CN105683601A - 用于结构工程应用的滑动支承 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于结构工程应用的滑动支承(10)，包括构造成被连接到支撑结构(P)的第一构件(11)，构造成被连接到待放置到所述支撑结构(P)上的元件(G)的第二构件(12)，以及可操作地连接到所述第一构件和第二构件(11，12)且构造成允许第一构件和第二构件相对彼此被移动和/或转动的至少一对滑动表面(21，22)。一个滑动表面(22)由金属材料制成，另一个滑动表面(21)由低摩擦聚合物材料制成。该低摩擦聚合物材料是添加有在温度大约为20℃、压力大约为1000hPa时处于液态的润滑剂的浇铸聚酰胺6。

Description

用于结构工程应用的滑动支承
技术领域
本发明涉及一种用于结构工程应用的支承装置，特别是一种用于土木结构例如桥梁和建筑的滑动支承。
背景技术
土木工程结构通常使用用来约束结构的两个或多个部件的支承。支承可以形成约束，例如滑动、铰链或者其结合，并允许在结构的部件之间的相对移动，一般是在正常操作期间或地震发生的情况下的滑动移动或转动。
滑动支承通常包括能够相对彼此能够滑动和/或转动的至少一对平的或曲线的滑动表面。一个滑动表面一般由金属制成且为镜面抛光的，而另一个滑动表面由具有低摩擦系数的聚合物材料制成。通常使用润滑剂以进一步减小两个滑动表面之间的摩擦系数。
金属表面是由例如奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、或铝合金制成，而最常用的低摩擦聚合物材料是聚四氟乙烯(PTFE)。
为了满足本领域标准所制定的条件，滑动支承必须具有低静摩擦系数和低动摩擦系数，高耐磨性以及对于产生于旨在支撑的支承结构的质量的压缩载荷的充足的抵抗力和对于源于操作条件的其他载荷的充足的抵抗力。这些特征需要形成滑动表面的材料的特性以及其中使用的任何润滑剂的特性的合适的结合。
尽管现今在土木工程领域PTFE的使用被广泛确立，众所周知，它具有有限的抗压缩性和耐磨性，并且在温度升高时它的机械特性减小。
在可替代PTFE用于滑动支承中的聚合物滑动表面的制造的材料中，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)被提出。事实上，这种材料以高于PTFE的抗压缩性和耐磨性为特征。然而，和PTFE类似，UHMWPE也以在温度升高时机械强度的快速降低为特征。
另一个最近已被提出的用于滑动支承中聚合物滑动表面的制造的材料是添加有固态润滑剂的浇铸聚酰胺6，该材料允许获得在温度高于48℃时保持它们的特性的滑动表面，这是当前由欧洲标准EN1337-2建立的、对于使用由低摩擦的聚合物材料制成的滑动表面的滑动支承的操作限制。欧洲专利2179189公开了该应用的一个示例。
US2003/022797公开了一种具有低摩擦度和磨损度、能够持续供应润滑剂到滑动表面的组合物。该组合物可以被用于支承，例如隔震设备中，并且是通过将多孔二氧化硅和润滑剂添加到基础材料、或将润滑剂浸渍的多孔二氧化硅添加到基础材料、或将润滑剂浸渍的多孔二氧化硅和润滑剂添加到基础材料而获得的。US2003/022797公开了大量材料作为基础材料的可能选择，其中有聚酰胺6。该文件也公开了几种多孔二氧化硅和润滑剂或润滑油的类型。
然而，US2003/022797没有公开任何形成用于滑动表面即支承的板和/或条的制造的组合物的材料的优选组合。
发明内容
尽管用于制造滑动支承的聚合物滑动表面的聚合物材料的广泛的可用性，当前仍强烈需要找到可以提供高机械性能的聚合物材料，特别是和抗压缩性和耐磨性相关的，这也是本发明的一个目的。
用主要特征在权利要求1中被公开、其他特征在其余的权利要求中被公开的滑动支承实现所述目的。
本发明的解决方案的想法是使用聚酰胺作为用于滑动支承的滑动表面制造的低摩擦聚合物材料。事实上，该材料以满足欧洲标准EN1337-2关于摩擦系数、耐磨性、最大允许滑动速度和最大允许滑动路径的要求的机械特性为特征。
使用含有添加的液态润滑剂的浇铸聚酰胺6也是本发明解决方案的一个想法。
这个聚合物材料的特别选择允许制造用于滑动支承的滑动表面，且该滑动表面和由PTFE制成的滑动表面具有可相比的摩擦系数，但以在同样的形状和大小下远高于由PTFE制成的滑动表面的耐磨性和抗压缩性值为特征。
和欧洲专利2179189中描述的固态润滑剂相比，液态润滑剂在浇铸聚酰胺6中的使用允许使得滑动表面在同样的形状和大小下更灵活，这在当一般为平的该构件在必须被容纳在曲面支座例如球形支座时特别有利。
而且，固态润滑剂在温度低于60℃时效果很差，而液态润滑剂可以在更宽的温度范围内甚至在冷冻温度以下保证好的性能。
根据本发明，用作滑动表面的实现的聚酰胺可以被有利地交联，例如通过化学方法或照射，因此和不被交联的聚酰胺相比允许提高其最大工作温度、机械强度和弹性模量。材料的交联也允许获得高的表面硬度且在高工作温度下提高耐磨性和尺寸稳定性。
附图说明
根据本发明的滑动支承的进一步的优势和特征将从下面结合附图对实施例的描述中变得清楚。
图1是示意性地示出了根据本发明的滑动支承的主视图；
图2是图1的滑动支承在穿过图1的线Ⅱ-Ⅱ的平面上截取的局部剖视图。
具体实施方式
参照图1，根据本发明的滑动支承通常由附图标记10指示。滑动支承10包括适于被连接到支撑结构例如桥梁桩P的第一构件11和适于被连接到例如桥梁上部结构的大梁G的第二构件12。
在第一构件11和第二构件12之间，至少布置一对滑动表面21，22，滑动表面被构造成允许在支承10的第一构件11和第二构件12之间移动和/或转动。
在所述的实施例中，滑动支承10是例如平的多向型，即设有平的滑动表面，该滑动表面允许在第一构件11和第二构件12之间沿平行于它们的接触面的任何方向相对移动和/或围绕垂直于接触面的轴线相对转动。
滑动支承的这种构造并没有绑定在本发明中，也可以被应用到例如使用上述类型的滑动表面以及与导向轨有关的其他的滑动表面的单向或双向平的类型的滑动支承。该发明也可以被应用到球形类型的滑动支承。
仍参照所述实施例，滑动表面之一，例如由附图标记21指示的滑动表面，是由低摩擦聚合物材料制成的板，而另一个滑动表面是由金属材料制成的板22，金属材料例如奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、或铝合金。为了减小摩擦系数，金属材料板22一般是镜面抛光的。
板21、22被分别约束到支承10的第一构件11和第二构件12。板21例如被装配到形成在第一构件11中的支座里，板22被例如通过螺钉约束到第二构件12。
板21、22被约束到第一构件11或第二构件12对于本发明的目的是完全不相关的。将板安装到各自的构件上使用的手段也没有绑定在本发明中。
根据本发明，形成聚合物滑动表面、即板21的低摩擦聚合物材料是含有添加的在温度大约20℃、压力大约1000hPa即在温带气候地区的环境条件下为液态的润滑剂的浇铸聚酰胺6。这样的聚酰胺能够通过内酰胺的活性阴离子聚合工艺获得。
这种材料在具有大约3.5％的水分含量时的主要特性在下面表1中示出。
表1
特性 值 单位 方法
比重 1,14 g/cm3 EN ISO 1183-1
熔融温度 215 ℃ ISO 11357
屈服应力 >60 MPa EN ISO 527
断裂伸长率 >90 ％ EN ISO 527
弹性模量 >750 MPa EN ISO 527
HB30硬度 >40 N/mm2 EN ISO 2039-1
肖氏硬度 >65 D Scale DIN 53505
液态润滑剂在聚酰胺的生产过程中被掺入聚酰胺6并且优选从由矿物油，植物油，芳香烃，脂肪烃和异构烃，液体蜡，酯基合成油，氟化醚，氟化蜡，硅氧烷，聚硅氧烷，聚乙二醇和氯化联苯组成的组中选择。
实验测试已经表明这些液态下的润滑剂允许制造浇铸聚酰胺6的构件，例如板，来为用于结构工程的支承制作滑动表面，其能够在比通过使用固态润滑剂可以实现的温度范围更宽的温度范围内工作。通过使用液态润滑剂可以实现的工作温度范围特别在-50℃和+120℃之间。
实验测试也已表明，由添加上述液态润滑剂之一的浇铸聚酰胺6制成的构件比同样大小和形状的由PTFE制成的构件具有更高的耐磨性，特别是超过50000m的滑动路径，所述滑动路径已经根据欧洲标准EN1777-2通过抽样测试的方式被验证。
而且，对标准样品进行的进一步的实验测试已经表明由本发明的材料提供的抗压缩性高于或等于210Mpa，即远高于PTFE和UHMWPE的抗压缩性。
含有添加的液态润滑剂的浇铸聚酰胺6可以被有利地交联，因此允许提高其机械特性。交联可以根据任何已知的技术即化学技术或γ射线照射或高辐射剂量(最好在25kGy和500kGy之间)的加速电子照射的方式进行。为了便于通过照射进行交联处理，材料可以添加化学交联剂和自由基引发剂。照射处理最好继之用于适合去除活性自由基的热稳定性处理。
特别是，由照射进行的交联允许通过形成分子间键合提高聚酰胺6的分子量，这可以改变聚合物的化学、物理和机械特性。交联允许提高最大工作温度，以及机械强度、弹性模量、表面硬度和耐磨性，该最大工作温度能够达到170℃。交联工艺也提高了材料在高温时的尺寸稳定性。
当通过照射进行交联时，在复合阶段以及在照射处理之前在聚合物中添加稳定剂和/或抗氧化剂是有利的，由此消除由通过β射线或γ射线照射处理产生的自由基。
上述结合由聚酰胺制成的板的滑动支承的低摩擦特性可以通过形成适宜接收和保留润滑剂的多个凹陷或浅坑被进一步改善。
参照图2，形成在滑动表面21的浅坑由附图标记30指示且例如形状为圆形。浅坑30可以根据具有规定的行列间距的样式布置，例如选为使得每个浅坑和其邻近的浅坑是等距的。

Claims (3)

1.一种用于结构工程应用的滑动支承(10)，所述滑动支承包括构造成被连接到支撑结构(P)的第一构件(11)，构造成被连接到要被放置到所述支撑结构(P)上的元件(G)的第二构件(12)，滑动支承(10)还包括可操作地连接到所述第一构件(11)和第二构件(12)且构造成允许第一构件和第二构件相对彼此被移动和/或转动的至少一对滑动表面(21，22)，其中一个滑动表面(22)由金属材料制成，另一个滑动表面(21)由低摩擦聚合物材料制成，其特征在于，所述低摩擦聚合物材料是含有添加的在温度大约为20℃、压力大约为1000hPa时处于液态的润滑剂的浇铸聚酰胺6。
2.如权利要求1所述的滑动支承，其中，所述液态润滑剂在由矿物油，植物油，芳香烃，脂肪烃和异构烃，液体蜡，有机酯基合成油，氟化醚，氟化蜡，硅氧烷，聚硅氧烷，聚乙二醇和氯化联苯组成的组中选择。
3.根据权利要求1或2所述的滑动支承，其中，添加有液态润滑剂的所述浇铸聚酰胺6被交联。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110753773A (zh) * 2017-05-30 2020-02-04 瓜尼富龙公司 结构支承件、制造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015110443A1 (de) * 2015-06-29 2016-12-29 Maurer Söhne Engineering GmbH & Co. KG Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffs als Gleitwerkstoff, Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements und Bauwerkslager mit einem Gleitelement aus thermoplastischem Kunststoff
CN106012814B (zh) * 2016-05-31 2018-04-20 镇江伟民新材料制品有限公司 一种高强度的用于高铁的桥梁支座滑板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1504568A (en) * 1977-03-16 1978-03-22 Glacier Metal Co Ltd Structural bearing
US4152799A (en) * 1977-06-24 1979-05-08 Kober Ag Slide swing bearing
DE19543474A1 (de) * 1995-11-22 1997-05-28 Ibg Monforts Gmbh & Co Gleitlager
US20030022797A1 (en) * 2000-08-18 2003-01-30 Kouya Oohira Composition having lubricity and product comprising the composition
CN101842604B (zh) * 2007-07-17 2012-11-28 Cvi工程有限公司 用于建筑工程的滑动支承和其材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1504568A (en) * 1977-03-16 1978-03-22 Glacier Metal Co Ltd Structural bearing
US4152799A (en) * 1977-06-24 1979-05-08 Kober Ag Slide swing bearing
DE19543474A1 (de) * 1995-11-22 1997-05-28 Ibg Monforts Gmbh & Co Gleitlager
US20030022797A1 (en) * 2000-08-18 2003-01-30 Kouya Oohira Composition having lubricity and product comprising the composition
CN101842604B (zh) * 2007-07-17 2012-11-28 Cvi工程有限公司 用于建筑工程的滑动支承和其材料

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110753773A (zh) * 2017-05-30 2020-02-04 瓜尼富龙公司 结构支承件、制造方法
CN110753773B (zh) * 2017-05-30 2021-10-08 瓜尼富龙公司 结构支承件、生产结构支承件的方法
US11697948B2 (en) 2017-05-30 2023-07-11 Guarniflon S.P.A. Structural support, manufacturing process

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EP3060819A1 (en) 2016-08-31
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CN105683601B (zh) 2018-04-24

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