Температурный шов - Expansion joint

Для специальных железнодорожных компенсаторов см. Переключатель сапуна.
Деформационный шов на мосту

An температурный шов или же сустав движения представляет собой сборку, предназначенную для удержания частей вместе и безопасного поглощения расширение, вызванное температурой сжатие строительных материалов и вибрация, или возможность движения из-за оседания грунта или сейсмической активности. Обычно они находятся между секциями здания, мосты, тротуары, железнодорожные пути, трубопроводные системы, корабли и другие конструкции.

Облицовочные поверхности зданий, бетонные плиты и трубопроводы расширяются и сжимаются из-за нагрева и охлаждения в результате сезонных колебаний или из-за других источников тепла. До того, как в эти конструкции были встроены компенсационные зазоры, они растрескивались под действием индуцированного напряжения.

Деформационные швы мостов

Компенсаторы мостов предназначены для обеспечения непрерывного движения между конструкциями с учетом движения, усадки и колебаний температуры в армированных и предварительно напряженных бетонных, композитных и стальных конструкциях. Они предотвращают изгиб моста от неправильного положения в экстремальных условиях, а также допускают достаточное вертикальное перемещение для замены подшипника. [1] без необходимости демонтажа компенсатора моста. Существуют различные типы, которые могут вмещать движение от 30 до 1000 миллиметров (от 1,2 до 39,4 дюйма). Они включают шарниры для малых движений (EMSEAL BEJS, XJS, JEP, WR, WOSd и Granor AC-AR), средних движений (ETIC EJ, Wd) и больших движений (WP, ETIC EJF / Granor SFEJ).

Модульные компенсаторы используются, когда перемещения моста превышают пропускную способность однозазорного соединения или соединения пальцевого типа. Водонепроницаемая система, изобретенная швейцарской компанией Mageba, разработана на модульной основе и может быть адаптирована для удовлетворения конкретных требований практически любой конструкции.[2][3][4] Модульные компенсаторы с несколькими зазорами могут выдерживать движения в любом направлении и вращения вокруг каждой оси. Их можно использовать для продольных перемещений от 160 мм или для очень больших перемещений, значительно превышающих 3000 мм. Общее движение настила моста делится на несколько отдельных промежутков, которые создаются горизонтальными поверхностными балками. Отдельные зазоры герметизированы водонепроницаемыми эластомерными профилями, а движения поверхностных балок регулируются эластичной системой управления. Дренаж стыка осуществляется через дренажную систему настила моста. Некоторые стыки имеют на своей поверхности так называемые «синусные пластины», которые снижают шум от проезжающего транспорта до 80%.[5]

Смотрите также контрольные швы кладки, которые иногда используются в мостовых перекрытиях.

Кирпичная кладка

Глиняные кирпичи расширяются, поскольку они поглощают тепло и влагу. Это создает напряжение сжатия в кирпиче и строительном растворе, вызывая вздутие или отслаивание.[6] Заменить раствор на шов эластомерным герметиком без повреждений поглотит сжимающие усилия.[7] Бетонный настил (чаще всего в тротуары ) могут возникать аналогичные проблемы с горизонтальным расположением, которые обычно решаются путем добавления деревянной распорки между плитами. Деревянный компенсатор сжимается при расширении бетона. Обычно используется сухой, устойчивый к гниению кедр, с торчащим рядом гвоздей, которые встраиваются в бетон и удерживают распорку на месте.[8]

Сравнение с контрольными суставами

Контрольные швы пропила в бетоне

Контрольные или сужающие суставы иногда путают с компенсаторами, но они имеют другое назначение и функции. Бетон и асфальт имеют относительно низкую прочность на разрыв и, как правило, образуют случайные трещины по мере старения, усадки и воздействия внешних факторов (включая напряжения теплового расширения и сжатия). Контрольные соединения пытаются уменьшить растрескивание путем обозначения линий для снятия напряжений. Их врезают в тротуар через равные промежутки времени. Трещины обычно образуются вдоль разрезов, а не случайным образом в других местах. Это прежде всего эстетический вопрос; появление равномерных регулярных трещин, которые могут скрываться в щели стыка, часто предпочтительнее случайных трещин.[9]

Таким образом, компенсаторы уменьшить трещины, в том числе в общей конструкции, при этом управляющие стыки управлять трещинами, в первую очередь по визуальной поверхности.

Контрольные стыки проезжей части могут быть герметизированы горячей смолой, холодным герметиком (например, силиконом) или компрессионным герметиком (например, пенопластами на основе резины или полимеров).[10] Для заполнения некоторых контрольных швов можно использовать раствор с разрывной связкой.

Для обеспечения эффективности управляющие стыки должны иметь достаточную глубину и не превышать максимального расстояния. Типичные спецификации для плиты толщиной четыре дюйма:[11]

  • 25% глубины материала
  • интервал от 24x до 36x глубины плиты (в некоторых спецификациях требуется максимум 30x)
  • особый уход за внутренними углами

Компенсаторы железнодорожные

Смотрите также: Переключатель сапуна
Компенсатор на Cornish Main Line, Англия

Если железнодорожный путь проходит по мосту с компенсаторами, которые перемещаются более чем на несколько миллиметров, путь должен быть в состоянии компенсировать это более длительное расширение или сжатие. С другой стороны, гусеница всегда должна обеспечивать непрерывную поверхность для движущихся по ней колес. Этим противоречивым требованиям служат специальные компенсаторы, в которых две рельсы скользят друг по другу под очень острым углом во время расширения или сжатия. Обычно их можно увидеть возле одного или обоих концов больших стальных мостов. Такой деформационный шов чем-то похож на язычок стрелочный перевод, но с другим назначением и работой.

Канальные воздушные системы

В больших системах воздуховодов требуются компенсаторы, чтобы неподвижные части трубопровода не испытывали напряжения при тепловом расширении. Сгибания в локтях тоже могут с этим справиться. Деформационные швы также изолируют элементы оборудования, такие как вентиляторы, от жестких воздуховодов, тем самым уменьшая вибрацию воздуховодов, а также позволяя вентилятору «расти» по мере того, как он достигает рабочей температуры воздушной системы, без нагрузки на вентилятор или неподвижные части. воздуховодов.

Компенсатор предназначен для обеспечения прогиба при осевом (сжатие), поперечном (сдвиг) или угловом (изгиб) изгибах. Деформационные швы могут быть неметаллическими или металлическими (часто называемыми сильфонными). Неметаллический материал может представлять собой однослойный прорезиненный материал или композит, состоящий из нескольких слоев термостойкого и устойчивого к эрозии гибкого материала. Типичными слоями являются: внешнее покрытие для газового уплотнения, коррозионно-стойкий материал, такой как тефлон, слой стекловолокна в качестве изолятора и увеличения прочности, несколько слоев изоляции для снижения теплопередачи от дымовых газов. до требуемой температуры и внутреннего слоя.

Сильфон состоит из серии из одного или нескольких витков металла, обеспечивающих осевое, поперечное или угловое отклонение.

Компенсаторы труб

Основная статья: Компенсатор из металла
Односферный компенсатор с резиновым сильфоном, с фланцы.
Компенсатор из нержавеющей стали с регулирующими стержнями.

Компенсаторы труб необходимы в системах, переносящих высокотемпературные вещества, такие как пар или выхлопных газов, или для поглощения движения и вибрации. Типичный сустав - это мехи из металла (чаще всего нержавеющая сталь ), пластик (например, PTFE ), ткань (например, стекловолокно) или эластомер Такие как резинка. Сильфон состоит из серии изгибов, форма которых рассчитана на то, чтобы выдерживать внутреннее давление трубы, но достаточно гибкая, чтобы воспринимать осевые, боковые и угловые отклонения. Деформационные швы также предназначены для других критериев, таких как шумопоглощение, защита от вибрации, землетрясение движение и строительство поселка. Металлические компенсаторы должны быть спроектированы в соответствии с правилами, установленными EJMA, для тканевых компенсаторов существуют рекомендации и современное описание Ассоциации качества для тканевых компенсаторов. Компенсаторы труб также известны как «компенсаторы», поскольку они компенсируют тепловое движение.

Компенсаторы со сбалансированным давлением

Компенсирующие муфты часто включают в промышленные трубопроводные системы для компенсации перемещений из-за тепловых и механических изменений в системе. Когда процесс требует больших изменений температуры, металлические компоненты меняют размер. Компенсирующие муфты с металлическими сильфонами предназначены для компенсации определенных перемещений и сведения к минимуму передачи усилий на чувствительные компоненты системы.

Давление, создаваемое насосами или силой тяжести, используется для перемещения жидкостей по системе трубопроводов. Жидкости под давлением занимают объем своей емкости. Уникальная концепция компенсаторов с компенсацией давления заключается в том, что они предназначены для поддержания постоянного объема за счет наличия уравновешивающих сильфонов, компенсирующих изменения объема сильфона (линейного сильфона), который перемещается по трубе. Первоначальное название этих устройств - «компенсатор давления-объем».[12]

Изготовление резиновых компенсаторов

Оберточная ткань, армированная резиновыми листами

Резиновые компенсаторы в основном изготавливаются путем ручной обертывания резиновых листов и армированных тканью резиновых листов вокруг сильфонной оправки. Помимо резины и ткани, для дополнительного армирования добавляют армированную резину и / или стальную проволоку или металлические кольца.[13] После того, как весь продукт наложен на оправку, его покрывают намоткой из (нейлонового) отслаивающего слоя для сжатия всех слоев вместе. Из-за трудоемкого производственного процесса большая часть производства была перемещена в страны Восточной Европы и Азии.

Формованные резиновые компенсаторы

Некоторые типы резиновых компенсаторов изготавливаются методом литья. Типичные формованные соединения - это компенсаторы среднего размера с бортовыми кольцами, которые производятся в больших количествах. Эти резиновые компенсаторы изготавливаются на цилиндрической оправке, которая обернута тканевым слоем, обрезанным по диагонали. В конце устанавливаются бортовые кольца, а концевые секции загибаются внутрь над бортовыми кольцами. Эту деталь, наконец, помещают в форму, формуют и вулканизируют. Это высокоавтоматизированное решение для большого количества соединений одного типа.

Автоматическая намотка резиновых компенсаторов

Разработана новая технология для автоматического наматывания резиновых и армирующих слоев на оправку (цилиндрической или сильфонной) с использованием промышленных роботов вместо ручной намотки. Это быстро, точно и обеспечивает неизменно высокое качество. Еще одним аспектом использования промышленных роботов для производства резиновых компенсаторов является возможность нанесения индивидуального армирующего слоя вместо использования предварительно тканого материала. Тканевая арматура сплетена заранее и обрезана под предпочтительным углом наклона. При индивидуальном армировании можно добавлять больше или меньше волокнистого материала на различных участках изделия, изменяя угол наклона волокон по длине изделия.[14]

Аксессуары для компенсаторов

Лайнеры

Внутренние футеровки могут использоваться либо для защиты металлического сильфона от эрозии, либо для уменьшения турбулентности в сильфоне. Их необходимо использовать, когда продувочные соединители включены в конструкцию. Чтобы обеспечить достаточный зазор в конструкции гильзы, проектировщик должен указать соответствующие поперечные и угловые перемещения. При проектировании компенсатора с комбинированными концами также необходимо указать направление потока.[15]

Охватывает

Для защиты внутреннего сильфона от повреждения следует использовать внешние крышки или кожухи. Они также служат для изоляции сильфона. Крышки могут быть съемными или постоянными.[16]

Противосажевые барьеры / соединители для продувки

В системах, которые имеют среду со значительным содержанием твердых частиц (например, вспышку или катализатор), барьер из керамического волокна может быть использован для предотвращения коррозии и ограничения гибкости сильфона в результате накопления частиц. Соединители для продувки также могут использоваться для выполнения той же функции. Внутренние вкладыши также должны быть включены в конструкцию, если компенсатор включает соединители для продувки или барьеры для твердых частиц.[17]

Ограничительные стержни

Ограничительные стержни могут использоваться в конструкции компенсатора для ограничения осевого сжатия или расширения. Они позволяют компенсатору перемещаться в пределах диапазона в зависимости от того, где на стержнях расположены упоры гайки. Ограничительные стержни используются для предотвращения чрезмерного растяжения сильфона при ограничении полного давления в системе.

Режимы отказа

Отказ компенсатора может происходить по разным причинам, но опыт показывает, что отказы делятся на несколько различных категорий. Этот список включает, но не ограничивается: повреждения при транспортировке и транспортировке, неправильная установка / недостаточная защита, во время / после установки, неправильное крепление, направление и поддержка системы, отказ анкера при эксплуатации, коррозия, избыточное давление в системе, чрезмерное прогиб сильфона, скручивание, эрозия сильфона и твердые частицы в извилинах сильфона, ограничивающие правильное движение.[18]

Существуют различные меры, которые можно предпринять для предотвращения и минимизации выхода из строя компенсатора. Во время установки не допускайте повреждения сильфона, тщательно следуя инструкциям производителя.[19] После установки внимательно осмотрите всю систему трубопроводов, чтобы убедиться в отсутствии повреждений во время установки, правильности расположения компенсатора и правильности направления потока и положения компенсатора.[20] Кроме того, периодически проверяйте компенсатор в течение всего срока службы системы, чтобы проверять на наличие внешней коррозии, ослабления резьбовых соединений и износа анкеров, направляющих и другого оборудования.[21]

Другие типы компенсаторов

К другим типам компенсаторов могут относиться: тканевый компенсатор, металлический компенсатор (компенсаторы с компенсацией давления представляют собой металлические компенсаторы), тороидальный компенсатор, карданный компенсатор, универсальный компенсатор, линейный компенсатор, огнеупорной футеровкой компенсатор, шарнирный компенсатор, усиленный компенсатор и др.

Компенсаторы из меди это превосходные материалы, предназначенные для перемещения строительных компонентов из-за температуры, нагрузок и осадки. Медь легко формовать и долго держится. Подробная информация о состоянии крыши, краях крыши, перекрытиях доступна.[22]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Freyssinet: Замена подшипников В архиве 2012-04-26 в Wayback Machine, Freyssinet Ltd. (последнее обращение 22 декабря 2011 г.)
  2. ^ Freyssinet: Мостовые компенсаторы CIPEC В архиве 2012-04-06 в Wayback Machine, Freyssinet Ltd. (последнее обращение 21 декабря 2011 г.)
  3. ^ EMSEAL: Система компенсационных швов BEJS, Системы суставов EMSEAL. (Проверено 8 августа 2013 г.)
  4. ^ Компенсационный шов Britflex BEJ, Universal Sealants UK Ltd. (Проверено 27 апреля 2015 г.)
  5. ^ Модульный компенсатор
  6. ^ «ТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАМЕЧАНИЯ по кирпичному строительству TN 18A с учетом расширения кирпичной кладки» (PDF). Ассоциация кирпичной промышленности. Получено 2018-05-25.
  7. ^ «Разница между управляющими и компенсационными швами». www.masonryconstruction.com. Архивировано из оригинал на 2016-08-25. Получено 2018-01-23.
  8. ^ «Почини эти гнилые, древесно-бетонные перегородки для террасы | HeraldNet.com». HeraldNet.com. 2009-09-09. Получено 2018-01-23.
  9. ^ «Размещение стыков в бетонных плоских конструкциях - зачем, как и когда». www.cement.org. Получено 2018-01-23.
  10. ^ Свойства / особенности и применение заполнителей для деформационных швов
  11. ^ «Размещение контрольных швов в бетоне - бетонная сеть». www.concretenetwork.com. Получено 2018-01-23.
  12. ^ Технический бюллетень: Компенсаторы с компенсацией давления, U.S. Bellows, Inc. (данные получены 31 августа 2010 г.)
  13. ^ «Компоненты эластомерных компенсаторов». Гидравлические уплотнения Gallagher. Получено 21 июля 2017.
  14. ^ TANIQ: автоматизированная намотка резиновых соединений В архиве 2011-07-16 на Wayback Machine, TANIQ (проверено 6 декабря 2010 г.)
  15. ^ Каталог сильфонов США: Внутренний вкладыш, U.S. Bellows, Inc. (данные получены 31 августа 2010 г.)
  16. ^ Каталог сильфонов США: Защитная крышка, U.S. Bellows, Inc. (данные получены 31 августа 2010 г.)
  17. ^ Каталог сильфонов США: Соединитель продувки, U.S. Bellows, Inc. (данные получены 31 августа 2010 г.)
  18. ^ Типичные причины выхода из строя компенсатора U.S. Bellows (получено в феврале 2012 г.)
  19. ^ Установка U.S. Bellows (получено в феврале 2012 г.)
  20. ^ Осмотр после установки перед испытанием системы под давлением U.S. Bellows (получено в феврале 2012 г.)
  21. ^ Периодический осмотр в процессе эксплуатации U.S. Bellows, (получено в феврале 2012 г.)]
  22. ^ Строительные компенсаторы, «Медь в руководстве по архитектурному проектированию», Copper Development Association Inc., http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/building_expansion/intro.html

внешняя ссылка