Rolamentos de borracha de chumbo para pontes: uma visão geral e as principais diferenças dos isoladores de construção

Rolamentos de borracha de chumbo (LRBS)são dispositivos críticos de isolamento sísmico projetados para mitigar forças induzidas por terremotos em estruturas. Projetado especificamente para pontes de rodovias, os LRBs da ponte diferem significativamente de seus colegas de construção em design, desempenho e aplicação, aderindo a padrões distintos, comoJT/T 822-2011(China) eEN 15129(Europa). Este artigo descreve suas principais características e diferenciadores -chave.

Três produtos padrão de rolamentos de borracha de núcleo de chumbo

 

 

 

 

 

PonteLRBSconsistem em camadas alternadas de placas de borracha natural e aço, com um ou vários núcleos de chumbo incorporados para melhorar o amortecimento. O núcleo de chumbo passa por deformação plástica durante os terremotos, dissipando energia e reduzindo vibrações estruturais. Esse projeto equilibra a capacidade vertical de carga com flexibilidade horizontal, crucial para pontes sujeitas a cargas dinâmicas de tráfego e atividade sísmica.

2.1 Capacidade de carga de carga

Pontes: Projetado para cargas verticais muito mais altas, com uma capacidade máxima de 16.000 kN (JT/T 822-2011), acomodando tráfego de veículos pesados e cargas mortas estruturais.

Edifícios: Normalmente, manuseie tensões verticais inferiores, com o projeto da tensão compressiva frequentemente tampada a 15 MPa (JG/T 118-2018), refletindo cargas de construção mais claras.

2.2 Ambiente operacional

Faixa de temperatura: PonteLRBSOpere em condições mais duras, com uma tolerância de -25 a 60 graus (JT/T 822-2011), resistindo ao clima extremo. Os isoladores de construção (JG/T 118-2018) concentram -se em -20 a 40 graus, com requisitos mais rígidos de estabilidade de amortecimento em climas frios (variação de ± 40% para HDRs abaixo de 0 graus).

Durabilidade: Pontes requerem resistência à fadiga de vibrações repetidas induzidas pelo tráfego. JT/T 822-2011 exige 5.000 ciclos de carga horizontal com menor ou igual a 15% de degradação de rigidez/amortecimento. Os isoladores de construção enfatizam a vida útil do serviço de 60 anos (JG/T 118-2018) com testes de envelhecimento (80 graus por 962 horas) para simular a fluência de longo prazo.

2.3 Especificações do material

Tipo de borracha: Bridge LRBSUse borracha natural (JT/T 822-2011) com propriedades físicas estritas: resistência à tração maior ou igual a 18 MPa, alongamento maior ou igual a 550% e resistência ao envelhecimento térmico de 70 graus (alteração de força de ± 15%). Os isoladores de edifícios incluem borracha de alto amortecedor (HDR) com menor resistência à tração (maior ou igual a 10 MPa), mas maior amortecimento inerente (JG/T 118-2018).

Pureza de chumbo: Ambos requerem maior ou igual a 99,99% de chumbo puro (GB/T 469), mas as aplicações de ponte exigem controle mais rígido sobre as dimensões principais do chumbo (por exemplo, relação altura/diâmetro 1,25-5, JT/T 822-2011) para garantir um rendimento consistente.

2.4 Fatores de forma e desempenho mecânico

Coeficientes de forma:

Pontes: primeiro fator de forma (s₁)=área efetiva/área lateral livre; Segundo fator de forma (s₂)=largura efetiva/espessura total da borracha (JT/T 822-2011). S₁ varia 7–13, com tensão máxima de projeto dependente de S₁ (por exemplo, 12 MPa para S₁ maior ou igual a 12).

Edifícios: S₁ maior ou igual a 5 e S₂ maior ou igual a 4 (JG/T 118-2018), com limites de tensão ajustados para S₂ menor (por exemplo, redução de 20% para S₂ =3}-4).

Rigidez e amortecimento:

Rigidez equivalente horizontal:Bridge LRBSPermitir ± 15% de desvio (JT/T 822-2011), o mesmo que a construção de LRBs, mas as taxas de amortecimento da ponte (~ 20-25%) são ligeiramente mais altas devido a núcleos de chumbo maiores.

Deformação horizontal: as pontes requerem maior ou igual a 300% de tensão de cisalhamento (espessura da borracha), enquanto os edifícios exigem maior ou igual a 400% (JG/T 118-2018), priorizando maior capacidade de deslocamento sísmico.

2.5 Testes e padrões

JT/T 822-2011 vs. JG/T 118-2018:

Os testes de ponte incluem estabilidade de pressão (3-12 MPa) e estabilidade da frequência (0,001-0,5 Hz). Os testes de construção se concentram no desempenho relacionado à temperatura (-20 a 40 graus) e na fluência a longo prazo (menor ou igual a 5% para borracha natural).

EN 15129 Alinhamento: Os padrões europeus enfatizam o teste dinâmico (por exemplo, 0,1-1,0 Hz de carga) e a manutenção sob cargas axiais e de cisalhamento combinadas, alinhando-se com o foco da Bridge LRBS na resistência ao estresse multi-axial.

2.6 Instalação e geometria

Dimensões: Os LRBs da ponte têm tolerâncias mais rígidas para a planaridade (1/400 do lado curto) e posicionamento do orifício do parafuso (± 0,8-2,0 mm, JT/T 822-2011) para acomodar grandes conexões estruturais. Os isoladores de construção permitem maior flexibilidade no espaçamento dos parafusos.

Proteção à corrosão: Os componentes de aço da ponte seguem JT/T 722 para revestimentos anticorrosão para serviços pesados, enquanto os edifícios usam aço compatível com GB/T 3274 com proteção básica.

EN 15129Define benchmarks globais para isoladores sísmicos, exigindo que os LRBs da Bridge demonstrem:

Estabilidade de rigidez dinâmica entre 0,1 e 5,0 Hz.

Resistência à fadiga abaixo de 2 milhões de ciclos de carga (vs . 5, 000 em JT/T 822-2011).

Resistência ao incêndio (classificação R120), um requisito ausente nos padrões chineses, mas crítico para a infraestrutura européia.

PonteRolamentos de borracha de chumbosão especializados para cargas altas, ambientes severos e tensões dinâmicas induzidas pelo tráfego, com design e teste focados na durabilidade e na estabilidade. Diferentemente dos isoladores de construção, que priorizam a resistência a fluência a longo prazo e maior capacidade de deformação, a ponte LRBS equilibra a rigidez vertical com a flexibilidade horizontal, aderindo a padrões como JT/T 822-2011 e EN 15129 para garantir a resiliência sísmica na infraestrutura crítica.