Uso de rolamentos sob a ponte: 7 tipos

Este artigo lança luz sobre os sete tipos principais de rolamentos usados ​​sob as pontes. Os tipos são: 1. Rolamentos de aço suaves 2. Rolamentos de liga de cobre e aço inoxidável 3. Rolamentos de aço 4. Rolamentos de apoio de elastômero 5. Rolamentos de pás elastoméricos 6. Rolamentos de almofada de PTFE 7. Rolamentos de concreto armado.

Tipo # 1. rolamentos de aço leve:

O aço leve pode ser usado na fabricação de rolamentos de balancim, rolo ou placa. Para manter os rolamentos de aço macio livres de ferrugem, estes são muitas vezes imersos em graxa, fornecendo caixas de graxa. No entanto, foi observado que, devido à falta de manutenção adequada, rolamentos de aço suaves ficam enferrujados no decorrer do tempo, resultando em aumento real do coeficiente de atrito sobre o valor do projeto.

Isso gera força horizontal adicional na parte superior dos pilares e pilares. Por esta razão e também devido à disponibilidade de outros tipos de rolamentos adequados para esta faixa de span, neoprene, PTFE etc., rolamentos de chapa de aço leve não são usados ​​com freqüência como foi feito anteriormente.

Tipo # 2. Liga de cobre duro e rolamentos de aço inoxidável:

Os rolamentos de placa de liga de cobre dura ou de aço inoxidável são mais favorecidos que os rolamentos de placa MS porque são livres de ferrugem e têm menos resistência ao atrito. Semelhante aos rolamentos de rolo e balancim, dois tipos de mancais de placa são usados, viz. mancal articulado na extremidade fixa (Fig. 22.1-a) e mancal deslizante (Fig. 22.1-b) na extremidade livre.

O rolamento articulado é composto de uma placa superior curvada sobre uma placa de fundo plano com um pino no centro que permite a rotação, mas impede a translação em qualquer direção. O rolamento deslizante consiste em uma placa sobre a outra com grafite ou graxa entre as placas para fácil movimentação. Placas de retenção são soldadas na placa inferior para impedir o movimento lateral.

Tipo # 3. Rolamentos de Aço:

Eu. Rolo de aço:

Os rolamentos de roletes permitem os movimentos linear e rotacional. Um único rolo (Fig. 22.2-a) é usado para rolamentos de rolos de capacidade moderada, mas quando rolamentos de rolos são projetados para capacidades maiores, o número de rolos é aumentado mantendo o diâmetro dos rolos quase o mesmo que para único rolamento de rolos.

A moldagem perfeita de rolos com um diâmetro superior a 200 mm torna-se difícil e em tais casos a detecção de defeitos em peças moldadas tais como ar comprimido, bolhas, etc. por teste de raios X torna-se difícil se os rolos forem feitos de diâmetro maior. Quando o número de rolos em um conjunto de rolos excede dois, a carga permitida em cada lubrificador i é reduzida.

Em vários rolamentos de rolos (Fig. 22.2-b), uma placa intermediária conhecida como “Placa de selim” é inserida entre a montagem dos rolos e a placa superior. A placa de selim funciona como um meio para permitir a rotação e a translação.

Os rolos são impedidos de rolar em excesso, proporcionando orelhas ou tampas, impedindo o movimento na direção transversal pelas guias. Essas guias também garantem o movimento uniforme e regular dos roletes. A montagem dos rolos é conectada por uma barra de ligação para manter o espaçamento fixo dos rolos durante o movimento.

Rolos segmentados em forma de pêndulo (capacidade de carga reduzida em 50%) são feitos eliminando os lados do círculo completo para economizar alguns materiais, mas os rolos circulares completos são preferíveis aos rolos segmentados, já que o primeiro alivia as tensões pesadas no ponto de entre em contato de uma maneira melhor.

Além disso, observou-se que o rolamento de rolos com círculo completo evitou que a superestrutura fosse desalojada, mesmo quando havia inclinação ou rotação excessiva no rolo devido ao assentamento diferencial da fundação. Rolos segmentados, se usados em tais casos, não poderia ter evitado o desastre.

ii. Balancim de aço:

Enquanto os rolamentos de rolos permitem tanto a rotação como a translação das extremidades da superestrutura, os rolamentos oscilantes permitem apenas a rotação. O rolamento é denominado “Rocker” porque a placa superior balança sobre a placa inferior.

Na Fig. 22.3, dois tipos de rolamentos são mostrados. A diferença nos tipos está no arranjo de impedir o movimento longitudinal e transversal da placa superior e também na superfície balançante - em uma, rochas de superfície plana sobre superfície convexa e na outra, rochas superficiais convexas sobre superfície plana.

Tipo # 4. Rolamentos Elastoméricos:

Os mancais elastoméricos podem ser feitos de borracha natural ou borracha sintética. Os rolamentos de almofada de neoprene feitos de borracha sintética são geralmente usados ​​na Índia. A carga vertical da superestrutura é tomada pelos mancais de neoprene quando a tensão compressiva e a tensão de compressão são desenvolvidas na pastilha de neoprene (Fig. 22.4-a).

A força horizontal da superestrutura é, no entanto, resistida pela tensão de cisalhamento e tensão de cisalhamento (Fig. 22.4-b). Em caso de rotação da superestrutura no plano vertical devido à carga e outros efeitos, a tensão compressiva uniforme produzida pela carga vertical é aumentada em um lado e reduzida no outro lado (Fig. 22.4-c).

Almofadas de neoprene sem tensão são mais salientes (Fig. 22.4-a), reduzindo assim sua capacidade de carga e, como tal, são usados ​​rolamentos de neopreno restringidos. Nestas almofadas retidas, aço ou laminados são interpostos entre as almofadas multicamadas, como mostrado na Fig. 22.5-a.

Esses laminados de aço são bem ligados pelo processo de vulcanização com as camadas de neoprene e, portanto, reduzem o efeito de abaulamento e, consequentemente, aumentam sua capacidade de carga (Fig. 22.5-c e 22.5-d).

Tipo # 5. Rolamentos Elastoméricos:

Os mancais de pastilha elastomérica podem ser usados ​​até um alcance de 30 m aproximadamente. Quando o vão é maior, tanto a carga vertical quanto a rotação nos rolamentos são grandes e, como tal, os rolamentos de apoio, em tais casos, são considerados inadequados.

Rolamentos de pote que são rolamentos elastoméricos confinados são a resposta para tal situação. Os mancais do pote são compostos de uma placa de neoprene circular não reforçada relativamente fina, completamente fechada em um pote de aço que possui um invólucro circular para o bloco de neoprene (Fig. 22.6).

A camada de Teflon fornecida entre a placa do lop e a placa intermediária permite o movimento horizontal do deck, enquanto o bloco de neoprene confinado dentro do pote permite a rotação. Este tipo de rolamentos é idealmente adequado para pontes inclinadas e curvas onde a direção do movimento varia e estes rolamentos podem levar o movimento translacional e rotacional em qualquer direção.

Tipo # 6. Rolamentos de almofada de PTFE:

O PTFE (Poly Tetra-Fluoro-Etileno) é um termoplástico e está disponível sob vários nomes comerciais, como Teflon, Hostaflon, TF, Algoflon e Fluon, etc. O polímero tem uma grande resistência molecular, inércia química e baixo coeficiente de atrito.

O PTFE puro não é usado em mancais de pontes, uma vez que possui baixa resistência ao desgaste e suscetibilidade ao fluxo a frio ou tendência à lavoura sob cargas compressivas. Portanto, certos materiais de enchimento e agentes de reforço, tais como fibra de vidro, grafite sulfureto de molibdénio, etc. ou uma combinação deles são misturados. No último caso, no entanto, as propriedades de baixo atrito são sacrificadas até certo ponto.

Duas almofadas de PTFE podem ser usadas, uma deslizando contra a outra, mas, nesse caso, há a possibilidade de mais efeito de aração (fluência) especialmente sob pressões muito altas. Portanto, é geralmente colocado abaixo de uma placa de emaranhamento, normalmente uma placa de aço inoxidável, que é resistente à corrosão e intempéries.

No entanto, neste caso, as propriedades de atrito são reduzidas em alguma extensão do que aquelas disponíveis com duas almofadas de PTFE. Observou-se que, mesmo com uma chapa de aço inoxidável, a micro película fina de géis de PTFE é transferida para a placa fosca após alguns movimentos e cria uma condição como se o deslizamento ocorresse entre duas superfícies de PTFE.

A placa fosca deve ter uma margem suficiente em ambos os lados, além da placa de PTFE, de forma que, mesmo após o deslizamento, as cargas da superestrutura sejam transferidas adequadamente para as almofadas de PTFE.

As almofadas de PTFE devem ser adequadamente ligadas na base com uma placa de base ou uma placa de apoio ou uma placa de aço ou uma almofada elastomérica reforçada com vista a eliminar ou minimizar substancialmente a deformação sob cargas. Almofadas de PTFE podem ser coladas com adesivos epóxi de alta temperatura sob condições controladas de fábrica.

Tipo 7. Rolamentos de Concreto Reforçado:

Os rolamentos de aço fundido geralmente são muito caros e não estão facilmente disponíveis dos fabricantes e, portanto, para pontes de extensão média em que o uso de rolamentos de rolos e balancins é obrigatório, rolamentos RC são usados ​​às vezes.

Uma vez que os rolamentos são parte mais vulnerável de uma estrutura de ponte, um cuidado especial deve ser tomado na fabricação de tais rolamentos. Uma rica mistura de concreto de 1: 1: 2 é geralmente especificada para a fabricação de rolamentos.

Eu. Rolo RC:

Os roletes RC são fortemente reforçados tanto na direção da transmissão de carga como na direção transversal para evitar a tendência de rompimento do rolete (Fig. 22.8). Espirais de intertravamento são fornecidos vertical e horizontalmente para este propósito. Barras de fixação com revestimento de cobre são fornecidas do píer ou da tampa do limite até o convés, através dos furos elípticos dos rolos.

Estes orifícios permitem o enrolamento dos rolos, quando necessário, ao passo que as barras de fixação evitam o rolamento excessivo dos rolos. A folha de chumbo de 6 mm a 10 mm de espessura é usada na parte superior e inferior dos rolos para distribuição uniforme da carga sobre os rolos. A folha de chumbo também ajuda na fácil rolagem dos roletes.

ii. RC Rocker:

O RC Rocker não é nada além de um rolo segmentado RC. Ao contrário do rolamento de balancim de aço fundido, o mancal de balancim RC permite tanto as rotações como a translação (embora em menor escala) do convés, similar aos mancais de rolamento. Mas, no caso do balancim, nenhum orifício elíptico é fornecido e a barra-guia mantém o convés em uma condição semi-articulada.

Os rolamentos de círculo completo distribuem as cargas de uma maneira melhor do que os rolamentos segmentados. Isso também é verdade para o rolo e o roqueiro segmentados RC e, como tal, estes não são recomendados para adoção. Rolamentos de rolos RC de círculo completo, como mostrado na Fig. 22.8, foram usados ​​em Bengala Ocidental em várias pontes. Em vez do balancim RC (rolo segmentado), o tipo de balancim mostrado na Fig. 22.9 pode ser adotado.

iii. Topo do Cais Curvo (Rocker):

Às vezes, os topos dos píeres são curvados e a superestrutura repousa sobre ele com uma folha de chumbo entre eles. A função da folha de chumbo é distribuir a carga uniformemente na tampa do píer da superestrutura.

Barras de tarugo forradas com forro de folha de cobre de calibre 16 para evitar a ferrugem são usadas para manter o convés em posição. O topo curvado do píer funciona como um mancal oscilante e, como tal, deve ser provido de raio de curvatura adequado para uma adequada transferência de carga. Grades ou espirais de dispersão, conforme necessário, devem ser fornecidas na superestrutura.

Este tipo de rolamento é muito econômico e pode ser adequado para superestruturas de extensão média.