Arkivekspertinnhold: Artikkelen bevarer historiske eksempler og påstander om sveisede stålbjelker, broer og fagverk, men er ikke en design, beregning, skjøtspesifikasjon, sveiseplan, prosedyrekvalifisering, utmattelsesvurdering eller reparasjonsmanual. Materiale, sveisbarhet, seighet, tykkelse, fugeforberedelse, fyllmateriale, forvarming, rekkefølge, restspenninger, toleranser, korrosjon, brann, utmatting og kontroll må bestemmes i henhold til det spesifikke prosjektet og gjeldende standarder. Lagerledd er designet, utført og kontrollert av kvalifiserte personer.
I dag er Savo Kusić fokusert på trevinduer, tre-aluminium vinduer, egendefinerte vinduer, dør og forespørsler om tilbud. Denne artikkelen forblir et historisk arkiv og utgjør ikke et tilbud om å designe, sveise, teste eller forsterke stålkonstruksjoner.
Helsveisede braketter
Deler av støtter
En oversikt er gitt ved fig.1og2. Sl.1og viser støtten forsterket med sveisede beltelameller. Seksjoner med vilkårlig lastekapasitet kan settes sammen av bredt stål og metallplater (fig.1b til e). En åpen skjøt mellom hjørnesømmene bør unngås ved å slipe det vertikale arket (fig.1c). Støttens tverrsnitt kan tilpasses ønsket motstandsmoment med ekstra beltelister. Snitt i fig.2d til f har fordelen at den motstående sømmen kommer i et område med mindre tykkelse på ribben. Her kan sømmene undersøkes spesielt enkelt med røntgen.
Bilde1— deler av sveisede støtter.
Bilde2— deler av støtter laget av spesielle profiler.
Sveisekontroll: radiografisk undersøkelse bruker ioniserende stråling og utføres kun under kontrollerte forhold av autoriserte eksperter. Valg av kontrollmetode, akseptomfang og kvalitetskriterier bestemmes av prosjekt og standard; inspeksjon av et fotografi eller utvendig overflate er ikke bevis på den interne kvaliteten på sveisen.
Fortsettelse av det vertikale arket
Utviklingen skjedde på en helt hensiktsmessig måte. Forlengelser med strømpebånd ble utført. Den korsformede forlengelsen fikk ikke stor betydning i brobygging, men den viste seg likevel å være god i bygningskonstruksjon. Siden de vertikale forlengelsene til grensesnittet var uøkonomiske på grunn av de små tillatte spenningene, ble det funnet forlengelser med økt lengde på sømmen.
Universelle vedlegg
Sl.3viser fortsettelsen av hoveddrageren til en motorveibro med forsterket ribbe. Sl.4gir fortsettelsen av en bro på motorveien. På sitt beste skiller ikke denne utvidelsen seg i utseende og virkemåte fra den ikke-forlengede støtten, bare utmattelsesstyrken er litt lavere. Tilbyggsløsningen avhenger av om det er et verkstedtilbygg eller et monteringstilbygg. Siden bedre verktøy er tilgjengelig på verkstedet, er sveising på stedet begrenset om mulig. Sl.5viser inndelingen av én lang bjelke63m. Bjelkene ble levert til byggeplassen i deler av38mog25mlengde, hvor kun forlengelsene merket med “B” ble sveiset. Monteringsforlengelsene er laget som U-forlengelser, for å unngå overliggende sveising.
Bilde3— videreføring av brodrageren på motorveien ved Hattenheim.
Bilde4— historisk detalj av fortsettelsen av brodrageren.
Bilde5— tidsplan for utvidelser av verksted og montering.
Kontinuerlige helstøtter ble sveiset under monteringen langs åpningene uten stillas, for eksempel. nær en veibro med åpninger fra42m. Delene av støtten ble installert med en flytekran og etter montering av alle elementene ble de sveiset. Samtidig ble hovedstøttene festet med skruer ved hjelp av strømpebånd med åpninger (fig.6). Gjennom hullene i strømpebåndene kunne det meste av sømmen på det vertikale arket sveises, før strømpebåndene måtte fjernes. Sl.6inneholder ytterligere informasjon om klargjøring av U-sømmer for spesialprofiler i øvre og nedre belte.
Bilde6— midlertidige strømpebånd med åpninger for sveisetilgang.
Installasjon og byggeplassarbeid: historiske eksempler med flytekran, midlertidige surringer, lukearbeid og stedsveising er ikke installasjonsplan. Beregning av midlertidige forhold, løfte- og sikringsplan, geometrikontroll, fall-, brann- og røyksikring og sporbar kontroll av hver ledd før fjerning av midlertidige støtter kreves.
Stivere
Det er nødvendig å stive av de solide sveisede støttene godt mot fremspringet til det vertikale arket og den laterale knekkingen av beltene, i tillegg bør bøyningen under sveisingen holdes på et lavt nivå. Krympspenninger på vertikale stivere ble undersøkt av O. Graf-a. Under den undersøkte sekvensen av arbeid (stivere ble sveiset først, deretter hovedsømmene), oppsto det betydelige krympespenninger i stivere og nærliggende strimler av vertikale metallplater. Hvis avstivningene allerede er på beltene før hovedsømmene er trukket ut, forhindres krympingen av beltelistene. I beltelamellene oppsto bølgede bøyninger i lengderetningen2mm, i tverrretningen ca0,25mm(fig.7). Det skal derfor ha vært betydelige bøyespenninger i begge retninger i beltelistene. Bæreevnen var begrenset av forekomsten av store deformasjoner, ikke av bruddstyrken til det nedre beltet. Ifølge resultatene fra utmattingstesten er det påkrevd for broer å installere veltilpassede plater mellom avstivningene og beltet, som festes til avstivningene med en stumpsveis. Stiffeners and connections are cut in such a way that the main seam remains free (fig.8). I byggebransjen er det i de fleste tilfeller ingen tvil om at avstivningene er sveiset direkte til dragerne. Å kutte sømmene og stable dem for mye er likevel bedre å unngå her.
Bilde7— deformasjon av bånd under sveising.
Bilde8— avstivning med velsittende fliser.
Svinn, deformasjon og tretthet: historiske testresultater kan ikke overføres til en annen detalj uten beregninger. Stivere, sveiseavslutninger, sømkryssninger, toleranser og arbeidssekvens påvirker gjenværende spenninger, knekking og utmattingsstyrke; uakseptable sprekker og deformasjoner løses ikke ved ekstra sveising uten godkjent reparasjonsprosedyre.
Fulle fester og rammer
Buestøtter og slanke buer
Arch braces offer a little something special compared to true full braces. Forbindelsene av dobbeltveggede utkragende buer til enkeltveggede avstivningsbjelker, slik de utføres på de to største sveisede motorveibroene, er imidlertid blant de mest interessante konstruksjonene som er sveiset. På motorveibroen over Lech nær Duisburg ble det brukt et massivt maskinert stykke smidd stål ved endenoden for å lette sveisearbeidet. Dette (fig.9) tar kreftene fra buen og overfører dem til avstivningsbjelken. Den er utstyrt med50 mmmed et sterkt utløp, som går gjennom ett spor til det øvre beltet på avstivningsbjelken og som er sveiset til det vertikale arket, forsterket til tykkelsen50 mm.
Bilde9— endenode av den buede broen.
Rammekonstruksjoner
Fordelene med sveiseteknikken ses best på hjørnene av rammen, noe som gjør det mulig å lage kompliserte former uten spesielle vanskeligheter. Det ene hjørnet av rammen med stor belastning er vist i fig.10. Konstruksjonen har sveiset verkstedtilbygg. Monteringsforlengelsene festes med selvskruende skruer. Ved sveising av stivere mellom bena på de sammenføyde støttene oppstår det høye krympespenninger, som noen ganger fører til sprekker. Shrinkage stresses are significantly reduced when instead of solid ribs (fig.11a) navara kun vingeark (fig.11b).
Bilde10— vinkelen på rammestøtten.
Bilde11— sammenligning av sveisede koblingsavstivningsdetaljer.
Bilde12— node av en belgisk bro med rammebjelker.
Forbindelser av langsgående støtter er stive i bøying
En stor forenkling kan oppnås i brodekkenettet ved å bruke sveisede forbindelser. Utmattingsstyrke av koblinger av langsgående støtter, etc. under bøyelast, den er belyst av tester O. Graf-a (fig.13). Derfor har forbindelsen med en søm til grensesnittet på den oppspente siden en høyere utmattingsstyrke ved den jevne bøyespenningen σUb enn forbindelsen der det oppstrakte benet er forbundet med hjørnesømmer.
Bilde13— historiske varianter av langsgående støtteforbindelser.
Gitter støtter
Sveisede gitterstrukturer
Eldre rister var kopier av naglede konstruksjoner med tanke på former og forbindelser (fig.14). Dette er uhensiktsmessig, de spesielle egenskapene til sveisede forbindelser må tas i betraktning ved valg av tverrsnitt. Den større stivheten til alle forbindelser sammenlignet med klinkede noder er også viktig. Forbindelser av diagonale stenger i nodene til nettet med høyere krefter, spesielt på byggeplassen, er vanskelig å utføre. Siden forbindelsene med hjørnesømmene kommer på tale her, er utmattingsstyrken relativt lav. Helsveiset, dvs. og i nodene til det sveisede gitteret, derfor bare i noen spesielle områder av stålkonstruksjoner. For eksempel med takfester, med kraner som ikke er svært dynamisk lastet, etc.
Bilde14— sveiset node av gitterstøtten.
For det første kommer flatt stål og metallplater i betraktning for tverrsnittsdannelse. Ved sveisede konstruksjoner lages hulprofiler uten særlig vanskelighet, som har fordelen av pressede stenger på grunn av deres torsjonsstivhet. Det spesielle tilfellet med et rundt rør fortjener spesiell omtale. Sveisede rørkonstruksjoner har fått bred anvendelse, f.eks. ved bygging av kraner eller lette konstruksjoner i byggebransjen. Ved videreføring og sammenkobling av hulprofiler må man faktisk regne med visse konstruktive vanskeligheter og merkostnader. Sveisede seksjoner er ofte samlet i endene slik at forbindelsen lettere kan klinkes (fig. 15). De spesielle tiltakene som kreves i verkstedet og på byggeplassen for sveisede gitterkonstruksjoner gjør det vanskelig å påføre, med mindre det dreier seg om støtter med liten eller overveiende statisk belastning. For dynamisk belastede rister og for de med høye krefter var regelen at bare enkeltelementer ble sveiset, men deres gjensidige kobling ble gjort ved hjelp av skruer. Først av alt ble installasjonsvanskene fjernet; og gitter laget av sveisede elementer kan monteres i henhold til samme prosedyrer som de laget av naglede stenger.
Figur 15 — forming av enden av den hule seksjonen for tilkobling.
De knyttede arkene, som mottar diagonalene samtidig, nagles på vanlig måte til ribbene på beltene eller stumsveises med dem (fig.16en). Sistnevnte har ulempen med “startende hjørnesømmer”, som er skadelig for utmattelsesstyrken til drageren. Et avgjørende skritt mot riktig utforming av fagverksbroer ved sveising ble tatt ved jernbanebroen over Rhinen nær Mainz (Kaiserbroen). De er der50 mmforsterkede nodalark ved hjelp av sømmer på grensesnittet satt inn i de vertikale arkene til beltene30 mmtykkelse. Overgangene er gradvise, formingen kan sees fra fig.16b. Beltestangforlengelser er plassert ved siden av nodene.
Bilde16— knyttede ark av koblingen mot vinden og jernbanebroen over Rhinen nær Mainz (Kaisers bro,1954).
Forsterkning ved sveising
Den påfølgende styrkingen av stålkonstruksjoner regnes som et av de vanskeligste arbeidene, spesielt når det må utføres på en belastet konstruksjon. Med klinkede forbindelser er det både tidkrevende og kostbart å sette inn forsterkninger, bore og koble til eksisterende deler. Siden sveising er mulig uten langsiktige foreløpige forberedelser samt uten å bryte de eksisterende bindemidlene, var det nærliggende å prøve å sveise armeringen av tverrsnittene og koblingene til gitteret. Sammenvirkningen av nagler og sveiser for å motta krefter i stenger er undersøkt i detalj teoretisk og i eksperimenter. Likevel, i praktisk implementering, oppstod sprekker og tretthetsbrudd, delvis først etter langvarig bruk. Årsakene til disse vanskelighetene var virkningene av sveisehakk og plutselige endringer i snitt, og noen av sprekkene som oppsto var forårsaket av høye påkjenninger fra svinn.
Forsterkning av eksisterende struktur: sveising av stresset eller eldet stål kan introdusere sprekker, sprø brudd, lokalt tap av stabilitet og ny kraftbane. Før arbeid skal materialet, eksisterende skader og utmatting, faktisk belastning, sveisbarhet, belastningsrekkefølge og midlertidig forsikring fastsettes. Armering utføres kun i henhold til godkjent prosjekt og prosedyre, med tilsyn og kontroll.
Kombinerer sveising, nagling og skruer
I noen tid var det forbudt å bruke sveising og nagling samtidig. Spesiell oppmerksomhet ble viet “helsveisede strukturer” der nagler og skruer ble fullstendig unngått. I dag påføres sveising og nagling igjen parallelt på samme objekt. I mange tilfeller er det hensiktsmessig å kun sveise verkstedforlengelsene, og tvert imot klinke de prefabrikkerte. Påføring av begge typer koblinger i samme fortsettelse bør unngås, fordi en tydelig fordeling av krefter ikke kan oppnås på grunn av krymping knyttet til sveising og glidning av nagler/bolter.
Avslutt: leddvirkning av sveiser, nagler og skruer må ikke antas uten en beregningsmodell, en definert rekkefølge av utførelse, toleranser og slippkontroll. For hver bærende detalj skal kraftvei, utmattingskategori, tilgjengelighet til sveising og inspeksjon, akseptable feil og en vedlikeholdsplan gjennom konstruksjonens levetid være kjent.