PTFE“四两拨千斤”,玩转万吨斜拉桥!说说这个鲜为人知的用途...
PTFE是什么?它到底有什么用途呢?想必大众的**反应就是——不粘锅涂层。
其实除了不粘锅涂层以外,PTFE用途十分广泛,在原子能、*、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、金属表面处理、制药、医疗、纺织、食品、冶金冶炼等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料,绝缘材料,防粘涂层等。可以说PTFE在国民经济发展过程中有着**的作用。
然而,PTFE还有另外一个鲜为人知的用途,默默助力着国家轨道交通的发展!那是什么呢?下面一起来看一看!
8月23日,经过40度顺时针旋转,总重量达3.8万吨的高铁不平衡转体斜拉桥——福厦高铁太城溪特大桥顺利实现合龙。
为**沈海高速正常通行,同时受地理条件制约,大桥设计为不平衡转体斜拉桥。其中,转体部分全长221.3米,总重量达3.8万吨,是目前国内吨位较大的高铁不平衡转体斜拉桥。同时,大桥索塔两侧梁体设计长度不同,一侧长95.5米,另一侧长125.7米,两侧桥梁悬臂重量相差近600吨,因此施工难度较大。
如此吨位的庞然大物,是如何在空中完成“华丽转身”的呢?
这离不开一种高性能的含氟聚合物——聚四氟乙烯滑片。首先要从转体桥的施工原理简单说起。
1转体桥
转体桥即采用转体法施工的桥梁,主要应用于上跨峡谷、河流、铁路、高速公路等不能做支撑的情况,其转体系统由下转盘、上转盘、球铰、牵引系统等组成,转体过程一般通过千斤顶对拉牵引索,形成旋转力偶而实现转体。
转体的基本原理是在转体上下结构间设置耐高压、摩擦系数小的球铰滑动层,球铰由上球铰、改性四氟乙烯滑片和下球铰组成,上下球铰分别位于上下转盘内,转体时起动连续千斤顶,牵引埋设在上转盘的牵引索,克服上下球铰之间及撑脚与下滑道之间的动摩擦力矩,使桥体转动到位,达到跨越障碍的目的。简单来说,其原理类似于石磨盘,其底座不动,上部绕着磨心旋转。所以牵引转动过程中需克服球铰之间的摩擦力,如何减小摩擦阻力是转体施工的关键技术问题。
2聚四氟乙烯滑块
聚四氟乙烯滑块是由聚四氟乙烯树脂,经模压成坯,烧结、定型、压眼而成,具有优异的自润滑性,动、静摩擦系数是塑料中较低的,且具有耐磨、耐压等特性,常用于公路桥梁和铁路桥梁减摩、减震部件,是盆式橡胶支座和球形支座的重要组成部分。
聚四氟乙烯滑块的安装:球铰混凝土浇注完成后,将下球铰**面清理干净,保证球铰表面及安装聚四氟乙烯滑动片的孔内不得有任何杂物,并将球面吹干。将转动中心轴的钢棒涂抹黄油插入下转盘预埋套管中,然后进行下球铰聚四氟乙烯滑动片安装,保证聚四氟乙烯滑动片的编号与镶嵌孔一一对应。
为进一步降低转体摩阻力,聚四氟乙烯滑动片安装完成后,上下球铰和中心轴上都涂有聚四氟乙烯粉黄油润滑介质,能够较大限度减少摩擦,做到“四两拨千斤”。此外,转轴有四氟管,可减少转体过程中产生的摩擦力。
据了解,此**座重高75米、跨径长196米、重达1.45万吨的转体大桥,其上下球铰间装了966个聚四氟乙烯滑片,球铰转动时的摩擦系数仅为0.04,在现实生活中相当于‘无摩擦状态’。
小小聚四氟乙烯滑块,居然能使万吨重的桥梁转动自如!是不是很神奇呢?近年来,随着轨道交通的快速发展,该类产品应用得到高速扩张。下面再一起来欣赏几个庞然大物的"优美芭蕾"吧!
▲2014年9月,沪昆高速铁路沾益特大桥成功转体。该桥是云南省**转体施工的大跨度铁路立交桥,较大跨度128米,单T构重量8300吨,转体过程梁体距接触网较近距离1.864米,是全线跨度较大、吨位较大、距营业线较近的桥梁。
▲邹鲁大桥全长2.76千米,桥梁全长1.19千米,主桥转体重量2.24万吨,转体角度达97.3度。该桥**采用*塔双柱平行双索面设计的斜拉桥;**采用双边主梁为箱型截面的“π型”梁;转体长度达198米,是当时行业内采用单球铰转动体系施工的较长桥梁,同时球铰直径达4.2米,也是当时国内工业整体铸造领域的较大直径。该桥已于2015年4月18日建成通车。
▲2016年,菏泽丹阳路立交桥东侧主桥逆时针转动81.67度,横跨在京九铁路上,与引桥实现精准对接,该桥体成功转体刷新了三项世界纪录:转体桥体重2.48万吨,长238米,球铰直径4.5米。
▲2019年7月,中国建筑旗下中建交通承建的重达8万余吨**长转体双翼斜拉桥——河北保定乐凯大街跨京广铁路转体斜拉桥在京广线上华丽“转身”,成功实现空中转体,打破了世界桥梁建设史上转体重量、转体跨度、转铰直径等多项纪录。
▲2020年4月,中国喀斯特地貌**座跨高铁转体斜拉桥“龙岩大桥”进行桥梁主塔69度旋转施工。一个“宝石”型桥梁主塔以约每分钟一度的速度,缓慢地进行原地旋转。历时1小时20分钟左右完成转体安全到达*位置。转体使用的球铰直径长达5米,总重**120吨。设计较大承载能力高达25000吨,相当于能承受2.5个埃菲尔铁塔的重量。
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