Spanning-bestendigWrijving slingerlagers(tFPB)
(Voldoet aan de internationale normen voor apparaten voor seismische isolatie en energiedissipatie)
I. Samenvatting
De treksterkte-bestendigWrijving slingerlager(TFPB) is een geavanceerdeseismisch isolatieapparaatontworpen voor moderne infrastructuur die zowel horizontale flexibiliteit als verticale opwaartse weerstand vereist. In tegenstelling tot conventioneelwrijvingsslingerlagers (FPB's), die beperkt zijn tot drukbelastingoverdracht, integreert de TFPB anti-opwaartse verankeringssystemen, waardoor de structurele integriteit wordt gegarandeerd onder gecombineerde seismische en windbelastingen.
Deze handleiding introduceert het werkingsprincipe, ontwerpparameters, testvereisten en internationale naleving van de TFPB. Het biedt ook praktische richtlijnen voor installatie, inspectie en langetermijnonderhoud- in overeenstemming met EN 15129:2018 (Europa), AASHTOGids voor seismische isolatie(VS) en ISO 22762 (internationaal).
II. Achtergrond en behoeften van de sector
2.1 Seismische isolatie in moderne constructies
Sinds de jaren zeventigwrijvingsslingersystemenzijn wereldwijd toegepast voor seismische isolatie in bruggen, kerncentrales en hoge-gebouwen. Traditionele isolatoren (elastomere lagers, HDRB, LRB) voorzienenergie dissipatiemaar kan niet altijd de opwaartse krachten aanpakken die worden veroorzaakt door omvallende momenten.
2.2 De opwaartse uitdaging
Opheffing vindt plaats wanneer verticale componenten van grondbeweging door aardbevingen, windzuiging of ongebalanceerde structurele belastingen trekkrachten op het ondersteuningsniveau genereren. Bij bruggen kan opwaartse kracht het gevolg zijn van asymmetrische dekbelasting. In hoge gebouwen kan dit optreden als gevolg van torsiekantelen onder seismische excitatie. Zonder weerstand, conventioneelFPB'skan losraken van de onderbouw, wat tot een catastrofaal falen kan leiden.
2.3 Waarom TFPB?
De TFPB is een seismisch apparaat van de volgende-generatie dat uitschuiftFPBcapaciteit door weerstand te bieden aan zowel compressie als spanning, waardoor het ideaal is voor kritieke faciliteiten, bruggen met lange- overspanningen en offshore-platforms.
- Dubbele compressie- en spancapaciteit.
- Lange ontwerplevensduur (50-70 jaar).
- Aanpasbaar aan grote verplaatsingen en lange periodes.
- Hoge seismische veiligheidsmarge.
- Compatibel met internationale certificering en CE-markering
III. Functies en prestaties
3.1 Energiedissipatie en re-hercentrering
Het glijden langs een bolvormig oppervlak zorgt voor:
- Gecontroleerde periodeverlenging (verschuiven van de structurele natuurlijke periode weg van seismische spectrumpieken).
- Energiedissipatiedoor oppervlaktewrijving (μ instelbaar door materiaalkeuze).
- Betrouwbare her-centreerkracht dankzij zwaartekrachteffect.
3.2 Treksterkte
Bereikt door mechanische verankeringssystemen:
- Voorgespannen trekstangen ingebed in het lager.
- Anti-hijsbouten rechtstreeks verbonden met de onderbouw.
- Opsluitingsbehuizingen om losraken te voorkomen.
3.3 Aanpassingsvermogen bij meerdere- gevaren
Presteert onder seismische belasting, windexcitatie, verkeerstrillingen en thermische beweging. Werkt betrouwbaar in omgevingen met lage- temperaturen (tot –30 graden met speciale materialen).
IV. Normen en normatieve referenties
De TFPB is ontworpen en getest volgens de meest algemeen erkende internationale normen:
- EN 15129:2018 –Anti-seismische apparaten
- EN 1337-serie –Structurele lagers
- AASHTO-handleidingspecificaties voorSeismisch isolatieontwerp (2014, 2022)
- ASCE/SEI 7-22 – Minimale ontwerpbelastingen
- ISO 22762-3 –Seismische-beschermingsisolatoren– Elastomere lagers
- ASTM D4894 / D4895 – PTFE-materialen
- ASTM E595 – Wrijvings- en slijtagetests
Waar nationale vereisten van toepassing zijn, wordt verwezen naar seismische codes van Eurocode 8, ACI 318, DIN 4149 en Japanse JIS C-Edition.
V. Structurele componenten
1. Bovenste lagerplaat – koolstofstalen plaat met roestvrijstalen-stalen glijoppervlak.
2. Concave schuifschotel – machinaal bewerkte bolvormige zitting, die een slingergeometrie biedt.
3. Glijdende interface – PTFE of composietmateriaal gebonden om stabiele wrijving te garanderen.
4. Treksterktesysteem – trekstangen met hoge-sterkte, voorgespannen ankers of opsluitingsbouten.
5. Behuizing en stofafdichtingen – voorkomen het binnendringen van water, stof of chemicaliën.
6. Beschermende coating – corrosiebestendigheid (epoxy, thermisch- galvaniseren of roestvrij staal).
VI. Werkingsprincipe
Gebaseerd op het conventionelewrijving slingerlager, verticale spanning-weerstand is toegevoegd. Het kan glijden en draaien onder trekomstandigheden bereiken, evenals de seismische reductiefunctie van een conventioneel wrijvingsslingerlager.
6.1 Compressieve modus
De belasting van de bovenbouw wordt overgedragen door middel van sferische verschuivingen. Verplaatsingen absorberen seismische energie terwijl de stabiliteit behouden blijft.
6.2 Trekmodus
Tijdens het optillen worden de verankeringssystemen ingeschakeld, waardoor de spanning veilig op de onderconstructie wordt overgebracht. Voorkomt spleetvorming of loskomen.
6.3 Gecombineerd laden
Bij realistische seismische gebeurtenissen vinden tegelijkertijd druk-, trek- en schuifkrachten plaats. De TFPB biedt een continue kracht-verplaatsingsreactie, waardoor prestatieverlies niet wordt gegarandeerd.
6.4, Vergelijkende analyse
|
Functie |
ConventioneelFPB |
TFPB |
|
Compressiebelasting |
✔ |
✔ |
|
Verhoog de weerstand |
✘ |
✔ |
|
Seismische energiedissipatie |
✔ |
✔ |
|
Levensduur |
50 jaar |
50–70 jaar |
|
Geschikt voor hoge gebouwen |
Beperkt |
Uitstekend |
|
Offshore-prestaties |
Niet geschikt |
Geschikt |
VII. Onderzoek & Ontwikkeling
7.1 Ontwerpparameters en berekeningen
1), Toepasselijke vergelijking
De effectieve periode van het isolatiesysteem:
waarbij R=kromtestraal, g=zwaartekrachtversnelling.
2), Materiële normen
- Staal: EN 10025 S355 / ASTM A709 Gr.50
- Roestvast staal: ASTM A240 Type 316L
- PTFE-composieten: ASTM D4894 versterkt met glas- of bronzen vulstoffen
7.2, Technisch gegevensblad
|
Parameter |
Specificatie |
Testmethode |
|
Verticale spanning-Draagvermogen |
Bereik van 50 kN tot 6.000 kN (aanpasbaar op basis van projectvereisten) |
AASHTO LRFD-brugontwerpspecificaties, sectie 14.4; EN 1337-3 |
|
Verticale compressie-Draagvermogen |
1,2–2,0 keer de verticale spanning-draagkracht (varieert per model) |
AASHTO LRFD-brugontwerpspecificaties, sectie 14.3; EN 1337-2 |
|
Seismische isolatie-efficiëntie |
Vermindert de versnelling van de bovenconstructie met meer dan of gelijk aan 50% onder de seismische ontwerpintensiteit (bijv. PGA=0.4 g) |
FEMA 461 (Evaluatie van seismische retrofitalternatieven), EN 1337-6 |
|
Maximale glijdende verplaatsing |
<400 mm (depending on spherical surface radius and design requirements) |
AASHTO LRFD-brugontwerpspecificaties, sectie 14.5; EN 1337-4 |
|
Wrijvingscoëfficiënt |
0,02–0,05 (bij 23 graden, onder verticale ontwerpbelasting) |
ASTM D1894 (standaard testmethode voor statische en kinetische wrijvingscoëfficiënten van plastic films en platen) |
|
Levensduur |
Groter dan of gelijk aan 50 jaar (onder normale bedrijfsomstandigheden, met regelmatig onderhoud) |
EN 1337-1 (Algemene vereisten voor structurele lagers) |
7.3 Octrooi
7.5, Specificaties
VIII. Kwaliteitsborging en productie
- ISO 9001-gecertificeerde productiefaciliteiten.
- Niet-destructief onderzoek (NDT) voor lassen (UT, MT, RT).
- Bewerkingstoleranties: ±0,05 mm voor glijradius.
- Oppervlakteruwheid: Ra Minder dan of gelijk aan 0,8 μm voor glijoppervlak.
- Beveiligingssystemen: getest volgens EN ISO 12944 voor corrosieklasse C5.
IX. Testen en certificeren
9.1 Fabrieksacceptatietests(VET)
- Materiaalverificatie en maatcontroles.
- Statische druk- en trekbelastingstest.
- Glijwrijvingsmeting bij omgevingstemperatuur.
9.2 Type testen(EN 15129-vereisten)
- Cyclische schuifproeven met opgelegde verplaatsingen.
- Verticale belastingstests onder compressie en opheffing.
- Kruip- en relaxatietests van lange- duur.
- Evaluatie van de duurzaamheid (temperatuurwisselingen –30 graden tot +50 graden).
9.3 Seismische kwalificatie
- Schudtafeltesten op volledige-schaal voor bi-verplaatsing + opwaartse weerstand.
- Naleving van dynamische AASHTO-protocollen.
9.4, Testrapporten door de derde partij
9.5, Testapparatuur intern
X. Installatierichtlijnen
1. Fundering voorbereiden met een vlakheidstolerantie van ±2 mm.
2. Installeer ankers en trekstangen volgens goedgekeurde tekeningen.
3. Lijn het concave glijoppervlak uit met de ontwerpradius.
4. Breng een beschermende vetfilm aan (indien gespecificeerd).
5. Controleer de spanningsvoorspanning met een gekalibreerd koppel.
6. Voer een proefschuif uit voordat de structurele belasting wordt overgedragen.
XI. Onderhoudsprotocollen
- Routine-inspectie om de 5 jaar (EN 15129 §10).
- Controlepunten:
- Slijtage van het glijdende grensvlak (diktevermindering < 0,5 mm).
- Verificatie van vooraf geladen anker.
- Staat van beschermende coating.
- Corrigerende acties:
- Re-tension bolts if preload loss >10%.
- Vervang de PTFE-voering nadat de slijtagelimiet is overschreden.
- Breng anti-corrosieverf aan als degradatie wordt waargenomen.
XII. Toepassingen en casestudies
Het trek-{0}}wrijvingsslingerlager is bij uitstek geschikt voor constructies waar risico's opwaartse uittrekking- bestaan, inclusief maar niet beperkt tot:
Bruggen met grote overspanningen (bijvoorbeeld tuibruggen, hangbruggen), waar dynamische belastingen door wind of aardbevingen opwaartse trekkrachten op de steunlagers kunnen genereren.
Hoge-gebouwen en hoge constructiesgelegen in seismische zones (bijvoorbeeld regio's die voldoen aan de FEMA 356-, ASCE 7- of Eurocode 8-normen), waarseismisch-geïnduceerd structureeltrillingen kunnen leiden tot spanning op de lagerinterfaces.
Industriële faciliteiten met grote dynamische belastingen(bijvoorbeeld funderingen van zware machines, constructies van elektriciteitscentrales), waarbij zowel verticale last-draagkracht als spanningsbestendigheid- vereist zijn om de operationele veiligheid te garanderen.
Offshore- en kuststructuren(bijv. pieren, steigers), waar gecombineerde effecten van wind, golven en seismische activiteit trekkrachten op de lagersystemen kunnen uitoefenen.
Conclusie
Het trek--resistente wrijvingsslingerlager (TFPB) vertegenwoordigt een state-of-the-art-innovatie op het gebied van-seismische beschermingstechnologie. Door te combinerenwrijvingsenergie dissipatie, slingerperiodeverschuiving en opwaartse weerstand, de TFPB zorgt voor structurele veiligheid onder de meest veeleisende omstandigheden.
De bewezen naleving van EN 15129, AASHTO, ASCE, ASTM en ISO-normen maakt het geschikt voor internationale toepassing in bruggen, hoge gebouwen, nucleaire faciliteiten en offshore-constructies. Met de juiste installatie en onderhoud garandeert de TFPB duurzaamheid op de lange- termijn, hoge prestaties en verbeterde veerkracht voor kritieke infrastructuur wereldwijd.
Populaire tags: spanning-bestendige wrijvingsslingerlagers (tfpb), China spannings-bestendige wrijvingsslingerlagers (tfpb) fabrikanten, leveranciers





















