Bantalan karet utama untuk jembatan: Tinjauan umum dan perbedaan utama dari membangun isolator

Bantalan karet timbal (LRB)adalah perangkat isolasi seismik yang kritis yang dirancang untuk mengurangi kekuatan yang diinduksi gempa bumi dalam struktur. Secara khusus direkayasa untuk jembatan jalan raya, jembatan LRB berbeda secara signifikan dari rekan bangunan mereka dalam desain, kinerja, dan aplikasi, mematuhi standar yang berbeda sepertiJT/T 822-2011(Cina) danEN 15129(Eropa). Artikel ini menguraikan fitur inti dan pembeda utama mereka.

Tiga produk standar bantalan karet inti timbal

 

 

 

 

 

MenjembataniLRBTerdiri dari lapisan bergantian pelat karet alam dan baja, dengan satu atau beberapa inti timbal yang tertanam untuk meningkatkan redaman. Inti timbal mengalami deformasi plastik selama gempa bumi, menghilangkan energi dan mengurangi getaran struktural. Desain ini menyeimbangkan kapasitas bantalan beban vertikal dengan fleksibilitas horizontal, penting untuk jembatan yang tunduk pada beban lalu lintas yang dinamis dan aktivitas seismik.

2.1 Kapasitas penahan beban

Jembatan: Dirancang untuk beban vertikal yang jauh lebih tinggi, dengan kapasitas maksimum 16.000 kN (JT/T 822-2011), mengakomodasi lalu lintas kendaraan berat dan beban mati struktural.

Bangunan: Biasanya menangani tegangan vertikal yang lebih rendah, dengan desain tegangan tekan yang sering ditutup pada 15 MPa (JG/T 118-2018), yang mencerminkan beban bangunan yang lebih ringan.

2.2 Lingkungan Operasi

Kisaran suhu: MenjembataniLRBBeroperasi dalam kondisi yang lebih keras, dengan toleransi -25 derajat hingga 60 derajat (JT/T 822-2011), melawan cuaca ekstrem. Membangun isolator (JG/T 118-2018) fokus pada -20 derajat hingga 40 derajat, dengan persyaratan stabilitas redaman yang lebih ketat di iklim dingin (± 40% variasi untuk HDR di bawah 0 derajat).

Daya tahan: Jembatan membutuhkan ketahanan terhadap kelelahan dari getaran yang diinduksi lalu lintas. JT/T 822-2011 Mandat 5.000 siklus beban horizontal dengan kurang dari atau sama dengan 15% degradasi kekakuan/redaman. Building isolator menekankan kehidupan layanan 60 tahun (JG/T 118-2018) dengan tes penuaan (80 derajat selama 962 jam) untuk mensimulasikan creep jangka panjang.

2.3 Spesifikasi Material

Tipe karet: Jembatan LRBGunakan karet alam (JT/T 822-2011) dengan sifat fisik yang ketat: kekuatan tarik lebih besar dari atau sama dengan 18 MPa, perpanjangan lebih besar dari atau sama dengan 550%, dan resistensi penuaan termal 70 derajat (± 15% perubahan kekuatan). Bangunan isolator termasuk karet tinggi (HDR) dengan kekuatan tarik yang lebih rendah (lebih dari atau sama dengan 10 MPa) tetapi redaman inheren yang lebih tinggi (JG/T 118-2018).

Kemurnian timbal: Keduanya membutuhkan lebih dari atau sama dengan 99,99% timbal murni (GB/T 469), tetapi aplikasi jembatan menuntut kontrol yang lebih ketat atas dimensi inti timbal (misalnya, rasio tinggi-ke-diameter 1,25-5, JT/T 822-2011) untuk memastikan hasil yang konsisten.

2.4 Faktor bentuk dan kinerja mekanis

Koefisien bentuk:

Bridges: First Shape Factor (S₁)=Area efektif/area lateral gratis; Faktor bentuk kedua (s₂)=Lebar efektif/ketebalan karet total (JT/T 822-2011). S₁ rentang 7–13, dengan stres desain maksimum tergantung pada S₁ (misalnya, 12 MPa untuk S₁ lebih besar dari atau sama dengan 12).

Bangunan: S₁ lebih besar dari atau sama dengan 5 dan S₂ lebih besar dari atau sama dengan 4 (JG/T 118-2018), dengan batas tegangan disesuaikan untuk S₂ (misalnya, pengurangan 20% untuk S₂ =3-4).

Kekakuan dan redaman:

Kekakuan setara horizontal:Jembatan LRBIzinkan ± 15% deviasi (JT/T 822-2011), sama seperti membangun LRB, tetapi rasio redaman jembatan (≈20-25%) sedikit lebih tinggi karena inti timbal yang lebih besar.

Deformasi horizontal: Jembatan membutuhkan lebih dari atau sama dengan 300% regangan geser (ketebalan karet), sedangkan bangunan mandat lebih besar dari atau sama dengan 400% (JG/T 118-2018), memprioritaskan kapasitas perpindahan seismik yang lebih besar.

2.5 Pengujian dan Standar

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

Tes jembatan termasuk stabilitas tekanan (3-12 MPa) dan stabilitas frekuensi (0,001-0,5 Hz). Tes membangun fokus pada kinerja terkait suhu (-20 derajat hingga 40 derajat) dan creep jangka panjang (kurang dari atau sama dengan 5% untuk karet alam).

EN 15129 Alignment: Standar Eropa menekankan pengujian dinamis (misalnya, pemuatan 0,1-1,0 Hz) dan kemampuan servis di bawah beban aksial dan geser gabungan, sejajar dengan fokus LRB Bridge pada resistensi tegangan multi-aksial.

2.6 Instalasi dan Geometri

Ukuran: Jembatan LRB memiliki toleransi yang lebih ketat untuk planaritas (1/400 dari sisi pendek) dan penentuan posisi lubang baut (± 0,8-2,0 mm, JT/T 822-2011) untuk mengakomodasi koneksi struktural besar. Membangun isolator memungkinkan fleksibilitas yang lebih besar dalam jarak baut.

Perlindungan korosi: Komponen baja jembatan mengikuti JT/T 722 untuk pelapis anti-korosi tugas berat, sedangkan bangunan menggunakan baja GB/T 3274 yang sesuai dengan perlindungan dasar.

EN 15129Menetapkan tolok ukur global untuk isolator seismik, yang membutuhkan LRB jembatan untuk menunjukkan:

Stabilitas kekakuan dinamis di 0,1-5,0 Hz.

Resistensi kelelahan di bawah 2 juta siklus beban (vs . 5, 000 dalam JT/T 822-2011).

Resistensi kebakaran (klasifikasi R120), persyaratan tidak ada dalam standar Cina tetapi penting untuk infrastruktur Eropa.

Menjembatanimemimpin bantalan karetKhusus untuk beban tinggi, lingkungan yang keras, dan tekanan yang disebabkan oleh lalu lintas yang dinamis, dengan desain dan pengujian yang berfokus pada daya tahan dan stabilitas. Tidak seperti membangun isolator, yang memprioritaskan resistensi creep jangka panjang dan kapasitas deformasi yang lebih tinggi, jembatan LRB keseimbangan kekakuan vertikal dengan fleksibilitas horizontal, mematuhi standar seperti JT/T 822-2011 dan EN 15129 untuk memastikan ketahanan seismik dalam infrastruktur kritis.