NO782244L - Lager for hoeye belastninger for bruk i broer og lignende konstruksjoner - Google Patents

Description

"Lager for høye belastninger for bruk i broer og lignende konstruksjoner"

Den foreliggende oppfinnelse angår i første rekke en forbedring av lagre av den type som er beskrevet i US-PS 3 806 975 og 3 921 240. De lagre som er beskrevet i disse patentskrifter, er først og fremst beregnet for opplagring av brodekker på pilarer og landkar når der forekommer dreiebevegelse og/eller trans-

latorisk bevegelse mellom brodekket og pilaren eller landkaret.

Den foreliggende oppfinnelse skaffer imidlertid også en forbedring som er anvendelig i lignende lagre av generell utførelse hvor der ikke behøver å foreligge noen dreiebevegelse eller translatorisk bevegelse mellom brodekket og en pilar eller et landkar. Oppfinnelsen er også nyttig ved lagre som bærer andre konstruksjoner, f.eks. bygninger. Hovedformålet med oppfinnelsen er å sikre at lageret er istand til å tåle meget høye belastninger, og at lastbæreevnen stabiliseres.

I lagre av den foran nevnte type blir en elastomerpute

som vanligvis er 6 - 130 mm tykk, satt inn mellom to plane plater som i sin tur festes mellom brodekket eller en annen konstruksjon og pilaren, landkaret eller et annet fundament. I den type lagre som er beskrevet i de foran nevnte patentskrifter, er en tredje plate montert for glidebevegelse i forhold til en av de andre plater og forankret til konstruksjonen eller fundamentet for å ta opp translatorisk bevegelse, samtidig som der foreligger organer til å redusere skjærspenningene i elastomeren til et minimum uten å forstyrre den nødvendige dreining mellom den første og den annen plate og kompresjonen av elastomeren som følge av konstruksjonens vekt. Elastomerputen er fortrinnsvis sirkulær, og sidekanten av puten er fortrinnsvis konkav. I praksis har de elastomerputer som har vært brukt i denne type lagre, vært dobbeltkoniske (dvs. de ligner et par avkortede kjegler som står med sine minste flater mot hinannen).

Man har støtt på variasjoner i lastbæreevnen av elastomer puten. Dette vises av last/utbøynings-kurven for lagrene hvor utbøyningen av lageret under belastning er større i visse tilfeller enn i andre. Det er nå oppdaget at disse variasjoner kan tilskrives variasjoner i bindingen av elastomerputen til de foran nevnte plater over og under puten, idet det menes at denne binding har tillatt den øvre og den nedre overflate av den dobbeltkoniske pute å spre seg ut sideveis under belastning, noe som i visse tilfeller har vært irreversibel prosess. Den foreliggende oppfinnelse skaffer konstruktive midler til å hindre sideveis spredning eller utvidelse av ytterflaten av elastomerputen og sikrer, derfor en maksimal og stabil lastbæreevne av lagrene.

I en foretrukket form skaffer oppfinnelsen også et sikkerhets-element som beskytter lagerputen mot faren for overbelastning og mot å skille seg fra de foran nevnte plater ved dreining. De konstruktive midler omfatter generelt organer som er festet til platen, og som skaffer en mekanisk sammenlåsing med elastomerputen for å utøve en kraft som motsetter seg sideveis forstørrelse av den øvre og den nedre overflate av den dobbeltkoniske eller lignende pute når denne trykkes sammen.

Oppfinnelsen vil forstås bedre fra den etterfølgende detaljerte beskrivelse av foretrukne utførelsesformer under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et snitt gjennom en foretrukket utførelsesform for det nye lager.

Fig. 2 er et grunnriss av en plate som anvendes i lageret

på fig. 1.

Fig. 3 er et oppriss av lagerputen i lageret på fig. 1 i delvis komprimert tilstand. Fig. 4 er et oppriss av lagerputen i lageret på fig. 1 etter ytterligere kompresjon. Fig. 5 - 10 er snitt gjennom lagerputen og de tilstøtende plater i andre utførelsesformer av lageret ifølge oppfinnelsen.

Som vist på fig. 1 omfatter lageret tre stålkomponenter, nærmere bestemt en kvadratisk topplate 1, en kvadratisk midtplate 2 og en grunnplate 3. En sirkulær lagerpute 4 er anbragt mellom midtplaten 2 og grunnplaten 3, og en lavfriksjons-plastplate 5 er anbragt i en fordypning 6 på oversiden av midtplaten 2 for å

redusere friksjonen mellom midtplaten 2 og topplaten 1. Grunnplaten 3 og topplaten 1 er forsynt med betongankere 7 resp. 7" for å feste platene til henholdsvis en bropilar 8 og et brodekke 9, skjønt det

vil forstås at lagrene kan anvendes i forbindelse med andre konstruksjoner. Topplaten 1 er forsynt med nedragende sideplater 10 og 11 som strekker seg langs motstående sider av midtplaten 2 for hovedsakelig å begrense den relative glidebevegelse mellom brodekket 9 og pilaren 8 til bevegelse i en bestemt retning. Det vil imidlertid forstås at der kan anvendes andre anordninger som f.eks. kan tillate glidebevegelse i alle retninger, idet platene 10 og 11 sløyfes, eller anordninger som hovedsakelig hindrer glidebevegelse i alle retninger avhengig av kravene til konstruksjonen.

Lageret er forsynt med en tapp 12 som er utført i ett med grunnplaten 3 og står i inngrep med en sylindrisk krage 13 som beskrevet i US-PS 3 806 975 og 3 921 240 i forbindelse med fig. 3

i disse patentskrifter. For nærmere beskrivelse henvises til disse patentskrifter.

Lagerputen 4 er fremstilt av polyuretan-elastomer, fortrinnsvis med en hardhet på 85 - 95 ifølge Shore A, og har dobbeltkonisk form. Dimensjonene av puten 4 avhenger av den vekt som puten skal bære, men typiske eksempler på utvendig diameter er 100 - 1500 mm, og diameteren i midtplanet 14 er typisk 3 - 50 mm mindre enn diameteren av puten.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse er midtplaten 2 forsynt med en nedragende sirkulær ring 15 som strekker seg rundt lagerputen, men hvis innvendige diameter er såvidt større enn ut-gangsdiameteren av lagerputen 4. Fortrinnsvis anvendes der en klaring på .0,8 - 10 mm. Grunnplaten 3 er på lignende måte forsynt med en oppragende ring 16 med samme diameter for å skaffe den samme klaring.

Anordningen er slik at lagerputen når den monteres ikke berører noen av ringene 15 og 16. Etterhvert som lageret komprimeres som følge av vekten av konstruksjonen, kan der observeres to fenomener. Som vist på fig. 3 vil for det første de koniske sider av puten bule ut og mot hinannen. Hvis lageret komprimeres til-strekkelig, vil til slutt de koniske sider av puten 4 bule utover i en slik grad at de berører ringene 15 og 16. Lagrene er imidlertid slik utført at dette ikke finner sted ved beregnet last. Ringen skaffer således en sikkerhetsforanstaltning som kommer til virkning hvis lageret blir overbelastet. På dette trinn øker formfaktoren av puten, som hovedsakelig hindres i å komprimeres ytterligere.

Det annet fenomen som observeres, er at diameteren av lagerputen 4 kan øke noe ved den øvre og den nedre overflate som beskrevet

ovenfor, men denneøkning begrenses av ringene 15 og 16.

Et tredje fenomen oppstår hvis lageret dreies eller vippes. Under slike forhold blir lagerputen komprimert mere på den ene side enn på den annen. Når dette finner sted, kan de utad bulende koniske sider komme i berøring med ringene 15 og 16 i det område hvor kompresjonen er størst. Når dette finner sted, blir ytterligere kompresjon i dette område i praksis hindret ved at formfaktoren av puten endres.

En ytterligere fordel ved oppfinnelsen er en konsekvens av denne anordning. Fordi overkompresjon under vipping unngås, er det mulig å anvende en relativt mykere elastomer enn hva som ellers ville ha vært mulig. Under rotasjonsbevegelser kan myke elastomerer om nødvendig strekke seg noe i området motsatt det komprimerte område og derfor hindre at puten skiller seg fra platene 2 og 3,

noe som ellers ville kunne finne sted. Av denne grunn kan lagrene benyttes for større dreiebevegelse enn hva som ellers ville kunne tillates.

Den samlede virkning av oppfinnelsen er å øke den nominelle last på lagrene. Det menes f.eks. at lagerputer som tidligere ble brukt for 17000 kPa, nå kan benyttes for 26000 kPa.

Ytterligere forbedringer av lagrene kan oppnås ved andre midler som reduserer økningen av størrelsen av den øvre og den nedre overflate av puten 4. Dette tilveiebringes ved hjelp av en eller flere mekaniske sammenlåsningsanordninger som på midtplaten 2 og/eller grunnplaten 3 skaffer en innadvendende vertikal eller, skråttstilt overflate som ligger an mot en utadrettet vertikal eller skråttstilt overflate på lagerputen 4 innenfor omkretsen av lagerputen. Forskjellige former for anleggsflater er vist på fig. 5-10.

Claims (9)

1. Lager for høye belastninger, omfattende en øvre og en nedre plate, en mellom platene anordnet last bærende elastomerpute med spor rundt omkretsen og et samvirkende lagerelement som er slik utført og anordnet at det hovedsakelig hindrer skjærbevegelse, men tillater dreiebevegelse mellom platene, karakterisert ved organer som ligger mekanisk an mot den lastbærende elastomerpute for i det minste å begre nse sideveis utvidelse av den øvre og nedre overflate av elastomerputen under belastning uten å hindre utbuling av dens omkrets.

2. Lager som angitt i krav 1, karakterisert ved at de mekaniske anleggsorganer omfatter et fremspring fra en av platene inn i et spor i en av overflatene av den lastbærende elastomerpute.

3. Lager som angitt i krav 1, karakterisert ved at de mekaniske anleggsorganer omfatter et fremspring fra en av overflatene av den lastbærende elastomerpute inn i et spor i en av platene.

4. Lager som angitt i krav 3, karakterisert ved at de mekaniske anleggsorganer omfatter organer som rager ut fra platene i nærheten av omkretsen av den lastbærende elastomerpute .

5. Lager som angitt i krav 4, karakterisert ved at der mellom overflaten av den lastbærende elastomerpute og de utragende organer foreligger en sideveis klaring når lageret ikke er belastet, hvorved den lastbærende elastomerpute tillates å utvide seg sideveis et begrenset stykke før anlegg mot de utragende organer.

6. Lager som angitt i krav 5, karakterisert ved at sideklaringen er 0,8 - 10 mm.

7. Lager som angitt i krav 5, karakterisert ved at den lastbærende elastomerpute og de utragende organer er sirkulære.

8. Lager som angitt i krav 5, karakterisert ved at den lastbærende elastomerpute er dobbeltkonisk.

9. Lager som angitt i krav 1, karakterisert ved at omkretssporet strekker seg fra den øvre til den nedre overflate av den lastbærende elastomerpute.