エラストマーベアリングパッドと橋の設計におけるその役割

サンフランシスコ・オークランド・ベイ・ブリッジは、7キロメートルにわたって1日あたり400万台の車両を収容しています。 2億5000万kg近くの鋼を使用して建設された橋は、一日あたり4億5000万kgの車両の質量を支えなければならず、いつでも約500万kgの車両を支えなければならない。

特にベイブリッジのような大きな構造物を横断する場合、橋の故障の可能性は恐ろしいものです。 1989年、ロマ-プリエタ地震によりベイブリッジが機能しなくなった。 地震からの振動は非常に強かった、彼らはその座席に橋の一部を固定ボルトをせん断しました。 地震の振動が増加するにつれて、セクションは東に7インチシフトし、セクションの西端は座席の端を越えてシフトし、橋のセクション全体がボトムデッキに崩壊し、崩壊場所はエルバブエナ島とオークランドの中間に位置するピアE9にあった。

ベイブリッジは、このような劇的な環境に適応するための技術を実装することにより、地震に耐えるように設計されました。 実際には、すべての橋は、埋め込まれた”ベンドまたはブレーク”の設計思想と適度に柔軟であるように設計されています。 柔軟性が重要なのであれば、それはどのように達成されますか?

san Francisco-Oakland Bay Bridge用エラストマーベアリングパッド
San Francisco-Oakland Bay Bridge

エラストマーベアリングパッドの役割エラストマーベアリングパッド

ブリッジの柔軟性は、主にbridge elastomeric bearing padと呼ばれるコンポーネントによって達成されます。 これはネオプレン—タイプの頑丈な産業ゴムのような強く、柔軟な材料の普通成っています。 これらのパッドは橋桁のような上部構造と橋脚と呼ばれる縦サポートのような基礎構造の間に置かれる。 その主な機能は、上部構造物の荷重を下部構造に分配し、上部構造物が橋の構造的完全性を損なう可能性のある有害な応力を発生させることなく、不規則な環境条件で必要な動きを受けることを可能にすることである。 橋の構造的完全性が損なわれると、橋が崩壊する可能性があります。

崩壊を防ぐことは、エラストマーベアリングパッドの唯一の機能ではありません。 パッドは橋材料の消耗の減少によって橋の生命を拡張する。 パッドは、靴が人間が長い距離を歩くことを可能にする方法のように、政府が橋の交換を遅らせることによってお金を節約するのを助けます。

ちなみに、1999年の耐震改修プロジェクトの一環として、ベイブリッジの故障箇所にエラストマーベアリングパッドが設置されました。

エラストマー設計ブリッジ設計における3Dエンジニアリングシミュレーション

エラストマーベアリングパッドブリッジデザインFEA
SimScale

ブリッジエラストマーベアリングパッドは安全で費用対効果の高いブリッジ設計のために重要であるため、製造に使用する前に広範囲にプロトタイプ化され、テストされています。

プロセスの一部としてSimScaleのようなシミュレーションソフトウェアを使用して、異なった設計および負荷仮定の下でエラストマー軸受けパッドを事実上 例えば、軸受パッドは鋼板で補強されたエラストマー材料で構成されていると仮定することができ、1)圧縮、2)せん断による圧縮、3)回転による圧縮の三つの基本的な荷重ケースをシミュレートして観察することができる。

結果は等高線プロットでコーシー応力を観測することによって分析することができます。 鋼板の導入により、軸受の耐荷重能力が強化されることさえ観察することができる。

エラストマーベアリングパッド結論

これまで見てきたように、シミュレーションソフトウェアを使用したエラストマーベアリングパッドの設計は、橋の安全性、信頼性、長寿命において重要な役割を果たしています。 あなたはそれを試してみたい場合は、ここで無料のコミュニティアカウントを作成し、エラストマーベアリングパッドシミュレーションのこのテンプ

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