Utilizzo di cuscinetti sotto il ponte: 7 tipi

Questo articolo getta luce sui primi sette tipi di cuscinetti usati sotto i ponti. I tipi sono: 1. Cuscinetti in acciaio dolce 2. Cuscinetti in lega di rame dura e acciaio inossidabile 3. Cuscinetti in acciaio 4. Cuscinetti in elastomero per cuscinetti 5. Cuscinetti in elastomero per pentola 6. Cuscinetti per cuscinetti in PTFE 7. Cuscinetti in cemento armato.

Tipo 1. Cuscinetti in acciaio dolce:

L'acciaio dolce può essere utilizzato nella produzione di cuscinetti a bilanciere, a rulli o a piastre. Per mantenere i cuscinetti in acciaio leggero privi di ruggine, questi sono spesso immersi nel grasso fornendo scatole di grasso. Tuttavia, è stato osservato che a causa della mancanza di una corretta manutenzione, i cuscinetti in acciaio dolce si arrugginiscono nel corso del tempo con conseguente aumento effettivo del coefficiente di attrito rispetto al valore di progetto.

Ciò genera una forza orizzontale aggiuntiva sulla parte superiore di pilastri e abutment. Per questo motivo e anche per la disponibilità di altri tipi di cuscinetti adatti a questa gamma di span, cioè neoprene, PTFE ecc., I cuscinetti a piastra in acciaio dolce non sono usati frequentemente come è stato fatto in precedenza.

Tipo 2. Cuscinetti in lega di rame dura e acciaio inossidabile:

I cuscinetti a piastra in lega di rame dura o in acciaio inossidabile sono favoriti rispetto ai cuscinetti a piastre MS perché non hanno ruggine e hanno meno resistenza per attrito. Analogamente ai cuscinetti a bilanciere ea rulli, vengono utilizzati due tipi di cuscinetti a piastra, vale a dire. portante della piastra incernierata all'estremità fissa (Fig. 22.1-a) e il cuscinetto della piastra scorrevole (Fig. 22.1-b) all'estremità libera.

Il cuscinetto a cerniera è composto da una piastra superiore curva su una piastra inferiore piatta con un perno al centro che consente la rotazione ma impedisce la traslazione in qualsiasi direzione. Il cuscinetto scorrevole è costituito da una piastra sopra l'altra con grafite o grasso tra le piastre per un facile spostamento. Le piastre del tappo sono saldate alla piastra inferiore per evitare movimenti laterali.

Tipo 3. Cuscinetti in acciaio:

io. Rullo di acciaio:

I cuscinetti a rulli consentono sia i movimenti lineari che quelli rotatori. Il rullo singolo (Fig. 22.2-a) viene utilizzato per cuscinetti a rulli, di capacità moderata, ma quando i cuscinetti a rulli devono essere progettati per capacità maggiori, il numero di rulli viene aumentato mantenendo il diametro dei rulli quasi - come per cuscinetto a rulli singoli.

La fusione senza difetti di rulli con diametro superiore a 200 mm diventa difficile e in tal caso il rilevamento dei difetti nei getti come l'aria spillata, le bolle ecc. Con il test dei raggi X diventa difficile se i rulli sono fatti di diametro maggiore. Quando il numero di rulli in un gruppo di rulli supera i due, il carico ammissibile su ciascun oliatore è ridotto.

Nei cuscinetti a rulli multipli (figura 22.2-b), una piastra intermedia denominata "piastra a sella" viene inserita tra il gruppo di rulli e la piastra superiore. La piastra da sella funziona come mezzo per consentire sia la rotazione che la traslazione.

Ai rulli è impedito il rotolamento in eccesso fornendo anse o piastre di fermo, il movimento nella direzione trasversale essendo impedito dalle guide. Queste guide assicurano inoltre un movimento uniforme e regolare dei rulli. Il montaggio dei rulli è collegato da un tirante per mantenere la spaziatura fissa dei rulli durante il movimento.

I rulli segmentari a forma di pendolo (capacità di carico ridotta del 50%) sono talvolta realizzati eliminando i lati del cerchio completo per risparmiare alcuni materiali ma i rulli a cerchio pieno sono preferibili ai rulli segmentali poiché il primo allevia le forti sollecitazioni sul punto di contatto in un modo migliore.

Inoltre, è stato osservato che i cuscinetti a rulli a tutto tondo hanno impedito il dislocamento della sovrastruttura anche in caso di inclinazione o rotazione eccessiva del rullo dovute al disallineamento differenziale della fondazione. Rulli segmentati, se usati in tali casi, non avrebbe potuto evitare il disastro.

ii. Steel Rocker:

Mentre i cuscinetti a rulli consentono sia la rotazione che la traslazione delle estremità della sovrastruttura, i cuscinetti oscillanti consentono solo la rotazione. Il cuscinetto è chiamato "Rocker" perché la piastra superiore oscilla sul piatto inferiore.

Nella figura 22.3 sono mostrati due tipi di cuscinetti a bilanciere. La differenza nei tipi sta nella disposizione di impedire il movimento longitudinale e trasversale della piastra superiore e anche nella superficie di oscillazione - in una, rocce superficiali piatte su superficie convessa e nell'altra, rocce superficiali convesse su superficie piana.

Tipo # 4. Cuscinetti a cuscinetti elastomerici:

I cuscinetti elastomerici possono essere realizzati in gomma naturale o gomma sintetica. Cuscinetti in neoprene per cuscinetti in gomma sintetica sono generalmente usati in India. Il carico verticale dalla sovrastruttura viene assorbito dai cuscinetti in neoprene quando la sollecitazione di compressione e le sollecitazioni di compressione si sviluppano nella protezione in neoprene (Figura 22.4-a).

La forza orizzontale dalla sovrastruttura è, tuttavia, ostacolata dalla sollecitazione di taglio e dallo sforzo di taglio (Fig. 22.4-b). In caso di rotazione della sovrastruttura nel piano verticale a causa del carico e di altri effetti, la tensione di compressione uniforme prodotta dal carico verticale viene aumentata su un lato e ridotta sull'altro lato (figura 22.4-c).

I cuscinetti in neoprene non forzati si gonfiano di più (Fig. 22.4-a) riducendo così la loro capacità di carico e come tali vengono utilizzati cuscinetti in neoprene trattenuti. In questi cuscinetti trattenuti, acciaio o laminati sono interposti tra i pad multistrato come mostrato in Fig. 22.5-a.

Questi laminati in acciaio sono ben legati dal processo di vulcanizzazione con gli strati di neoprene e quindi riducono l'effetto di rigonfiamento e di conseguenza aumentano la capacità di carico (Fig. 22.5-c e 22.5-d).

Tipo # 5. Cuscinetti elastomerici a base di pentola:

I cuscinetti a cuscinetti elastomerici possono essere utilizzati fino a una distanza di circa 30 m. Quando la campata è maggiore, sia il carico verticale che la rotazione sui cuscinetti sono grandi e pertanto i cuscinetti delle pastiglie in questi casi non sono adatti.

I cuscinetti di pentola che sono cuscinetti elastomerici confinati sono la risposta per tale situazione. I cuscinetti per pentole sono composti da un pad circolare in neoprene relativamente sottile non rinforzato, completamente racchiuso in una pentola di acciaio con un involucro circolare per il pad in neoprene (Fig. 22.6).

Lo strato di Teflon fornito tra la lop plate e la piastra intermedia consente il movimento orizzontale del deck mentre il pad in neoprene confinato all'interno del potenziometro consente la rotazione. Questo tipo di cuscinetti è ideale per i ponti inclinati e curvi in ​​cui la direzione del movimento varia e questi cuscinetti possono prendere sia il movimento di traslazione e rotazione in qualsiasi direzione.

Tipo # 6. Cuscinetti in PTFE:

PTFE (Poly Tetra-Fluoro-Ethylene) è un termoplasto e disponibile con vari nomi commerciali come Teflon, Hostaflon, TF, Algoflon e Fluon ecc. Il polimero ha una grande resistenza molecolare, inerzia chimica e basso coefficiente di attrito.

Il PTFE puro non viene utilizzato nei cuscinetti a ponte poiché presenta bassa resistenza all'usura e sensibilità al flusso freddo o tendenza all'aratura sotto carichi compressivi. Pertanto, alcuni materiali di riempimento e agenti di rinforzo come fibra di vetro, solfuro di molibdeno di grafite ecc. O una combinazione di essi sono miscelati. In quest'ultimo caso, tuttavia, le basse proprietà di attrito vengono sacrificate in una certa misura.

È possibile utilizzare due pad in PTFE, uno scorrevole contro l'altro, ma in tal caso si ha la possibilità di un maggiore effetto di aratura (scorrimento) specialmente sotto pressioni molto elevate. Pertanto, di solito è posizionato sotto una piastra di stuoia, normalmente una piastra di acciaio inossidabile, che è resistente alla corrosione e agli agenti atmosferici.

Tuttavia, in tal caso le proprietà di attrito sono ridotte in una certa misura rispetto a quelle disponibili con due pad in PTFE. È stato osservato che, anche con una piastra di opacizzazione in acciaio inossidabile, il micro film sottile di gel PTFE viene trasferito sulla piastra di stuoia dopo pochi movimenti e crea una condizione come se lo scorrimento avvenga tra due superfici di PTFE.

La piastra di stuoia deve avere un margine sufficiente su entrambi i lati oltre il pad in PTFE in modo che, anche dopo lo slittamento, i carichi dalla sovrastruttura vengano trasferiti correttamente ai pad in PTFE.

I cuscinetti in PTFE devono essere adeguatamente fissati alla base con una piastra di base o una piastra di supporto o una piastra di acciaio o una piastrina elastomerica rinforzata al fine di eliminare o ridurre sostanzialmente al minimo lo scorrimento sotto carichi. I pad in PTFE possono essere legati con adesivi epossidici ad alta temperatura in condizioni controllate dalla fabbrica.

Tipo # 7. Cuscinetti in cemento armato:

I cuscinetti in acciaio fuso sono in genere molto costosi e non facilmente reperibili presso i produttori e, pertanto, per i ponti a campata media dove è obbligatorio l'uso di cuscinetti a rulli e bilancieri, i cuscinetti RC vengono talvolta utilizzati.

Poiché i cuscinetti sono la parte più vulnerabile di una struttura a ponte, è necessario prestare particolare attenzione nella fabbricazione di tali cuscinetti. Un ricco mix di calcestruzzo di 1: 1: 2 viene solitamente specificato per la produzione di cuscinetti.

io. Rullo RC:

I rulli RC sono rinforzati pesantemente sia nella direzione di trasmissione del carico che nella direzione trasversale per impedire la tendenza allo scoppio del rullo (Fig. 22.8). Spirali ad incastro sono fornite sia verticalmente che orizzontalmente per questo scopo. I tasselli con rivestimento in rame sono forniti dal pilastro o dal cappuccio del pilastro fino al ponte attraverso i fori ellittici dei rulli.

Questi fori consentono il rotolamento dei rulli quando richiesto mentre i tasselli impediscono il rotolamento eccessivo dei rulli. Il foglio di piombo con spessore da 6 mm a 10 mm viene utilizzato sia nella parte superiore che inferiore dei rulli per distribuire uniformemente il carico sui rulli. Il foglio di piombo aiuta anche a facilitare il rotolamento dei rulli.

ii. RC Rocker:

RC Rocker non è altro che un rullo segmentale RC. A differenza del cuscinetto a bilanciere in acciaio fuso, il cuscinetto a bilanciere RC consente sia le rotazioni che la traslazione (sebbene in misura minore) del piatto simile ai cuscinetti a rulli. Ma in caso di bilanciere, non è previsto alcun foro ellittico e la barra di centraggio mantiene il piatto in una condizione semi-incernierata.

I cuscinetti a cerchio pieno distribuiscono i carichi in un modo migliore rispetto ai cuscinetti a segmenti. Questo vale anche per i rulli e i bilancieri segmentali RC e pertanto non sono raccomandati per l'adozione. I cuscinetti a rulli RC a pieno cerchio, come mostrato nella figura 22.8, erano usati nel Bengala occidentale in numerosi ponti. Invece del bilanciere RC (rullo segmentatore), può essere adottato il tipo di bilanciere mostrato in Fig. 22.9.

iii. Curved Pier Top (Rocker):

A volte i piani del molo sono curvati e la sovrastruttura poggia su di essa con un foglio di piombo tra di loro. La funzione del foglio di piombo è di distribuire il carico in modo uniforme sul cappuccio del molo dalla sovrastruttura.

Per mantenere il ponte in posizione, vengono utilizzate barre di riferimento rivestite con un rivestimento in lamiera di calibro 16 per impedire l'arrugginimento. La parte superiore curva della banchina funziona come un cuscinetto a bilanciere e come tale deve essere dotata di un raggio di curvatura adeguato per un trasferimento del carico adeguato. Griglie di dispersione o spirali secondo necessità devono essere fornite sia nella sovrastruttura.

Questo tipo di cuscinetto è molto economico e può essere adatto per sovrastrutture a campata media.