정확히 말하자면, PTFE 슬라이딩 탄성 베어링은 작거나 중간 정도의 수직 하중 하에서 큰 수평 변위를 겪는 교량 구조물에 적합합니다. 여기에는 열 변화, 크리프 또는 건조 수축으로 인한 상당한 움직임을 유해한 응력을 유발하지 않으면서 수용해야 하는 장경간 교량, 다경간 연속보, 단순 지지보 및 연속 슬래브와 같은 광범위한 일반적인 구조물이 포함됩니다.
핵심 원리는 간단합니다. 표준 탄성 베어링에 저마찰 PTFE 표면을 추가하면 구조물이 자유롭게 미끄러지고 필요에 따라 회전할 수 있습니다. 이는 베어링 마찰로 인해 제한되지 않고 상당한 수평 이동을 관리해야 하는 교량에 이상적인 솔루션입니다.
교량 움직임 수용의 핵심 문제
교량은 정적인 구조물이 아닙니다. 교량은 다양한 힘에 반응하여 움직이도록 설계되어야 하며, 베어링은 이러한 움직임이 안전하게 발생하도록 허용하는 중요한 인터페이스입니다.
열팽창 및 수축
많은 교량에서 움직임의 가장 중요한 원인은 열 변동입니다. 재료가 가열되면 팽창하고 냉각되면 수축하여 교량 상판이 길어지고 짧아집니다.
회전 및 활하중 요구 사항
차량(활하중)이 교량을 통과할 때 보 섹션의 끝은 약간 처지고 회전합니다. 베어링은 성능 저하 없이 이러한 지속적인 회전 움직임에 적응할 수 있을 만큼 유연해야 합니다.
PTFE 베어링이 해결책을 제공하는 방법
PTFE 슬라이딩 탄성 베어링은 두 가지 재료를 지능적으로 결합하여 수평 이동과 수직 하중/회전이라는 두 가지 다른 문제를 동시에 해결합니다.
PTFE 층의 역할
베어링의 상단 층은 마찰 계수가 극도로 낮은 재료인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 만들어집니다. 이 층은 교량 상부 구조물이 최소한의 저항으로 앞뒤로 미끄러지도록 합니다.
종종 이 PTFE 표면에는 딤플이 눌러져 있는데, 이는 오래 지속되는 실리콘 윤활제의 저장소 역할을 하여 마찰을 더욱 줄이고 베어링 수명 동안 원활한 움직임을 보장합니다.
탄성체 코어의 기능
PTFE 아래에는 탄성체 패드(일반적으로 고품질 네오프렌 또는 천연 고무)가 있습니다. 이 고무 코어는 교량의 수직 하중을 지지하고 보 끝 회전에 필요한 유연성을 제공합니다.
탄성체가 전단 하에서 변형되는 능력은 또한 자체적으로 일부 수평 변위를 수용할 수 있게 하여 슬라이딩 PTFE 층과 협력하여 작동합니다.
슬라이딩과 유연성의 결합
이러한 조합은 이 설계가 매우 효과적인 이유입니다. PTFE 층은 크고 제한 없는 수평 슬라이딩을 처리하는 반면, 탄성체 코어는 수직 하중, 회전 및 약간의 전단 변형을 처리합니다. 이러한 기능 분리는 매우 효율적이고 내구성이 뛰어난 베어링을 만듭니다.
특정 구조적 응용 분야
이러한 설계 덕분에 PTFE 베어링은 많은 일반적인 교량 유형과 특수 건설 방법에도 다용도로 사용될 수 있습니다.
장경간 및 다경간 연속보
이러한 구조물은 긴 길이에 걸쳐 상당한 열 변위를 축적합니다. PTFE 베어링은 이러한 큰 팽창 및 수축 변위를 쉽게 수용할 수 있으므로 이상적입니다.
단순 지지보 및 슬래브
변위 요구 사항이 매우 긴 경간보다 적을 수 있지만, PTFE 베어링은 단순 지지 구조물에도 여전히 탁월한 선택으로, 안정적인 저마찰 움직임과 회전 용량을 제공합니다.
특수 건설 용도
건설 중에는 이러한 베어링을 점진적으로 가설되는 교량(연속보를 밀어 제자리에 놓는 작업)의 슬라이딩 블록 또는 무거운 T형 보를 최종 위치로 횡방향으로 미는 데 사용할 수 있습니다.
절충점 이해
효과적이지만, PTFE 탄성 베어링이 모든 시나리오에 대한 해결책은 아니라는 점을 인식하는 것이 중요합니다. 그 설계는 특정 조건 세트에 최적화되어 있습니다.
주요 하중 제한
가장 중요한 요소는 작거나 중간 정도의 수직 하중에 대한 적합성입니다. 탄성체 패드 자체가 주요 하중 지지 구성 요소입니다. 수직 반력이 매우 높은 교량의 경우 일반적으로 포트 베어링 또는 구형 베어링과 같은 다른 베어링 유형이 필요합니다.
표면 무결성에 대한 의존성
저마찰 성능은 PTFE 및 그 짝을 이루는 스테인리스강 표면의 무결성에 전적으로 달려 있습니다. 이러한 슬라이딩 표면이 심하게 손상되거나 오염되면 베어링의 주요 기능이 손상될 수 있습니다.
구조물에 맞는 올바른 선택
올바른 베어링을 선택하려면 주요 구조적 요구 사항을 명확하게 이해해야 합니다.
- 큰 수평 변위 수용이 주요 초점인 경우: 이러한 베어링은 특히 열 이동이 지배적인 설계 요소인 경우 훌륭하고 비용 효율적인 선택입니다.
- 회전과 결합된 적당한 수직 하중이 있는 경우: 유연한 탄성체 코어와 슬라이딩 상단 표면은 두 움직임을 모두 효과적으로 관리하는 견고한 솔루션을 제공합니다.
- 점진적 가설 또는 횡방향 슬라이딩이 포함된 설계인 경우: 저마찰 특성으로 인해 이러한 특수 건설 기술에 표준 선택이 됩니다.
베어링의 기능을 교량의 특정 움직임 및 하중 요구 사항과 올바르게 일치시키면 전체 구조물의 장기적인 건전성과 내구성을 보장할 수 있습니다.
요약표:
| 교량 구조 유형 | 수용되는 주요 움직임 | PTFE 베어링의 주요 이점 |
|---|---|---|
| 장경간 교량 | 큰 열 팽창/수축 | 제한 없는 움직임을 위한 저마찰 슬라이딩 |
| 다경간 연속보 | 상당한 열 변위 | 슬라이딩과 회전 유연성 결합 |
| 단순 지지보/슬래브 | 적당한 움직임 및 회전 | 일반적인 교량 유형에 대한 안정적인 성능 |
| 점진적으로 가설되는 교량 | 건설 슬라이딩 | 보를 제자리에 밀기 위한 저마찰 표면 |
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