Rolamento: Seleção, Proteção e Manutenção
Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: - 1. Seleção de rolamentos 2. Projeto de rolamentos 3. Materiais e especificações 4. Proteção e manutenção.
Seleção de Rolamentos:
Eu. Consideração do comprimento do comprimento (simplesmente suportado):
(i) Ausência de rolamentos para pontes de laje até 8 m de extensão, com exceção do feltro para telhados ou papel alcatroado.
(ii) Mancais de placas ou mancais de pastilhas de PTFE além de 8 me até 15 m de extensão.
(iii) Rolamentos de balancim e roqueiro MS e RC além de 15 me 30 m de extensão.
(iv) Rolamentos de almofada de neoprene para além de 8 me até 30 m.
(v) Mancais de pás de neopreno e rolamentos de rolos de aço e rolo-balancim além de 30 m.
ii. Consideração da Resistência ao Atrito:
O coeficiente de atrito para o rolamento de rolos é 0, 03 e para o rolamento da placa de deslizamento é de 0, 15 a 0, 25 ou seja, 5 a 8 vezes o do rolamento de rolos. A força longitudinal que vem sobre os pilares ou abutments depende da reação vertical e da resistência de atrito dos rolamentos livres.
O projeto de fundações com pilares e pilares de tipo longo e rígido é muito influenciado por essa força e, portanto, se rolamentos com valores mais altos de resistência ao atrito forem usados em pilares ou pilares longos, o custo da subestrutura e da fundação será aumentado.
Portanto, na superestrutura apoiada em pilares e pilares longos, embora de menor extensão, os rolamentos com menor resistência ao atrito, mesmo com algum custo extra, podem economizar consideravelmente a subestrutura e o custo de fundação. A Tabela 5.5 apresenta o coeficiente de resistência ao atrito de vários tipos de rolamentos a serem usados no projeto.
Projeto de rolamentos:
Eu. Placas superiores e inferiores de rolamentos de rolo e de balancim:
A área das placas superior e inferior dos rolamentos de rolos, balancins ou placas pode ser determinada a partir da carga a ser transportada e da pressão segura permitida entre as superfícies de concreto e de aço. A tensão direta admissível no concreto pode ser aumentada conforme a equação 22.1, se as grades de dispersão forem fornecidas. No entanto, se forem fornecidas colunas em espiral, um valor maior pode ser permitido, conforme indicado na equação 22.12.
P = A c 6 co + A s 6 + 2A sp 6 sp (22, 12)
A espessura das placas pode ser encontrada a partir de considerações de cisalhamento ou flexão.
A pressão admissível do mancal, 6, sob um mancal deve ser dada por:
ii. Design de rolo ou balancim:
A superfície de contato entre um rolo e a placa inferior é uma superfície convexa sobre uma superfície plana (Fig. 22.10a), enquanto a mesma entre uma placa superior e o rolo é uma superfície plana sobre a superfície convexa (Fig. 22.10b).
A superfície de contato entre a placa superior ou inferior e a superfície de balanço pode ser qualquer um dos seguintes:
i) Superfície convexa sobre a superfície plana (Fig. 22.10a)
ii) Superfície plana sobre superfície convexa. (Fig. 22.10b)
iii) Superfície côncava de maior raio sobre superfície convexa de raio menor. (Fig. 22.10c).
iv) Superfície convexa sobre a superfície convexa. (Fig. 22.10d)
Ao determinar o raio de curvatura da superfície de contato dos rolamentos de rolos ou balancins, a fórmula geral dada por WL Scott em seu livro “Pontes de Concreto Reforçado” é
Se p é dado em Newton por mm. comprimento no lugar de libras por polegada de comprimento e se n e r 2 são dados em mm. em vez de polegada, a equação 22.3 para rolamentos de aço fundido com K = 2840 torna-se,
“Rolamentos metálicos” fornece as cargas permitidas nos rolos cilíndricos com base nos princípios acima mencionados, com alguns valores modificados das constantes para aço macio e aço de alta resistência. Estes são reproduzidos abaixo (p é dado em N por mm e d em mm.).
(a) Rolos cilíndricos em superfícies planas
P = Kd
(b) Rolos cilíndricos em superfícies curvas
Os valores de K nas equações 22.8 e 22.9, tanto para aço macio quanto para aço de alta resistência e também para rolos simples ou duplos e três ou mais rolos, são dados na Tabela 22.1:
Para rolos de concreto armado em superfície plana, o valor de K quando p está em Newton por mm de comprimento ed é em mm é avaliado como antes.
iii. Projeto de rolamentos elastoméricos:
O design dos rolamentos elastoméricos requer os seguintes valores de efeitos locais:
i) cargas normais, Nd
ii) Cargas Horizontais, Hd
iii) Tradução imposta, Hd
iv) Rotação, αd.
Os mancais devem satisfazer os valores limites permitidos com relação ao seguinte:
i) Tradução
ii) Rotação
iii) Tensão de cisalhamento total devido a compressão axial, deformação horizontal e rotação
iv) Fricção.
iv. Design de Grades e Espirais de Dispersão:
Quando a intensidade da pressão do rolamento entre as placas do mancal e a superfície do concreto excede o valor permitido, grades de dispersão e espirais são fornecidas para distribuir a carga em uma área mais ampla, a fim de reduzir a pressão dentro de limites seguros. Onde o aumento da tensão do concreto além do valor permitido não é significativo, somente grades de dispersão podem ser usadas em duas camadas.
Grades de dispersão são reforços estreitamente espaçados de 6 mm a 10 mm de diâmetro com 50 mm a 75 mm de passo, como mostrado na Fig. 22.14. Normalmente, duas camadas de grades de dispersão a 75 mm a 100 mm de distância são colocadas acima da placa superior ou abaixo da placa inferior.
As espirais são compostas de barras longitudinais amarradas com ligantes espaçados na forma de hélice. As espirais funcionam como colunas RC e transferem a carga do rolamento para a superfície do concreto após a dispersão adequada, de modo que a intensidade da pressão que chega à superfície do concreto esteja dentro do valor seguro.
Quando a carga é distribuída sobre o concreto através da grade de dispersão e da coluna espiral, a tensão de concreto permitida logo atrás da placa de suporte pode ser aumentada além do valor dado pela fórmula na equação 22.1, que é aplicável nos casos em que as grades de dispersão são fornecidas.
A carga na coluna em espiral não deve exceder o valor dado por:
P = A c 6 co + A s 6 + 2A sp 6 sp (22, 12)
Onde, P = Carga na coluna espiral em Newton
6co = Esforço direto admissível do concreto, em MPa
6so = Esforço permissível para aço longitudinal em compressão direta em MPa
Ac = área da seção transversal do concreto no núcleo da coluna (excluindo a área do aço longitudinal) em mm 2
6sp = tensão admissível na tensão em reforço espiral = 95 MPa
Asp = Área equivalente de reforço em espiral (ou seja, o volume de reforço em espiral por unidade de comprimento da coluna).
Em nenhum caso a soma dos termos Ac 6co e 2 Asp. 6sp deve exceder 0, 5 fck.
Materiais e especificações do rolamento:
Para materiais e especificações para rolamentos metálicos,
Eu. “Rolamentos metálicos” e para rolamentos elastoméricos,
ii. “Rolamentos Elastoméricos” serão encaminhados.
Estresses admissíveis no aço usado para rolamentos metálicos são fornecidos na Tabela 22.2:
Exemplo 1:
Projete um rolamento de rolos de aço doce para uma carga de 1000 KN, inclusive de efeito de impacto. Dado:
i) Coeficiente de atrito do rolamento de rolos = 0, 03 e
ii) Movimento do rolo em qualquer direção = 20 mm
Tensão de concreto básica admissível em compressão, 6co, da Tabela 5.9 para concreto M20 = 5, 0 MPa O valor admissível aumentado pode ser obtido a partir da equação 22.1 usando grades de dispersão. Assumindo um tamanho de pedestal de 750 x 450 x 150 mm, A 1 = 750 x 450 e A 2 = 650 x 350.
Também da Tabela 22.1, K para rolo simples de aço
p = 8d ou 1667 = 8d; ou d = 1667/8 = 208 mm. Diga 200 mm.
Exemplo 2:
Projetar o reforço espiral para uma audição com tamanho de placa de 500 x 700 e carregando uma carga de 3000 KN.
Solução:
Tensão de concreto na base da placa = 3000 x 10 3/500 × 700 = 8, 57 MPa
Isso excede as tensões de compressão básicas permitidas, para concreto M20, 6co = 5, 0 MPa ou 6, 28 MPa, mesmo se um pedestal de 650 x 850 mm com grade de dispersão for usado. Portanto, a grade de dispersão com reforço em espiral é proposta para ser fornecida.
Dois números, espirais intertravadas de 500 diâmetros, como mostrado na Fig. 22.13, são propostos para serem usados.
Isso é maior que (1603 + 931) x 10 3, ou seja, 2534 KN. Portanto, a coluna em espiral é suficiente para transferir a carga de design de 3000 KN do rolamento. A posição relativa da grade de dispersão e a coluna em espiral sob o mancal são mostradas na Fig. 22.14.
Proteção e Manutenção de Rolamentos:
Em uma estrutura de ponte, os rolamentos constituem uma parte funcional muito importante da qual depende toda a superestrutura e, portanto, devem ser cuidadas com grande cuidado e mantidas em boas condições.
A inspeção periódica dos mancais deve ser feita e eles devem ser limpos de poeira, detritos, etc. Os mancais metálicos devem ser lubrificados para um serviço eficiente e sem problemas. A Fig. 22.15 mostra uma caixa de graxa para a proteção de um rolamento de roletes metálico.
