Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов Советский патент 1988 года по МПК E01D22/00 

11

Изобретение относится к мостостроению и может быть использовано для предотвращения развития усталостных трещин в металлических элементах пролетных строений мостов.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности пролетного (Строения с трещиной в стенке главной его балки, преимущественно от шва. крепления к ней фасовки связей.

На фиг. 1 изображена балка с трещиной в стенке от шва крепления к не фасонки связей; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - закрепле- ние полунакладок с теплоотводящей подкладкой в зоне трещины; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - заполнение зазора между полунакладками наплавленным металлом с одновре- менным или предварительным нагревом концов трещины; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5.

При наличии трещины 1 в стенке 2 главной балки 3 (фиг. 1-6), возник- шей от шва крепления фасонки 4 связей 5 к стенке главной балки пролетного строения, в качестве элемента усиления используют две пары полу- накл адок 6, располагаемых с обеих сторон стенки балки 2. Полунакладки выполнены с разделкой обращенных одна к другой кромок 7 и продольным пазом 8 на обращенных к трещине смежных концевых участках и установлены в каждой паре в одной плоскости с зазором 9 одна относительно другой, ориентированным вдоль трещины 1 и имеющим величину, большую максимальной ширины раскрытия трещины.

Перед присоединением каждой пары полунакладок 6 к стенке 2 поврежденного элемента в пазы 8 под разделанные кромки полунакладок устанавливают теплоотводящую подкладку 10, располагаемую вдоль трещины. После присоединения полунакладок к стенке поврежденного элемента производят местный разогрев стенки у концов трещины и заполняют зазор 9 между полунакладками в каждой паре одно- временно наплавленным путем сварочного нагрева металлом.

Вследствие жесткого прикрепления полунакладок к поверхности поврежденного элемента (в данном случае стенки 2 балки) при остывании нап- лавоенного шва 11 происходит поперечная его усадка и через полунак

0

5 0

0

5

5

0

5

ладки 6 кромки трещины сближаются или соединяются одна с другой усилием Q, соответствующим объему наплав- ленного металла. Это приводит к снятию пиков напряжений по концам трещины и возможности безопасной дальнейшей эксплуатации конструкции в случае, если усилие предварительного обжатия трещины Q не будет превзо;й- денно усилиями, действующими в пов- реж/т енном элементе вблизи концов трещины. При этом после остывания шва 11 полунакладки превращаются в полную накладку, обеспечивающую усиление поврежденного элемента.

Местный разогрев стенки балки у концов трещины 1 после присоединения полун акпадок к стенке обеспечивает смягчение поля остаточных напряжений вблизи трещины, что исключает возможность роста трещины в нагруженной конструкции при наложении шва 9 в зазор между полунакладками 6. Стягивание кромок трещины сопровождается возникновением растягивающих усилий в накладках, образованных сваркой полунакладок 6, и прилегающих к ним участках стенки балки за накладками, т.е. на достаточном удалении от трещины .

Теплоотводящие подкладки 10, уложенные с обеих сторон трещины 1 в пазах 8 полунакладок 6, исключают чрезмерный разогрев стенки вдоль трещины при наложении шва 11 и способствуют формированию корня стыкового шва, что является существенно важным для сварных накладок, подверженных циклическим нагружениям в железнодорожных мостах.

С целью исключения подвижки полунакладок 6 на поврежденном элементе- стенке 2 и недопущения на нем неблагоприятного поля остаточных напряжений, жесткое присоединение полунакладок к поврежденному элементу производят с использованием фрикционно- срезных или клеефрикционных соединений 12.

Применение предлагаемого способа обеспечивает существенное обжатие стенки балки в зоне трещины и срезание, тем самым, пиков растягивающих напряжений по концам трещины с плотным пр1шатием одна к другой ее кромок. За счет этого обеспечивается повышение эксплуатационной надежности, долговечности работы сооружения

10

в условиях воздействия переменных нагружений и низких отрицательных температур.

Формула изобретения

1. Способ усиления имеющего трещину металлического элемента пролетных строений мостов, включающий ус- тановку элементов усиления в зоне трещины и жесткое присоединение их к металлическому элементу, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности tc пролетного строения с трещиной в стенке главной его балки, преимущественно от шва крепления к ней фасонки связей, в зоне трещины с обеих сторон металлического элемента устанавлива- ют с зазором одна относительно другой по дпине трещины две пары полунакладок с. разделкой обращенных одна к другой кромок и продольным пазам

0

c

на обращенных к .трещине смежных концевых участках, причем перед присоединением полунакладок к металлическому элементу под разделанные кромки в пазы устанавливают тепло- отводящие подкладки, а после присоединения полунакладок к металлическому элементу производят местный разогрев металлического элемента у концов трещины и заполняют одновременно зазоры между разделанными кромками каяздой пары полунакладок наплавленным путем сварочного нагрева металлом.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения смещений полунакладок на металлическом элементе и снижения в нем остаточных напряжений, жесткое присоединение полунакладок к металлическому элементу производят посредством фрикционно-срезных или клее- фрикционных соединений.

Изобретение относится к области мостостроения и может быть использовано для предотвращения развития трещин в металлических элементах пролетных строений мостов. Целью изобретения является повьппение эксплуата- ционной надежности пролетного строения с трещиной в стенке главной его балки, преимущественно от шва крепления к ней фаски связей. При наличии трещины 1 в стенке 2 главной 5/А балки, преимущественно от шва крепления фасонки связей к стенке главной балки, в качестве элемента усиления используют две пары полунакладок 6, располагаемых с обеих сторон стенки 2 балки с зазором 9 друг относительно друга, ориентированные вдоль трещины. Полунакладки выполнены с раз г делкой обращенных друг к другу кромок и продольным пазом на обращенных к трещине смежных концевых участках. Перед присоединением каждой пары по-. лунакладок 6 к стенке 2 балки в пазы под разделанные кромки полунакладок устанавливают теплоотводящую подкладку 10, располагаемую вдоль трещины, а после присоединения полунакладок к стенке 2 производят местный разогрев стенки у концов трещины и заполняют зазор 9 между полунакладками в каждой паре одновременно направленным путем сварочного нагрева металлом. Жесткое присоединение полунакладок производят с использованием фрикционно-срезных или клее- фрикционных соединений 12. 1 з.п. ф-лы, 6 ил. 12 в 2 / / / ел СлЭ 00 00

Фиг. /

А-А

Фиг. 2

в-в

П 6 W 8 6 / / /

I f 1

фщ. 5

(pae.ff