ГлавнаяСтатьи

Выявление и устранение дефектов стальных конструкций

Трещины могут возникать в элементах, ослабленных ржавчиной, поврежденных при транспортировании, монтаже или эксплуатации, „испытавших сильный нагрев, подвергавшихся холодной правке, а также в металле элементов с содержанием недопустимого количества серы или фосфора. Кроме того, с течением времени металл приобретает хрупкость и увеличивается его холоднолом-кость. Поэтому в старых мостах трещины наиболее вероятны. В мостах устаревших конструкций трещины чаще появляются в прикреплениях продольных балок к поперечным, поперечных — к главным, в местах высадки уголков и выгибов элементов, а также вокруг заклепочных дыр. В мостах более современных, смонтированных преимущественно из заводских сварных элементов с клепаными монтажными соединениями, трещины могут возникнуть в сварных швах. В сварных мостах при осмотре следует особое внимание обращать на стыковые швы растянутых нижних поясов.

Рис. 67. Клепаные элементы, поврежденные ржавчиной при большом шаге связующих заклепок:
1 — места образования ржавчины

Трещины наиболее опасны в прикреплениях и соединениях элементов. Образование трещин наиболее вероятно зимой при низких температурах, особенно в момент ударного воздействия (при проходе временных нагрузок, ремонтных работах и т. д.). В связи с этим в зимнее время особое значение приобретает хорошее содержание покрытия проезжей части сварных мостов.

Для обнаружения трещин в металле под слоем краски элементы осматривают особенно тщательно. Обычно краска в местах появления трещин растрескивается и через некоторое время покрывается пятнами ржавчины. Для обнаружения трещин эти места в сомнительных случаях очищают от краски и осматривают через лупу. Наиболее удобное время для осмотра швов и основного металла — момент возобновления окраски, когда поверхность элементов очищают от старой краски. В отдельных местах, где трещины трудно различимы, допускается острым зубилом снять тонкую стружку металла без резких и глубоких зарубок по направлению предполагаемой трещины. Раздвоение стружки будет свидетельствовать о наличии трещины.

Дефекты на торце стыковых швов можно обнаружить путем зачистки шва до зеркального блеска и протравливанием этой поверхности 15—20%-ным водным раствором азотной кислоты или реактивом, состоящим из соляной кислоты (20 см3), хлористой меди (90 г) и воды (100 см3). Перед травлением поверхность шлифа протирают ватой и просушивают. После осмотра лупой с поверхности шлифа смывают водой реактив, протирают спиртом, высушивают фильтровальной бумагой и при необходимости регулярных наблюдений не закрашивают, а периодически смазывают солидолом.

Осмотром нельзя обнаружить внутренние трещины. Поэтому наряду с внешним осмотром в сомнительных случаях сверлят дрелью валиковые швы и испытывают керосином стыковые и ва-ликовые швы. Сверло должно быть с углом заточки 90°, а его диаметр больше гипотенузы шва примерно на 3 мм, для того чтобы можно было захватить и основной металл. Сверлят на глубину, несколько большую, чем высота шва. Сверло должно быть острым, так как в противном случае стенки канавки затираются и их трудно осматривать. Стенки засверленного отверстия протравливают составом из 10 г двойной соли хлорной меди и аммония на 100 г воды в течение 1—2 мин, после чего отверстие промывают водой и стенки осматривают в лупу. Если в засверленном углублении обнаружены трещины, непровар или газовые поры, шлаковые включения в недопустимых пределах, то делают еще две дополнительные засверловки. При удовлетворительном качестве швов в двух дополнительных заглублениях делается вырубка и последующая заварка недоброкачественных участков шва. Но если хотя бы одна из двух последующих проб окажется неудовлетворительной, то шов засверливают до выявления границ дефектных участков и в пределах этих границ вырубают и заваривают вновь.

При испытании керосином сторону шва, более доступную для осмотра, покрывают водной суспензией мела или каолина с последующим высушиванием. Противоположную сторону шва смачивают керосином 2—3 раза и после каждого смачивания осматривают. Проницаемость сварного шва и места дефектов обнаруживают по появлению на поверхности шва, покрытой мелом или каолином, жирных пятен или полосок. Перед испытанием контролируемый участок шва и прилегающие к нему участки основного металла тщательно очищают. Испытание рекомендуется проводить 2 раза (до и после зачистки шва). При выявлении скрытого дефекта сварные швы контролируют также ультразвуковыми дефектоскопами и с помощью гаммаграфирования.

Все обнаруженные трещины замеряют, отмечают краской пределы их распространения с указанием даты обнаружения или последующего осмотра, делают необходимые эскизы и записи в книге искусственных сооружений. С ‘этого дня за трещинами устанавливают .наблюдение, для чего места с трещинами зачищают и покрывают олифой или прозрачным масляным лаком.

При увеличении трещины по ее концам, не выходящим на кромку, просверливают отверстия диаметром не менее 6—8 мм, если они не вызовут значительного ослабления элемента. Такое мероприятие предотвращает дальнейшее увеличение трещин по длине. При значительном повреждении элемент должен быть усилен или частично заменен.

Повреждения элементов в виде погнутостей, вмятин, искривлений могут возникнуть от ударов проходящих эксплуатационных нагрузок, сильного нагревания и т. д. Местные погнутости и общие искривления элементов являются часто следствием низкого качества монтажных работ. Все эти дефекты значительно снижают грузоподъемность элементов, в особенности сжатых составных стержней, и могут вызвать аварию. Поэтому нельзя оставлять без ремонта составные стержни с планками, имеющими срезанные заклепки, искривление.

Поврежденные элементы тщательно осматривают, местные погнутости и вмятины оконтуривают краской, измеряют величину искривлений элементов и заносят в виде записей и зарисовок с необходимыми размерами в книгу искусственных сооружений. В сомнительных случаях проверяют прямолинейность элементов линейкой и проволокой, натягиваемой вдоль кромок элемента и закрепляемой струбцинами к неповрежденным частям (рис. 68, а). По результатам измерений составляют эпюру отклонений фактической оси элемента от оси, соединяющей его опорные или неповрежденные части (рис. 68,6). В дальнейшем за искривленным элементом наблюдают и измеряют искривление в одних и тех же точках, фиксируемых краской при первом измерении.

В Технических правилах по ремонту и содержанию автомобильных дорог союзного значения установлены довольно жесткие требования — элементы со стрелой искривления, превышающей 1/50о длины хорды в сжатых элементах и ‘/зоо в растянутых, необходимо выправлять или усиливать. Эти требования являются чрезмерно жесткими. Решение о необходимости выправления или усиления элементов надо принимать с учетом результатов расчетов и наблюдений. Работа по выправлению значительно изогнутых элементов вызывает большие затруднения: требуется переклепка их в узлах или устройство дополнительных стыков с предварительной разгрузкой элементов. Поэтому в ряде случаев значительно проще усилить или сменить элемент.

При выправлении сварного элемента тщательно наблюдают за сварными швами через лупу и в случае обнаружения трещин удаляют дефектные участки и шов заваривают вновь.

Заклепочные соединения работают неравномерно; некоторые заклепки перенапрягаются и со временем деформируются, смещаясь в заклепочном отверстии при каждом изменении усилия в элементе, в результате чего появляются так называемые «слабые» заклепки. Расстройство соединений усиливается с проникновением в заклепочное отверстие влаги, вызывающей ржавление. Для восстановления прочности заклепочного соединения слабые заклепки в процессе эксплуатации моста заменяют новыми или ставят высокопрочные болты.

Рис. 68. Схема расположения струбцин и эпюра отклонений оси искривленного элемента:
1 — проволока; 2 — струбцина

Слабые заклепки обнаруживают легким ударом контрольным молотком массой 200 г, вызывающим дрожание заклепки и глухой дребезжащий звук, а также по трещинам в слое краски, потекам ржавчины, выходящим из-под заклепочной головки. Дрожание заклепки воспринимается пальцем или гвоздем, приложенным к заклепке со стороны, противоположной удару молотком. При опробовании заклепок нельзя часто и сильно ударять молотком массой больше 200 г, так как это может ухудшить их работу.

При осмотре заклепочных соединений особое внимание уделяют рабочим заклепкам узловых и стыковых соединений основных несущих элементов конструкций, а также тех элементов, в которых слабые заклепки встречаются наиболее часто — средним раскосам, диагоналям ветровых связей и другим гибким элементам, балкам проезжей части, пакетам.

Кроме слабых заклепок, в соединениях элементов встречаются заклепки с трещиноватыми маломерными, подчеканенными головками и другими дефектами. Такие заклепки сменяют до сдачи моста в эксплуатацию. Однако не исключена возможность случайного оставления их в конструкции, принятой в эксплуатации. При большом числе таких заклепок их заменяют.

В сварных соединениях особенно внимательно осматривают части швов, имевших ранее трещины, непровары, недопустимые подрезы, резкие переходы на основной металл, раковины, поры и шлаковые включения. В таких швах в процессе эксплуатации могут появиться трещины, обнаруживаемые обычными методами. Наиболее вероятными местами появления трещин могут быть и места обрыва листов, неплавное изменение их толщины и ширины в местах примыканий всякого рода накладок, ребер, диафрагм, фасонок и т. д., а также места стыковых швов и швов, направленных поперек усилий в элементах. Наиболее тщательно осматривают сварные соединения растянутых и сжато-растянутых элементов сквозных ферм и растянутых зон сплошных балок.

В сталежелезобетонных пролетных строениях необходимо следить за состоянием сопряжения железобетонной плиты с металлом. Здесь осмотром выявляются трещины, образуемые в зоне контакта плиты с металлом, сколы, потеки выщелачивания в плите и другие дефекты. Места с обнаженной арматурой своевременно заделывают цементным раствором или полимерными составами. В таких пролетных строениях необходимо периодически фиксировать искривления или выпучивания отдельных элементов, в частности вертикальной стенки балок, имевшей при монтаже значительное коробление (сварочные деформации). При сварке стрела кривизны стенки достигает 10—15 мм. В некоторых мостах наблюдается увеличение кривизны стенки при надвижке балок и устройстве плиты. В этих случаях наиболее выпученные места стенок балки усиливают горизонтальными ребрами.

В процессе эксплуатации при первом же осмотре в обнаруженных покоробленных стенках балок необходимо установить величину искривления стенок сплошных балок и затем периодически измерять в тех случаях, когда стрела выпучивания превышает 15—20 мм. Измерять надо в одних и тех же фиксированных краской местах, одним и тем же способом, а в случае увеличения выпучивания нужно срочно уси-лять их.

В соединениях на высокопрочных болтах проверяют плотность стягивания пакетов из стальных листов и состояние болтов, гаек и шайб. Основными дефектами таких соединений могут быть: отсутствие плотности пакета, недостаточная величина натяжения болтов, трещины в болтах и гайках, смятие шайб и головки, недостаточная длина резьбы болта. Плотность стягивания пакетов проверяют щупом толщиной 0,3 мм, который не должен входить между частями пакета по кромкам элементов и деталей. Усилие натяжения высо-прочных болтов контролируют специально протарированным динамометрическим ключом, отсчет по которому берут вначале поворота (движения) головки болта или гайки; при наличии до 5 болтов в соединении проверяют все болты; от 5 до 20 — 5 болтов, при 20 и больше — 25% всех болтов. Остальные дефекты выявляют внешним осмотром.



Читать далее:
Основные положения по перерасчету стальных мостов
Организация движения тяжелых машин
Обеспечение пропуска сверхнормативных нагрузок по искусственным сооружениям
Паромные и ледовые переправы
Наплавные мосты
Пропуск ледохода и паводковых вод
Подготовительные работы к пропуску ледохода и высоких вод
Типы укреплений подходов и регуляционных сооружении
Особенности ремонта решетчатых и сплошных ферм пролетных строений, ремонт опор и ледорезов
Ремонт и усиление подкосных и простых балочных мостов



Ваш отзыв