СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СВАРНОЙ ПОДКРАНОВОЙ БАЛКИ, ПОВРЕЖДЕННОЙ УСТАЛОСТНЫМИ ТРЕЩИНАМИ Российский патент 2012 года по МПК B23P6/00 B66C6/00 

Предлагаемое изобретение относится к модернизации сварных подкрановых балок в цехах черной и цветной металлургии, поврежденных усталостными трещинами при интенсивном тяжелом режиме эксплуатации (8К, 7К) мостовых кранов.

Известны разрезные сварные подкрановые балки, прикрепленные к колоннам цеха на сварке [1, с.446, рис.15.19] без возможности амортизации посредством листовых накладок, в том числе и потолочной сваркой [1, с.463, рис.16.7, 16.8]. Недостатки этих технических решений следующие:

1. Низкий ресурс при эксплуатации сварных двутавровых подкрановых балок из-за очень высоких эффективных коэффициентов концентрации напряжений в сварных узловых соединениях, достигающий по исследованиям М.М.Гохберга четырех единиц [2, Т.I. с.138, п.25]. Эффективный коэффициент концентрации напряжений есть отношение предела выносливости гладкого образца к пределу выносливости образца с концентратором, то есть этот коэффициент показывает, во сколько раз происходит снижение выносливости по отношению к гладкому образцу без концентрации напряжений. Коэффициенты снижения выносливости для сварных двутавровых подкрановых балок с К-образными швами достигают недопустимо высоких опасных величин К=3,2…4! Недопустимое снижение выносливости возникает, например, в узле пересечения трех сварных швов: верхнего поясного шва балки и вертикального и горизонтального швов ее опорного ребра. Такое же недопустимое снижение выносливости происходит и в потолочных швах.

2. Отсутствие каких-либо амортизирующих устройств в мостовых кранах и подкрановых конструкциях.

3.Соединения балок с колоннами неразъемные сварные, поэтому при неравномерных осадках колонн затруднена рихтовка подкрановых путей. Рихтовку балок выполняют стреловым подъемным краном, останавливая и демонтируя для этого технологическое оборудование в цеху. Имеется неиспользованный резерв повышения надежности и несущей способности конструкций превращением разрезных подкрановых балок в неразрезные многопролетные.

4. В действующих нормах [3] заложен низкий ресурс работоспособности сварных подкрановых балок - 2 миллиона циклов прокатывания колес кранов.

5. При переходе от клепаных подкрановых балок к сварным была допущена техническая ошибка, породившая проблему выносливости подрельсовой зоны. Ошибка заключается в том, что в 30-х годах прошлого века пояса подкрановых балок, на которые опираются рельсы, были сильно ослаблены. Моменты инерции верхнего пояса при локальном его кручении J_кр и изгибе были снижены в несколько десятков раз! Мощный пакет, состоящий из нескольких поясных листов, уголков и ламелей, был заменен одним листом пояса. К тому же высокоресурсные клепаные соединения были заменены соединениями с пониженным ресурсом - сварными [4]. Усталостные трещины [1, с.456, рис.16.2] [4] [5, с.128] в подрельсовой зоне стенок сварных подкрановых балок появляются преждевременно при накоплении 0,4…0,7 миллионов циклов нагружений. Усталостные трещины нарушают безопасную эксплуатацию подкрановых путей! Эксплуатация подкрановых балок с усталостными трещинами запрещена [6, с.24, п.1.59].

При появлении усталостных трещин необходимо срочно производить ремонт подкрановых конструкций [5, с., рис.IV. 34].

Недостатки известных способов ремонта следующие:

1. Старые опасные концентраторы напряжений в зоне сварки, от которых возникают усталостные трещины, снижающие ресурс и выносливость, не ликвидируют.

2. Добавляют новые опасные концентраторы от сварки, в том числе и потолочной, выполняемой вручную в неудобном положении и снижающие выносливость до четырех и более раз. В известных решениях невозможно подварить корень шва у усиливаемых конструкций, поэтому после усиления усталостные трещины в балках появляются значительно быстрее, чем во вновь изготовленных конструкциях.

3. Управлять перемещениями разрезных подкрановых балок невозможно.

За ближайший аналог примем известный «Способ усиления подкранового пути», разработанный К.К.Неждановым и др. [4] [7, RU №2114045]. В нем разработан способ восстановления работоспособности стальной, сварной подкрановой балки, имеющей вертикальные опорные ребра и стенку, подрельсовая зона которой повреждена усталостными трещинами, заключающийся в том, что подготавливают пару швеллеров и пару продольных ребер такой же длины, как усиляемая балка, симметрично относительно стенки балки по шаблону сверлят отверстия в верхнем поясе балки и в продольных ребрах, газорезкой с двух сторон частично срезают со стенки балки верхние части вертикальных ребер стенки, примыкающие к верхнему поясу подкрановой балки, следы от срезки зачищают шлифовальным кругом и ликвидируют концентраторы напряжений (RU №2114045 C1, B66C 6/00, 27.06.1988). Перечисленные признаки являются общими для заявленного способа и известного.

В ближайшем аналоге усиление подкранового пути выполнено с помощью качественных К-образных сварных соединений.

В действующих балках рационально не восстанавливать дефектное соединение с малым ресурсом, а заменять его работоспособным с высоким ресурсом с одновременным устранением сильных концентраторов напряжений в зоне действия подвижных сосредоточенных сил и крутящих моментов P^loc, , передающихся от рельса на балку.

Такие концентраторы должны быть удалены от локальных подвижных сил хотя бы на 150…250 мм для затухания колебаний локальных сдвигающих напряжений.

Известно, что ресурс качественного сварного соединения с К-образными швами уступает ресурсу соединений заклепками с внедряемыми сердечниками или ресурсу соединений легированными высокопрочными болтами или легированными шпильками с гарантированным натягом [2, с.138, п.10]. Поэтому «Способ усиления подкранового пути» следует усовершенствовать. Также известно, что в настоящее время выпускают сверлильную машину с пневматическим или электрическим приводом [8, с.140, табл.36], позволяющую механизировать процесс постановки высокопрочных болтов или шпилек с гарантированным натягом. Модернизация сверлильной машины позволит еще более упростить постановку высокопрочных болтов или шпилек на действующем производстве без остановки эксплуатации мостовых кранов. Механизация сверления отверстий позволяет осуществить легкий переход к соединениям с высоким ресурсом.

Техническая задача изобретения - полное восстановление работоспособности сварной подкрановой балки, получившей опасные повреждения в подрельсовой зоне усталостными трещинами, повышение ресурса ее эксплуатации, снижение материалоемкости, автоматизация процесса восстановления работоспособности без демонтажа и управление ее перемещениями массой мостового крана с грузом.

Техническая задача по способу полного восстановления работоспособности сварной подкрановой балки, поврежденной в подрельсовой зоне усталостными трещинами, повышения ресурса ее эксплуатации, снижения емкости и автоматизации процесса восстановления работоспособности без демонтажа решена следующим образом.

Способ восстановление работоспособности стальной подкрановой балки, имеющей вертикальные опорные ребра и стенку, подрельсовая зона которой повреждена усталостными трещинами, и имеющей приваренные к стенке вертикальные ребра, производят следующим образом.

Способ заключается в том, что в заводских условиях подготавливают пары швеллеров и продольных ребер такой же длины, как усиляемая балка. По шаблону в заводских условиях сверлят отверстия в полках швеллеров, соосные существующим отверстиям в верхнем поясе балки, а в другой полке соосные отверстиям в продольных ребрах.

Газорезкой с двух сторон частично срезают со стенки балки верхние части вертикальных опорных ребер и ребер стенки, примыкающие к верхнему поясу балки. Следы от срезки зачищают шлифовальным кругом и ликвидируют опасные концентраторы напряжений.

Отличие в том, что продольные ребра выполняют из уголков, в заводских условиях на сверлильных станках по одному и тому же шаблону сверлят отверстия в полках швеллеров и уголков. Дробеструйным способом обрабатывают поверхности уголков, швеллеров, верхний пояс снизу и стенку балки. Один из подготовленных уголков с отверстиями укладывают под верхним поясом балки на оставшиеся части вертикальных ребер полками наружу, перекрывая разрезные стыки балок. На горизонтальные полки уголков укладывают полками наружу подготовленные швеллеры.

Совмещают отверстия в верхнем поясе балки с ответными отверстиями в полке швеллера. Неподвижно присоединяют швеллер легированными шпильками к верхнему поясу балки, гарантированно затягивая гайки гайковертом. Прикрепляют уголки к швеллерам также легированными шпильками. Затем циклы продолжают с другой стороны стенки балки, со вторыми швеллером и уголком, охватывая стенку балки с двух сторон.

Для сверления отверстий в стенке балки используют сверлильную машину [8, с.140, табл.36], оснащенную гидравлическим приводом подачи сверла и электромагнитом-фиксатором, для неподвижного присоединения ее к балке. Совмещают сверло сверлильной машины с одним из готовых отверстий в уголках. Неподвижно фиксируют сверлильную машину электромагнитом-фиксатором на подкрановой балке.

Механизированно сверлят сквозное соосное отверстие в стенке балки, одновременно развертывая ответное отверстие во втором уголке. Сразу же монтируют в готовые отверстия легированные шпильки [3, с.40] с шайбами, наживляют гайки и гайковертом гарантированно затягивают гайки, неподвижно соединяя уголки со стенкой балки и между собой соединением с высоким ресурсом.

Таким образом образуют разделенный стенкой балки пополам замкнутый коробчатый контур для восприятия крутящих воздействий от тормозных сил тележек кранов. Верхние пояса смежных балок неподвижно соединяют друг с другом швеллерами и уголками, превращают однопролетные разрезные балки в многопролетные и этим значительно повышают их надежность и превращают в управляемые. Управляют перемещениями неразрезных балок массой мостового крана с грузом, выполняющим функции актуатора [9] [10].

На фиг.1 показано усиление подкрановой балки - общий вид.

Восстановление работоспособности подкрановых балок, поврежденных усталостными трещинами в подрельсовой зоне, имеющих вертикальные ребра жесткости, соединенные со стенкой балки сваркой, производят следующим образом.

Балки 1, стальные, являющиеся подкрановыми, имеют опорные и промежуточные ребра 2. В заводских условиях подготавливают пару швеллеров 3, симметричных относительно стенки 4 балки 1, такой же длины, как усиляемая балка, и пары симметричных уголков 5, ориентированных продольно, на длину усиляемой балки. Швеллеры 3 и уголки 5 являются усиляющими элементами.

Газорезкой частично срезают с одной из сторон стенки, на высоту сечения швеллеров 3 верхние, мешающие части вертикальных опорных и промежуточных ребер 2 балки 1, примыкающие к верхнему поясу 6. Следы от газорезки зачищают шлифовальным кругом заподлицо, и опасные концентраторы напряжений ликвидируют и этим повышают выносливость.

По одному и тому же шаблону в сборке сверлят отверстия в полках уголков 5 и в одной из полок швеллеров 3 сверлят отверстия в других полках швеллеров 3, соосные существующим отверстиям в верхнем 6 поясе усиляемой балки 1. Дробеструйным способом обрабатывают контактирующие поверхности швеллеров 3, полок уголков 5, верхнего пояса 6 и стенки 4 балки 1.

Укладывают один из уголков 5 на оставшиеся части вертикальных опорных и промежуточных ребер 2, с одной стороны балки одновременно перекрывая разрезной стык балок 1. На уголок 5 укладывают один из швеллеров 3. Неподвижно присоединяют швеллер 3 к верхнему поясу 6 балки 1 снизу легированными шпильками 7 с гарантированным натягом гайковертом, используя существующие отверстия в верхнем поясе 6, соосные отверстиям в швеллере 3. Монтируют и неподвижно соединяют уголок 5 со швеллером 3.

На верхний пояс 6 подкрановой балки 1 монтируют по частям трехглавый рельсовый блок, состоящий их главного рельса 8, соединенного гнутыми из листа швеллерными профилями 9 с двумя боковыми рельсами 10. Соединения рельсового блока выполняют посредством полых заклепок с внедряемыми сердечниками.

Аналогично с другой стороны стенки газорезкой частично срезают мешающие монтажу швеллеров 3 верхние части вертикальных опорных и промежуточных ребер 2 балки 1, примыкающие к верхнему поясу 6 усиляемой балки 1 снизу. Частичную срезку мешающих верхних частей выполняют на высоту сечения швеллеров 3 и толщины полок уголков 5. Места газовой резки зачищают шлифовальным кругом, опасные концентраторы напряжений ликвидируют и этим повышают выносливость. Дробеструйным способом обрабатывают контактирующие поверхности верхнего пояса 6 и стенки 4 балки 1. Аналогично монтируют вторые пары уголков 5 и швеллеров 3, неподвижно присоединяют второй швеллер 3 к верхнему поясу 6 балки 1 и полке уголка 5 легированными шпильками 7 с гарантированным натягом.

Разрезной стык балок 1 перекрывают соединенными друг с другом уголками 5 и швеллерами 3.

Полками пары уголков 5 плотно охватывают стенку балки 4 с двух сторон, причем уголки 5 неподвижно присоединяют к стенке 4 легированными шпильками 7 с гарантированным натягом их гайковертом. То есть полки пары уголков 5 соединены со стенкой 4 легированными шпильками 7 соединением с высоким ресурсом.

Для сверления отверстия в стенке 4 балки 1 используют сверлильную машину, оснащенную электромагнитом-фиксатором для неподвижной фиксации ее на подкрановой балке 1 в необходимых точках, а также гидравлическим приводом подачи сверла. Механизированно сверлят посредством ее отверстия в стенке 4 балки 1 по имеющимся отверстиям в уголках 5.

Уголки 5, швеллеры 3 и верхний пояс 6 усиляемой балки 1 охватывают и заключают поврежденную усталостными трещинами подрельсовую зону стенки в замкнутый объем и передают локальные воздействия от колес кранов в обход поврежденной зоны через соединения с высоким ресурсом.

Монтаж производят в следующей последовательности. Монтируют монтажные площадки, подвешивая их, например, к тормозным балкам и к мостовому крану.

С усиливаемых подкрановых балок 1 частично срезают верхние, мешающие части вертикальных опорных и промежуточных ребер 2 и зашлифовывают места резки шлифовальным кругом. Между опорных и промежуточных ребер 2 внизу ставят распорные прокладки (не показано) для восприятия опорных изгибающих моментов.

Подъемным устройством, например лебедкой, поднимают подготовленные в заводских условиях детали усиляющих элементов на тормозные балки и на монтажные площадки.

Укладывают один из уголков 5 на остаток опорных и промежуточных ребер, перекрывая стык балок 1. Монтируют один из швеллеров 3 с одной стороны стенки балки и неподвижно присоединяют его к верхнему поясу 6 и уголкам 5 легированными шпильками 7 с гарантированным натягом, используя существующие отверстия в верхнем поясе 6.

Аналогично монтируют с другой стороны стенки 4 балки 1 второй уголок 5 и второй швеллер 3, неподвижно присоединяют их к верхнему поясу 6 балки 1 и между собой легированными шпильками 7 с гарантированным натягом.

Совмещают сверло с одним из готовых отверстий в уголках 5, неподвижно фиксируют сверлильную машину электромагнитом-фиксатором на подкрановой балке 1 и механизированно сверлят сквозное отверстие в стенке 4 балки 1.

Сразу же монтируют в готовое отверстие легированную шпильку 7 с шайбами, наживляют гайки и гайковертом гарантированно затягивают гайки, неподвижно соединяя уголки 5 со стенкой 4 балки 1. Последовательно монтируют и гарантированно затягивают гайки на всех легированных шпильках. Образуют замкнутый коробчатый контур, разделенный стенкой балки пополам. Замкнутый коробчатый контур легко воспринимает крутящие воздействия от тормозных сил Тот тележек кранов.

Верхние пояса смежных балок 1 неподвижно соединяют друг с другом швеллерами 3 и уголками 5. Однопролетные подкрановые балки преобразуют в неразрезные конструкции и значительно повышают их надежность.

Рельс соединяют с колонной амортизатором-регулятором [11], а тормозные балки 11 соединяют связями (не показано) с нижним поясом подкрановой балки. Затягивают и шплинтуют болты.

Пример конкретной реализации

Проверим выносливость разрезной подкрановой балки с коробчатым верхним поясом (фиг.1) при тех же воздействиях. Циклические колебания напряжений в подрельсовой зоне возникают при прокатывании колес кранов (Р_экв=4480 гН, см. табл.1). Характеристики элементов верхнего пояса следующие: подрельсовая подкладка - 40·1,74 см с выступами 2,05·3 см, швеллеры №16, гнутые неравнобокие уголки - 19,4·7·0,5 см, статический момент верхнего пояса S_{х в.п.}=11209,2 см³ (в запас прочности - без учета симметричной тормозной балки). При подсчете момента инерции на кручение верхнего пояса верхней частью стенки и свисающими частями уголков пренебрегли также в запас прочности. Вычисления были произведены по формуле, приведенной в учебнике М.М.Гохберга [12]:

(в числителе - квадраты габаритов коробчатого сечения верхнего пояса, в знаменателе - соответствующие размеры, деленные на толщину).

Таблица 1. Подвижные локальные силы от колес кранов Сила, гН Нормативная Коэффициенты Эквивалентная P_экв=γ_nγ_f1P_н При изгибе и срезе динамичности, повторяемости, γ_n Вертикальная Р 4000 1,6 0,7 4480 2800 Горизонтальная Т=0,1·Р 400 1,6 0,7 448 280

Коэффициент γ приняли равным 1 ввиду того, что в балке применены соединения с высоким ресурсом, исключающие проскальзывание. По сравнению со сварной балкой [13] момент инерции верхнего пояса на кручение увеличен примерно в 45 раз и превысил момент инерции рельса на кручение почти в 10 раз. Прочие параметры, используемые при проверке выносливости: J_{х в.п.}=11291,2 см⁴, J_{х рел.}=765 см⁴, t_ст=1,2 см. Таким образом, момент инерции верхнего пояса на изгиб увеличен примерно в 280 раз и превысил момент инерции рельса на изгиб почти в 15 раз. Проверка выносливости балки с коробчатым верхним поясом при установленном рельсе КР-100 приведена в табл.2.

Для определения характера циклов нагружений используем амплитудный коэффициент [14]:

,

где - амплитуда колебаний сдвигающих напряжений;

- экстремум сдвигающих напряжений.

Таблица 2. Проверка выносливости балки с коробчатым верхним поясом. Вычисление величин локальных напряжений Величина Эффективная длина волн локальных колебаний напряжений, см 73,98 Колебания крутящих моментов 6720 Колебания локальных напряжений при качении колес кранов, МПа Минимум напряжений при центральном сжатии 0 Экстремум колебаний напряжений при центральном сжатии, МПа -50,46 ±15,14 Циклические колебания напряжений от кручения верхнего пояса, МПа ±2,01 Амплитуды ±0,50 Сумма колебания локальных напряжений от нуля до -52,47 Сумма амплитуд колебаний циклов сдвигающих напряжений ±τ_a Симметричные колебания ±15,64 Отнулевые колебания до τ_aA=0,5=τ_2max=-0,5Σσ_y 26,23 Примечание: разработанная конструкция подразумевает поперечную рихтовку балки на консолях колонн при сохранении положения рельса между выступов подрельсовой подкладки - то есть с нулевым эксцентриситетом, чем объясняется величина.

Выносливость балки обеспечена при выполнении следующих трех условий [14]:

; ; ,

где предел выносливости при наличии средних напряжений и произвольной амплитуде ;

величина средних напряжении

экстремум сдвигающих напряжений .

По результатам исследований [13] для балок с высокоресурсными соединениями (сварной шов заменен на заклепки с внедряемыми сердечниками либо легированные шпильки с гарантированным натягом) имеем следующие значения:

; ; tgψ_н=1,04

Производим предварительные вычисления:

а) средние напряжения цикла

б) экстремальные напряжения цикла

Производим проверку:

при симметричных циклах τ_{а A=1}=15,64<42,2 МПа,

при отнулевых циклах τ_{а A=0,5}=26,23<88,0 МПа,

при наличии средних напряжений

.

Проверка показывает, что выносливость балки обеспечена при накоплении 6 миллионов циклов нагружений, при этом в каждой проверке имеется запас в 1,7…3,3 раза, что указывает на то, что работоспособность балки можно гарантировать и на больший период времени ее эксплуатации и можно ожидать ее работу в зоне так называемой неограниченной долговечности [14].

Выполненное усиление обеспечивает полную безопасность даже в том случае, если в верхнем поясном шве есть усталостные трещины. Теперь верхний пояс балки надежно присоединен к ее стенке легированными шпильками с гарантированным натягом и локальные воздействия от колес кранов передаются в обход поврежденной зоны через соединения с высоким ресурсом.

Колебания сдвигающих локальных напряжений в соединениях снижены в несколько раз и не могут превысить предела выносливости соединения. Надежность обеспечена даже при полном разрушении верхнего поясного шва усиливаемой балки.

Усиленный подкрановый путь работает следующим образом. При движении груженого крана подкрановые балки изгибаются. После усиления пролетный изгибающий момент в подкрановой балке уменьшен на 30…35%, так как изменена схема ее работы и возникли опорные изгибающие моменты. Балки стали работать как неразрезные многопролетные. Несущая способность подкранового пути повышена.

Работоспособность также повышена, так как соединения выполнены с минимальной концентрацией напряжений, а опасные концентраторы ликвидированы, и выносливость соединений повышена в несколько раз.

Созданы благоприятные условия для автоматизации управления перемещениями рельсового пути массой мостового крана с грузом по подкрановым конструкциям [9]. Мостовой кран с грузом является актуатором, перемещающим подкрановые конструкции. Для управления перемещениями подкрановых конструкций загружают смежный пролет балки мостовым краном с грузом, ослабляют анкерные болты, и приподнимают подкрановую балку за счет упругого ее выгиба мостовым краном [15]. Упругий выгиб балки выпуклостью вверх приводит к возникновению отрывающих опорных реакций, приподнимающих опорные ребра балок над опорами на заранее зафиксированную анкерными болтами требуемую величину. Подкладывают подкладки под приподнятые опорные ребра балок и анкерные болты затягивают [9].

Экономический эффект возник из-за следующего:

1. Повышение ресурса подкрановых балок по ряду причин.

- Повышен ресурс узловых соединений в подрельсовой зоне стенки балки за счет ликвидации опасных концентраторов напряжений, снижающих выносливость подрельсовой зоны балок до четырех раз.

- Возникновение усталостных трещин в подрельсовой зоне стенки балки стало невозможным, так как сварной шов, обладающий малым ресурсом, заключен уголками 6, швеллерами 4 и верхним поясом 7 в замкнутый объем, охватывающий поврежденную усталостными трещинами подрельсовую зону стенки. Замкнутый объем и передает локальные воздействия от колес кранов в обход поврежденной зоны через соединения с высоким ресурсом.

- Высокая выносливость достигнута соединением пар уголков, охватывающих стенку балки, легированными шпильками с гарантированным натягом, то есть соединениями с высоким ресурсом.

2. Ликвидирована возможность внезапного обрушения подкрановых балок, так как они превращены из разрезных в неразрезные многопролетные. В них не может возникнуть первое предельное состояние - по исчерпанию несущей способности, а только второе предельное состояние - по непригодности к нормальной эксплуатации.

3. Уменьшены изгибающие моменты в подкрановых балках на 30…35% за счет перекрытия разрезных стыков балок швеллерами, надежно соединенными с верхними поясами балок. Подкрановые балки стали работать как неразрезные многопролетные. Надежность и несущая способность подкранового пути значительно повышена.

4. Автоматизировано управление перемещениями подкрановых конструкций массой мостового крана с грузом из-за превращения их в неразрезные многопролетные. Это качественно упростило рихтовку подкрановых путей посредством использования крана с грузом как актуатора [9].

Список литературы

1. Металлические конструкции: учебник для студ. высш. учебн. заведений [Ю.И.Кудишин, Е.И.Беленя, B.C.Игнатьева и др.]; под ред. Ю.И.Кудишина. - 9-е изд. стер. М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 688 с.

2. Справочник по кранам: В 2 т. T.I. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций // В.И.Брауде, М.М.Гохберг, И.Е.Звягин и др.: Ред. М.М.Гохберг - М.: Машиностроение, 1988 - 536 с. Т.2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов // М.П.Александров, М.М.Гохберг, А.А.Ковин и др.: Ред. М.М.Гохберг - Л.: Машиностроение, 1988 - 559 с.

3. СНиП II - 23-81*. Стальные конструкции. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990-96 с.

4. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета / дисс. доктора техн. наук - Пенза, 1992.

5. Кикин А.И. и др. Повышение долговечности металлических конструкций промышленных зданий / Ред. А.И.Кикин. - М.: Стройиздат, 1984. 301 с.

6. СНиП Ш-18-75. Правила производства и приемки работ. Металлические конструкции: - М.: 1976 - 161 с.

7. Нежданов К.К., Нежданов А.К., Тамбовцев Е.Н., Васильев А.В. Способ усиления подкранового пути. Патент России №2114045. Бюл. №18, 1998. Зарег. 27.06.1998.

8. Абаринов А.А. и др. Технология изготовления стальных конструкций. Госстройиздат, 1963. - 307 с.

9. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Способ рихтовки подкранового пути. Патент России №2104362 Бюл. №14 зарег. 10.02.1998.

10. Абовский Н.П. Управляемые конструкции: КРАС/ГАСА. Красноярск. 1998. - 433 с.

11. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Узловое соединение подкранового пути с колонной Патент России №2047992 B66C 7/00. Действует с 10.11.1995.

12. Гохберг М.М. Металлические конструкции подъемно-транспортных машин. - М.: Машиностроение, 1969 - 520 с.

13. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Результаты сравнения регрессионных зависимостей между числом циклов до появления усталостных трещин и величиной сдвигающих напряжения для сварных балок и балок с поясами из тавров // журнал «Строительная механика и расчет сооружений» №2 - М.: 2008, с.13.

14. Нежданов К.К., Нежданов А.К. Способ гарантирования заданной выносливости К-образного сварного шва в подрельсовой зоне стенки двутавровой подкрановой балки. // журнал «Строительная механика и расчет сооружений» №1, - М.: 2008, с.52.

15. Нежданов К.К. Устройство для рихтовки подкрановых балок, а.с. №0998306, СССР, М. Кл.³ B66C 7/00 // Бюл №7 - 1983.

Номера:

1. балка;

2. промежуточные ребра;

3. пара швеллеров;

4. стенка балки;

5. пара симметричных уголков;

6. верхний пояс усиляемой балки;

7. легированные шпильки;

8. главный рельс;

9. гнутые швеллерные профили;

10. боковые рельсы;

11. тормозная балка.

Изобретение относится к модернизации сварных подкрановых балок, поврежденных усталостными трещинами при интенсивном тяжелом режиме эксплуатации мостовых кранов. Подготавливают пары швеллеров и продольных ребер. По шаблону сверлят в них отверстия, соосные существующим отверстиям в балке. Продольные ребра выполняют из уголков и сверлят по одному и тому же шаблону отверстия в полках швеллеров и уголков. Один из подготовленных уголков с отверстиями укладывают на оставшиеся части вертикальных ребер полками наружу, перекрывая разрезные стыки балок. Неподвижно присоединяют швеллеры и уголки легированными шпильками к усиляемой балке. Затем циклы продолжают с другой стороны стенки балки до образования замкнутый коробчатого контура для восприятия крутящих воздействий от тормозных сил тележек кранов. Изобретение позволяет повысить ресурс эксплуатации подкрановой балки, снизить материалоемкость и автоматизировать процесс восстановления ее работоспособности без демонтажа. 1 пр., 2 табл., 1 ил.

Способ восстановления работоспособности стальной сварной подкрановой балки, имеющей вертикальные опорные ребра и ребра стенки, подрельсовая зона которой повреждена усталостными трещинами, включающий подготовку пары швеллеров и пары продольных ребер длиной, равной длине восстанавливаемой балки, сверление по шаблону отверстий в полках швеллеров, соосных существующим отверстиям в верхнем поясе балки, частичное срезание газорезкой с двух сторон со стенки балки верхних частей вертикальных опорных ребер и ребер стенки, примыкающих к верхнему поясу балки, зачистку следов от срезки шлифовальным кругом и ликвидацию опасных концентраторов напряжений, отличающийся тем, что продольные ребра выполняют из уголков, в заводских условиях на сверлильных станках по одному и тому же шаблону сверлят отверстия в полках швеллеров и уголков, дробеструйным способом обрабатывают поверхности уголков, швеллеров, верхний пояс снизу и стенку балки, укладывают один из подготовленных уголков с отверстиями под верхний пояс балки на оставшиеся части вертикальных опорных ребер полками наружу, перекрывая разрезные стыки балок, укладывают на горизонтальные полки уголков полками наружу подготовленные швеллеры, совмещают отверстия в верхнем поясе балки с ответными отверстиями в полке швеллера, неподвижно присоединяют швеллер легированными шпильками к верхнему поясу балки, гарантированно затягивая гайки гайковертом, прикрепляют уголок к швеллеру легированными шпильками, затем цикл продолжают с другой стороны стенки балки со вторыми швеллером и уголком, охватывая стенку балки с двух сторон, при этом сверлят отверстия в стенке балки сверлильной машиной, оснащенной гидравлическим приводом подачи сверла и электромагнитом-фиксатором для неподвижного присоединения ее к балке, совмещают сверло сверлильной машины с одним из готовых отверстий в уголках, неподвижно фиксируют сверлильную машину электромагнитом-фиксатором на подкрановой балке, механизированно сверлят соосное сквозное отверстие в стенке балки одновременно развертывая на проектный диаметр ответное отверстие во втором уголке, сразу же монтируют в готовые отверстия легированные шпильки с шайбами, наживляют гайки и гайковертом гарантированно затягивают гайки, неподвижно соединяя уголки со стенкой балки и между собой соединением с высоким ресурсом, образуют разделенный стенкой балки пополам замкнутый коробчатый контур для восприятия крутящих воздействий от тормозных сил тележек кранов.