Arhīva eksperta saturs: Rakstā ir saglabāti metināto tērauda siju, tiltu un kopņu vēsturiskie piemēri un apgalvojumi, taču tas nav projekts, aprēķins, savienojuma specifikācija, metināšanas plāns, procedūras kvalifikācija, noguruma novērtēšanas vai remonta rokasgrāmata. Materiāls, metināmība, stingrība, biezums, šuvju sagatavošana, pildvielas materiāls, priekšsildīšana, secība, atlikušie spriegumi, pielaides, korozija, uguns, nogurums un kontrole jānosaka saskaņā ar konkrēto projektu un piemērojamiem standartiem. Gultņu savienojumus projektē, izpilda un kontrolē atbilstoši kvalificētas personas.
Mūsdienās Savo Kusić koncentrējas uz koka logiem, koka-alumīnija logi, pielāgoti logi, durvis un piedāvājuma pieprasījumi. Šis raksts paliek vēstures arhīvs un nav piedāvājums projektēt, metināt, testēt vai nostiprināt tērauda konstrukcijas.
Pilnas metinātas kronšteini
Balstu sekcijas
Pārskats ir sniegts att.1un2. Sl.1un parādīts balsts, kas pastiprināts ar metinātām jostas lamelēm. Patvaļīgas kravnesības sekcijas var montēt no plata tērauda un lokšņu metāla (att.1b līdz e). Jāizvairās no atvērtas locītavas starp stūra šuvēm, uzasinot vertikālo loksni (att.1c). Atbalsta šķērsgriezumu var pielāgot vajadzīgajam pretestības momentam ar papildu jostas līstēm. Sadaļas att.2d līdz f ir tā priekšrocība, ka apšuvuma šuve ir mazāka ribas biezuma zonā. Šeit šuves var īpaši viegli pārbaudīt ar rentgena stariem.
Attēls1— metināto balstu sekcijas.
Attēls2— no speciāliem profiliem izgatavotas balstu sekcijas.
Metinājuma kontrole: radiogrāfiskajā testēšanā tiek izmantots jonizējošais starojums, un to veic tikai kontrolētos apstākļos pilnvaroti eksperti. Kontroles metodes izvēli, pieņemšanas apjomu un kvalitātes kritērijus nosaka projekts un standarts; fotogrāfijas vai ārējās virsmas pārbaude nepierāda metinājuma iekšējo kvalitāti.
Vertikālās lapas turpinājums
Attīstība notika pilnīgi atbilstošā veidā. Tika veikti pagarinājumi ar prievītēm. Krustveida piebūve nav ieguvusi lielu nozīmi tiltu būvniecībā, taču tā joprojām izrādījās laba ēku celtniecībā. Tā kā saskarnes vertikālie paplašinājumi bija neekonomiski mazo pieļaujamo spriegumu dēļ, tika atrasti paplašinājumi ar palielinātu šuves garumu.
Universālie pielikumi
Sl.3parādīts šosejas tilta galvenās sijas turpinājums ar pastiprinātu ribu. Sl.4dod viena tilta turpinājumu uz šosejas. Labākajā gadījumā šis pagarinājums pēc izskata un darbības veida neatšķiras no nepagarinātā atbalsta, tikai noguruma izturība ir nedaudz zemāka. Paplašināšanas risinājums ir atkarīgs no tā, vai tas ir darbnīcas paplašinājums vai montāžas paplašinājums. Tā kā darbnīcā ir pieejami labāki instrumenti, metināšana uz vietas, ja iespējams, ir ierobežota. Sl.5parāda viena gara stara sadalījumu63m. Sijas būvlaukumā tika nogādātas pa daļām38mun25mgarumā, kur tika metināti tikai ar “B” apzīmētie pagarinājumi. Montāžas pagarinājumi ir izgatavoti kā U veida pagarinājumi, lai izvairītos no metināšanas virs galvas.
Attēls3— tilta sijas turpinājums uz šosejas pie Hatenheimas.
Attēls4— tilta sijas turpinājuma vēsturiskā detaļa.
Attēls5— darbnīcu un montāžas pagarinājumu grafiks.
Montāžas gaitā gar atverēm tika metināti nepārtraukti pilnbalsti, piemēram, bez sastatnēm. pie autoceļa tilta ar atverēm no42m. Balstu daļas tika uzstādītas ar peldošo celtni un pēc visu elementu uzstādīšanas tika metinātas. Tajā pašā laikā galvenie balsti tika piestiprināti ar skrūvēm, izmantojot prievītes ar atverēm (att.6). Caur prievīšu caurumiem varēja sametināt lielāko daļu vertikālās loksnes šuves, pirms prievītes bija jānoņem. Sl.6satur papildu informāciju par U veida šuvju sagatavošanu īpašiem profiliem augšējā un apakšējā jostā.
_Attēls6— pagaidu prievītes ar atverēm metināšanai.
Uzstādīšana un būvlaukuma darbi: vēsturiski piemēri ar peldošo celtni, pagaidu ligatūrām, lūku darbiem un vietas metināšanu nav montāžas plāns. Nepieciešams pagaidu apstākļu aprēķins, pacelšanas un nostiprināšanas plāns, ģeometrijas kontrole, kritiena, uguns un dūmu aizsardzība un katra savienojuma izsekojamā kontrole pirms pagaidu balstu noņemšanas.
Stiprinājumi
Cietie metinātie balsti ir labi jānostiprina pret vertikālās loksnes izvirzījumu un jostu sānu izliekšanos, turklāt lieces metināšanas laikā jāsaglabā zemā līmenī. Rukuma spriegumi uz vertikālajiem stiprinājumiem tika pētīti ar O. Grafiks-a. Apskatītās darbu secības laikā (vispirms tika metināti stingrības elementi, pēc tam galvenās šuves) stingrākos un blakus esošajās vertikālās lokšņu metāla sloksnēs radās būtiski saraušanās spriegumi. Ja stiprinājumi jau ir uz jostām pirms galveno šuvju izvilkšanas, tad tiek novērsta jostas līstes saraušanās. Jostu lamellās garenvirzienā parādījās viļņaini līkumi2mm, šķērsvirzienā apm0,25mm(att.7). Tāpēc jostas līstēs jābūt ievērojamiem lieces spriegumiem abos virzienos. Nestspēju ierobežoja lielu deformāciju rašanās, nevis apakšējās jostas pārrāvuma izturība. Saskaņā ar noguruma testa rezultātiem tiltiem starp stingrām un jostu ir jāuzstāda labi pieguļošas plāksnes, kuras ar sadurmetinājumu piestiprina pie stiprinājumiem. Stiprinājumi un savienojumi ir sagriezti tā, lai galvenā šuve paliktu brīva (att.8). Būvniecības nozarē vairumā gadījumu nav šaubu, ka stiprinājumi tiek piemetināti tieši pie sijām. Labāk ir izvairīties no šuvju griešanas un pārāk lielas kaudzēšanas.
Attēls7— lentu deformācija metināšanas laikā.
Attēls8— stingrība ar labi pieguļošām flīzēm.
Rukums, deformācijas un nogurums: vēsturiskos testa rezultātus nevar pārnest uz citu detaļu bez aprēķina. Stingrāki, metinātās šuves, šuvju krustojumi, pielaides un darba secība ietekmē atlikušos spriegumus, lieces un noguruma izturību; nepieņemamas plaisas un deformācijas netiek novērstas ar papildu metināšanu bez apstiprinātas remonta procedūras.
Pilnas iekavas un rāmji
Arkas balsti un slaidas arkas
Arkas stiprinājumi piedāvā kaut ko īpašu, salīdzinot ar īstiem pilnajiem stiprinājumiem. Tomēr dubultsienu konsoles arku savienojumi ar vienas sienas stingrības sijām, kas veikti uz diviem lielākajiem metinātajiem šosejas tiltiem, ir vienas no interesantākajām metinātajām konstrukcijām. Uz šosejas tilta pār Lehu netālu no Duisburgas metināšanas darbu atvieglošanai gala mezglā tika izmantots masīvs, mehāniski apstrādāts kalta tērauda gabals. Šis (att. 9) ņem spēkus no arkas un pārnes tos uz stingrības siju. Tas tiek piegādāts ar 50 mm stipru izvadu, kas caur vienu spraugu iet uz stingrības sijas augšējo jostu un ir piemetināta pie vertikālās plāksnes, kas pastiprināta līdz 50 mm.
Attēls 9 — arkveida tilta gala mezgls.
Rāmju konstrukcijas
Metināšanas tehnikas priekšrocības vislabāk ir redzamas rāmja stūros, kas ļauj bez īpašām grūtībām izveidot sarežģītas formas. Viens rāmja stūris ar lielu slodzi ir parādīts attēlā.10. Konstrukcijai ir metināti darbnīcas paplašinājumi. Montāžas pagarinājumi ir piestiprināti ar pašvītņojošām skrūvēm. Metinot stiprinājumus starp savienoto balstu kājām, rodas lieli saraušanās spriegumi, kas dažkārt izraisa plaisas. Saraušanās spriegumi ir ievērojami samazināti, ja tā vietā tiek izmantotas cietas ribas (att.11a) Navara tikai spārnu loksnes (att.11b).
_Attēls10— rāmja atbalsta leņķis.
Attēls11— metināto savienojumu stingrības detaļu salīdzinājums.
_Attēls12— Beļģijas tilta mezgls ar karkasa sijām.
Garenisko balstu savienojumi ir stingri lieces
Lielu vienkāršojumu var panākt tiltu seguma režģī, izmantojot metinātos savienojumus. Garenbalstu uc savienojumu noguruma izturība pie lieces slodzes, to apgaismo ar testiem O. Grafs-a (Zīm.13). Tāpēc savienojumam ar šuvi ar saskarni nospriegotajā pusē ir lielāka noguruma izturība pie vienmērīga lieces sprieguma σUb nekā savienojumam, kur nospriegotā kāja ir savienota ar stūra šuvēm.
Attēls13— garenisko balstu savienojumu vēsturiskie varianti.
Režģis atbalsta
Metinātās režģu konstrukcijas
Vecāki režģi bija kniedētu konstrukciju kopijas formu un savienojumu ziņā (att.14). Tas ir nelietderīgi, izvēloties šķērsgriezumus, jāņem vērā metināto savienojumu īpašās īpašības. Svarīga ir arī visu savienojumu lielāka stingrība salīdzinājumā ar kniedētajiem mezgliem. Diagonālo stieņu savienojumus režģa mezglos ir grūti veikt ar lielākiem spēkiem, īpaši būvlaukumā. Tā kā šeit vispirms tiek runāts par savienojumiem ar stūra šuvēm, noguruma izturība ir salīdzinoši zema. Pilnībā metināts, ti. un metinātā režģa mezglos, tāpēc tikai dažās īpašās tērauda konstrukciju zonās. Piemēram, ar jumta atsaitēm, ar celtņiem, kas nav īpaši dinamiski noslogoti utt.
Attēls14— režģa balsta metināts mezgls.
Šķērsgriezuma veidošanā vispirms tiek ņemts vērā plakanais tērauds un lokšņu metāls. Metināto konstrukciju gadījumā bez īpašām grūtībām tiek izgatavotas dobās sekcijas, kurām ir presētu stieņu priekšrocība to vērpes stingrības dēļ. Īpaši jāpiemin īpašais apaļās caurules korpuss. Metinātās cauruļveida konstrukcijas ir atradušas plašu pielietojumu, piem. celtņu vai vieglo konstrukciju būvniecībā būvniecības nozarē. Dobu sekciju turpināšanas un savienošanas gadījumā faktiski ir jārēķinās ar zināmām konstruktīvām grūtībām un papildu izmaksām. Metinātās sekcijas bieži tiek savāktas galos, lai savienojumu varētu vieglāk kniedēt (15 att.). Īpašie pasākumi, kas nepieciešami cehā un būvlaukumā metinātām režģu konstrukcijām, apgrūtina pielietojumu, ja vien runa nav par balstiem ar nelielu vai pārsvarā statisku slodzi. Dinamiski noslogotiem režģiem un tiem, kuriem ir lieli spēki, tika noteikts, ka tika metināti tikai atsevišķi elementi, bet to savstarpējā savienošana tika veikta, izmantojot skrūves. Pirmkārt, tika novērstas uzstādīšanas grūtības; un režģi, kas izgatavoti no metinātiem elementiem, var tikt montēti saskaņā ar tām pašām procedūrām, kas izgatavotas no kniedētiem stieņiem.
Attēls 15 — dobās sekcijas gala noformēšana savienojumam.
Mezglotās loksnes, kas vienlaikus saņem diagonāles, tiek kniedētas parastajā veidā pie jostas ribām vai ar tām sadurmetinātas (att.16a). Pēdējam ir trūkums “sākuma stūra šuves”, kas kaitē sijas noguruma izturībai. Izšķirošs solis ceļā uz pareizu kopņu tiltu veidošanu ar metināšanu tika veikts dzelzceļa tiltā pār Reinu pie Maincas (Kaiser Bridge). Viņi ir tur50 mmpastiprinātas mezglu loksnes ar šuvēm uz saskarnes, kas ievietotas jostu vertikālajās loksnēs30 mmbiezums. Pārejas ir pakāpeniskas, veidošanu var redzēt no zīm.16b. Jostu stieņu pagarinājumi atrodas blakus mezgliem.
Attēls16— savienojuma loksnes pret vēju un dzelzceļa tiltu pār Reinu pie Maincas (Kaisera tilts,1954).
Pastiprināšana ar metināšanu
Sekojošā tērauda konstrukciju nostiprināšana tiek uzskatīta par vienu no grūtākajiem darbiem, it īpaši, ja tā jāveic uz noslogotas konstrukcijas. Ar kniedētiem savienojumiem stiegrojumu ievietošana, urbšana un savienošana ar esošajām daļām ir laikietilpīga un dārga. Tā kā metināšana ir iespējama bez ilgstošas iepriekšējas sagatavošanās, kā arī nesalaužot esošos savienošanas līdzekļus, bija tuvu izmēģināt režģu šķērsgriezumu un savienojumu pastiprinājuma metināšanu. Teorētiski un eksperimentos detalizēti izpētīta kniežu un metināto šuvju kopīgā darbība, uzņemot spēkus stieņos. Neskatoties uz to, praktiski īstenojot, parādījās plaisas un noguruma lūzumi, daļēji tikai pēc ilgstošas lietošanas. Šo grūtību cēlonis bija metināšanas iegriezumu un pēkšņu griezumu izmaiņu ietekme, un dažas plaisas, kas radušās, radīja liels saraušanās radītais spriegums.
Esošās konstrukcijas nostiprināšana: nospriegota vai vecināta tērauda metināšana var radīt plaisas, trauslus lūzumus, lokālu stabilitātes zudumu un jaunu spēka ceļu. Pirms darba ir jānosaka materiāls, esošie bojājumi un nogurums, faktiskā slodze, metināmība, slodzes atvieglošanas secība un pagaidu apdrošināšana. Pastiprināšana tiek veikta tikai pēc apstiprinātā projekta un kārtības, ar uzraudzību un kontroli.
Apvienojot metināšanu, kniedēšanu un skrūves
Kādu laiku bija aizliegts vienlaikus veikt metināšanu un kniedēšanu. Īpaša uzmanība tika pievērsta “pilnībā metinātām konstrukcijām”, kurās tika pilnībā izvairīties no kniedēm un skrūvēm. Mūsdienās vienam un tam pašam objektam atkal paralēli tiek pielietota metināšana un kniedēšana. Daudzos gadījumos ir lietderīgi metināt tikai darbnīcas pagarinājumus, bet, gluži pretēji, saliekamos – kniedēt. Jāizvairās no abu savienojumu veidu pielietošanas vienā turpinājumā, jo nevar panākt skaidru spēku sadalījumu saraušanās dēļ, kas saistīta ar kniežu/skrūvju metināšanu un slīdēšanu.
Nobeiguma piezīme: metināto šuvju, kniežu un skrūvju savienojuma darbību nedrīkst pieņemt bez aprēķina modeļa, noteiktas izpildes secības, pielaidēm un slīdēšanas kontroles. Katrai nesošajai detaļai ir jāzina spēka ceļš, noguruma kategorija, metināšanas un apskates pieejamība, pieļaujamie defekti un apkopes plāns visā konstrukcijas kalpošanas laikā.