Coixinets de cautxú de plom per a ponts: una visió general i diferències clau dels aïllants de l'edifici

Coixinets de goma de plom (LRBS)són dispositius d’aïllament sísmics crítics dissenyats per mitigar les forces induïdes per terratrèmols en estructures. Dissenyat específicament per a ponts de carreteres, els LRB del pont difereixen significativament dels seus homòlegs en disseny, rendiment i aplicació, adherits a diferents estàndards com araJT/T 822-2011(Xina) iEN 15129(Europa). Aquest article descriu les seves funcions bàsiques i diferenciadors clau.

Tres productes estàndard de coixinets de cautxú de nucli de plom

 

 

 

 

 

PontLRBSconsisteixen en capes alternes de cautxú i plaques d’acer naturals, amb un o diversos nuclis de plom incrustats per millorar l’amortiment. El nucli de plom experimenta una deformació plàstica durant els terratrèmols, dissipant energia i reduint les vibracions estructurals. Aquest disseny equilibra la capacitat de càrrega vertical amb flexibilitat horitzontal, crucial per als ponts sotmesos a càrregues de trànsit dinàmiques i activitats sísmiques.

2.1 Capacitat de càrrega

Ponts: Dissenyat per a càrregues verticals molt més elevades, amb una capacitat màxima de 16.000 kN (JT/T 822-2011), que acull el trànsit de vehicles pesants i les càrregues mortes estructurals.

Edificis: Normalment gestiona les tensions verticals més baixes, amb el disseny de tensió compressiva sovint capturada a 15 MPa (JG/T 118-2018), que reflecteix càrregues més lleugeres d’edificació.

2.2 Entorn operatiu

Rang de temperatura: PontLRBSFunciona en condicions més dures, amb una tolerància de -25 graus a 60 graus (JT/T 822-2011), resistint el clima extrem. Els aïlladors de construcció (JG/T 118-2018) se centren en -20 graus a 40 graus, amb requisits d’estabilitat d’amortiment més estrictes en climes freds (± 40% de variació per a HDRs per sota de 0 graus).

Durabilitat: Els ponts requereixen resistència a la fatiga de vibracions repetides de trànsit. JT/T 822-2011 Mandeix 5.000 cicles de càrrega horitzontal amb menys o igual a un 15% de rigidesa/degradació d’amortiment. Els aïllants de la construcció posen l’accent en la vida útil de 60 anys (JG/T 118-2018) amb proves d’envelliment (80 graus durant 962 hores) per simular el fluix a llarg termini.

2.3 Especificacions de material

Tipus de goma: LRBS de pontUtilitzeu el cautxú natural (JT/T 822-2011) amb propietats físiques estrictes: resistència a la tracció superior o igual a 18 MPa, allargament superior o igual al 550%, i la resistència a l’envelliment tèrmic de 70 graus (± 15% de força). Els aïlladors de l'edifici inclouen el cautxú de gran energia (HDR) amb menor resistència a la tracció (superior o igual a 10 MPa), però un amortiment inherent més elevat (JG/T 118-2018).

Puresa de plom: Ambdues requereixen major o igual al 99,99% de plom pur (GB/T 469), però les aplicacions de pont exigeixen un control més estret sobre les dimensions del nucli de plom (per exemple, la proporció alçada a diàmetre 1,25–5, JT/T 822-2011) per assegurar un rendiment constant.

2.4 Factors de forma i rendiment mecànic

Coeficients de forma:

Ponts: factor de primera forma (s₁)=àrea efectiva/àrea lateral lliure; Segon factor de forma (S₂)=Amplada efectiva/gruix de goma total (JT/T 822-2011). S₁ oscil·la entre 7 i 13, amb la tensió màxima del disseny depenent de S₁ (per exemple, 12 MPa per a S₁ superior o igual a 12).

Edificis: S₁ major o igual a 5 i s₂ superior o igual a 4 (JG/T 118-2018), amb límits de tensió ajustats per a S₂ inferior (per exemple, reducció del 20% per a S₂ =3-4).

Rigidesa i amortiment:

Rigidesa equivalent horitzontal:LRBS de pontPermet ± 15% de desviació (JT/T 822-2011), igual que els LRB de construcció, però les relacions d’amortiment del pont (≈20–25%) són lleugerament més altes a causa dels nuclis de plom més grans.

Deformació horitzontal: els ponts requereixen major o igual al 300% de tensió de cisalla (gruix de cautxú), mentre que els edificis manegen superiors o iguals al 400% (JG/T 118-2018), prioritzant una major capacitat de desplaçament sísmic.

2,5 proves i estàndards

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

Les proves del pont inclouen estabilitat de pressió (3-12 MPa) i estabilitat de freqüència (0,001–0,5 Hz). Les proves de construcció se centren en el rendiment relacionat amb la temperatura (-20 graus a 40 graus) i el fluix a llarg termini (menys o igual al 5% per a cautxú natural).

EN 15129 Alineació: Els estàndards europeus posen l'accent en les proves dinàmiques (per exemple, la càrrega de 0,1-1,0 Hz) i la conseqüència de les càrregues combinades axials i de cisalla, alineant-se amb el focus del pont LRBS en la resistència a l'estrès multi-axial.

2.6 Instal·lació i geometria

Dimensions: Els LRB del pont tenen toleràncies més estrictes per a la planaritat (1/400 de costat curt) i el posicionament del forat del cargol (± 0,8–2,0 mm, JT/T 822-2011) per adaptar-se a grans connexions estructurals. Els aïlladors de l'edifici permeten una major flexibilitat en l'espai entre els cargols.

Protecció de la corrosió: Els components d'acer del pont segueixen JT/T 722 per a recobriments anti-corrosió resistents, mentre que els edificis utilitzen acer compatible amb GB/T 3274 amb protecció bàsica.

EN 15129Estableix els punts de referència globals per als aïllants sísmics, que requereixen el pont LRBS per demostrar:

Estabilitat de rigidesa dinàmica entre 0,1-5,0 Hz.

Resistència a la fatiga inferior a 2 milions de cicles de càrrega (vs . 5, 000 en JT/T 822-2011).

Resistència al foc (classificació R120), un requisit absent en els estàndards xinesos, però crític per a la infraestructura europea.

Pontcoixinets de goma de plomestan especialitzats en càrregues elevades, entorns durs i tensions dinàmiques induïdes pel trànsit, amb disseny i proves centrades en la durabilitat i l'estabilitat. A diferència dels aïllants de l’edifici, que prioritzen la resistència a l’enfrontament a llarg termini i la major capacitat de deformació, el pont LRBS equilibra la rigidesa vertical amb flexibilitat horitzontal, adherint-se a estàndards com JT/T 822-2011 i EN 15129 per assegurar la resiliència sísmica en infraestructures crítiques.