มีแรงเสียดทานต่ำ (เช่น PTFE) และ-พื้นผิวผสมพันธุ์ที่ทำจากสเตนเลสสตีลที่ทนทานต่อการกัดกร่อน
โดยทั่วไปตลับลูกปืนเหล่านี้ผลิตขึ้นตามมาตรฐานระดับชาติและนานาชาติที่เกี่ยวข้อง เช่น GB/T 17955 (จีน), ข้อมูลจำเพาะการออกแบบสะพาน AASHTO LRFD (สหรัฐอเมริกา) และ EN 1337-7 (ยุโรป) ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการทำงานที่น่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และความทนทานในการใช้งานสะพานที่มีช่วงยาว-และรับภาระหนัก

1.2 ขอบเขต
บทความนี้กำหนดข้อกำหนด พารามิเตอร์การออกแบบ ข้อกำหนดการผลิต การทดสอบ การติดตั้ง และการบำรุงรักษาตลับลูกปืนกันสะเทือนแบบทรงกลม (SSIB)มีไว้สำหรับการใช้งานบริดจ์ซึ่งสอดคล้องกับรหัสทั้งภาษาจีนและสากล
1.3 มาตรฐานที่ใช้บังคับ:
ภูมิภาค|รหัสมาตรฐาน|ชื่อเรื่อง|ขอบเขต
ประเทศจีน|GB/ที 17955-2009 |ตลับลูกปืนทรงกลมสำหรับบริดจ์|ข้อกำหนดการออกแบบ การผลิต และการทดสอบสำหรับตลับลูกปืนทรงกลมของสะพาน
ประเทศจีน|GB/T 32836-2016 |ตลับลูกปืนทรงกลมสำหรับโครงสร้างเหล็ก- ข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับการใช้งานโครงสร้างเหล็ก
ประเทศจีน|เจทีจี/ที 2231-01-2020|ข้อมูลจำเพาะสำหรับแบริ่งสะพานทางหลวง|ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและคุณภาพสำหรับตลับลูกปืนสะพานทางหลวง
ยุโรป|EN 1337-7 |แบริ่งโครงสร้าง– ส่วนที่ 7: ตลับลูกปืนทรงกลม|ข้อกำหนดด้านวัสดุ เรขาคณิต แรงเสียดทาน และการทดสอบ
ยุโรป|EN 15129:2018 |อุปกรณ์ป้องกันแผ่นดินไหว-- การออกแบบการแยกตัวจากแผ่นดินไหวสำหรับการใช้งานเชิงโครงสร้าง
สหรัฐอเมริกา|ข้อมูลจำเพาะการออกแบบสะพาน AASHTO LRFD (2023) ส่วนที่ 14|ตลับลูกปืนและอุปกรณ์ขยาย|วิธีการออกแบบสำหรับแบริ่งทรงกลม.
สหราชอาณาจักร|บี 5400 ตอนที่ 9 |แบริ่งสะพาน- ข้อกำหนดการออกแบบและการติดตั้ง

2.1 ฟังก์ชั่น:
แบริ่งแยกแผ่นดินไหวทรงกลมจัดให้มีส่วนต่อประสานแบบหมุนระหว่างโครงสร้างส่วนบนของสะพานและโครงสร้างพื้นฐานในขณะเดียวกันก็ควบคุมการเลื่อนเพื่อกระจายพลังงานแผ่นดินไหว

2.2 ส่วนประกอบหลัก:

• 1. แผ่นเว้าส่วนบน – เหล็กกล้าคาร์บอนกำลังสูง- (Q345 หรือ ASTM A709 เกรด 50) ที่มีพื้นผิวเว้าด้วยเครื่องจักรที่มีความแม่นยำ-
• 2. องค์ประกอบเลื่อนทรงกลม – สเตนเลสสตีล (AISI 304/316) พร้อมชั้น PTFE หรือ UHMWPE ที่เชื่อมติดกัน
• 3. แผ่นนูนล่าง – จับคู่ความโค้ง ถ่ายโอนโหลดในแนวตั้ง
• 4. ระบบยึดเหนี่ยว - แถบนำทางหรืออุปกรณ์ยึดเสริมสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวในทิศทางเดียว
• 5. องค์ประกอบการกระจายพลังงานแผ่นดินไหว - ตัวเลือกชั้นหน่วงสูง

2.3 ประเภทและการจำแนกประเภท
ตามความต้องการใช้งานที่แตกต่างกัน ตลับลูกปืนทรงกลมสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้:

• 1,แบริ่งทรงกลมคงที่
• แบริ่งทรงกลมคงที่ไม่อนุญาตให้มีการเคลื่อนที่ในแนวนอน แต่สามารถหมุนได้อย่างอิสระ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างที่ต้องจำกัดการเคลื่อนที่ในแนวนอนในขณะที่อนุญาตให้หมุนได้
• 2,ตลับลูกปืนทรงกลมแบบเลื่อนทิศทางเดียว
• ตลับลูกปืนทรงกลมแบบเลื่อนทิศทางเดียวช่วยให้สามารถเลื่อนไปในทิศทางเดียวได้ ใช้ได้กับโครงสร้างที่มีข้อกำหนดการเคลื่อนที่เฉพาะ เช่น การปรับระยะการเคลื่อนที่ตามยาวในสะพานบางแห่ง
• 3, ตลับลูกปืนทรงกลมเลื่อนหลายทิศทาง
• แบริ่งทรงกลมเลื่อนหลายทิศทางสามารถเลื่อนไปในทิศทางแนวนอนใดก็ได้ เหมาะสำหรับพื้นที่-เสี่ยงต่อแผ่นดินไหวหรือสะพานที่มีช่วงยาว- เพื่อรับมือกับสภาวะการรับน้ำหนักที่ซับซ้อน
• 4, ตลับลูกปืนทรงกลมแผ่นดินไหว
• ตลับลูกปืนทรงกลมที่เกิดจากแผ่นดินไหวมักติดตั้งอุปกรณ์หน่วงซึ่งสามารถให้ความสามารถในการกระจายพลังงานเพิ่มเติมในระหว่างเกิดแผ่นดินไหวและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของโครงสร้างแผ่นดินไหว

2.4 สาขาการสมัครของตลับลูกปืนทรงกลม
เนื่องจากประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ตลับลูกปืนทรงกลมจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่อไปนี้:

• 1 สะพานช่วงยาว-
• ในสะพานที่มีช่วงยาว- เช่น สะพานเคเบิล- สะพานพัก สะพานแขวน และสะพานโค้ง แบริ่งทรงกลมสามารถปรับให้เข้ากับการกระจัดและการหมุนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ น้ำหนักของยานพาหนะ หรือแรงลมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• 2 อาคารสูง-
• อาคารสูง-จะแกว่งไปมาภายใต้แรงลมหรือแผ่นดินไหว แบริ่งทรงกลมสามารถลดความเครียดของโครงสร้างและปรับปรุงเสถียรภาพและความปลอดภัยของอาคารได้
• 3 สนามกีฬาและโครงสร้างพื้นที่ขนาดใหญ่-
• ในโครงสร้างพื้นที่ขนาดใหญ่- เช่น โรงยิมและศูนย์การประชุม แบริ่งทรงกลมสามารถปรับให้เข้ากับการรับน้ำหนักที่ซับซ้อน และรับประกันความเสถียรและความทนทานของโครงสร้าง
• 4 โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ
• ในโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์และเขื่อนขนาดใหญ่ ตลับลูกปืนทรงกลมสามารถให้การสนับสนุนที่เชื่อถือได้และต้านทานแผ่นดินไหว เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยของโครงสร้าง

2.5 ข้อดีและความท้าทายของตลับลูกปืนทรงกลม
1 ข้อดี:
• ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง-: สามารถรับน้ำหนักได้หลายพันตัน
• ความสามารถในการปรับเปลี่ยนการกระจัดหลายทิศทาง: สามารถปรับให้เข้ากับทั้งการหมุนและการกระจัดในแนวนอนพร้อมกัน
• ความทนทานที่แข็งแกร่ง: ผลิตจากวัสดุประสิทธิภาพสูง- ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนาน
• ประสิทธิภาพแผ่นดินไหวที่ดีเยี่ยม: ใช้กันอย่างแพร่หลายในพื้นที่เสี่ยงต่อแผ่นดินไหว-

2 ความท้าทาย:
• ข้อกำหนดสูงสำหรับความแม่นยำในการผลิต: จำเป็นต้องมีกระบวนการที่มีความแม่นยำสูง-สำหรับการประมวลผลพื้นผิวทรงกลมและการจับคู่วัสดุเลื่อน
• ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาค่อนข้างสูง: อาจจำเป็นต้องเปลี่ยนวัสดุเลื่อนหรืออุปกรณ์ปิดผนึกหลังจากการใช้งานระยะยาว-
• การออกแบบที่ซับซ้อน: จำเป็นต้องมีการออกแบบที่ปรับแต่งตามความต้องการทางวิศวกรรมเฉพาะ

3.1 ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
พารามิเตอร์การออกแบบ (ช่วงการผลิตทั่วไป):
ความสามารถในการรับน้ำหนักแนวตั้ง: 1,000 – 50,000 กิโลนิวตัน
ความสามารถในการแทนที่แนวนอน: ±50 ถึง ±250 มม
ความสามารถในการหมุน: มากกว่าหรือเท่ากับ 0.03 rad (~1.7 องศา)
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (μ): 0.03 – 0.06 (คงที่), 0.02 – 0.05 (ไดนามิก)
อัตราส่วนการหน่วง (แบบ HDR): 8 – 25%
ช่วงอุณหภูมิบริการ: -40 องศาถึง +60 องศา (พิเศษถึง +70 องศา)
อายุการใช้งาน: มากกว่าหรือเท่ากับ 50 ปี
ประสิทธิภาพแผ่นดินไหว: มากกว่าหรือเท่ากับการเร่งความเร็วการออกแบบ 0.3g

3.2, สิทธิบัตร
 

ส่วนประกอบ|วัสดุ|มาตรฐาน
แผ่นแบริ่ง|Q345, Q420, ASTM A709|กิกะไบต์/ที 1591, ASTM A709
องค์ประกอบเลื่อนทรงกลม|สแตนเลส AISI 304/316|มาตรฐาน ASTM A240
พื้นผิวบานเลื่อน|เวอร์จิน PTFE, UHMWPE|มาตรฐาน ASTM D4894
น้ำมันหล่อลื่น||. ที่ใช้ซิลิโคน- ข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิต
สลักเกลียวยึด|เกรด 8.8 / ASTM A325|กิกะไบต์/ที 5782, ASTM A325

ความหยาบของพื้นผิว (พื้นผิวเลื่อน): Ra น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.2 μm
ความทนทานต่อความเรียบ: น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.5 มม. ต่อ 1,000 มม
ความแข็ง (แผ่นเลื่อน): มากกว่าหรือเท่ากับ HB 220
ความแข็งแรงของพันธะ PTFE: มากกว่าหรือเท่ากับ 3 MPa แรงเฉือน
ตลับลูกปืนทั้งหมดได้รับการทดสอบจากโรงงาน 100%-ในเรื่องความแม่นยำของขนาด -เส้นโค้งการเสียรูปของโหลด ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีภายใต้ภาระการออกแบบ และข้อบกพร่องด้านการมองเห็น

6.1 ข้อกำหนดทั่วไป
แบริ่งแยกแผ่นดินไหวทรงกลมทั้งหมดจะต้องผ่านการทดสอบประเภท การทดสอบตามปกติ และการทดสอบการยอมรับตามมาตรฐานของจีนและสากล
6.2 การจำแนกประเภทของการทดสอบ
การทดสอบประเภท – พิสูจน์การปฏิบัติตามการออกแบบ (หนึ่งครั้งต่อการออกแบบใหม่)
การทดสอบตามปกติ – ตรวจสอบคุณภาพการผลิต (แต่ละชุด)
การทดสอบการยอมรับ – การอนุมัติผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายก่อนส่งมอบ (ตลับลูกปืน 100%)
6.3 การทดสอบและข้อกำหนดเฉพาะ
การทดสอบโหลดในแนวตั้ง – การเสียรูปตกค้างน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.3 มม. ไม่มีความเสียหายที่มองเห็นได้
การทดสอบการเคลื่อนที่ในแนวนอน – ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน μ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.06 ไม่มีความเสียหายที่พื้นผิวหลังจาก 50 รอบ
การทดสอบความสามารถในการหมุน – การเคลื่อนที่อย่างราบรื่นที่การหมุนมากกว่าหรือเท่ากับ 0.03–0.05 rad
การทดสอบการสึกหรอและความล้า – น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1% การสูญเสียความหนาของ PTFE หลังจากรอบ
การทดสอบการจำลองแผ่นดินไหว – อัตราส่วนการหน่วงภายใน ±2% ของการออกแบบ การกระจัดภายในระยะห่าง
การทดสอบอุณหภูมิ - ความแปรผันของแรงเสียดทานน้อยกว่าหรือเท่ากับ ±15% จากอุณหภูมิห้อง
การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อน – ไม่มีความล้มเหลวของการเคลือบหลังจากการพ่นเกลือเป็นเวลา 500 ชม.
6.4 ขั้นตอนการควบคุมคุณภาพโรงงาน
การตรวจสอบวัสดุที่เข้ามา – การตรวจสอบเหล็กด้วยคลื่นอัลตราโซนิก ความหนาแน่นและความแข็งแรงของ PTFE
ใน-การควบคุมคุณภาพกระบวนการ – ความคลาดเคลื่อนของการตัดเฉือนเพลท ±0.2 มม. การตรวจสอบรอยเชื่อม
การตรวจสอบขั้นสุดท้าย – การตรวจสอบมิติ การตรวจสอบการทำเครื่องหมาย
6.5 การจัดทำเอกสารและการตรวจสอบย้อนกลับ
รักษาใบรับรองการทดสอบวัสดุ บันทึกการควบคุมการผลิตของโรงงาน และใบรับรองความสอดคล้อง
6.6 สรุปเกณฑ์การยอมรับ
การเสียรูปในแนวตั้งน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.3 มม. แรงเสียดทานน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.06 การสึกหรอของ PTFE น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1% การหมุนมากกว่าหรือเท่ากับ 0.03 rad
6.7 การทดสอบประเภทและรายงาน

6.7.1 อุปกรณ์ทดสอบ
 

6.7.2 รายงานการทดสอบ

การเตรียมการ – ตรวจสอบความทนทานของเบาะนั่งลูกปืนและตำแหน่งสลักเกลียว
ขั้นตอนการติดตั้ง - ยกโครงสร้างส่วนบน แบริ่งตำแหน่ง ยึดแน่น ตรวจสอบ แม่แรงปล่อย
ระยะห่าง – รักษาช่องว่างแผ่นดินไหวให้มากกว่าหรือเท่ากับ 50 มม.

6 เดือน: ตรวจสายตา
2 ปี: การตรวจสอบการทำงาน
5 ปี: การตรวจสอบโดยละเอียด
25 ปี: ยกเครื่อง

บรรจุในห่อป้องกันความชื้น- เก็บในบริเวณที่มีอากาศถ่ายเท ซ้อนกันได้สูงสุด 3 ชั้น

10.1 ข้อมูลจำเพาะสำหรับตลับลูกปืนทรงกลม QZ สำหรับสะพานทางหลวง
10.2 ข้อมูลจำเพาะสำหรับตลับลูกปืนทรงกลม LQZ สำหรับสะพานทางหลวง

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีทางวิศวกรรมแบริ่งทรงกลมมีการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง และแนวโน้มต่อไปนี้อาจเกิดขึ้นได้ในอนาคต:

• 1 ตลับลูกปืนอัจฉริยะ:
• เมื่อผสานรวมกับเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ พวกเขาสามารถติดตามความเครียด การเคลื่อนตัว และการสึกหรอของตลับลูกปืนแบบเรียลไทม์ เพื่อให้ทราบถึงการเตือนล่วงหน้าและการบำรุงรักษาอย่างชาญฉลาด
• 2, การใช้วัสดุใหม่
• วัสดุ เช่น คอมโพสิตเสริมกราฟีน-และวัสดุหล่อลื่นในตัว-สามารถปรับปรุงความทนทานและประสิทธิภาพการเลื่อนของตลับลูกปืนทรงกลมได้
• 3 การออกแบบการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและสีเขียว
• การใช้วัสดุรีไซเคิลหรือการเคลือบปกป้องสิ่งแวดล้อม-ที่มีแรงเสียดทานต่ำสามารถลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้
• 4, เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ
• การใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิตตลับลูกปืนที่มีรูปร่างซับซ้อนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและความสามารถในการปรับแต่งได้

ป้ายกำกับยอดนิยม: ตลับลูกปืนแยกแผ่นดินไหวทรงกลมสำหรับการใช้งานสะพานทางหลวง (ssib) ประเทศจีน ตลับลูกปืนแยกแผ่นดินไหวทรงกลมสำหรับการใช้งานสะพานทางหลวง (ssib) ผู้ผลิตซัพพลายเออร์, ผลิตภัณฑ์ป้องกันแผ่นดินไหวสำหรับหน่วยงานรัฐบาลใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับการส่งเสริมการต้านทานต่อแผ่นดินไหวสำหรับคุณสมบัติ, ผลิตภัณฑ์ต่อต้านโรคคลื่นไส้สำหรับองค์กรระหว่างประเทศที่ทำงานเพื่อเสริมสร้างความยืดหยุ่นของแผ่นดินไหวทั่วโลก, ผลิตภัณฑ์ป้องกันแผ่นดินไหวสำหรับองค์กรระหว่างประเทศใดๆ ที่ทำงานเพื่อเสริมสร้างความสามารถในการฟื้นตัวจากแผ่นดินไหวทั่วโลกสำหรับคุณสมบัติต่างๆ, ผลิตภัณฑ์ป้องกันแผ่นดินไหวสำหรับองค์กรใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเตรียมพร้อมรับมือเหตุฉุกเฉินแผ่นดินไหว, ผลิตภัณฑ์ต่อต้านโรคคลื่นไส้สำหรับการประเมินความเสี่ยงจากแผ่นดินไหว, ผลิตภัณฑ์ต่อต้านโรคคลื่นไส้สำหรับโซนแผ่นดินไหว