Efni skjalasérfræðinga: Greinin varðveitir söguleg dæmi og fullyrðingar um soðnar stálgrindur, brýr og burðarvirki, en er ekki hönnun, útreikningur, samskeyti, suðuáætlun, hæfismat, þreytumat eða viðgerðarhandbók. Efni, suðuhæfni, seigja, þykkt, samskeyti undirbúningur, fylliefni, forhitun, röð, afgangsspennur, vikmörk, tæringu, eldur, þreyta og eftirlit verður að ákvarða í samræmi við tiltekið verkefni og gildandi staðla. Legusamskeyti eru hönnuð, framkvæmd og stjórnað af hæfum aðilum.
Í dag einbeitir Savo Kusić sér að viðargluggum, viðar-ál gluggar, sérsniðnir gluggar, hurð og tilboðsbeiðnir. Þessi grein er áfram sögulegt skjalasafn og felur ekki í sér tilboð um að hanna, sjóða, prófa eða styrkja stálvirki.
Heilsoðnar festingar
Stuðningshlutar
Yfirlit er gefið með mynd.1og2. Sl.1og sýnir stuðninginn styrktan með soðnum beltaplötum. Hægt er að setja saman hluta af handahófskenndri burðargetu úr breiðu stáli og málmplötu (mynd.1b til e). Forðast skal opna samskeyti milli hornsauma með því að skerpa lóðrétta blaðið (mynd.1c). Þversnið stuðningsins er hægt að aðlaga að nauðsynlegu mótstöðu augnabliki með viðbótar beltisrimlum. Hlutar á mynd.2d til f hafa þann kost að framsaumurinn kemur á svæði sem er minna þykkt á rifinu. Hér er sérstaklega auðvelt að skoða saumana með röntgengeislum.
Mynd1— hlutar af soðnum stoðum.
Mynd2— hlutar stuðnings úr sérstökum sniðum.
Suðustýring: röntgenrannsóknir notast við jónandi geislun og er aðeins framkvæmd við stýrðar aðstæður af viðurkenndum sérfræðingum. Val á eftirlitsaðferð, umfang samþykkis og gæðaviðmið ræðst af verkefninu og staðlinum; skoðun á ljósmyndinni eða ytra yfirborði er ekki sönnun fyrir innri gæðum suðunnar.
Framhald lóðrétta blaðsins
Þróunin fór fram á fullkomlega viðeigandi hátt. Framlengingar með sokkaböndum voru framkvæmdar. Krosslaga viðbyggingin fékk ekki mikið vægi í brúargerð en reyndist samt vel í húsasmíði. Þar sem lóðréttar framlengingar á viðmótinu voru óhagkvæmar vegna lítilla leyfilegra álaga fundust framlengingar með aukinni lengd saums.
Alhliða viðhengi
Sl.3sýnir framhald af aðalgrind þjóðvegsbrúar með styrktu rifi. Sl.4gefur framhald af einni brú á þjóðveginum. Í besta falli er þessi framlenging ekki frábrugðin óframlengdum stuðningi í útliti og verkunarháttum, aðeins þreytustyrkurinn er aðeins minni. Viðbyggingarlausnin fer eftir því hvort um er að ræða viðbyggingu verkstæðis eða samsetningarviðbyggingu. Þar sem betri verkfæri eru til á verkstæðinu er suðu á staðnum takmörkuð ef hægt er. Sl.5sýnir skiptingu eins langs geisla63m. Grindurnar voru afhentar á byggingarstað í hluta af38mog25mlengd, þar sem aðeins framlengingar merktar með “B” voru soðnar. Festingarframlengingarnar eru gerðar sem U-framlengingar, til að forðast suðu ofan á.
Mynd3— framhald af brúarbeltinu á þjóðveginum nálægt Hattenheim.
Mynd4— söguleg smáatriði um framhald brúargrindarinnar.
Mynd5— áætlun um framlengingu verkstæðis og samsetningar.
Samfelldar fullar stoðir voru soðnar meðan á samsetningu stóð meðfram opunum án vinnupalla, til dæmis. nálægt vegbrú með opum frá42m. Hlutar stoðarinnar voru settir upp með fljótandi krana og eftir uppsetningu allra þátta voru þeir soðnir. Á sama tíma voru aðalstoðirnar festar með skrúfum með sokkaböndum með opum (mynd.6). Í gegnum götin á sokkaböndunum var hægt að soða megnið af saum lóðrétta blaðsins, áður en fjarlægja þurfti sokkaböndin. Sl.6inniheldur frekari upplýsingar um gerð U-sauma fyrir sérsnið í efra og neðri belti.
Mynd6— tímabundið sokkaband með opum fyrir suðuaðgang.
Uppsetning og vinnu á staðnum: söguleg dæmi með fljótandi krana, tímabundnum festingum, lúguvinnu og suðu á staðnum eru ekki uppsetningaráætlun. Útreikningur á bráðabirgðaaðstæðum, lyfti- og festingaráætlun, rúmfræðistýringu, fall-, bruna- og reykvarnir og rekjanlega stjórn á hverri samskeyti áður en bráðabirgðastuðningur er fjarlægður.
Stífur
Nauðsynlegt er að stífa solid soðnu stoðirnar vel gegn útskotum lóðrétta blaðsins og hliðarbeygju beltanna, auk þess ætti að halda beygjunni við suðu í lágmarki. Rýrnunarálag á lóðréttum stífum var rannsökuð af O. Graf-a. Á meðan á athuguðu verki stóð (stífur voru soðnar fyrst, síðan aðalsaumar) varð verulegt rýrnunarálag í stífunum og nærliggjandi ræmum af lóðréttum málmplötum. Ef stífurnar eru þegar á beltunum áður en aðalsaumarnir eru dregnir út, þá er komið í veg fyrir rýrnun á rimlum. Í beltislögunum komu fram bylgjubeygjur í lengdarstefnu2mm, í þverstefnu u.þ.b0,25mm(mynd.7). Því hlýtur að hafa verið umtalsvert beygjuálag í báðar áttir í rimlaböndunum. Burðargetan var takmörkuð af því að miklar aflöganir urðu, ekki af brotstyrk neðra beltsins. Samkvæmt niðurstöðum úr þreytuprófi er áskilið að brýr komi fyrir vel passandi plötur á milli stífna og beltsins sem festar eru við stífurnar með stoðsuðu. Stífur og tengingar eru skornar þannig að aðalsaumurinn helst laus (mynd.8). Í byggingariðnaði er í flestum tilfellum enginn vafi á því að stífurnar eru soðnar beint á grindirnar. Það er samt betra að forðast hér að klippa saumana og hlaða þeim of mikið.
Mynd7— aflögun á beltum við suðu.
Mynd8— stífa með vel passandi flísum.
Rýrnun, aflögun og þreyta: Ekki er hægt að yfirfæra sögulegar niðurstöður úr prófunum yfir á önnur smáatriði án útreikninga. Stífur, suðulokar, saumkrossanir, vikmörk og vinnuröð hafa áhrif á afgangsspennu, beygju og þreytustyrk; óviðunandi sprungur og aflögun er ekki leyst með viðbótarsuðu án viðurkennds viðgerðarferlis.
Fullar festingar og rammar
Bogastoðir og mjóir bogar
Bogaspelkur bjóða upp á svolítið sérstakt miðað við sannar heilar spelkur. Hins vegar eru tengingar tvíveggja svigboga við einveggja stífunarbita, eins og þær eru framkvæmdar á tveimur stærstu soðnu þjóðvegabrýrnum, með áhugaverðustu framkvæmdum sem soðnar hafa verið. Á þjóðvegabrúnni yfir Lech nálægt Duisburg var gríðarstórt smíðað stykki af sviknu stáli notað við endahnútinn til að auðvelda suðuvinnuna. Þetta (mynd.9) tekur kraftana frá boganum og flytur þá yfir á stífandi bjálkann. Það er búið með50 mmmeð sterku úttaki, sem fer í gegnum eina rauf að efra beltinu á stífandi bjálkanum og sem er soðið við lóðrétta blaðið, styrkt að þykkt50 mm.
Mynd9— endahnútur bogabrúarinnar.
Rammasmíðar
Kostir suðutækninnar sjást best á hornum rammans, sem gerir kleift að búa til flókin form án sérstakra erfiðleika. Eitt horn rammans með miklu álagi er sýnt á mynd.10. Byggingin er með soðnum verkstæðisframlengingum. Uppsetningarframlengingarnar eru festar með sjálfborandi skrúfum. Þegar stífur eru soðnar á milli fóta sameinaðra stoða myndast mikið rýrnunarálag sem stundum leiðir til sprungna. Rýrnunarálag minnkar verulega þegar í stað solid rifbein (mynd.11a) navara aðeins vængblöð (mynd.11b).
Mynd10— horn rammastuðningsins.
Mynd11— samanburður á soðnum tengingarstífunarupplýsingum.
Mynd12— hnútur belgískrar brúar með rammabeltum.
Tengingar á lengdarstoðum eru stífar í beygju
Mikil einföldun er hægt að ná í slitlagsneti brúa með því að nota soðnar tengingar. Þreytustyrkur tenginga lengdarstoða o.s.frv. við beygjuálag, það er lýst upp með prófunum O. Graf-a (mynd.13). Þess vegna hefur tengingin með saum við viðmótið á spenntu hliðinni meiri þreytustyrk við samræmda beygjuálagið σUb en tengingin þar sem spenntur fóturinn er tengdur með hornsaumum.
Mynd13— söguleg afbrigði af lengdarstuðningstengingum.
Grindur styður
Soðið grindarvirki
Eldri rist voru afrit af hnoðnum byggingum hvað varðar lögun og tengingar (mynd.14). Þetta er óhagkvæmt, við val á þversniðum þarf að taka tillit til sérstakra eiginleika soðinna tenginga. Meiri stífni allra tenginga samanborið við hnoðaða hnúta er einnig mikilvæg. Erfitt er að framkvæma tengingar á skástöngum í hnútum ristarinnar með meiri krafti, sérstaklega á byggingarsvæði. Þar sem tengingar við hornsauma koma til greina hér er þreytustyrkurinn tiltölulega lítill. Alsoðið, þ.e. og í hnútum á soðnu ristinni, því aðeins á sumum sérstökum sviðum stálbygginga. Til dæmis með þakböndum, með krana sem ekki eru mjög kraftmikið hlaðnir o.s.frv.
Mynd14— soðinn hnútur grindarstuðningsins.
Í fyrsta lagi koma flatt stál og málmplötur til greina við þversniðsmyndun. Þegar um er að ræða soðnar smíðar eru holir hlutar gerðir án sérstakra erfiðleika sem hafa þann kost að pressa stangir vegna snúningsstífleika. Sérstakt tilfelli hringlaga rörs á sérstaklega skilið. Soðnar pípulaga byggingar hafa notið víðtækrar notkunar, t.d. við smíði krana eða léttra bygginga í byggingariðnaði. Þegar um framhald og tengingu holkafla er að ræða verður í raun að reikna með ákveðnum uppbyggilegum erfiðleikum og aukakostnaði. Soðnum hlutum er oft safnað saman á endunum þannig að auðveldara sé að hnoða tenginguna (mynd 15). Þær sérstakar ráðstafanir sem krafist er á verkstæði og á byggingarstað vegna soðinna grindarvirkja gera það að verkum að erfitt er að beita því nema um sé að ræða undirstöður með lítilsháttar eða að mestu kyrrstöðuálag. Fyrir kraftmikið hlaðin rist og fyrir þá sem voru með mikla krafta var reglan sú að aðeins einstakir þættir voru soðnir, en innbyrðis tenging þeirra var gerð með skrúfum. Fyrst af öllu voru uppsetningarörðugleikar fjarlægðir; og rist úr soðnum þáttum er hægt að setja upp samkvæmt sömu verklagsreglum og þær sem eru úr hnoðnum stöngum.
Mynd 15 — mótun enda hola hluta til tengingar.
Hnýttu blöðin, sem taka á móti skáhallunum á sama tíma, eru hnoðuð á venjulegan hátt við rif beltanna eða rassoðin með þeim (mynd.16a). Hið síðarnefnda hefur þann ókost að „byrjunarhornsaumar“ eru skaðlegir fyrir þreytustyrk grindarinnar. Afgerandi skref í átt að réttri mótun trussbrúa með suðu var stigið við járnbrautarbrúna yfir Rín nálægt Mainz (Kaiser-brú). Þeir eru þarna50 mmstyrkt hnútablöð með saumum á viðmótinu sem sett er inn í lóðrétt blöð beltanna30 mmþykkt. Umskiptin eru smám saman, mótun má sjá af mynd.16b. Beltisstangalengingar eru staðsettar við hliðina á hnútunum.
Mynd16— hnýtt blöð af tengingunni gegn vindi og járnbrautarbrúna yfir Rín nálægt Mainz (Kaiser-brúin,1954).
Styrking með suðu
Styrking stálvirkja í kjölfarið er talin ein erfiðasta verkið, sérstaklega þegar það þarf að framkvæma á hlaðinni byggingu. Með hnoðuðum tengingum er það tímafrekt og dýrt að setja inn styrkingar, bora og tengja við núverandi hluta. Þar sem suðu er möguleg án langtíma undirbúnings og án þess að rjúfa núverandi tengibúnað, var nærri lagi að reyna að sjóða styrkingu þversniðs og tenginga ristanna. Sameiginleg virkni hnoða og suðu við móttöku krafta í stangir hefur verið skoðuð ítarlega fræðilega og í tilraunum. Engu að síður, í verklegri framkvæmd, komu sprungur og þreytubrot, að hluta til aðeins eftir langvarandi notkun. Orsakir þessara erfiðleika voru afleiðingar suðuskora og skyndilegra breytinga á sniði og sumar sprungur sem komu fram voru af völdum mikillar rýrnunarálags.
Styrking á núverandi uppbyggingu: suðu á streitu eða eldnu stáli getur valdið sprungum, brothættu broti, staðbundnu tapi á stöðugleika og nýrri kraftleið. Fyrir vinnu þarf að ákvarða efnið, fyrirliggjandi skemmdir og þreytu, raunverulegt álag, suðuhæfni, álagslosunarröð og tímabundna tryggingu. Styrking er eingöngu framkvæmd samkvæmt samþykktu verkefni og verklagi, með eftirliti og eftirliti.
Sameinar suðu, hnoð og skrúfur
Um nokkurt skeið var bannað að beita suðu og hnoðum samtímis. Sérstaklega var hugað að „fullsoðnum mannvirkjum“ þar sem hnoð og skrúfur var algjörlega forðast. Í dag er suðu og hnoð aftur beitt samhliða á sama hlut. Í mörgum tilfellum er heppilegt að sjóða aðeins verkstæðislengingarnar og þvert á móti hnoða þær forsmíðaðar. Forðast ætti að beita báðum gerðum tenginga í sama framhaldi, því ekki næst skýr dreifing á krafti vegna rýrnunar sem tengist suðu og renna hnoð/bolta.
Lokaathugasemd: Ekki má gera ráð fyrir samvirkni suðu, hnoða og skrúfa án reiknilíkans, skilgreindrar framkvæmdarröð, vikmörk og hállustýringu. Fyrir hvert burðaratriði þarf að liggja fyrir kraftleið, þreytuflokkur, aðgengi að suðu og skoðun, ásættanlega galla og viðhaldsáætlun yfir líftíma mannvirkis.