Περιεχόμενο εμπειρογνωμόνων αρχειοθέτησης: Το άρθρο διατηρεί ιστορικά παραδείγματα και ισχυρισμούς συγκολλημένων χαλύβδινων δοκών, γεφυρών και δοκών, αλλά δεν αποτελεί σχέδιο, υπολογισμό, προδιαγραφές αρμών, σχέδιο συγκόλλησης, πιστοποίηση διαδικασίας, αξιολόγηση κόπωσης ή εγχειρίδιο επισκευής. Το υλικό, η ικανότητα συγκόλλησης, η σκληρότητα, το πάχος, η προετοιμασία της άρθρωσης, το υλικό πλήρωσης, η προθέρμανση, η αλληλουχία, οι υπολειπόμενες τάσεις, οι ανοχές, η διάβρωση, η φωτιά, η κόπωση και ο έλεγχος πρέπει να προσδιορίζονται σύμφωνα με το συγκεκριμένο έργο και τα ισχύοντα πρότυπα. Οι αρμοί ρουλεμάν σχεδιάζονται, εκτελούνται και ελέγχονται από κατάλληλα καταρτισμένα άτομα.
Σήμερα, ο Savo Kusić επικεντρώνεται στα ξύλινα παράθυρα, παράθυρα από ξύλο-αλουμίνιο, προσαρμοσμένα παράθυρα, πόρτα και αιτήματα για προσφορά. Αυτό το άρθρο παραμένει ιστορικό αρχείο και δεν αποτελεί προσφορά για σχεδιασμό, συγκόλληση, δοκιμή ή ενίσχυση μεταλλικών κατασκευών.
Πλήρεις συγκολλημένοι βραχίονες
Τμήματα στηρίξεων
Μια επισκόπηση δίνεται από το σχ.1και2. Sl.1και δείχνει το στήριγμα ενισχυμένο με συγκολλημένα ελάσματα ζώνης. Τα τμήματα αυθαίρετης ικανότητας φορτίου μπορούν να συναρμολογηθούν από φαρδύ χάλυβα και λαμαρίνα (εικ.1β έως ε). Μια ανοιχτή άρθρωση μεταξύ των γωνιακών ραφών θα πρέπει να αποφεύγεται ακονίζοντας το κάθετο φύλλο (εικ.1ντο). Η διατομή του στηρίγματος μπορεί να προσαρμοστεί στην απαιτούμενη ροπή αντίστασης με πρόσθετα πηχάκια ιμάντα. Τομές στο σχ.2Τα d έως f έχουν το πλεονέκτημα ότι η ραφή που βλέπει έρχεται σε μια περιοχή μικρότερου πάχους της νεύρωσης. Εδώ, οι ραφές μπορούν να εξεταστούν ιδιαίτερα εύκολα με ακτίνες Χ.
Εικόνα1— τμήματα συγκολλημένων στηρίξεων.
Εικόνα2— τμήματα στηρίξεων από ειδικά προφίλ.
Έλεγχος συγκόλλησης: Οι ακτινογραφικές δοκιμές χρησιμοποιούν ιονίζουσα ακτινοβολία και εκτελούνται μόνο υπό ελεγχόμενες συνθήκες από εξουσιοδοτημένους ειδικούς. Η επιλογή της μεθόδου ελέγχου, το εύρος της αποδοχής και τα κριτήρια ποιότητας καθορίζονται από το έργο και το πρότυπο. Η εξέταση της φωτογραφίας ή της εξωτερικής επιφάνειας δεν αποτελεί απόδειξη της εσωτερικής ποιότητας της συγκόλλησης.
Συνέχεια του κατακόρυφου φύλλου
Η ανάπτυξη έγινε με απόλυτα κατάλληλο τρόπο. Έγιναν επεκτάσεις με καλτσοδέτες. Η σταυροειδής προέκταση δεν απέκτησε μεγάλη σημασία στην κατασκευή γεφυρών, αλλά και πάλι αποδείχθηκε καλή στην κατασκευή κτιρίων. Δεδομένου ότι οι κατακόρυφες επεκτάσεις στη διεπαφή ήταν αντιοικονομικές λόγω των μικρών επιτρεπόμενων τάσεων, βρέθηκαν προεκτάσεις με αυξημένο μήκος ραφής.
Καθολικά συνημμένα
Sl.3δείχνει τη συνέχεια της κύριας δοκού γέφυρας αυτοκινητόδρομου με ενισχυμένο νεύρο. Sl.4δίνει τη συνέχεια μιας γέφυρας στον αυτοκινητόδρομο. Στην καλύτερη περίπτωση, αυτή η επέκταση δεν διαφέρει σε εμφάνιση και τρόπο δράσης από τη μη εκτεταμένη στήριξη, μόνο η αντοχή σε κόπωση είναι ελαφρώς χαμηλότερη. Η λύση επέκτασης εξαρτάται από το εάν πρόκειται για επέκταση συνεργείου ή επέκταση συναρμολόγησης. Δεδομένου ότι στο συνεργείο είναι διαθέσιμα καλύτερα εργαλεία, η συγκόλληση στο εργοτάξιο είναι περιορισμένη αν είναι δυνατόν. Sl.5δείχνει τη διαίρεση μιας μεγάλης δέσμης63m. Οι δοκοί παραδόθηκαν στο εργοτάξιο σε τμήματα του38mκαι25mμήκος, όπου συγκολλήθηκαν μόνο οι προεκτάσεις που σημειώνονται με “Β”. Οι προεκτάσεις τοποθέτησης κατασκευάζονται ως επεκτάσεις U, για την αποφυγή συγκόλλησης από πάνω.
Εικόνα3— συνέχιση της δοκού της γέφυρας στον αυτοκινητόδρομο κοντά στο Hattenheim.
Εικόνα4— ιστορική λεπτομέρεια της συνέχειας της δοκού της γέφυρας.
Εικόνα5— χρονοδιάγραμμα επεκτάσεων συνεργείου και συναρμολόγησης.
Τα συνεχή πλήρη στηρίγματα συγκολλήθηκαν κατά την πρόοδο της συναρμολόγησης κατά μήκος των ανοιγμάτων χωρίς σκαλωσιά, για παράδειγμα. κοντά σε οδική γέφυρα με ανοίγματα από42m. Τα μέρη της στήριξης τοποθετήθηκαν με πλωτό γερανό και μετά την τοποθέτηση όλων των στοιχείων, συγκολλήθηκαν. Ταυτόχρονα, τα κύρια στηρίγματα στερεώθηκαν με βίδες χρησιμοποιώντας καλτσοδέτες με ανοίγματα (εικ.6). Μέσα από τις τρύπες στις καλτσοδέτες, μπορούσε να συγκολληθεί το μεγαλύτερο μέρος της ραφής του κατακόρυφου φύλλου, πριν χρειαστεί να αφαιρεθούν οι καλτσοδέτες. Sl.6περιέχει περαιτέρω πληροφορίες για την προετοιμασία ραφών U για ειδικά προφίλ στον επάνω και κάτω ιμάντα.
Εικόνα6— προσωρινές καλτσοδέτες με ανοίγματα για πρόσβαση συγκόλλησης.
Εγκατάσταση και εργασίες εργοταξίου: ιστορικά παραδείγματα με πλωτό γερανό, προσωρινές απολινώσεις, εργασίες καταπακτής και συγκόλληση στο εργοτάξιο δεν αποτελούν σχέδιο συναρμολόγησης. Απαιτείται υπολογισμός προσωρινών συνθηκών, σχέδιο ανύψωσης και ασφάλισης, έλεγχος γεωμετρίας, προστασία από πτώση, φωτιά και καπνό και ανιχνεύσιμος έλεγχος κάθε άρθρωσης πριν από την αφαίρεση των προσωρινών στηρίξεων.
ενισχυτικά
Είναι απαραίτητο να σκληρύνετε καλά τα συμπαγή συγκολλημένα στηρίγματα έναντι της προεξοχής του κατακόρυφου φύλλου και του πλευρικού λυγισμού των ιμάντων, επιπλέον, η κάμψη κατά τη συγκόλληση πρέπει να διατηρείται σε χαμηλό επίπεδο. Οι τάσεις συρρίκνωσης σε κατακόρυφα ενισχυτικά διερευνήθηκαν από O. Γράφημα-α. Κατά την εξεταζόμενη ακολουθία εργασιών (πρώτα συγκολλήθηκαν τα ενισχυτικά και μετά οι κύριες ραφές), σημειώθηκαν σημαντικές τάσεις συρρίκνωσης στα ενισχυτικά και τις κοντινές λωρίδες κάθετης λαμαρίνας. Εάν τα ενισχυτικά βρίσκονται ήδη στους ιμάντες πριν τραβήξουν τις κύριες ραφές, τότε αποτρέπεται η συρρίκνωση των πτερυγίων της ζώνης. Στα ελάσματα της ζώνης εμφανίστηκαν κυματιστές κάμψεις κατά τη διαμήκη κατεύθυνση2mm, στην εγκάρσια διεύθυνση περ0,25mm(σύκο.7). Ως εκ τούτου, πρέπει να υπήρχαν σημαντικές τάσεις κάμψης και προς τις δύο κατευθύνσεις στα πηχάκια του ιμάντα. Η φέρουσα ικανότητα περιορίστηκε από την εμφάνιση μεγάλων παραμορφώσεων και όχι από την αντοχή θραύσης του κάτω ιμάντα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της δοκιμής κόπωσης, απαιτείται για τις γέφυρες να τοποθετούν καλά προσαρμοσμένες πλάκες μεταξύ των ενισχυτικών και του ιμάντα, οι οποίες στερεώνονται στα ενισχυτικά με συγκόλληση άκρου. Τα ενισχυτικά και οι συνδέσεις κόβονται με τέτοιο τρόπο ώστε η κύρια ραφή να παραμένει ελεύθερη (εικ.8). Στην οικοδομική βιομηχανία, στις περισσότερες περιπτώσεις, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα ενισχυτικά συγκολλούνται απευθείας στις δοκούς. Είναι καλύτερα να αποφύγετε να κόψετε τις ραφές και να τις στοιβάζετε πολύ.
Εικόνα7— παραμόρφωση των ιμάντων κατά τη συγκόλληση.
Εικόνα8— σκλήρυνση με καλά τοποθετημένα πλακάκια.
Συρρίκνωση, παραμόρφωση και κόπωση: τα ιστορικά αποτελέσματα των δοκιμών δεν μπορούν να μεταφερθούν σε άλλη λεπτομέρεια χωρίς υπολογισμούς. Τα ενισχυτικά, οι απολήξεις συγκόλλησης, οι διασταυρώσεις ραφών, οι ανοχές και η ακολουθία εργασίας επηρεάζουν τις υπολειπόμενες τάσεις, τον λυγισμό και την αντοχή σε κόπωση. απαράδεκτες ρωγμές και παραμορφώσεις δεν επιλύονται με πρόσθετη συγκόλληση χωρίς εγκεκριμένη διαδικασία επισκευής.
Πλήρεις βάσεις και πλαίσια
Υποστηρίγματα καμάρας και λεπτές καμάρες
Τα σιδεράκια καμάρας προσφέρουν λίγο κάτι ξεχωριστό σε σύγκριση με τα αληθινά πλήρη σιδεράκια. Ωστόσο, οι συνδέσεις προβολικών τόξων διπλού τοιχώματος σε δοκούς ακαμψίας μονού τοιχώματος, όπως εκτελούνται στις δύο μεγαλύτερες συγκολλημένες γέφυρες αυτοκινητοδρόμων, είναι από τις πιο ενδιαφέρουσες κατασκευές που έχουν συγκολληθεί. Στη γέφυρα του αυτοκινητόδρομου πάνω από το Λεχ κοντά στο Ντούισμπουργκ, ένα τεράστιο επεξεργασμένο κομμάτι σφυρηλατημένου χάλυβα χρησιμοποιήθηκε στον ακραίο κόμβο για να διευκολυνθεί η εργασία συγκόλλησης. Αυτό (Εικ.9) παίρνει τις δυνάμεις από το τόξο και τις μεταφέρει στη δοκό ακαμψίας. Είναι εξοπλισμένο με50 mmμε ισχυρή έξοδο, η οποία διέρχεται από μια σχισμή στον άνω ιμάντα της δοκού ακαμψίας και η οποία συγκολλάται στο κατακόρυφο φύλλο, ενισχυμένο στο πάχος50 mm.
Εικόνα9— τελικός κόμβος της τοξωτής γέφυρας.
Κατασκευές πλαισίων
Τα πλεονεκτήματα της τεχνικής συγκόλλησης φαίνονται καλύτερα στις γωνίες του πλαισίου, γεγονός που επιτρέπει την κατασκευή περίπλοκων σχημάτων χωρίς ιδιαίτερες δυσκολίες. Μια γωνία του πλαισίου με μεγάλο φορτίο φαίνεται στο σχ.10. Η κατασκευή έχει συγκολλημένες προεκτάσεις εργαστηρίου. Οι προεκτάσεις στερέωσης συνδέονται με βίδες με αυτοκόλλητη τομή. Κατά τη συγκόλληση ενισχυτικών μεταξύ των σκελών των ενωμένων στηριγμάτων, εμφανίζονται υψηλές τάσεις συρρίκνωσης, οι οποίες μερικές φορές οδηγούν σε ρωγμές. Οι τάσεις συρρίκνωσης μειώνονται σημαντικά όταν αντί για συμπαγείς νευρώσεις (εικ.11α) Ναβάρα μόνο φύλλα φτερών (εικ.11σι).
Εικόνα10— η γωνία στήριξης του πλαισίου.
Εικόνα11— σύγκριση λεπτομερειών ακαμψίας συγκολλημένης σύνδεσης.
Εικόνα12— κόμβος βελγικής γέφυρας με δοκούς πλαισίου.
Οι συνδέσεις των διαμήκων στηρίξεων είναι άκαμπτες στην κάμψη
Μια μεγάλη απλοποίηση μπορεί να επιτευχθεί στο πλέγμα οδοστρώματος των γεφυρών με τη χρήση συγκολλημένων συνδέσεων. Αντοχή σε κόπωση συνδέσεων διαμήκων στηρίξεων κ.λπ. υπό καμπτικό φορτίο, φωτίζεται με δοκιμές Ο. Γράφημα-α (Εικ.13). Επομένως, η σύνδεση με μια ραφή στη διεπαφή στην τεντωμένη πλευρά έχει μεγαλύτερη αντοχή σε κόπωση στην ομοιόμορφη τάση κάμψης σUb από τη σύνδεση όπου το τεντωμένο σκέλος συνδέεται με γωνιακές ραφές.
Εικόνα13— ιστορικές παραλλαγές των διαμήκων συνδέσεων στήριξης.
Υποστηρίζει πλέγμα
Συγκολλημένες δικτυωτές κατασκευές
Οι παλαιότερες σχάρες ήταν αντίγραφα καρφωτών κατασκευών ως προς τα σχήματα και τις συνδέσεις (εικ.14). Αυτό δεν είναι σκόπιμο, οι ειδικές ιδιότητες των συγκολλημένων συνδέσεων πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή των διατομών. Η μεγαλύτερη ακαμψία όλων των συνδέσεων σε σύγκριση με τους κόμβους με πριτσίνια είναι επίσης σημαντική. Οι συνδέσεις των διαγώνιων ράβδων στους κόμβους του πλέγματος είναι δύσκολο να πραγματοποιηθούν με μεγαλύτερες δυνάμεις, ειδικά στο εργοτάξιο. Δεδομένου ότι οι συνδέσεις με τις γωνιακές ραφές τίθενται εξ αρχής υπό αμφισβήτηση, η αντοχή στην κόπωση είναι σχετικά χαμηλή. Πλήρως συγκολλημένο, δηλ. και στους κόμβους του συγκολλημένου πλέγματος, επομένως μόνο σε ορισμένες ειδικές περιοχές μεταλλικών κατασκευών. Για παράδειγμα, με δεσίματα οροφής, με γερανούς που δεν έχουν πολύ δυναμικό φορτίο κ.λπ.
Εικόνα14— συγκολλημένος κόμβος του δικτυωτού στηρίγματος.
Καταρχάς, οι επίπεδοι χάλυβες και η λαμαρίνα λαμβάνονται υπόψη για το σχηματισμό διατομής. Στην περίπτωση των συγκολλημένων κατασκευών γίνονται χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία κοίλες τομές, οι οποίες έχουν το πλεονέκτημα των πιεσμένων ράβδων λόγω της στρεπτικής ακαμψίας τους. Η ειδική περίπτωση ενός στρογγυλού σωλήνα αξίζει ιδιαίτερης αναφοράς. Οι συγκολλημένες σωληνοειδείς κατασκευές έχουν βρει ευρεία εφαρμογή, π.χ. στην κατασκευή γερανών ή ελαφρών κατασκευών στην οικοδομική βιομηχανία. Στην περίπτωση συνέχισης και σύνδεσης κοίλων τμημάτων, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες εποικοδομητικές δυσκολίες και πρόσθετα κόστη. Συχνά συγκολλούνται συγκολλημένα τμήματα στα άκρα έτσι ώστε η σύνδεση να μπορεί να πριτσινιστεί πιο εύκολα (εικ. 15). Τα ειδικά μέτρα που απαιτούνται στο συνεργείο και στο εργοτάξιο για συγκολλημένες δικτυωτές κατασκευές καθιστούν δύσκολη την εφαρμογή τους, εκτός εάν πρόκειται για στηρίγματα με ελαφρύ ή κυρίως στατικό φορτίο. Για δυναμικά φορτισμένα πλέγματα και για υψηλές δυνάμεις, ο κανόνας ήταν ότι συγκολλώνται μόνο μεμονωμένα στοιχεία, αλλά η αμοιβαία σύνδεσή τους γινόταν με βίδες. Πρώτα απ ’όλα, αφαιρέθηκαν οι δυσκολίες εγκατάστασης. και τα πλέγματα από συγκολλημένα στοιχεία μπορούν να τοποθετηθούν σύμφωνα με τις ίδιες διαδικασίες με εκείνα που κατασκευάζονται από ράβδους με πριτσίνια.
Εικόνα 15 — διαμόρφωση του άκρου του κοίλου τμήματος για σύνδεση.
Τα φύλλα με κόμπους, που δέχονται ταυτόχρονα τις διαγώνιους, καρφώνονται με τον συνήθη τρόπο στις νευρώσεις των ζωνών ή συγκολλούνται με αυτά (εικ.16ένα). Το τελευταίο έχει το μειονέκτημα των “γωνιακών ραφών εκκίνησης”, οι οποίες είναι επιζήμιες για την αντοχή σε κόπωση της δοκού. Ένα αποφασιστικό βήμα προς τη σωστή διαμόρφωση των γεφυρών ζευκτών με συγκόλληση έγινε στη σιδηροδρομική γέφυρα του Ρήνου κοντά στο Mainz (γέφυρα Kaiser). Είναι εκεί50 mmενισχυμένα κομβικά φύλλα μέσω ραφών στη διεπαφή που εισάγονται στα κατακόρυφα φύλλα των ζωνών30 mmπάχος. Οι μεταβάσεις είναι σταδιακές, η διαμόρφωση φαίνεται από το σχ.16σι. Οι προεκτάσεις των ράβδων ζώνης βρίσκονται δίπλα στους κόμβους.
Εικόνα16— φύλλα με κόμπους της ζεύξης ενάντια στον άνεμο και της σιδηροδρομικής γέφυρας πάνω από τον Ρήνο κοντά στο Mainz (γέφυρα Kaiser,1954).
Ενίσχυση με συγκόλληση
Η επακόλουθη ενίσχυση μεταλλικών κατασκευών θεωρείται μια από τις πιο δύσκολες εργασίες, ειδικά όταν πρέπει να εκτελεστεί σε φορτωμένη κατασκευή. Με συνδέσεις με πριτσίνια, η εισαγωγή οπλισμών, η διάτρηση και η σύνδεση σε υπάρχοντα μέρη είναι χρονοβόρα και δαπανηρή. Δεδομένου ότι η συγκόλληση είναι δυνατή χωρίς μακροχρόνιες προκαταρκτικές προετοιμασίες καθώς και χωρίς σπάσιμο των υφιστάμενων μέσων συγκόλλησης, ήταν κοντά να προσπαθήσουμε να συγκολλήσουμε τον οπλισμό των διατομών και των συνδέσεων των πλεγμάτων. Η κοινή δράση των πριτσινιών και των συγκολλήσεων στη λήψη δυνάμεων σε ράβδους έχει εξεταστεί λεπτομερώς θεωρητικά και σε πειράματα. Ωστόσο, στην πρακτική εφαρμογή, εμφανίστηκαν ρωγμές και σπασίματα κόπωσης, εν μέρει μόνο μετά από παρατεταμένη χρήση. Τα αίτια αυτών των δυσκολιών ήταν τα αποτελέσματα των εγκοπών συγκόλλησης και οι ξαφνικές αλλαγές στην τομή, ενώ ορισμένες από τις ρωγμές που εμφανίστηκαν προκλήθηκαν από υψηλές τάσεις από τη συρρίκνωση.
Ενίσχυση της υπάρχουσας κατασκευής: η συγκόλληση καταπονημένου ή παλαιωμένου χάλυβα μπορεί να προκαλέσει ρωγμές, εύθραυστη θραύση, τοπική απώλεια σταθερότητας και νέα διαδρομή δύναμης. Πριν από την εργασία, πρέπει να προσδιοριστεί το υλικό, οι υπάρχουσες ζημιές και κόπωση, το πραγματικό φορτίο, η συγκολλησιμότητα, η σειρά εκτόνωσης φορτίου και η προσωρινή ασφάλιση. Ο οπλισμός γίνεται μόνο σύμφωνα με το εγκεκριμένο έργο και διαδικασία, με επίβλεψη και έλεγχο.
Συνδυάζει συγκόλληση, πριτσίνωμα και βίδες
Για κάποιο διάστημα απαγορεύτηκε η ταυτόχρονη εφαρμογή συγκόλλησης και πριτσίνωσης. Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στις «πλήρως συγκολλημένες κατασκευές» στις οποίες αποφεύγονταν εντελώς τα πριτσίνια και οι βίδες. Σήμερα, η συγκόλληση και το πριτσίνωμα εφαρμόζονται και πάλι παράλληλα στο ίδιο αντικείμενο. Σε πολλές περιπτώσεις είναι σκόπιμο να συγκολλούνται μόνο οι προεκτάσεις του συνεργείου και αντίθετα να πριτσίνονται οι προκατασκευασμένες. Η εφαρμογή και των δύο τύπων σύνδεσης στην ίδια συνέχεια θα πρέπει να αποφεύγεται, γιατί δεν μπορεί να επιτευχθεί σαφής κατανομή δυνάμεων λόγω συρρίκνωσης που σχετίζεται με τη συγκόλληση και την ολίσθηση των πριτσινιών/μπουλονιών.
Τελική σημείωση: η κοινή δράση συγκολλήσεων, πριτσινιών και βιδών δεν πρέπει να θεωρείται χωρίς μοντέλο υπολογισμού, καθορισμένη σειρά εκτέλεσης, ανοχές και έλεγχο ολίσθησης. Για κάθε φέρουσα λεπτομέρεια, πρέπει να είναι γνωστή η διαδρομή δύναμης, η κατηγορία κόπωσης, η προσβασιμότητα στη συγκόλληση και η επιθεώρηση, τα αποδεκτά ελαττώματα και ένα σχέδιο συντήρησης καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής της κατασκευής.