Mang: Lựa chọn, Bảo vệ và Bảo trì
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Lựa chọn Vòng bi 2. Thiết kế Vòng bi 3. Vật liệu và Thông số kỹ thuật 4. Bảo vệ và Bảo trì.
Lựa chọn vòng bi:
tôi. Xem xét về chiều dài Span (được hỗ trợ đơn giản):
(i) Không có vòng bi cho cầu phiến có nhịp dài tới 8 m trừ việc cung cấp tấm nỉ hoặc giấy nhựa.
(ii) Vòng bi tấm hoặc vòng bi pad PTFE vượt quá 8 m và khoảng cách lên đến 15 m.
(iii) Vòng bi MS và RC rocker và con lăn kiêm vòng bi ngoài 15 m và khoảng cách lên đến 30 m.
(iv) Vòng bi đệm cao su tổng hợp ngoài 8 m và tối đa 30 m.
(v) Vòng bi nồi cao su tổng hợp và vòng bi thép và vòng bi lăn ngoài vòng 30 m.
ii. Cân nhắc về lực cản ma sát:
Hệ số ma sát đối với ổ lăn là 0, 03 và đối với ổ trục trượt là 0, 15 đến 0, 25 tức là gấp 5 đến 8 lần so với ổ lăn. Lực dọc đến các trụ hoặc mố phụ thuộc vào phản ứng dọc và lực cản ma sát của ổ trục tự do.
Thiết kế của móng với các trụ và mố cứng dài chịu ảnh hưởng rất lớn bởi lực này và do đó, nếu vòng bi có giá trị ma sát cao hơn được sử dụng trên các trụ hoặc mố dài, chi phí của kết cấu và móng được tăng lên.
Do đó, trong cấu trúc thượng tầng nằm trên các trụ và mố dài mặc dù có nhịp nhỏ hơn, vòng bi có lực cản ma sát ít hơn thậm chí với một số chi phí phụ có thể tiết kiệm đáng kể chi phí kết cấu và nền móng. Bảng 5.5 đưa ra hệ số sức kháng ma sát của các loại vòng bi được sử dụng trong thiết kế.
Thiết kế vòng bi:
tôi. Tấm trên cùng và dưới cùng của Vòng bi lăn và Rocker:
Diện tích của các tấm trên cùng và dưới cùng của ổ lăn, vòng bi hoặc ổ trục có thể được xác định từ tải trọng được mang và áp suất cho phép an toàn giữa bề mặt bê tông và thép. Ứng suất trực tiếp cho phép trong bê tông có thể tăng lên theo phương trình 22.1 nếu cung cấp lưới phân tán. Tuy nhiên, nếu các cột xoắn ốc được cung cấp, giá trị lớn hơn có thể được cho phép như được đưa ra trong phương trình 22.12.
P = A c 6 co + A s 6 nên + 2A sp 6 sp (22.12)
Độ dày của các tấm có thể được tìm thấy từ các xem xét cắt hoặc uốn.
Áp suất ổ trục cho phép, 6, dưới một ổ trục phải được đưa ra bởi:
ii. Thiết kế của con lăn hoặc Rocker:
Bề mặt tiếp xúc giữa một con lăn và tấm dưới cùng là bề mặt lồi trên bề mặt phẳng (Hình 22.10a) trong khi đó giống nhau giữa một tấm trên cùng và con lăn là bề mặt phẳng trên bề mặt lồi (Hình 22.10b).
Bề mặt tiếp xúc giữa tấm trên cùng hoặc dưới cùng và bề mặt đá có thể là một trong những điều sau đây:
i) Bề mặt lồi trên bề mặt phẳng (Hình 22.10a)
ii) Bề mặt phẳng trên bề mặt lồi. (Hình 22.10b)
iii) Bề mặt lõm có bán kính lớn hơn bề mặt lồi có bán kính nhỏ hơn. (Hình 22.10c).
iv) Bề mặt lồi trên bề mặt lồi. (Hình 22.10đ)
Khi xác định bán kính cong của bề mặt tiếp xúc của vòng bi lăn hoặc vòng bi, công thức chung được đưa ra bởi WL Scott trong cuốn sách Cầu bê tông cốt thép của mình Cầu là
Nếu p được tính theo Newton trên mm. chiều dài thay cho pound trên mỗi inch chiều dài và nếu n và r 2 được tính bằng mm. thay cho inch, phương trình 22.3 đối với vòng bi thép đúc có K = 2840 trở thành,
Vòng bi kim loại cung cấp cho các tải trọng cho phép trên các con lăn hình trụ dựa trên các nguyên tắc nói trên với một số giá trị được sửa đổi của các hằng số đối với thép nhẹ và thép cường độ cao. Chúng được sao chép dưới đây (p được tính bằng N trên mm và d tính bằng mm.).
(a) Con lăn hình trụ trên bề mặt phẳng
P = Kd
(b) Con lăn hình trụ trên các bề mặt cong
Các giá trị của K trong các phương trình 22.8 và 22.9 cho cả thép nhẹ và thép cường độ cao và cả cho các con lăn đơn hoặc đôi và ba con lăn trở lên được đưa ra trong Bảng 22.1:
Đối với các con lăn bê tông cốt thép trên bề mặt phẳng, giá trị của K khi p tính bằng Newton trên mỗi mm chiều dài và d tính bằng mm được đánh giá như trước.
iii. Thiết kế vòng bi Elastomeric:
Thiết kế của vòng bi đàn hồi đòi hỏi các giá trị sau của hiệu ứng cục bộ:
i) Tải bình thường, Nd
ii) Tải trọng ngang, Hd
iii) Bản dịch giả định, Hd
iv) Xoay, αd.
Vòng bi phải thỏa mãn các giá trị giới hạn cho phép đối với các điều sau:
i) Dịch
ii) Xoay
iii) Tổng ứng suất cắt do nén dọc trục, biến dạng ngang và xoay
iv) Ma sát.
iv. Thiết kế lưới phân tán & tinh thần:
Khi cường độ áp lực chịu lực giữa các tấm chịu lực và bề mặt bê tông vượt quá giá trị cho phép, lưới phân tán và xoắn ốc được cung cấp để phân phối tải trọng trên một khu vực rộng hơn để giảm áp suất trong giới hạn an toàn. Trong trường hợp sự gia tăng ứng suất bê tông vượt quá giá trị cho phép là không đáng kể, chỉ có thể sử dụng lưới phân tán trong hai lớp.
Các lưới phân tán là các cốt thép có khoảng cách gần nhau, đường kính 6 mm đến 10 mm với khoảng cách 50 mm đến 75 mm như trong hình 22, 14. Thông thường, hai lớp lưới phân tán cách nhau 75 mm đến 100 mm được đặt phía trên tấm trên cùng hoặc bên dưới tấm dưới cùng.
Các hình xoắn ốc bao gồm các thanh dọc được buộc bằng các chất kết dính có khoảng cách gần nhau dưới dạng xoắn. Các xoắn ốc có chức năng như cột RC và chuyển tải từ ổ đỡ sang bề mặt bê tông sau khi phân tán thích hợp để cường độ áp suất đến trên bề mặt bê tông nằm trong giá trị an toàn.
Khi tải được phân phối trên bê tông qua lưới phân tán và cột xoắn ốc, ứng suất bê tông cho phép ngay sau tấm chịu lực có thể tăng vượt quá giá trị được đưa ra theo công thức trong phương trình 22.1, áp dụng trong trường hợp chỉ cung cấp lưới phân tán.
Tải trọng trên cột xoắn ốc không được vượt quá giá trị được cho bởi:
P = A c 6 co + A s 6 nên + 2A sp 6 sp (22.12)
Trong đó, P = Tải trên cột xoắn ốc trong Newton
6co = ứng suất trực tiếp cho phép của bê tông, tính bằng MPa
6so = Ứng suất cho phép đối với thép dọc khi nén trực tiếp tính bằng MPa
Ac = Diện tích mặt cắt của bê tông trong lõi cột (không bao gồm diện tích thép dọc) tính bằng mm 2
6sp = Ứng suất cho phép trong ứng suất trong cốt thép xoắn ốc = 95 MPa
Asp = diện tích tương đương của cốt thép xoắn ốc (nghĩa là thể tích cốt thép xoắn trên mỗi đơn vị chiều dài cột).
Trong mọi trường hợp, tổng của các điều khoản Ac 6co và 2 Asp. 6sp sẽ vượt quá 0, 5 fck.
Vật liệu và thông số kỹ thuật của vòng bi:
Đối với vật liệu và thông số kỹ thuật cho vòng bi kim loại,
tôi. Vòng bi kim loại cứng và cho vòng bi đàn hồi,
ii. Vòng bi Elastomeric ném được giới thiệu.
Ứng suất cho phép trong thép được sử dụng cho vòng bi kim loại được nêu trong Bảng 22.2:
Ví dụ 1:
Thiết kế ổ trục bằng thép nhẹ cho tải trọng 1000 KN bao gồm hiệu ứng va đập. Được:
i) Hệ số ma sát của ổ lăn = 0, 03 và
ii) Chuyển động của con lăn theo một trong hai hướng = 20 mm
Ứng suất bê tông cho phép cơ bản khi nén, 6co, từ Bảng 5.9 cho bê tông M20 = 5.0 MPa Giá trị tăng cho phép có thể thu được từ phương trình 22.1 bằng cách sử dụng lưới phân tán. Giả sử kích thước bệ là 750 x 450 x 150 mm, A 1 = 750 x 450 và A 2 = 650 x 350.
Cũng từ Bảng 22.1, K cho con lăn đơn thép nhẹ là
p = 8d hoặc 1667 = 8d; hoặc d = 1667/8 = 208 mm. Nói 200 mm.
Ví dụ 2:
Thiết kế cốt thép xoắn ốc cho một thính giác có kích thước tấm 500 x 700 và mang tải trọng 3.000 KN.
Dung dịch:
Ứng suất bê tông tại đế của tấm = 3000 x 10 3/500 × 700 = 8, 57 MPa
Điều này vượt quá ứng suất nén cho phép cơ bản, đối với bê tông M20, 6co = 5, 0 MPa hoặc 6, 28 MPa ngay cả khi sử dụng bệ 650 x 850 mm với lưới phân tán. Do đó, lưới phân tán với cốt thép xoắn ốc được đề xuất để cung cấp.
Hai số, 500 đường xoắn ốc lồng vào nhau có đường kính như trong hình 22.13, được đề xuất sử dụng.
Giá trị này lớn hơn (1603 + 931) x 10 3 tức là 2534 KN. Do đó cột xoắn ốc là đủ để chuyển tải thiết kế 3000 KN từ ổ trục. Vị trí tương đối của lưới phân tán và cột xoắn ốc dưới ổ trục được thể hiện trong hình 22, 14.
Bảo vệ và bảo trì vòng bi:
Trong một cấu trúc cầu, vòng bi tạo thành một bộ phận chức năng rất quan trọng mà toàn bộ cấu trúc thượng tầng phụ thuộc và do đó, chúng cần được chăm sóc cẩn thận và duy trì trong tình trạng tốt.
Kiểm tra định kỳ các vòng bi nên được thực hiện và chúng cần được làm sạch khỏi bụi, mảnh vụn, v.v ... Vòng bi kim loại phải được bôi trơn để phục vụ hiệu quả và không gặp sự cố. Hình 22.15 cho thấy một hộp mỡ để bảo vệ ổ lăn kim loại.
