Способ ремонта подкрановых балок Советский патент 1987 года по МПК B23P6/04 

10

15

1333522

Изобретение относится к ремонтно- восстановительным работам в частности к ремонту дефектов в виде трещин в швах в верхней зоне сварных подкрановых балок.

Целью изобретения является снижение металлоемкости и трудоемкости ремонта и повышение несущей способности эксплуатируемых подкрановых балок с трещинами по сварным швам стенки с верхним поясом.

На фиг. 1 показана верхняя зона подкрановых балок, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Верхний пояс 1 подкрановой балки по сварному шву со стенкой 2 имеет трещину 3. Конды трещины засверлива- ют отверстиями 4. Усиливающие накладки в виде протяженных элементов - стержней 5 устанавливают с двух сторон стенки 2 и приваривают по концам сплошными 6 и 7,а по длине прерывистыми 8 и 9 швами попеременно к поясу и стенке. Катет сварных: швов 7 и 9 к стенке 2 больше катета швов 6 и 8 к поясу 1 на 20%. Сварные швы 6, 7, 8 и 9 выполняют последовательно от одного конца стержней к другому, не прекращая процесс сварки . Затем ближние к концам швы подваривают швами 10 и 11.

Сущность способа заключается в следующем.

20

25

30

Усилие от сдвиговых воздействий создают сжимающие напряжения в элементах.

Кроме того, в стержневых элементах усиления возникают напряжения от общего изгиба балки. По величине они равны напряжениям для смежных по горизонтали фибр.

Пример . Ремонт трещины в верхней зоне подкрановой балки применительно к складу полупродукта обжимного Цеха Западно-Сибирского металлургического комбината.

1. Исходные данные.

Подкрановая балка - неразрезная четьфехпролетная.

Характеристики сечения в зоне трещины: верхний пояс 400x22, нижний пояс 340x18, стенка 1600x14, момент инерции (I) 1444403 см , статичес кий момент (S) 6624 см, момент сопротивления в зоне трещины (W) 19466,3 см.

Подкрановая балка имеет , по сварному шву крепления стенки к верхнему поясу длиной 700 мм в зоне второй от края опоры.

Расчетное поперечное усилие в сечении с трещиной: поперечная сила 79,8 т, изгибающий момент 12,0 т.

Ремонт трещины производят путем засверливания ее концов с последующей установкой и привариванием с двух сторон стержней, перекрывающих длину трещины. Стержни выполнены из

В процессе сварки ,с последователь- 35 09Г2-12 по ГОСТ 19282-73 сеченым непрерывным наложением сварных 0x20, длиной 1260 мм. Расстоя45швов 6-11 стержни 5 подвергаются нагреву и удлинению. После остывания сварных швов 6-11 стержни становятся, растянутыми. Концентраторы напряжения 40 в зоне концов трещин и на концевых зонах снижены наплавками швов 10 и 11. Усадочные деформации сварных прерывистых попеременных швов 8 и 9 создают зазор между плоскостями стен- ки 2 и пояса 1 в пределах десятых долей миллиметра. Это обеспечивает сво- бодньш поворот верхнего пояса 1 совместно с подкрановым рельсом относительно продольной оси. Одновременно .исключаются поперечные взаимные смещения пояса 1 и стенки 2, расчлененных трещиной 3. Сдвиговые усилия на разрушенном участке балки воспринимаются и передаются стержнями 5 усиления. Вертикальное давление от мостовых кранов передается по контакту поверхностей трещины, которые строго конгруэнтны.

50

55

ние прерывистыми швами по сечению . 300 мм, учитывая условие поперемен- ности наложения к стенке и поясу, наибольшее расстояние между смежными швами (Ij) 250 мм. Расчетные длины прерывистых швов 100 мм и концевых 100 мм,.катеты соответственно 12 мм и 10 мм. Подварочные швы катетом 4 мм наплавляют на зону сплавления концевого шва и шпоночного, примыкающего -ж стенке со стенкой. Подварочные швы в расчет не принимают, так как они не увеличивают катет, а конструктивно обеспечивают плавность перехода шва к основному металлу стенки и снижают уровень концентрации напряжений.

2. Поверочный расчет усиления.

Усилие от сдвиговых воздействий на один стерл ень (сжатие)

798006624-70

ЕС,

1444403 2

12808,6 кг

Усилие от сдвиговых воздействий создают сжимающие напряжения в элементах.

Кроме того, в стержневых элементах усиления возникают напряжения от общего изгиба балки. По величине они равны напряжениям для смежных по горизонтали фибр.

Пример . Ремонт трещины в верхней зоне подкрановой балки применительно к складу полупродукта обжимного Цеха Западно-Сибирского металлургического комбината.

1. Исходные данные.

Подкрановая балка - неразрезная четьфехпролетная.

Характеристики сечения в зоне трещины: верхний пояс 400x22, нижний пояс 340x18, стенка 1600x14, момент инерции (I) 1444403 см , статичес кий момент (S) 6624 см, момент сопротивления в зоне трещины (W) 19466,3 см.

Подкрановая балка имеет , по сварному шву крепления стенки к верхнему поясу длиной 700 мм в зоне второй от края опоры.

Расчетное поперечное усилие в сечении с трещиной: поперечная сила 79,8 т, изгибающий момент 12,0 т.

50

0

5

ние прерывистыми швами по сечению . 300 мм, учитывая условие поперемен- ности наложения к стенке и поясу, наибольшее расстояние между смежными швами (Ij) 250 мм. Расчетные длины прерывистых швов 100 мм и концевых 100 мм,.катеты соответственно 12 мм и 10 мм. Подварочные швы катетом 4 мм наплавляют на зону сплавления концевого шва и шпоночного, примыкающего -ж стенке со стенкой. Подварочные швы в расчет не принимают, так как они не увеличивают катет, а конструктивно обеспечивают плавность перехода шва к основному металлу стенки и снижают уровень концентрации напряжений.

2. Поверочный расчет усиления.

Усилие от сдвиговых воздействий на один стерл ень (сжатие)

798006624-70

ЕС,

1444403 2

12808,6 кг

Усилие от изгиба балки в целом при расчетной поперечной силе (растяжение)

J 20000j 6 19А66,3

369,9 кг

Усилие от сварочных деформаций после остывания швов (растяжение)

.1,-0-0,7 9500-2,1 -10 -6

8850,8 кг . .

30 см - свободная длина стержня без сварки.

Суммарные усилия -12808,6+ 369,9+9850,8 -2587,3 кг.

Без учета положительного влияния сварки 12438,1 кг.

Коэффициент условия работы -у 0,8.

Проверка шпоночных швов: по металлу шва

-f:i§-°.-°.,8 1496 кг/см2, по металлу оплавления

° кг/см 0,45-3550 х1,0-0,8 1278 КГ/СМ2 .

Проверка концевых швов ; по металлу шва

12438,1QQO / /3

077-ТОТ2 :0- V888,4 кг/CMS по металлу сплавления

12438,1 ,„„ , , . ТТО-О-ГТ 22 кг/cм

Проверка равнопрочности концевых сварных швов основному металлу из условия передачи вертикальных воздействий,л

Несушая способность на 1 пог. см длины . металла стенки

1,4x2200x0,8 2464 кг/см, металла шва

,55-0,85-0,8-2 -1,0 1 , 1э

2992 кг/см 2464 кг/.см.

Проверка несущей способности стержней усиления:

Д -|--/Г2 28,9 tf 0,92;

2815. 2850 кг/см

Поперечные деформации стержней, привариваемых шпоночными швами, aw 3,53-10 -9508-1 -0,7 0,023 см.

Таким образом обеспечивается достаточная несущая способность усиления, равнопрочность угловых швов стенки, В результате разогрева, пластического дефоркмрования и последующего остывания сварного шва создаются благоприятные условия для последующей работы конструкции: растяжение стержней от сварки компенсирует сжимающие воздействия от сдвига в месте сопряжения, а поперечные деформации стержней исключа ют влияние поворота пояса на шпоночные сварные швы.

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1. Способ ремонта подкрановых балок, преимущественно с трещинами в сварных швах, соединяющих стенку и верхний пояс, при котором выполняют засверловку отверстий в концах трещины, установку на всей поверхности сварных швов усиливающих накладок в виде протяженных элементов и их приварку, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости и трудоемкости ремонта и повьш1ения несущей способности балок, концевые участки протяженных элементов приваривают к стенке и полке швами, расположенными друг против друга, а остальные участки протяженных элементов приваривают к стенке и полке прерывистыми швами в шахматном порядке, причем сварку ведут в направлении от концевых участков к ее середине.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что швы на концевых участках подваривают с выводом под- варочных швов на поверхность стенки.

фие.2

Изобретение относится к способам ремонта, в частности, подкрановых балок, имеющих трещины в швах, соединяющих полку и стенку. Оно может найти применение в различных отраслях машиностроения при ремонтно-восстановительных работах металлоконструкций. Целью изобретения является снижение трудоемкости и металлоемкости ремонта. Верхний пояс 1 подкрановой балки по сварному шву со стенкой 2 имеет трещину 3, концы которой засверли- вают отверстиями 4, Стержни усиления 5 установлены с двух сторон стенки 2 и приварены по концам сплошными 6,7, а по длине прерывистыми 8,9 сварными швами попеременно к поясу 1 и стенке 2 балки. Это исключает поперечные взаимные смещения пояса 1 и стенки 2, расчлененных трещиной 3. Сдвиговые усилия на разрушенном участке балки воспринимаются и передаются стержнями усиления. Цель изобретения- достигается за счет сокращения сварочных работ, уменьшения количества используемых для ремонта материалов. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. (Л СО СлЭ СО сл ю to Фи.1