یاتاقان پل – تکیه گاه پل
Bridge Bearing
یاتاقان پل از انواع تجهیزات جداسازی لرزهای یکی از اجزا مکانیکی پل که بارهای اعمال شده به عرشه پل را به اجزا زیرسازه منتقل میشوند. یاتاقان بخشی است که امکان توزیع مناسب و ایمن بار به بخشهای دیگر را فراهم میکند.
اگر اجزا زیرسازه قادر به تحمل مستقیم فشار وارد شده به پل نباشند، نقش یاتاقان اهمیت بیشتری پیدا میکند.
از طرفی بارهای ناشی از عبور و مرور بر روی پل و تغییرات دمایی باعث اعمال نیروهای طولی بر شاهتیر میشوند. در صورتی که یاتاقان امکان جابجایی در جهت این نیروها را نداشته باشد، احتمال رخ دادن شکست در شاهتیر به وجود میآید. در واقع یاتاقان بخشی است که امکان جابجایی طولی را هم برای شاهتیر فراهم میکند.
اصطلاح یاتاقان پل
اگرچه اصطلاح دقیقتر و رسمیتر در متون فنی و آییننامهها میتواند “تکیهگاه پل” یا در مواقع خاص ” بالشتک الاستومری نئوپرن ” باشد، اما در گفتار روزمره مهندسان، پیمانکاران و فعالان صنعت ساخت و ساز “یاتاقان پل” به عنوان یک اصطلاح عامیانه و فنی رایج شناخته میشود که به راحتی برای ارجاع به انواع تکیهگاههای زیر عرشه پل استفاده میشود.
این واژه به دلیل شباهت عملکردی (اجازه حرکت کنترلشده) با یاتاقانهای مکانیکی، در ماشین الات به سادگی در ذهن فعالان صنعت جا افتاده است.
چهار وظیفه اصلی و حیاتی یاتاقان پل
* انتقال بار عمودی
(Vertical Load Transfer):
تحمل و انتقال مطمئن وزن عرشه پل، ترافیک روی آن و سایر بارهای عمودی به ستونها و فونداسیون.
* جذب جابهجایی افقی
(Horizontal Movement)
اجازه دادن به عرشه پل برای حرکتهای کوچک افقی ناشی از:
– انبساط و انقباض حرارتی (تغییرات دما).
– خزش و جمعشدگی بتن (Creep and Shrinkage).
*جذب چرخش
(Rotation)
تطبیق با چرخشهای کوچک ایجاد شده در انتهای عرشه به دلیل خمش تحت تأثیر ترافیک.
* محافظت لرزهای
(Seismic Protection)
در مدلهای پیشرفته (مانند تکیهگاههای جداساز لرزهای)، این یاتاقانها با جذب و میرا کردن انرژی زلزله، از آسیب دیدن سازه اصلی جلوگیری میکنند.
انواع اصلی یاتاقانهای پل
انواع یاتاقانها بر اساس مکانیزم عملکرد و میزان حرکتی که اجازه میدهند، تقسیم میشوند. در پروژههای مدرن، انواع زیر که مستقیماً با بحث فناوریهای نوین ساخت و ساز مرتبط هستند، پرکاربردند:
* یاتاقان الاستومری
(Elastomeric Bearings / Seismic Rubber Bearing)
متداولترین نوع، که از لایههای متناوب لاستیک (نئوپرن) و فولاد ساخته شدهاند. این نوع، جابهجاییهای کوچک و چرخشها را از طریق تغییر شکل الاستیک لاستیک ممکن میسازد.
* یاتاقان قابلمهای
(Pot Bearing)
برای بارهای بسیار سنگین و جابهجاییهای بزرگتر طراحی شدهاند. از یک پیستون که روی یک دیسک لاستیکی (محبوس در یک محفظه فولادی) قرار گرفته، استفاده میکنند.
* یاتاقان جداساز لرزهای
(Seismic Isolation Bearing)
این یاتاقانها فراتر از جذب حرکتهای روزمره عمل میکنند و شامل:
– تکیهگاههای لاستیکی سربی (LRB): نوعی یاتاقان الاستومری با هسته سربی برای میرایی بیشتر انرژی.
– تکیهگاههای پاندولی اصطکاکی (FPB): که پل را قادر میسازد در هنگام زلزله روی یک سطح منحنی مانند آونگ نوسان کند و انرژی را از طریق اصطکاک جذب کند.
جنس یاتاقان پل
جنس یاتاقانها بسته به نوع و وظیفه آنها بسیار متفاوت است:
* یاتاقان الاستومری لایهای
(Laminated Elastomeric)
لاستیک طبیعی یا نئوپرن (برای انعطافپذیری و میرایی) و لایههای فولادی داخلی (برای افزایش سختی عمودی و تحمل بار). |
*یاتاقان الاستومری سربی
(LRB)
ترکیب لاستیک/فولاد (مشابه نوع لایهای) با هسته سربی خالص در مرکز (برای میرایی بیشتر انرژی زلزله).
* یاتاقان پاندولی اصطکاکی
(FPB)
فولاد با مقاومت بالا برای بدنه اصلی، فلزات یا مواد کامپوزیت با اصطکاک پایین (مانند تفلون (PTFE)) برای سطح لغزنده و فولاد ضدزنگ برای صفحه تماس منحنی.
* یاتاقان قابلمهای
(Pot Bearing)
فولاد برای محفظه (قابلمه)، دیسک لاستیکی (لاستیک محبوس شده) و فولاد یا برنز برای پیستون.
روش تولید یاتاقان پل
(Manufacturing Method)
* تولید یاتاقان الاستومری (لاستیکی)
– برش: ورقهای لاستیکی و صفحات فولادی تقویتکننده به اندازه و شکل مورد نیاز (معمولاً مستطیل یا مربع) برش داده میشوند.
– لایه چینی: لایههای لاستیک و فولاد به صورت متناوب روی هم چیده میشوند. در نوع LRB، هسته سربی در مرکز قرار میگیرد.
– پخت و قالبگیری (Vulcanization): مجموعه لایهها تحت فشار و حرارت بالا در دستگاه پرس هیدرولیک قرار میگیرند. این فرآیند باعث میشود لاستیک به صفحات فولادی بچسبد و ساختار یکپارچه و مقاومی پیدا کند.
– پایان کار: کنترل کیفیت، پولیشکاری و نصب صفحات اتصال فولادی (در صورت نیاز).
* تولید یاتاقان پاندولی اصطکاکی (FPB)
– ماشینکاری قطعات فولادی: صفحات فولادی بالایی و پایینی به دقت ماشینکاری میشوند تا سطح تماس منحنی و صیقلی لازم ایجاد شود.
– آمادهسازی سطوح لغزنده: ماده اصطکاکی (مانند PTFE) به صفحه تراز بالایی متصل میشود.
– مونتاژ: قطعات دقیقاً طبق نقشههای مهندسی با رعایت تلرانسهای بسیار کم مونتاژ و محکم میشوند.
روش نصب یاتاقان پل
(Installation Method)
روش نصب، که بخشی حیاتی از فرآیند تکنولوژی ساخت پرسرعت و اجرای دقیق است، باید با دقت بالا انجام شود:
* آمادهسازی سطح: سطوح تکیهگاههای زیرین (بالای ستون یا پایه) باید کاملاً تراز، مسطح و تمیز شوند. اغلب از دوغاب یا گروت سیمانی برای ایجاد یک سطح اتصال عالی استفاده میشود.
* جایگذاری: یاتاقان با استفاده از تجهیزات جابهجایی، روی تکیهگاه زیرین قرار میگیرد. در این مرحله، باید اطمینان حاصل شود که یاتاقان در تراز و موقعیت دقیق نقشههای سازهای قرار دارد.
* نصب عرشه: در این مرحله، عرشه پل (روسازه) ساخته شده یا قطعات پیشساخته آن روی یاتاقانها قرار میگیرند.
* تنظیم نهایی: در برخی انواع (مانند FPB)، ممکن است نیاز به قفلهای موقت یا مهرهها و واشرهای مخصوص برای تراز و تثبیت در حین ساخت باشد که پس از تکمیل، تنظیم یا برداشته میشوند.
روش تعویض یاتاقان پل
(Replacement Method)
یاتاقانها دارای عمر مفیدی هستند و پس از آن یا در صورت آسیب دیدن، باید تعویض شوند. تعویض یاتاقان یک عملیات پیچیده است:
* بستن ترافیک: ابتدا برای ایمنی کارگران و سازه، مسیر عبور و مرور مسدود میشود.
* بالا بردن عرشه (Jacking): این حساسترین مرحله است. از جکهای هیدرولیکی پرقدرت برای بلند کردن جزئی و کنترل شده عرشه پل در محل تکیهگاه، به اندازه چند میلیمتر، استفاده میشود تا فشار از روی یاتاقان برداشته شود.
* برداشتن یاتاقان قدیمی: پس از بلند شدن عرشه، یاتاقان قدیمی خارج میشود.
* نصب یاتاقان جدید: یاتاقان جدید طبق دستورالعملهای نصب (مرحله ۳) در جای خود قرار میگیرد.
* پایین آوردن عرشه: عرشه پل به آرامی و به صورت کنترل شده پایین آورده میشود تا بار مجدداً روی یاتاقان جدید قرار گیرد.
* تست و بازرسی: کنترل نهایی برای اطمینان از قرارگیری صحیح و عملکرد مناسب یاتاقان جدید انجام میشود.
برندهای معروف یاتاقان پل
* ترلبرگ (Trelleborg)، سوئد
* ایکِیاسپَن (EKSPAN)، بریتانیا
* سیسیال (CCL)، بریتانیا
* لوبریت تکنولوژی (Lubrite Technologies)، ایالات متحده آمریکا
* آمینجی رابر (Ameenji Rubber Limited)، هند
* آسامروف (Assam Roof)، ایران
قیمت یاتاقان پل
عوامل اصلی تعیینکننده قیمت یاتاقان پل ، نوع یاتاقان و پیچیدگی فنی ، ظرفیت تحمل بار عمودی ، میزان جدب جابجایی. ابعاد ، جنس مواد و استانداردها ، برند و کشور سازنده ، می باشد.
* یاتاقان الاستومری (لاستیکی) ساده
پایینترین قیمت ($۲۰۰ – $۲,۰۰۰ ) ، برای پلهای کوچک، جادهها و دهانههای کوتاه. فقط تحمل بار عمودی و حرکات کوچک.
* یاتاقان قابلمهای (Pot Bearing)
قیمت متوسط رو به بالا ( $۱,۵۰۰ – $۸,۰۰۰+) ، برای بارهای بسیار سنگین و پلهای بزرگتر. شامل قطعات دقیق فولادی و محفظه.
* تکیهگاههای لاستیکی سربی (LRB)
قیمت بالا ( $۵,۰۰۰ – $۲۵,۰۰۰+ ) سیستم جداسازی لرزهای برای ساختمانها و پلها. بارهای متوسط تا سنگین.
* تکیهگاههای پاندولی اصطکاکی (FPB)
قیمت بالا ($۸,۰۰۰ – $۴۰,۰۰۰+) جداسازی لرزهای پیشرفته، پلها و سازههای بلند. نیاز به جابهجاییهای بزرگ.
میراگرهای ویسکوز سیال (VFD)
قیمت ($۳,۰۰۰ – $۱۵,۰۰۰+ ) ابزار کمکی برای جذب انرژی در ساختمانهای بلند و پلها.
موضوعات مرتبط
*
*