전문가 콘텐츠 아카이브: 이 기사는 용접 강철 대들보, 교량 및 트러스에 대한 역사적 사례와 주장을 보존하지만 설계, 계산, 접합 사양, 용접 계획, 절차 검증, 피로 평가 또는 수리 매뉴얼은 아닙니다. 재료, 용접성, 인성, 두께, 접합부 준비, 충전재, 예열, 순서, 잔류 응력, 공차, 부식, 화재, 피로 및 제어는 특정 프로젝트 및 해당 표준에 따라 결정되어야 합니다. 베어링 조인트는 적절한 자격을 갖춘 사람이 설계, 실행 및 제어합니다.
Savo Kusić는 오늘 목재 창, 목재-알루미늄 창, 맞춤형 창, 문 및 견적 요청에 중점을 둡니다. 이 기사는 역사적인 기록 보관소로 남아 있으며 강철 구조물의 설계, 용접, 테스트 또는 강화에 대한 제안을 나타내지 않습니다.
완전 용접 브래킷
지원 섹션
개요는 그림에 나와 있습니다. 1 및 2. Sl. 1a는 용접된 벨트 슬랫으로 보강된 지지대를 보여줍니다. 임의 부하 용량의 섹션은 넓은 강철과 시트로 조립할 수 있습니다(그림 1b ~ e). 수직 시트를 날카롭게 하여 모서리 솔기 사이의 열린 연결을 피해야 합니다(그림 1c). 지지대의 단면은 추가 벨트 슬랫을 사용하여 필요한 저항 모멘트에 맞게 조정할 수 있습니다. 그림의 섹션. 2d~f는 얼굴 솔기가 갈비뼈 두께가 덜한 부위에 오는 장점이 있습니다. 여기에서는 X-레이를 통해 이음새를 특히 쉽게 검사할 수 있습니다.
Image 1 — 용접 지지대 섹션.
Image 2 — 특수 프로필로 구성된 지지대 섹션.
용접 제어: 방사선 촬영 테스트는 전리 방사선을 사용하며 승인된 전문가가 통제된 조건 하에서만 수행됩니다. 제어 방법의 선택, 승인 범위 및 품질 기준은 프로젝트 및 표준에 따라 결정됩니다. 사진이나 외부 표면 검사는 용접 내부 품질을 입증하지 않습니다.
세로시트 계속
개발은 완전히 적절한 방식으로 진행되었습니다. 가터를 사용한 확장이 수행되었습니다. 십자형 확장은 교량 건설에서는 그다지 중요하지 않았지만 건축 건설에서는 여전히 좋은 것으로 입증되었습니다. 인터페이스의 수직 확장은 허용 응력이 작아 비경제적이었기 때문에 솔기 길이가 증가된 확장이 발견되었습니다.
범용 비트
그림. 3은 보강된 리브가 있는 고속도로 교량의 주 대들보의 연속을 보여줍니다. Sl. 4는 하나의 고속도로 교량의 연속을 제공합니다. 최상의 상태에서 이 확장은 확장되지 않은 지지와 모양 및 작동 모드가 다르지 않으며 피로 강도가 약간 낮습니다. 확장 솔루션은 작업장 확장인지 조립 확장인지에 따라 다릅니다. 작업장에서는 더 나은 도구를 사용할 수 있으므로 현장 용접은 가능하면 제한됩니다. Sl. 5는 길이가 63m인 하나의 빔의 분할을 나타냅니다. 지지대는 38m 및 25m 길이 구간으로 건설 현장에 전달되었으며 “B” 표시된 연장 부분만 용접되었습니다. 마운팅 연장은 오버헤드 용접을 방지하기 위해 U 연장으로 제작됩니다.
이미지 3 — 하텐하임 근처 고속도로의 교량 대들보의 연속.
이미지 4 — 교량 대들보의 역사적 세부 사항.
사진 5 — 작업장 및 조립 부품 일정.
연속 전체 거더는 조립 진행 중에 비계가 없는 개구부를 통해 용접됩니다. 42m 개구가 있는 도로 교량 근처. 지지대의 부품은 플로팅 크레인을 사용하여 설치되었으며 모든 요소를 설치한 후 용접되었습니다. 동시에 개구부가 있는 가터를 사용하여 주요 지지대를 나사로 고정했습니다(그림 6). 가터를 제거하기 전에 가터의 구멍을 통해 수직 시트의 이음새 대부분을 용접할 수 있었습니다. Sl. 6에는 상부 및 하부 벨트의 특수 프로파일용 U-심 준비에 대한 추가 정보가 포함되어 있습니다.
Image 6 — 용접 접근 구멍이 있는 임시 가터.
조립 및 현장 작업: 플로팅 크레인, 임시 래싱, 해치 작업 및 현장 용접에 대한 역사적 사례는 조립 계획이 아닙니다. 임시 조건 계산, 리프팅 및 고정 계획, 형상 제어, 추락, 화재 및 연기 방지, 임시 지지대 제거 전 각 조인트의 추적 가능한 제어가 필요합니다.
보강재
수직 시트의 돌출과 벨트의 측면 좌굴에 대해 견고한 용접 지지대를 잘 강화해야 하며, 용접 중 굽힘도 낮은 수준으로 유지되어야 합니다. 수직 보강재의 수축 응력은 O에 의해 조사되었습니다. 그래프-a. 조사된 일련의 작업(보강재를 먼저 용접한 다음 주 이음매를 용접함) 동안 보강재와 근처의 수직 판금 스트립에서 심각한 수축 응력이 발생했습니다. 메인 솔기를 빼내기 전에 보강재가 벨트에 이미 있으면 벨트 슬랫의 수축이 방지됩니다. 벨트 라멜라에는 세로 방향으로 물결 모양의 굴곡이 나타났습니다.2mm, 대략 가로 방향으로0,25mm(무화과.7). 그러므로 벨트 슬랫에는 양방향으로 상당한 굽힘 응력이 있었음에 틀림없습니다. 하부 벨트의 파괴 강도에 의한 것이 아니라 큰 변형의 발생으로 인해 지지력이 제한되었습니다. 피로시험 결과에 따르면 교량은 보강재와 벨트 사이에 잘 맞는 플레이트를 설치해야 하며, 이 플레이트는 맞대기 용접으로 보강재에 고정됩니다. 보강재와 연결부는 주 솔기가 자유롭게 유지되도록 절단됩니다(그림 1).8). 건축 산업에서는 대부분의 경우 보강재가 거더에 직접 용접된다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 솔기를 자르거나 너무 많이 쌓지 않는 것이 좋습니다.
그림7- 용접 중 벨트 변형.
그림8— 잘 맞는 타일로 보강.
수축, 변형 및 피로: 과거 테스트 결과는 계산 없이 다른 세부사항으로 전송할 수 없습니다. 보강재, 용접 종료, 이음새 교차, 공차 및 작업 순서는 잔류 응력, 좌굴 및 피로 강도에 영향을 미칩니다. 허용할 수 없는 균열 및 변형은 승인된 수리 절차 없이 추가 용접으로 해결되지 않습니다.
전체 브래킷 및 프레임
아치 지지대와 얇은 아치
아치 마운트는 실제 풀 마운트에 비해 조금 특별한 것을 제공합니다. 그러나 두 개의 가장 큰 용접 고속도로 교량에서 수행된 이중벽 캔틸레버 아치와 단일벽 보강 빔의 연결은 용접된 가장 흥미로운 구조물 중 하나입니다. 뒤스부르크 근처 레흐(Lech) 위의 고속도로 교량에서는 용접 작업을 용이하게 하기 위해 끝 노드에 거대한 단조 강철 조각이 사용되었습니다. 이 것(그림 9)은 아치에서 힘을 받아 보강 빔으로 전달합니다. 50 mm 강력한 배출구가 함께 제공되며 단일 슬롯을 통해 보강빔 상부 벨트까지 통과하고 수직 플레이트에 용접되어 50 mm.
사진 9 — 아치교의 끝점.
프레임 구성
프레임 모서리 부분에서는 복잡한 형상도 어려움 없이 제작할 수 있는 용접기법의 장점이 가장 잘 드러납니다. 무거운 하중을 받는 프레임의 한쪽 모서리가 그림에 나와 있습니다. 10. 공사에는 용접 작업장 확장이 포함되었습니다. 장착 확장은 셀프 태핑 나사로 부착됩니다. 접합된 지지대의 다리 사이에 보강재를 용접할 때 높은 수축 응력이 발생하여 때로는 균열이 발생합니다. 전체 리브(그림 11a) 대신 날개 시트(그림 11b)만 용접하면 수축 응력이 크게 줄어듭니다.
이미지 10 — 프레임 지원 코너.
그림 11 — 용접 접합부 보강 상세 비교.
Image 12 — 프레임 대들보가 있는 벨기에 교량 노드.
굽힘에 견고한 세로 지지대 연결
교량의 포장 그리드에서는 용접 연결을 적용하여 큰 단순화를 이룰 수 있습니다. 굽힘 하중을 받는 종방향 지지대 연결부 등의 피로 강도는 테스트 O를 통해 확인됩니다. Graf-a(그림 13). 따라서 장력이 가해진 쪽의 맞대기 이음매가 있는 연결부는 인장다리가 모서리 이음매로 연결된 이음매보다 균일한 굽힘응력 σUb에서 피로강도가 더 높습니다.
이미지 13 — 종방향 지지 연결의 역사적 변형.
그리드 지원
용접 트러스 구조
오래된 격자의 모양과 연결은 리벳 구조의 복사본이었습니다(그림 14). 이는 불편하므로 단면을 선택할 때 용접 연결부의 특수한 특성을 고려해야 합니다. 리벳 노드에 비해 모든 연결의 더 큰 강성도 중요합니다. 격자 노드의 대각선 막대 연결은 특히 건설 현장에서 더 높은 힘으로 수행하기 어렵습니다. 모서리 이음매와의 연결이 우선 여기에서 문제가 되므로 피로 강도는 상대적으로 낮습니다. 완전히 용접되었습니다. 따라서 용접 그리드의 노드에서는 강철 구조물의 일부 특수 영역에서만 발생합니다. 예를 들어 지붕 끈, 동적 하중이 많이 걸리지 않는 크레인 등
Image 14 — 격자 지지대의 용접 노드.
단면 형성에는 우선 평강과 판금이 고려됩니다. 용접 구조의 경우 빈 단면이 특별히 어렵지 않게 만들어지는데, 이는 비틀림 강성으로 인해 압축 로드의 장점을 갖습니다. 원형 튜브의 특별한 경우는 특별히 언급할 가치가 있습니다. 용접된 관형 구조물은 다음과 같이 폭넓게 적용됩니다. 건축 산업의 크레인 또는 경량 구조물 건설에 사용됩니다. 중공 부분의 연속 및 연결의 경우 실제로 특정 건설적 어려움과 추가 비용을 고려해야 합니다. 용접 부분은 연결을 더 쉽게 리벳으로 고정할 수 있도록 끝 부분에 모아지는 경우가 많습니다(그림 15). 용접 격자 구조에 대한 작업장 및 건설 현장에서 요구되는 특별한 조치는 경미하거나 주로 정하중이 있는 지지대에 관한 것이 아닌 한 적용하기 어렵습니다. 동적으로 부하가 걸리는 그리드와 높은 힘을 가하는 그리드의 경우 개별 요소만 용접되고 상호 연결은 나사를 사용하여 수행되는 것이 규칙이었습니다. 우선, 설치의 어려움이 제거되었습니다. 용접 요소로 만든 그리드는 리벳 막대로 만든 것과 동일한 절차에 따라 장착할 수 있습니다.
그림 15 — 연결용 중공부 끝단 형상
대각선을 동시에 수용하는 절점 시트는 일반적인 방법으로 벨트 리브에 리벳으로 고정되거나 맞대기 용접됩니다(그림 16a). 후자는 “코너 솔기 시작”이라는 단점이 있어 대들보의 피로 강도에 해를 끼칩니다. 용접을 통한 올바른 트러스 교량 형성을 위한 결정적인 조치는 마인츠(Mainz) 근처 라인 강 위의 철도 교량(Kaiser Bridge)에서 이루어졌습니다. 50 mm에서는 맞대기 솔기가 있는 강화 절점 시트가 30 mm 두꺼운 벨트의 수직 시트에 삽입됩니다. 전환은 점진적이며 그림에서 모양을 볼 수 있습니다. 16b. 벨트 로드의 연장은 노드 옆에 있습니다.
그림 16 — 마인츠 근처 라인강 위의 풍력 커플링 및 철도 교량의 노드 시트(카이저 교량, 1954).
용접보강
철골 구조물의 보강은 특히 하중이 실린 구조물에서 수행해야 하는 경우 가장 어려운 작업 중 하나입니다. 리벳 연결의 경우 보강재 삽입, 드릴링 및 기존 부품에 연결하는 데 시간과 비용이 많이 듭니다. 장기간의 사전 준비 없이 용접이 가능하고, 기존 접합 수단을 파괴하지 않고도 용접이 가능하기 때문에 단면 보강과 그리드 연결을 용접해 보는 것이 가까웠다. 로드에서 힘을 받는 리벳과 용접의 결합 작용은 이론적으로 그리고 실험을 통해 자세히 조사되었습니다. 그럼에도 불구하고, 실제 구현에서는 부분적으로 장기간 사용 후에만 균열 및 피로 파괴가 나타났습니다. 이러한 어려움의 원인은 용접 노치의 영향과 단면의 급격한 변화였으며, 나타난 균열 중 일부는 수축으로 인한 높은 응력으로 인해 발생했습니다.
기존 구조 강화: 응력을 받거나 노화된 강철을 용접하면 균열, 취성 파손, 국부적인 안정성 손실 및 새로운 힘 경로가 발생할 수 있습니다. 작업 전에 재료, 기존 손상 및 피로, 실제 하중, 용접성, 하중 완화 순서 및 임시 보험을 결정해야 합니다. 강화는 승인된 프로젝트와 절차에 따라 감독 및 통제를 거쳐 수행됩니다.
용접, 리벳팅 및 나사 결합 결합
용접과 리벳팅을 동시에 적용하는 것은 금지되어 있습니다. 리벳과 나사를 전혀 사용하지 않는 “완전 용접 구조”에 특별한 주의를 기울였습니다. 오늘날 용접과 리벳팅은 동일한 물체에 다시 병렬로 적용됩니다. 많은 경우 작업장 확장 부분만 용접하고 반대로 조립식 부분을 리벳으로 고정하는 것이 편리합니다. 리벳/볼트의 용접 및 슬라이딩과 관련된 수축으로 인해 힘의 명확한 분배가 이루어질 수 없으므로 두 가지 유형의 연결을 동일한 연속으로 적용하는 것은 피해야 합니다.
최종 참고 사항: 용접, 리벳 및 나사의 접합 동작은 계산 모델, 정의된 실행 순서, 공차 및 슬립 제어 없이 가정해서는 안 됩니다. 각 하중 지지 세부 사항에 대해 힘의 경로, 피로 범주, 용접 및 검사에 대한 접근성, 허용 가능한 결함 및 구조물 수명 전체에 걸친 유지 관리 계획을 알아야 합니다.