Brolejer spiller en afgørende rolle for broers strukturelle integritet og funktionalitet. Disse enheder, der er installeret mellem broens underbygning og overbygning, er designet til at overføre påførte belastninger - inklusive seismiske belastninger, vindbelastninger, trafikbelastninger og egenvægte - samtidig med at de rummer bevægelser såsom rotation og translation. Brolejer er kategoriseret i ekspansionslejer, som tillader både translationelle og roterende bevægelser, og faste lejer, som tillader roterende og begrænsede translationsbevægelser. Denne artikel udforsker de forskellige typer brolejer, der bruges i byggeriet og deres specifikke egenskaber.

Forståelse af brolejer

Hvad er brolejer?

Brolejer er strukturelle anordninger placeret mellem underbygningen og overbygningen af en bro. De letter overførslen af belastninger, samtidig med at de tillader nødvendige bevægelser, hvilket sikrer broens stabilitet og holdbarhed. Disse lejer rummer forskellige typer belastninger, såsom seismik, vind, trafik og broens egen vægt, samtidig med at de tillader bevægelser som rotation og translation.

Typer af brolejer

Brolejer er bredt klassificeret i to kategorier: ekspansionslejer og faste lejer. Ekspansionslejer tillader både translationelle og roterende bevægelser, mens faste lejer tillader roterende og begrænsede translationelle bevægelser. De primære typer af brolejer omfatter glidelejer, vippe- og stiftlejer, rullelejer, elastomere lejer, buede lejer, pottelejer og skivelejer.

Glidelejer til broer

Oversigt over glidelejer

Glidelejer består af to metalplader, typisk rustfrit stål, der glider i forhold til hinanden, hvilket letter translationel bevægelse. For at minimere friktion anvendes smørematerialer såsom polytetrafluorethylen (PTFE) mellem pladerne.

Anvendelse og begrænsninger

Glidelejer genererer friktionskræfter, der påvirker underbygningen, overbygningen og selve lejerne. Ifølge ASSHTO retningslinjer er glidelejer ikke egnede til brospænd på over 15 meter, da de ikke optager rotationsbevægelser. Denne begrænsning kan dog overvindes ved at kombinere glidelejer med andre lejetyper.

Vippe- og stiftlejer til broer

Struktur og funktion

Vippelejer har en buet bundflade til translationel bevægelse og en stift i toppen til rotationsbevægelse. Stiglelejer er på den anden side faste lejer, der optager rotationsbevægelse via en stålstift. Begge typer anvendes primært i stålbrokonstruktioner.

Overvejelser og vedligeholdelse

Vippe- og stiftlejer bør anvendes, når brobevægelser er velforståede og beskrevet, da de kun optager bevægelser i én retning. Regelmæssig inspektion og vedligeholdelse er afgørende på grund af deres modtagelighed for korrosion og forringelse.

Rullelejer til broer

Typer af rullelejer

Rullelejer kan bruges i armeret beton og stålbrokonstruktioner. De kommer i to hovedkonfigurationer: Enkeltrullelejer, som består af en rulle mellem to plader, og multiple rullelejer, som omfatter flere ruller mellem to plader.

Fordele og ulemper

Enkelte rullelejer er økonomiske og kan rumme både rotations- og translationsbevægelser, men de har begrænset vertikal belastningskapacitet. Flere rullelejer kan understøtte store lodrette belastninger og rumme translationelle bevægelser, men de er dyrere. Begge typer kræver regelmæssig vedligeholdelse for at forhindre korrosion og skader.

Buede lejer til broer

Design og funktionalitet

Buede lejer består af to matchende buede plader. Cylindriske buede lejer rummer rotationsbevægelser, mens sfæriske buede lejer tillader både rotations- og translationsbevægelser. Geometrien og tyngdekraftsbelastningerne giver sideværts modstand, som afbødes ved at tilføje PTFE-skydere for at imødekomme laterale bevægelser.

Anvendelse og fordele

Buede lejer er effektive til at styre rotations- og translationsbevægelser, især i sfæriske konfigurationer. Brugen af PTFE-skydere forbedrer deres evne til at håndtere sidebevægelser, hvilket gør dem alsidige til forskellige brodesigns.

Potlejer til broer

Sammensætning og mekanisme

Potlejer omfatter en elastomerskive indesluttet i en potte, et stålstempel skræddersyet til pottens væg og flade tætningsringe, der holder elastomeren inde i potten. Disse lejer kan understøtte betydelige lodrette belastninger, overført gennem stålstemplet til den elastomere skive.

Bevægelse og lastoverførsel

Potlejer rummer primært rotationsbevægelser med begrænset translationel bevægelse. For at forbedre translationsevnen introduceres PTFE-skydere til glideoverfladen. Dette design gør pottelejer velegnede til at håndtere betydelige lodrette og laterale belastninger.

Skivelejer til broer

Komponenter og funktion

Skivelejer inkluderer en elastomerskive og en metalring i midten. Rotationsbevægelse imødekommes gennem elastomer-deformation, mens translationel bevægelse styres af PTFE-skydere. Elastomeren skal være hård nok til at understøtte vertikale belastninger uden overdreven deformation og fleksibel nok til at tillade rotationsbevægelser.

Applikationer og vedligeholdelse

Skivelejer er effektive til at understøtte både vertikale og laterale belastninger. Regelmæssig vedligeholdelse er afgørende for at sikre, at elastomeren bevarer sine egenskaber, og at lejet fungerer korrekt over tid.

Konklusion

Brolejer er uundværlige i moderne brokonstruktioner, der giver den nødvendige støtte og bevægelsesophold for at sikre strukturel integritet og lang levetid. Hver type leje har specifikke anvendelser, fordele og begrænsninger, hvilket gør det vigtigt at vælge den rigtige lejetype baseret på broens design og belastningskrav. Regelmæssig inspektion og vedligeholdelse er afgørende for ydeevnen og holdbarheden af disse lejer.

Resumé

Brolejer er afgørende komponenter i brokonstruktionen, hvilket muliggør lastoverførsel og bevægelsesophold mellem broens underbygning og overbygning. Hovedtyperne omfatter glidelejer, vippe- og stiftlejer, rullelejer, buede, gryde- og skivelejer, hver med unikke funktioner og applikationer. Korrekt valg, installation og vedligeholdelse af disse lejer er afgørende for broens funktionalitet og levetid.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er brolejer?

Brolejer er enheder installeret mellem en bros underbygning og overbygning for at overføre belastninger og tillade nødvendige bevægelser som rotation og translation.

Hvad er hovedtyperne af brolejer?

De vigtigste typer af brolejer omfatter glidelejer, vippe- og stiftlejer, rullelejer, elastomere lejer, buede lejer, pottelejer og skivelejer.

Hvad er forskellen mellem ekspansion og faste lejer?

Ekspansionslejer tillader både translationelle og roterende bevægelser, mens faste lejer tillader roterende og begrænsede translationelle bevægelser.

Hvorfor er regelmæssig vedligeholdelse af brolejer vigtigt?

Regelmæssig vedligeholdelse er afgørende for at forhindre korrosion, forringelse og beskadigelse, hvilket sikrer, at lejerne fungerer korrekt og forlænger broens levetid.

Hvordan reducerer glidelejer friktionen?

Glidelejer reducerer friktionen ved hjælp af smørende materialer som polytetrafluorethylen (PTFE) mellem de glidende metalplader.

Hvornår bruges pottelejer i brobyggeri?

Potlejer bruges, når betydelige lodrette belastninger skal understøttes, da de kan optage betydelige rotationsbevægelser og, med PTFE-skydere, begrænsede translationelle bevægelser.