राजमार्ग पुल अनुप्रयोगों के लिए गोलाकार भूकंपीय अलगाव बियरिंग्स (एसएसआईबी)

1.1, परिभाषा
A गोलाकार बियरिनजी एक संरचनात्मक उपकरण (उच्च भार बहु ​​{{0} घूर्णी असर, यानी एचएलएमबी) है जिसे बहु {{3} दिशात्मक घुमाव और, कुछ डिज़ाइनों में, सीमित अनुवादात्मक आंदोलनों को समायोजित करते हुए पुल अधिरचना और उप-संरचना के बीच भार संचारित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। बियरिंग में एक अवतल गोलाकार सतह होती है जो उत्तल गोलाकार सतह से जुड़ी होती है, जो किसी भी क्षैतिज अक्ष के बारे में सुचारू कोणीय घुमाव को सक्षम बनाती है।
ब्रिज इंजीनियरिंग में, गोलाकार बीयरिंगों का उपयोग किया जाता है:
- डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार ऊर्ध्वाधर भार, क्षैतिज बल और अनुदैर्ध्य या अनुप्रस्थ विस्थापन स्थानांतरित करें।
- यातायात भार, थर्मल विस्तार और संकुचन, भूकंपीय क्रियाओं, रेंगने और पुल संरचना के सिकुड़न के कारण होने वाले घुमाव की अनुमति दें।
कम घर्षण वाली स्लाइडिंग सामग्री (उदाहरण के लिए, पीटीएफई) और संक्षारण प्रतिरोधी स्टेनलेस स्टील संभोग सतहों के उपयोग के माध्यम से न्यूनतम घर्षण के साथ उच्च भार वहन क्षमता प्रदान करें।
ये बीयरिंग आम तौर पर प्रासंगिक राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय मानकों जैसे जीबी/टी 17955 (चीन), एएएसएचटीओ एलआरएफडी ब्रिज डिजाइन स्पेसिफिकेशन्स (यूएसए), और एन 1337-7 (यूरोप) के अनुपालन में निर्मित किए जाते हैं, जो लंबी अवधि और भारी-भार वाले ब्रिज अनुप्रयोगों में प्रदर्शन विश्वसनीयता, सुरक्षा और स्थायित्व सुनिश्चित करते हैं।

1.2, दायरा
यह आलेख विशिष्टताओं, डिज़ाइन मापदंडों, विनिर्माण आवश्यकताओं, परीक्षण, स्थापना और रखरखाव को परिभाषित करता हैगोलाकार भूकंपीय अलगाव बियरिंग्स (एसएसआईबी)चीनी और अंतर्राष्ट्रीय दोनों कोडों का अनुपालन करते हुए, ब्रिज अनुप्रयोगों के लिए अभिप्रेत है।
1.3, लागू मानक:
क्षेत्र|मानक कोड|शीर्षक|दायरा
चीन|जीबी/टी 17955-2009 |गोलाकार बियरिंग्सपुलों के लिए|ब्रिज गोलाकार बियरिंग्स के लिए डिज़ाइन, निर्माण और परीक्षण आवश्यकताएँ।
चीन|जीबी/टी 32836-2016 |इस्पात संरचनाओं के लिए गोलाकार बियरिंग्स| इस्पात संरचनात्मक अनुप्रयोगों के लिए अतिरिक्त आवश्यकताएँ।
चीन|जेटीजी/टी 2231-01-2020|हाईवे ब्रिज बियरिंग्स के लिए विशिष्टताएँ|राजमार्ग पुल बीयरिंगों के लिए प्रदर्शन और गुणवत्ता की आवश्यकताएं।
यूरोप|एन 1337-7 |संरचनात्मक बियरिंग्स- भाग 7: गोलाकार बियरिंग्स|सामग्री, ज्यामिति, घर्षण और परीक्षण आवश्यकताएँ।
यूरोप|EN 15129:2018 |भूकंपरोधी उपकरण| संरचनात्मक अनुप्रयोगों के लिए भूकंपीय अलगाव डिजाइन।
यूएसए|AASHTO LRFD ब्रिज डिज़ाइन विशिष्टताएँ (2023) धारा 14|बियरिंग्स और विस्तार उपकरण|के लिए डिज़ाइन पद्धतिगोलाकार बीयरिंग.
यूके|बीएस 5400 भाग 9 |ब्रिज बियरिंग्स| डिज़ाइन और स्थापना आवश्यकताएँ।

2.1, कार्य:
गोलाकार भूकंपीय अलगाव बीयरिंगभूकंपीय ऊर्जा को नष्ट करने के लिए नियंत्रित स्लाइडिंग की अनुमति देते हुए पुल अधिरचना और उपसंरचना के बीच एक घूर्णी इंटरफ़ेस प्रदान करें।

2.2, मुख्य घटक:

• 1. ऊपरी अवतल प्लेट - उच्च शक्ति कार्बन स्टील (Q345 या ASTM A709 ग्रेड 50) सटीक मशीनीकृत अवतल सतह के साथ।
• 2. गोलाकार स्लाइडिंग तत्व - स्टेनलेस स्टील (एआईएसआई 304/316) बंधी हुई पीटीएफई या यूएचएमडब्ल्यूपीई परत के साथ।
• 3. निचला उत्तल प्लेट - वक्रता से मेल खाता है, ऊर्ध्वाधर भार स्थानांतरित करता है।
• 4. संयम प्रणाली - यूनिडायरेक्शनल आंदोलन नियंत्रण के लिए वैकल्पिक गाइड बार या निरोधक।
• 5. भूकंपीय ऊर्जा अपव्यय तत्व - वैकल्पिक उच्च अवमंदन परतें।

2.3, प्रकार और वर्गीकरण
विभिन्न कार्यात्मक आवश्यकताओं के अनुसार, गोलाकार बीयरिंगों को निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• 1,स्थिर गोलाकार बियरिंग्स
• स्थिर गोलाकार बीयरिंग क्षैतिज विस्थापन की अनुमति नहीं देते हैं लेकिन स्वतंत्र रूप से घूम सकते हैं। वे संरचनात्मक भागों के लिए उपयुक्त हैं जिन्हें घूर्णन की अनुमति देते समय क्षैतिज गति को प्रतिबंधित करने की आवश्यकता होती है।
• 2,यूनिडायरेक्शनल स्लाइडिंग गोलाकार बियरिंग्स
• यूनिडायरेक्शनल स्लाइडिंग गोलाकार बीयरिंग एक दिशा में स्लाइडिंग की अनुमति देते हैं। वे विशिष्ट विस्थापन आवश्यकताओं वाली संरचनाओं पर लागू होते हैं, जैसे कि कुछ पुलों में अनुदैर्ध्य विस्थापन का समायोजन।
• 3, बहुदिशात्मक स्लाइडिंग गोलाकार बियरिंग्स
• मल्टीडायरेक्शनल स्लाइडिंग गोलाकार बीयरिंग किसी भी क्षैतिज दिशा में स्लाइड कर सकते हैं। वे जटिल भार स्थितियों से निपटने के लिए भूकंप संभावित क्षेत्रों या लंबी दूरी के पुलों के लिए उपयुक्त हैं।
• 4, भूकंपीय गोलाकार बियरिंग्स
• भूकंपीय गोलाकार बीयरिंग आमतौर पर भिगोने वाले उपकरणों से सुसज्जित होते हैं, जो भूकंप के दौरान अतिरिक्त ऊर्जा अपव्यय क्षमता प्रदान कर सकते हैं और संरचनाओं के भूकंपीय प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं।

2.4, के अनुप्रयोग क्षेत्रगोलाकार बियरिंग्स
उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण, गोलाकार बीयरिंगों का व्यापक रूप से निम्नलिखित क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है:

• 1, लंबे -स्पैन पुल
• लंबे समय तक चलने वाले पुलों जैसे कि केबल स्टे ब्रिज, सस्पेंशन ब्रिज और आर्च ब्रिज में, गोलाकार बीयरिंग प्रभावी ढंग से तापमान परिवर्तन, वाहन भार या हवा के भार के कारण होने वाले विस्थापन और घुमाव के अनुकूल हो सकते हैं।
• 2, ऊँची इमारतें
• ऊंची-ऊंची इमारतें हवा के भार या भूकंपीय कार्रवाई के तहत हिल जाएंगी। गोलाकार बीयरिंग संरचनात्मक तनाव को कम कर सकते हैं और इमारतों की स्थिरता और सुरक्षा में सुधार कर सकते हैं।
• 3, स्टेडियम और बड़े-बड़े विस्तार वाली अंतरिक्ष संरचनाएं
• व्यायामशालाओं और कन्वेंशन सेंटरों जैसी विशाल अंतरिक्ष संरचनाओं में, गोलाकार बीयरिंग जटिल भार के अनुकूल हो सकते हैं और संरचनाओं की स्थिरता और स्थायित्व सुनिश्चित कर सकते हैं।
• 4, परमाणु ऊर्जा संयंत्र और प्रमुख बुनियादी ढाँचा
• परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और बड़े बांधों जैसे प्रमुख बुनियादी ढांचे में, गोलाकार बीयरिंग संरचनात्मक सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए विश्वसनीय समर्थन और भूकंपीय प्रतिरोध प्रदान कर सकते हैं।

2.5, गोलाकार बियरिंग्स के लाभ और चुनौतियाँ
1, लाभ:
• उच्च भार -वहन क्षमता: कई हजार टन का भार झेल सकता है।
• बहुदिशात्मक विस्थापन अनुकूलनशीलता: एक साथ घूर्णन और क्षैतिज विस्थापन दोनों को अनुकूलित करने में सक्षम।
• मजबूत स्थायित्व: उच्च प्रदर्शन वाली सामग्रियों से बना है, जो लंबी सेवा जीवन सुनिश्चित करता है।
• उत्कृष्ट भूकंपीय प्रदर्शन: भूकंप संभावित क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

2, चुनौतियाँ:
• विनिर्माण परिशुद्धता के लिए उच्च आवश्यकताएं: गोलाकार सतह प्रसंस्करण और स्लाइडिंग सामग्रियों के मिलान के लिए उच्च परिशुद्धता प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
• अपेक्षाकृत उच्च रखरखाव लागत: स्लाइडिंग सामग्री या सीलिंग उपकरणों को लंबे समय तक उपयोग के बाद बदलने की आवश्यकता हो सकती है।
• जटिल डिज़ाइन: विशिष्ट इंजीनियरिंग आवश्यकताओं के अनुसार अनुकूलित डिज़ाइन की आवश्यकता होती है।

3.1 तकनीकी विशिष्टताएँ
डिज़ाइन पैरामीटर्स (सामान्य उत्पादन रेंज):
लंबवत भार क्षमता: 1,000 - 50,000 kN
क्षैतिज विस्थापन क्षमता: ±50 से ±250 मिमी
घूर्णी क्षमता: 0.03 रेड (~1.7 डिग्री) से अधिक या उसके बराबर
घर्षण गुणांक (μ): 0.03 - 0.06 (स्थिर), 0.02 - 0.05 (गतिशील)
डंपिंग अनुपात (एचडीआर प्रकार): 8 - 25%
सेवा तापमान सीमा: -40 डिग्री से +60 डिग्री (विशेष रूप से +70 डिग्री तक)
सेवा जीवन: 50 वर्ष से अधिक या उसके बराबर
भूकंपीय प्रदर्शन: 0.3 ग्राम डिज़ाइन त्वरण से अधिक या उसके बराबर

3.2, पेटेंट
 

घटक|सामग्री|मानक
बियरिंग प्लेटें|क्यू345, क्यू420, एएसटीएम ए709|जीबी/टी 1591, एएसटीएम ए709
गोलाकार फिसलने वाला तत्व|स्टेनलेस स्टील एआईएसआई 304/316|एएसटीएम ए240
फिसलने वाली सतह|वर्जिन पीटीएफई, यूएचएमडब्ल्यूपीई|एएसटीएम डी4894
स्नेहक|सिलिकॉन-आधारित|निर्माता विशिष्टता
एंकरेज बोल्ट|ग्रेड 8.8 / एएसटीएम ए325|जीबी/टी 5782, एएसटीएम ए325

सतह का खुरदरापन (फिसलने वाली सतह): Ra 0.2 μm से कम या उसके बराबर
समतलता सहनशीलता: 0.5 मिमी प्रति 1,000 मिमी से कम या उसके बराबर
कठोरता (स्लाइडिंग प्लेट): एचबी 220 से अधिक या उसके बराबर
पीटीएफई बॉन्ड ताकत: 3 एमपीए कतरनी से अधिक या उसके बराबर
सभी बियरिंग आयामी सटीकता, लोड{2}विरूपण वक्र, डिज़ाइन लोड के तहत घर्षण गुणांक और दृश्य दोषों के लिए 100% फ़ैक्टरी परीक्षण किए गए हैं।

6.1 सामान्य आवश्यकताएँ
सभी गोलाकार भूकंपीय अलगाव बीयरिंगों को चीनी और अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुसार प्रकार परीक्षण, नियमित परीक्षण और स्वीकृति परीक्षण से गुजरना होगा।
6.2 परीक्षणों का वर्गीकरण
टाइप टेस्ट - डिज़ाइन अनुपालन साबित करें (नए डिज़ाइन के अनुसार एक बार)
नियमित परीक्षण - उत्पादन गुणवत्ता सत्यापित करें (प्रत्येक बैच)
स्वीकृति परीक्षण - डिलीवरी से पहले अंतिम उत्पाद अनुमोदन (100% बियरिंग्स)
6.3 विशिष्ट परीक्षण और आवश्यकताएँ
लंबवत भार परीक्षण - अवशिष्ट विरूपण 0.3 मिमी से कम या उसके बराबर, कोई दृश्यमान क्षति नहीं।
क्षैतिज विस्थापन परीक्षण - घर्षण गुणांक μ 0.06 से कम या उसके बराबर, 50 चक्रों के बाद कोई सतह क्षति नहीं।
घूर्णी क्षमता परीक्षण - 0.03-0.05 रेड रोटेशन से अधिक या उसके बराबर पर चिकनी गति।
घिसाव और थकान परीक्षण - चक्रों के बाद 1% से कम या उसके बराबर पीटीएफई मोटाई हानि।
भूकंपीय सिमुलेशन परीक्षण - डिजाइन के ±2% के भीतर भिगोना अनुपात, निकासी के भीतर विस्थापन।
तापमान परीक्षण - घर्षण भिन्नता कमरे के तापमान से ±15% से कम या उसके बराबर।
संक्षारण प्रतिरोध परीक्षण - 500 घंटे नमक स्प्रे के बाद कोई कोटिंग विफलता नहीं।
6.4 फ़ैक्टरी गुणवत्ता नियंत्रण प्रक्रियाएँ
आने वाली सामग्री का निरीक्षण - अल्ट्रासोनिक स्टील की जांच, पीटीएफई घनत्व और ताकत।
-प्रक्रिया QC में - प्लेट मशीनिंग सहनशीलता ±0.2 मिमी, वेल्ड निरीक्षण।
अंतिम निरीक्षण - आयामी जांच, अंकन सत्यापन।
6.5 दस्तावेज़ीकरण और पता लगाने की क्षमता
सामग्री परीक्षण प्रमाणपत्र, फ़ैक्टरी उत्पादन नियंत्रण रिकॉर्ड और अनुरूपता प्रमाणपत्र बनाए रखें।
6.6 स्वीकृति मानदंड सारांश
ऊर्ध्वाधर विरूपण 0.3 मिमी से कम या उसके बराबर, घर्षण 0.06 से कम या उसके बराबर, पीटीएफई घिसाव 1% से कम या उसके बराबर, घूर्णन 0.03 रेड से अधिक या उसके बराबर।
6.7, प्रकार परीक्षण एवं रिपोर्ट।

6.7.1, परीक्षण उपकरण
 

6.7.2, परीक्षण रिपोर्ट

तैयारी - बेयरिंग सीट की सहनशीलता और बोल्ट की स्थिति की जाँच करें।
स्थापना चरण - अधिरचना को ऊपर उठाना, स्थिति निर्धारण, सुरक्षित करना, जाँच करना, जैक जारी करना।
निकासी - 50 मिमी से अधिक या उसके बराबर भूकंपीय अंतराल बनाए रखें।

6 महीने: दृश्य जांच
2 वर्ष: कार्यात्मक जांच
5 वर्ष: विस्तृत निरीक्षण
25 वर्ष: ओवरहाल

नमीरोधी रैपिंग में पैक करें, हवादार क्षेत्र में स्टोर करें, अधिकतम 3 परतें रखें।

10.1, राजमार्ग पुलों के लिए QZ गोलाकार बीयरिंगों के लिए विशिष्टताएँ।
10.2, राजमार्ग पुलों के लिए एलक्यूजेड गोलाकार बीयरिंग के लिए विनिर्देश

इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी के विकास के साथ,गोलाकार बीयरिंगलगातार नवप्रवर्तन कर रहे हैं, और भविष्य में निम्नलिखित रुझान सामने आ सकते हैं:

• 1, बुद्धिमान बियरिंग्स:
• सेंसर प्रौद्योगिकी के साथ एकीकृत, वे बुद्धिमान प्रारंभिक चेतावनी और रखरखाव का एहसास करने के लिए वास्तविक समय में बीयरिंग के तनाव, विस्थापन और पहनने की निगरानी कर सकते हैं।
• 2, नई सामग्रियों का अनुप्रयोग
• ग्राफीन जैसी सामग्री प्रबलित कंपोजिट और स्वयं चिकनाई सामग्री गोलाकार बीयरिंगों के स्थायित्व और स्लाइडिंग प्रदर्शन में सुधार कर सकती है।
• 3,हरित और पर्यावरण संरक्षण डिजाइन
• पुनर्चक्रण योग्य सामग्रियों या कम घर्षण वाले पर्यावरण संरक्षण कोटिंग्स का उपयोग पर्यावरण पर प्रभाव को कम कर सकता है।
• 4, 3डी प्रिंटिंग तकनीक
• जटिल आकार वाले बियरिंग्स के निर्माण के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग उत्पादन दक्षता और अनुकूलन क्षमताओं में सुधार कर सकता है।

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