इस्पात संरचनाओं के वेल्डेड जोड़

अभिलेख विशेषज्ञ सामग्री: लेख वेल्डेड स्टील गर्डर्स, पुलों और ट्रस के ऐतिहासिक उदाहरणों और दावों को संरक्षित करता है, लेकिन यह डिज़ाइन, गणना, संयुक्त विनिर्देश, वेल्डिंग योजना, प्रक्रिया योग्यता, थकान मूल्यांकन या मरम्मत मैनुअल नहीं है। सामग्री, वेल्डेबिलिटी, क्रूरता, मोटाई, संयुक्त तैयारी, भराव सामग्री, प्रीहीटिंग, अनुक्रम, अवशिष्ट तनाव, सहनशीलता, संक्षारण, आग, थकान और नियंत्रण विशिष्ट परियोजना और लागू मानकों के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए। बियरिंग जोड़ों को उपयुक्त रूप से योग्य व्यक्तियों द्वारा डिजाइन, निष्पादित और नियंत्रित किया जाता है।

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पूर्ण वेल्डेड ब्रैकेट

समर्थन के अनुभाग

अवलोकन चित्र द्वारा दिया गया है। 1 और 2. क्र.सं. 1a वेल्डेड बेल्ट स्लैट्स के साथ प्रबलित एक समर्थन दिखाता है। मनमानी भार क्षमता के अनुभागों को विस्तृत स्टील और शीट से इकट्ठा किया जा सकता है (चित्र। 1b से e)। ऊर्ध्वाधर शीट को तेज करके कोने के सीमों के बीच खुले जोड़ से बचना चाहिए (चित्र 1c)। समर्थन के क्रॉस-सेक्शन को अतिरिक्त बेल्ट स्लैट्स के साथ आवश्यक प्रतिरोध क्षण के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है। अंजीर में अनुभाग। 2d से f का फायदा यह है कि चेहरे पर सीवन कम पसली मोटाई के क्षेत्र में आता है। यहां, एक्स-रे के साथ टांके की विशेष रूप से आसानी से जांच की जा सकती है।

छवि 1 — वेल्डेड समर्थन के अनुभाग।

चित्र2— विशेष प्रोफाइल से बने समर्थन के अनुभाग।

वेल्ड नियंत्रण: रेडियोग्राफ़िक परीक्षण आयनीकृत विकिरण का उपयोग करता है और केवल अधिकृत विशेषज्ञों द्वारा नियंत्रित परिस्थितियों में किया जाता है। नियंत्रण विधि का चुनाव, स्वीकृति का दायरा और गुणवत्ता मानदंड परियोजना और मानक द्वारा निर्धारित किए जाते हैं; तस्वीर या बाहरी सतह की जांच वेल्ड की आंतरिक गुणवत्ता का प्रमाण नहीं है।

ऊर्ध्वाधर शीट की निरंतरता

विकास बिल्कुल उचित तरीके से हुआ। गार्टर के साथ विस्तार का प्रदर्शन किया गया। पुल निर्माण में क्रूसिफ़ॉर्म विस्तार को अधिक महत्व नहीं मिला, लेकिन फिर भी यह भवन निर्माण में अच्छा साबित हुआ। चूँकि छोटे स्वीकार्य तनावों के कारण इंटरफ़ेस के ऊर्ध्वाधर विस्तार अलाभकारी थे, इसलिए सीम की बढ़ी हुई लंबाई वाले एक्सटेंशन पाए गए।

सार्वभौमिक अनुलग्नक

क्र.सं.3एक प्रबलित पसली के साथ राजमार्ग पुल के मुख्य गर्डर की निरंतरता को दर्शाता है। क्र.सं.4राजमार्ग पर एक पुल की निरंतरता देता है। अपने सबसे अच्छे रूप में, यह विस्तार गैर-विस्तारित समर्थन से उपस्थिति और कार्रवाई के तरीके में भिन्न नहीं है, केवल थकान शक्ति थोड़ी कम है। एक्सटेंशन समाधान इस पर निर्भर करता है कि यह वर्कशॉप एक्सटेंशन है या असेंबली एक्सटेंशन। चूंकि वर्कशॉप में बेहतर उपकरण उपलब्ध हैं, इसलिए यदि संभव हो तो साइट पर वेल्डिंग सीमित है। क्र.सं.5एक लंबी किरण का विभाजन दर्शाता है63m. गर्डरों को कुछ हिस्सों में निर्माण स्थल तक पहुंचाया गया38mऔर25mलंबाई, जहां केवल “बी” से चिह्नित एक्सटेंशन को वेल्ड किया गया था। ओवरहेड वेल्डिंग से बचने के लिए माउंटिंग एक्सटेंशन को यू-एक्सटेंशन के रूप में बनाया जाता है।

चित्र3- हेटनहेम के पास राजमार्ग पर पुल गर्डर की निरंतरता।

चित्र4— पुल गर्डर की निरंतरता का ऐतिहासिक विवरण।

चित्र5- वर्कशॉप और असेंबली एक्सटेंशन का शेड्यूल.

उदाहरण के लिए, असेंबली की प्रगति के दौरान मचान के बिना खुले स्थानों पर निरंतर पूर्ण समर्थन वेल्ड किए गए थे। एक सड़क पुल के पास जहां से रास्ता खुलता है42m. समर्थन के हिस्सों को एक फ्लोटिंग क्रेन के साथ स्थापित किया गया था और सभी तत्वों की स्थापना के बाद, उन्हें वेल्ड किया गया था। उसी समय, मुख्य समर्थनों को उद्घाटन के साथ गार्टर का उपयोग करके शिकंजा के साथ बांधा गया था (अंजीर)।6). गार्टर में छेद के माध्यम से, गार्टर को हटाने से पहले, ऊर्ध्वाधर शीट के अधिकांश सीम को वेल्ड किया जा सकता था। क्र.सं.6ऊपरी और निचले बेल्ट में विशेष प्रोफाइल के लिए यू-सीम की तैयारी के बारे में अधिक जानकारी शामिल है।

चित्र6- वेल्डिंग पहुंच के लिए खुले स्थानों के साथ अस्थायी गार्टर।

स्थापना और साइट कार्य: फ्लोटिंग क्रेन, अस्थायी लिगचर, हैच कार्य और साइट वेल्डिंग के ऐतिहासिक उदाहरण असेंबली योजना नहीं हैं। अस्थायी स्थितियों की गणना, उठाने और सुरक्षित करने की योजना, ज्यामिति नियंत्रण, गिरावट, आग और धुएं से सुरक्षा और अस्थायी समर्थन को हटाने से पहले प्रत्येक जोड़ का पता लगाने योग्य नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

स्टिफ़नर

ऊर्ध्वाधर शीट के उभार और बेल्ट के पार्श्व बकलिंग के खिलाफ ठोस वेल्डेड समर्थन को अच्छी तरह से मजबूत करना आवश्यक है, इसके अलावा, वेल्डिंग के दौरान झुकने को निम्न स्तर पर रखा जाना चाहिए। ऊर्ध्वाधर स्टिफ़नर पर सिकुड़न तनाव की जांच O द्वारा की गई थी। ग्राफ-ए. कार्यों के जांचे गए अनुक्रम के दौरान (स्टिफ़नर को पहले वेल्ड किया गया था, फिर मुख्य सीमों को), स्टिफ़नर और ऊर्ध्वाधर शीट धातु की आस-पास की पट्टियों में महत्वपूर्ण संकोचन तनाव उत्पन्न हुआ। यदि मुख्य सीमों को बाहर निकालने से पहले ही स्टिफ़नर बेल्ट पर हैं, तो बेल्ट स्लैट्स के संकोचन को रोका जाता है। बेल्ट लैमेलस में, अनुदैर्ध्य दिशा में लहरदार मोड़ दिखाई दिए2mm, अनुप्रस्थ दिशा में लगभग0,25mm(अंजीर।7). इसलिए, बेल्ट स्लैट्स में दोनों दिशाओं में महत्वपूर्ण झुकने वाले तनाव रहे होंगे। असर क्षमता बड़ी विकृतियों की घटना के कारण सीमित थी, न कि निचले बेल्ट की टूटने की ताकत के कारण। थकान परीक्षण के परिणामों के अनुसार, पुलों के लिए स्टिफ़नर और बेल्ट के बीच अच्छी तरह से फिट होने वाली प्लेटें स्थापित करना आवश्यक है, जो बट वेल्ड के साथ स्टिफ़नर से सुरक्षित होती हैं। स्टिफ़नर और कनेक्शन इस तरह से काटे जाते हैं कि मुख्य सीम मुक्त रहे (चित्र)।8). भवन निर्माण उद्योग में, ज्यादातर मामलों में, इसमें कोई संदेह नहीं है कि स्टिफ़नर को सीधे गर्डर्स में वेल्ड किया जाता है। सीमों को काटने और उन्हें बहुत अधिक जमा करने से बचना बेहतर है।

चित्र7— वेल्डिंग के दौरान बेल्ट का विरूपण।

चित्र8- अच्छी तरह से फिट होने वाली टाइल्स के साथ मजबूती।

संकुचन, विकृति और थकान: ऐतिहासिक परीक्षण परिणामों को गणना के बिना किसी अन्य विवरण में स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। स्टिफ़नर, वेल्ड समाप्ति, सीम क्रॉसिंग, सहनशीलता और कार्य अनुक्रम अवशिष्ट तनाव, बकलिंग और थकान शक्ति को प्रभावित करते हैं; स्वीकृत मरम्मत प्रक्रिया के बिना अतिरिक्त वेल्डिंग द्वारा अस्वीकार्य दरारें और विकृतियों का समाधान नहीं किया जाता है।

पूर्ण ब्रैकेट और फ़्रेम

आर्क सपोर्ट और पतले आर्क

आर्क माउंट वास्तविक पूर्ण माउंट की तुलना में कुछ विशेष प्रदान करते हैं। हालाँकि, डबल-दीवार वाले कैंटिलीवर मेहराबों का एकल-दीवार सख्त बीम से कनेक्शन, जैसा कि दो सबसे बड़े वेल्डेड राजमार्ग पुलों पर किया गया है, वेल्डेड किए गए सबसे दिलचस्प निर्माणों में से हैं। डुइसबर्ग के पास लेक पर राजमार्ग पुल पर, वेल्डिंग कार्य को सुविधाजनक बनाने के लिए अंतिम नोड पर जाली स्टील का एक विशाल मशीनीकृत टुकड़ा इस्तेमाल किया गया था। यह (चित्र 9) आर्च से बल लेता है और उन्हें कठोर बीम में स्थानांतरित करता है। इसे 50 mm मजबूत आउटलेट के साथ आपूर्ति की जाती है, जो एक एकल स्लॉट से होकर कठोर बीम के ऊपरी बेल्ट तक जाता है और इसे ऊर्ध्वाधर प्लेट में वेल्ड किया जाता है, 50 mm की मोटाई तक प्रबलित किया जाता है।

चित्र 9 — धनुषाकार पुल का अंतिम नोड.

फ़्रेम निर्माण

फ्रेम के कोनों पर, वेल्डिंग तकनीक के फायदे सबसे अच्छे से देखे जा सकते हैं, जो बिना किसी विशेष कठिनाई के जटिल आकार बनाने की अनुमति देता है। भारी भार वाले फ्रेम का एक कोना चित्र में दिखाया गया है। 10. निर्माण में वेल्डेड वर्कशॉप एक्सटेंशन हैं। माउंटिंग एक्सटेंशन स्व-टैपिंग स्क्रू से जुड़े होते हैं। जब जुड़े हुए सपोर्ट के पैरों के बीच स्टिफ़नर की वेल्डिंग की जाती है, तो उच्च संकोचन तनाव उत्पन्न होता है, जिससे कभी-कभी दरारें पड़ जाती हैं। जब पूर्ण पसलियों (चित्र 11a) के बजाय, केवल विंग शीट (चित्र 11b) को वेल्ड किया जाता है, तो सिकुड़न तनाव काफी कम हो जाता है।

छवि 10 — फ़्रेम समर्थन का कोना.

चित्र 11 — वेल्डेड कनेक्शन स्ट्रेनिंग की विस्तृत तुलना।

छवि 12 — फ्रेम गर्डर्स के साथ बेल्जियम ब्रिज नोड।

Connections of longitudinal supports rigid to bending

पुलों के फुटपाथ ग्रिड में, वेल्डेड कनेक्शन लगाकर एक महान सरलीकरण प्राप्त किया जा सकता है। झुकने वाले भार के तहत अनुदैर्ध्य समर्थन आदि के कनेक्शन की थकान शक्ति, इसे परीक्षणों O द्वारा प्रकाशित किया जाता है। Graf-a (अंजीर. 13). इसलिए, तनावग्रस्त पक्ष पर बट सीम के साथ कनेक्शन में समान झुकने वाले तनाव σUb पर उस कनेक्शन की तुलना में अधिक थकान शक्ति होती है जहां तनाव पैर कोने के सीम से जुड़ा होता है।

छवि 13 — अनुदैर्ध्य समर्थन कनेक्शन के ऐतिहासिक संस्करण।

ग्रिड सपोर्ट

वेल्डेड ट्रस निर्माण

The shapes and connections of older gratings were copies of riveted constructions (fig. 14). यह अव्यावहारिक है, क्रॉस-सेक्शन चुनते समय वेल्डेड कनेक्शन के विशेष गुणों को ध्यान में रखा जाना चाहिए। रिवेटेड नोड्स की तुलना में सभी कनेक्शनों की अधिक कठोरता भी महत्वपूर्ण है। जाली के नोड्स में विकर्ण छड़ों का कनेक्शन उच्च बलों के साथ करना मुश्किल होता है, खासकर निर्माण स्थल पर। चूंकि कोने के सीम के साथ कनेक्शन यहां पहले स्थान पर प्रश्न में आते हैं, थकान की ताकत अपेक्षाकृत कम है। पूरी तरह से वेल्डेड, अर्थात्। और वेल्डेड ग्रिड के नोड्स में, इसलिए केवल इस्पात संरचनाओं के कुछ विशेष क्षेत्रों में। उदाहरण के लिए, छत के संबंधों के साथ, अत्यधिक गतिशील रूप से लोड न होने वाली क्रेनों के साथ, आदि।

छवि 14 — एक जाली समर्थन का वेल्डेड नोड।

सबसे पहले, क्रॉस सेक्शन निर्माण के लिए फ्लैट स्टील्स और शीट मेटल पर विचार किया जाता है। वेल्डेड निर्माणों के मामले में, खोखले खंड बिना किसी विशेष कठिनाई के बनाए जाते हैं, जिनमें उनकी मरोड़ वाली कठोरता के कारण दबाई गई छड़ों का लाभ होता है। गोल ट्यूब का विशेष मामला विशेष उल्लेख के योग्य है। वेल्डेड ट्यूबलर निर्माणों को व्यापक अनुप्रयोग मिला है, उदाहरण के लिए। भवन निर्माण उद्योग में क्रेन या हल्के निर्माण के निर्माण में। खोखले वर्गों की निरंतरता और कनेक्शन के मामले में, वास्तव में कुछ रचनात्मक कठिनाइयों और अतिरिक्त लागतों को ध्यान में रखना चाहिए। वेल्डेड अनुभागों को अक्सर सिरों पर इकट्ठा किया जाता है ताकि कनेक्शन को अधिक आसानी से रिवेट किया जा सके (चित्र। 15)। वेल्डेड जाली संरचनाओं के लिए कार्यशाला और निर्माण स्थल पर आवश्यक विशेष उपायों को लागू करना मुश्किल हो जाता है, जब तक कि यह मामूली या मुख्य रूप से स्थिर भार वाले समर्थन के बारे में न हो। गतिशील रूप से लोड किए गए ग्रिड और उच्च बल वाले ग्रिड के लिए, नियम यह था कि केवल व्यक्तिगत तत्वों को वेल्ड किया गया था, लेकिन उनका पारस्परिक कनेक्शन स्क्रू का उपयोग करके किया गया था। सबसे पहले, स्थापना कठिनाइयों को दूर किया गया; और वेल्डेड तत्वों से बने ग्रिड को उसी प्रक्रिया के अनुसार लगाया जा सकता है जैसे कि रिवेट रॉड से बने होते हैं।

चित्रा 15 - कनेक्शन के लिए खोखले खंड के अंत को आकार देना।

नोडल शीट, जो एक ही समय में विकर्ण प्राप्त करती हैं, उन्हें सामान्य तरीके से बेल्ट की पसलियों तक रिवेट किया जाता है या उनके साथ बट-वेल्ड किया जाता है (चित्र। 16a)। उत्तरार्द्ध में “स्टार्टिंग कॉर्नर सीम” का नुकसान है, जो गर्डर की थकान शक्ति के लिए हानिकारक है। वेल्डिंग द्वारा ट्रस पुलों को सही आकार देने की दिशा में एक निर्णायक कदम मेनज़ (कैसर ब्रिज) के पास राइन पर रेलवे पुल पर उठाया गया था। वहां, 50 mm पर, बट सीम के साथ प्रबलित नोडल शीट को 30 mm मोटी बेल्ट की ऊर्ध्वाधर शीट में डाला जाता है। परिवर्तन क्रमिक हैं, आकार को अंजीर से देखा जा सकता है। 16b. बेल्ट रॉड्स के एक्सटेंशन नोड्स के बगल में स्थित हैं।

Figure 16 — nodal sheets of wind coupling and railway bridge over the Rhine near Mainz (Kaiser bridge, 1954).

वेल्डिंग द्वारा सुदृढीकरण

इस्पात संरचनाओं का सुदृढीकरण सबसे कठिन कार्यों में से एक है, खासकर जब इसे भरी हुई संरचना पर किया जाना हो। रिवेटेड कनेक्शन के साथ, सुदृढीकरण डालना, ड्रिलिंग करना और मौजूदा हिस्सों से जुड़ना समय लेने वाला और महंगा है। चूंकि वेल्डिंग दीर्घकालिक प्रारंभिक तैयारी के साथ-साथ मौजूदा बॉन्डिंग साधनों को तोड़े बिना संभव है, इसलिए यह ग्रिड के क्रॉस-सेक्शन और कनेक्शन के सुदृढीकरण को वेल्डिंग करने का प्रयास करने के करीब था। छड़ों में बल प्राप्त करने में रिवेट्स और वेल्ड की संयुक्त क्रिया की सैद्धांतिक रूप से और प्रयोगों में विस्तार से जांच की गई है। फिर भी, व्यावहारिक कार्यान्वयन में, दरारें और थकान टूटना दिखाई दिया, आंशिक रूप से लंबे समय तक उपयोग के बाद ही। इन कठिनाइयों का कारण वेल्डिंग नॉच के प्रभाव और अनुभाग में अचानक परिवर्तन थे, और दिखाई देने वाली कुछ दरारें सिकुड़न से उच्च तनाव के कारण थीं।

मौजूदा संरचना को मजबूत करना: तनावग्रस्त या पुराने स्टील की वेल्डिंग दरारें, भंगुर फ्रैक्चर, स्थिरता की स्थानीय हानि और नए बल पथ का परिचय दे सकती है। काम से पहले, सामग्री, मौजूदा क्षति और थकान, वास्तविक भार, वेल्डेबिलिटी, भार राहत अनुक्रम और अस्थायी बीमा निर्धारित किया जाना चाहिए। सुदृढीकरण केवल अनुमोदित परियोजना और प्रक्रिया के अनुसार पर्यवेक्षण और नियंत्रण के साथ किया जाता है।

वेल्डिंग, रिवेटिंग और स्क्रू का संयोजन

कुछ समय के लिए वेल्डिंग और रिवेटिंग एक साथ लगाने की मनाही थी। “पूरी तरह से वेल्डेड संरचनाओं” पर विशेष ध्यान दिया गया था जिसमें रिवेट्स और स्क्रू से पूरी तरह परहेज किया गया था। आज, वेल्डिंग और रिवेटिंग को फिर से एक ही वस्तु पर समानांतर रूप से लागू किया जाता है। कई मामलों में, केवल वर्कशॉप एक्सटेंशन को वेल्ड करना और इसके विपरीत, पूर्वनिर्मित एक्सटेंशन को रिवेट करना समीचीन है। एक ही निरंतरता में दोनों प्रकार के कनेक्शन के प्रयोग से बचना चाहिए, क्योंकि वेल्डिंग और रिवेट्स/बोल्ट के फिसलने से संबंधित सिकुड़न के कारण बलों का स्पष्ट वितरण प्राप्त नहीं किया जा सकता है।

अंतिम नोट: वेल्ड, रिवेट्स और स्क्रू की संयुक्त क्रिया को गणना मॉडल, निष्पादन के परिभाषित अनुक्रम, सहनशीलता और स्लिप नियंत्रण के बिना नहीं माना जाना चाहिए। प्रत्येक लोड-असर विवरण के लिए, बल पथ, थकान श्रेणी, वेल्डिंग और निरीक्षण तक पहुंच, स्वीकार्य दोष और संरचना के पूरे जीवन में एक रखरखाव योजना ज्ञात होनी चाहिए।