Vòng bi chậu cho các ứng dụng cầu dưới vòng bi kết cấu

Cầuvòng bi nồilà các thành phần kết cấu quan trọng tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền tải giữa kết cấu thượng tầng và kết cấu phụ của cầu đồng thời hỗ trợ các chuyển vị và chuyển vị ngang do hiệu ứng nhiệt, tải trọng giao thông, hoạt động địa chấn và từ biến gây ra. Được thiết kế để đảm bảo độ bền và độ chính xác, vòng bi chậu của chúng tôi tích hợp các vật liệu và quy trình sản xuất tiên tiến để đáp ứng các tiêu chuẩn toàn cầu, đảm bảo hiệu suất lâu dài-trong các điều kiện tải và môi trường đa dạng.
cácvòng bi cao su nồilà một loại sản phẩm gối đỡ cầu sử dụng khối cao su đàn hồi được đặt trong một hộp thép bán kín. Khối cao su này thể hiện các đặc tính-giống như chất lỏng khi chịu tác dụng của lực ba-chiều.

Sản phẩm này cho phép xoay cấu trúc thượng tầng của cầu. Trong khi đó, nó dựa vào hệ số ma sát thấp giữa tấm F4 (tấm polytetrafluoroethylene) trên tấm thép ở giữa và tấm thép không gỉ của tấm ghế phía trên để đạt được chuyển vị ngang của cấu trúc thượng tầng. Kết quả là lực cắt do ổ trục cao su chịu không còn được cao su gánh chịu hoàn toàn; thay vào đó, nó tác động gián tiếp lên nồi đế thép và trượt giữa tấm F4 và tấm inox.

Khi cao su bên trong ổ trục ở trạng thái ràng buộc ba chiều, mô đun đàn hồi nén của nó là 50.000 kg/cm², cao hơn gần 20 lần so với mô đun đàn hồi nén không bị ràng buộc theo phương ngang. Do đó, khả năng chịu tải-của ổ trục được cải thiện đáng kể, khắc phục nhược điểm về khả năng chịu tải-tương đối thấp của ổ trục cao su tấm. Nó có thể đáp ứng các yêu cầu về lực phản ứng hỗ trợ lớn, chuyển vị ngang lớn và góc quay lớn.

2.1 Ưu điểm chính
● Đa-Tuân thủ tiêu chuẩn: Được thiết kế để đáp ứng các thông số kỹ thuật EN 1337-5, JTT391 và AASHTO LRFD, đảm bảo khả năng thích ứng với các dự án toàn cầu.
● Khả năng chịu tải cao: Có khả năng chịu được tải trọng thẳng đứng từ 2.500 kN đến 50.000 kN (có thể tùy chỉnh cho nhu cầu cao hơn), phù hợp với-cầu đường cao tốc và cầu đường sắt có tải trọng lớn.
● Kiểm soát chuyển vị và xoay mạnh mẽ: Hỗ trợ chuyển vị quay lên tới 0,02 rad và chuyển vị ngang lên tới ±250 mm, đảm bảo tính linh hoạt của kết cấu dưới tải trọng động.
● Vật liệu bền: Sử dụng thép hợp kim-cao cấp, chất đàn hồi lưu hóa và PTFE-ma sát thấp, có khả năng chống ăn mòn, lão hóa và nhiệt độ khắc nghiệt (-40 độ đến +60 độ ).
● Ít phải bảo trì: Thiết kế kín và bề mặt trượt được bôi trơn giúp giảm thiểu mài mòn, giảm chi phí vòng đời.
2.2 Hạn chế
● Trọng lượng và khả năng xử lý: Kết cấu chuyên sâu bằng thép-làm tăng trọng lượng nên cần có thiết bị nâng chuyên dụng trong quá trình lắp đặt.
● Lắp đặt chính xác: Yêu cầu dung sai căn chỉnh nghiêm ngặt (±1 mm) để tránh phân bổ tải không đồng đều, đòi hỏi lao động có tay nghề cao.
● Chi phí: Vật liệu có hiệu suất-cao và việc tuân thủ nhiều tiêu chuẩn dẫn đến chi phí trả trước cao hơn so với các loại vòng bi đơn giản hơn.
● Độ nhạy nhiệt độ: Các mẫu cao su tổng hợp tiêu chuẩn có thể bị thoái hóa khi trời cực lạnh; Cần có các biến thể EPDM chống lạnh-ở vùng khí hậu dưới{1}}0.

3.1 EN 1337-5 (Tiêu chuẩn Châu Âu)
Tuân thủ các yêu cầu về kiểm tra tải trọng tĩnh và động, độ bền của vật liệu và khả năng dịch chuyển. Cụ thể, EN 1337-5 yêu cầu:
● Cường độ chịu nén tối thiểu đối với cấu kiện thép là 30 MPa.
● Mô đun cắt đàn hồi Lớn hơn hoặc bằng 0,8 MPa ở 23 độ.
● Hệ số ma sát bề mặt trượt Nhỏ hơn hoặc bằng 0,03 trong điều kiện tiêu chuẩn.
3.2 JTT391 (Tiêu chuẩn đường cao tốc Trung Quốc)
Tuân thủ dung sai kích thước (ví dụ: đường kính nồi ±0,5 mm) và các quy trình bảo vệ chống ăn mòn, bao gồm:
● Mạ kẽm nhúng nóng-(độ dày tối thiểu 85 μm) cho các bộ phận bằng thép.
● Độ cứng của cao su 60±5 Shore A, với độ giãn dài khi đứt Lớn hơn hoặc bằng 300%.
3.3 AASHTO LRFD (Thông số kỹ thuật của Hoa Kỳ)
Căn chỉnh vớiVòng bi HLMR (Vòng bi-quay đa tải chịu tải cao)yêu cầu, bao gồm:
● Hệ số tải đối với tĩnh tải và hoạt tải (tương ứng là 1,25 và 1,75).
● Quy định về thiết kế chịu động đất (hệ số lực ngang dựa trên gia tốc mặt đất cực đại).

4.1 Cấu trúc chính
● Nồi thép: Vỏ cứng (thép S355JR) phân phối tải trọng thẳng đứng cho kết cấu phần dưới.
● Đĩa đàn hồi: Cao su lưu hóa (neoprene hoặc EPDM) hấp thụ chấn động và cho phép quay.
● Pít-tông: Thành phần thép cường độ cao (42CrMo) truyền tải từ cấu trúc thượng tầng sang đĩa cao su.
● Giao diện trượt: Tấm thép không gỉ (cấp 304) với tấm PTFE, giảm ma sát khi di chuyển theo chiều ngang.
4.2 Thông số vật liệu
Thuộc tính chính của vật liệu thành phần (theo tiêu chuẩn)
Nồi thép/Piston S355JR/42CrMo Cường độ năng suất Lớn hơn hoặc bằng 355 MPa; độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 510 MPa
Chất đàn hồi Neoprene/EPDM Độ cứng 60±5 Shore A; bộ nén Nhỏ hơn hoặc bằng 25%
Tấm trượt Hoàn thiện bằng thép không gỉ 304 như gương (Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 0,8 μm); độ dày Lớn hơn hoặc bằng 4 mm
Tấm PTFE Mật độ PTFE nguyên chất Lớn hơn hoặc bằng 2,15 g/cm³; hệ số ma sát Nhỏ hơn hoặc bằng 0,03

4.3, Nguyên tắc làm việc
Nguyên lý làm việc củavòng bi cao su nồilà tận dụng khối cao su được đặt trong một chiếc nồi thép. Khối cao su này, khi chịu tác dụng của lực ba chiều,{1}}có đặc tính thể tích không thể nén được tương tự như chất lỏng. Bằng cách tận dụng đặc tính này, ổ trục truyền phản lực của cấu trúc thượng tầng cầu đến trụ một cách đáng tin cậy, đồng thời cho phép các đầu dầm cầu quay. Trong khi đó, nó dựa vào sự trượt tự do giữatấm polytetrafluoroetylen (PTFE)và tấm thép không gỉ để điều chỉnh chuyển vị ngang của kết cấu thượng tầng cầu do các yếu tố như thay đổi nhiệt độ và độ co ngót của bê tông. Điều này đảm bảo cho việc vận hành cầu an toàn.
Sản phẩm này phù hợp với các cây cầu đường cao tốc-cao cấp cũng như các cây cầu cỡ lớn và trung bình-khác.

4.4, Loại sản phẩm
4.4.1, Phân loại theo Hiệu suất Dịch vụ:

• Vòng bi di chuyển hai chiều: Có tính năng chịu tải dọc-, xoay dọc và trượt hai chiều, với mã SX.
• Vòng bi di chuyển một chiều:Có tính năng chịu tải dọc-, xoay dọc và hiệu suất trượt một chiều, với mã DX.
• Vòng bi cố định:Có tính năng chịu tải dọc-và hiệu suất xoay dọc, với mã GD.

4.4.2, Phân loại theo phạm vi nhiệt độ áp dụng:

• Vòng bi nhiệt độ-bình thường: Thích hợp để sử dụng trong khoảng nhiệt độ -25 độ ~ +60 độ .
• Vòng bi-chống lạnh: Thích hợp để sử dụng trong phạm vi nhiệt độ -40 độ ~ +60 độ , với mã F.

4.4.3, Phân loại theo Phạm vi ứng dụng:
Nó có thể được chia thành ba loại chính: vòng bi cao su nồi cho cầu đường cao tốc,vòng bi cao su nồicho cầu đường sắt và các dẫn xuất của gối cao su nồi.
4.4.3.1, Các mẫu vòng bi cao su nồi phổ biến cho đường cao tốc:
Dòng GPZvòng bi cao su nồi
Dòng GPZ (Ⅱ)vòng bi cao su nồi(theo JTT391-1999)
Dòng GPZ (III)vòng bi cao su nồi(theo JTT391-2009)
Dòng GPZ (KZ)vòng bi cao su chống{0}}nồi địa chấn
Dòng GPZ (2019)vòng bi cao su nồi(theo JTT391-2019)
4.4.3.2, Các mẫu vòng bi nồi cao su phổ biến cho đường sắt:
TPZ-Tôi đường sắtvòng bi cao su nồi
tiêu chuẩn TPZvòng bi cao su nồi đường sắt
Cầu đặc biệt Vòng bi cầu đường sắt dòng 8156
4.4.3.3, Dẫn xuất của ổ bi cao su nồi:
Có nhiều loại dẫn xuất như:
Dòng QPZvòng bi cao su nồi
Dòng KPZvòng bi cao su nồi
Vòng bi thép hình cầu hấp thụ sốc đàn hồi-
Vòng bi cao su nồi tự điều chỉnh-chiều cao-.

5.1, Thông số hiệu suất kỹ thuật
● Công suất tải dọc: 2.500–50.000 kN (có thể tùy chỉnh).
● Công suất quay: Lớn hơn hoặc bằng 0,02 rad (3,43 độ ) dưới tải thiết kế đầy đủ.
● Dịch chuyển ngang: ±50 mm đến ±250 mm (dọc/ngang).
● Khả năng chịu lực ngang: - Ổ trục cố định: 15–40% tải trọng thẳng đứng (dựa trên vùng địa chấn). - Ổ trục di động: 5% tải trọng thẳng đứng.
● Hệ số ma sát: Nhỏ hơn hoặc bằng 0,03 (nhiệt độ bình thường); Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05 (chống lạnh-).
● Tuổi thọ sử dụng: Lớn hơn hoặc bằng 50 năm theo chế độ bảo trì tiêu chuẩn.
5.2, Danh sách thông số kỹ thuật (Theo tiêu chuẩn JTT391 của Tiêu chuẩn Cầu đường cao tốc Trung Quốc).
▲ GPZ(III) Thông số kỹ thuật của gối chậu dưới gối kết cấu;
▲ GPZ(KZ) Thông số kỹ thuật của gối chậu dưới gối kết cấu;
▲ GPZ(2019) Thông số kỹ thuật gối nồi dưới gối kết cấu;

6.1, Thiết bị kiểm tra;

6.2, Kiểm tra loại & Báo cáo kiểm tra của bên thứ ba;

7.1 Cầu Quốc lộ, Đồng bằng sông Dương Tử, Trung Quốc
● Dự án: Cầu dầm liên tục 6 nhịp (tổng chiều dài 380 m).
● Loại vòng bi: công suất 4000 kN, vòng bi chậu di động hai chiều (tuân thủ JTT391).
● Hiệu suất: Chịu được sự thay đổi nhiệt độ theo mùa (-10 độ đến +35 độ ) và tải trọng xe tải nặng (lên tới 550 kN) trong 12 năm với độ hao mòn tối thiểu.
7.2 Cầu đường sắt, Bavaria, Đức
● Dự án: Cầu đường sắt cao tốc-(tốc độ thiết kế 300 km/h).
● Loại vòng bi: Vòng bi nồi cố định 12.000 kN (tuân thủ EN 1337-5).
● Hiệu suất: Chịu được tải trọng động của tàu và chuyển vị nhiệt (±120 mm) với độ chính xác quay Nhỏ hơn hoặc bằng 0,015 rad.
7.3 Cầu liên bang, Texas, Mỹ
● Dự án: Cầu dây văng-có nhịp chính 200 m.
● Loại vòng bi: Vòng bi nồi 25.000 kN HLMR (tuân thủ AASHTO LRFD).
● Hiệu suất: Sống sót sau các sự kiện địa chấn năm 2021 (gia tốc cực đại 0,2 g) mà không có hư hại về cấu trúc, được xác thực bằng các đợt kiểm tra sau-sự kiện.

8.1 Các bước cài đặt
● Chuẩn bị mặt bằng: - Làm sạch bệ chịu lực (bê tông hoặc thép) để loại bỏ các mảnh vụn; đảm bảo độ phẳng (dung sai Nhỏ hơn hoặc bằng 2 mm/m). - Xác minh vị trí bu lông neo khớp với bản vẽ thiết kế (dung sai ±5 mm).
● Vị trí vòng bi: - Sử dụng cần cẩu có dầm rải để nâng vòng bi (tránh móc trực tiếp trên bề mặt trượt). - Hạ vòng bi xuống ghế, căn chỉnh các đường tâm với trục dọc/ngang của cầu (±1 mm).
● Neo: - Siết chặt các bu lông neo theo mô hình chéo tới 80% mô-men xoắn (mỗi JTT391: 350 N·m đối với bu lông M24). - Kiểm tra lại căn chỉnh sau khi siết chặt; điều chỉnh nếu cần thiết.
● Vị trí cấu trúc thượng tầng: - Hạ cấu trúc thượng tầng xuống ổ trục từ từ ( Nhỏ hơn hoặc bằng 50 mm/phút) để tránh tải trọng tác động. - Đo chuyển động quay và chuyển vị ban đầu bằng đồng hồ đo; ghi lại để tham khảo trong tương lai.
● Kiểm tra lần cuối: - Xác nhận không có khe hở giữa ổ trục và mặt tựa; bịt kín chu vi bằng chất bịt kín polyurethane. - Các thông số cài đặt tài liệu (căn chỉnh, giá trị mô-men xoắn) cho các bản ghi-được xây dựng sẵn.
8.2 Biện pháp phòng ngừa chính
● Điều kiện môi trường: Tránh lắp đặt dưới trời mưa/tuyết; bảo vệ bề mặt PTFE khỏi bụi bằng các tấm che tạm thời.
● Load Distribution: Ensure uniform contact between bearing and superstructure/substructure (use shims if gaps >0,5mm).
● An toàn: Sử dụng biện pháp chống rơi khi lắp đặt trên cao; tuân theo các giao thức an toàn OSHA/AWS đối với công trình thép.

9.1 Kiểm tra định kỳ (Hàng năm)
● Kiểm tra bằng mắt: Kiểm tra độ ăn mòn của các thành phần thép, cao su xem có vết nứt/lão hóa không và bề mặt trượt có bị mòn không.
● Kiểm tra chức năng: Đo chuyển vị ngang trong chu trình nhiệt; kiểm tra chuyển động quay bằng máy đo độ nghiêng.
● Bôi trơn: Bôi lại mỡ silicon (NLGI Cấp 2) lên bề mặt PTFE; loại bỏ dầu mỡ cũ trước khi thi công.
9.2 Bảo trì định kỳ (2 năm một lần)
● Làm sạch: Power-rửa sạch bề mặt thép; loại bỏ các mảnh vụn khỏi giao diện trượt.
● Bảo vệ chống ăn mòn: Sơn lại các khu vực mạ kẽm bằng sơn giàu kẽm- (độ dày màng khô Lớn hơn hoặc bằng 60 μm).
● Component Replacement: Replace PTFE sheets if wear exceeds 30% of original thickness; replace rubber discs if hardness deviates by >10 Bờ A.
9.3 Đăng-Kiểm tra sự kiện
● Sau động đất, lũ lụt hoặc các hiện tượng nhiệt độ khắc nghiệt: - Kiểm tra độ lỏng bu lông (vặn lại nếu cần). - Xác minh xem các bộ phận thép không bị biến dạng vĩnh viễn. - Kiểm tra chức năng trượt để đảm bảo không bị kẹt.

● Đóng gói: Vòng bi được đóng trong hộp gỗ chịu được thời tiết với lớp xốp cách nhiệt. Bề mặt trượt được phủ màng bảo vệ; bu lông neo được đóng gói riêng.
● Transportation: Secure crates to trucks with steel straps (minimum 4 points); avoid stacking >2 thùng. Cần có sự vận chuyển có kiểm soát nhiệt độ-đối với vòng bi-chịu lạnh (kiểu máy -40 độ).

● Đổi mới vật liệu: Tích hợp polyme gia cố bằng sợi carbon (CFRP) để giảm trọng lượng trong khi vẫn duy trì độ bền.
● Giám sát thông minh: Các cảm biến nhúng (đồng hồ đo biến dạng, gia tốc kế) để theo dõi tải trọng/chuyển vị theo thời gian thực-, cho phép bảo trì dự đoán.
● Tính bền vững: Sử dụng cao su tái chế trong chất đàn hồi và lớp phủ gốc nước{0}}để giảm tác động đến môi trường.
● Thiết kế mô-đun: Các thành phần được tiêu chuẩn hóa để-lắp ráp tại chỗ nhanh hơn, giảm 30% thời gian cài đặt.

● Bảo hành: Bảo hành 10 năm đối với lỗi sản xuất; bao gồm việc thay thế các bộ phận bị lỗi (không bao gồm hư hỏng do lắp đặt/bảo trì không đúng cách).
● Hỗ trợ: Đường dây nóng kỹ thuật 24*7; -các nhóm kiểm tra tại chỗ có mặt trong vòng 48 giờ đối với các vấn đề nghiêm trọng. Chương trình đào tạo cho người lắp đặt và đội bảo trì theo yêu cầu.

Chú phổ biến: vòng bi nồi cho các ứng dụng cầu theo kết cấu chịu lực, vòng bi nồi Trung Quốc cho các ứng dụng cầu theo nhà sản xuất, nhà cung cấp vòng bi kết cấu