- •Содержание лекций по курсу «Строительные конструкции», раздел «Металлические конструкции» (специальность ада)
- •Общие положения 50
- •Общие положения 89
- •Вводные сведения о строительных металлических конструкциях (мк)
- •Введение
- •Номенклатура мк
- •Основные особенности мк
- •Назначение и состав металлических конструкций
- •Отечественная школа проектирования мк
- •2. Искусственные сооружения на автодорогах
- •Основные понятия
- •Основные этапы развития металлических мостов
- •Общие положения
- •Нагрузки и воздействия
- •Сочетания нагрузок
- •Нормативные и расчетные сопротивления
- •Материалы, применяемые в мк.
- •Виды материалов
- •Классификация сварных швов. По конструктивным признакам различают стыковые, угловые и прорезные швы.
- •Виды сварных соединений
- •Стыковые соединения
- •Основные конструктивные требования
- •Соединения на угловых швах
- •Соединение внахлест
- •Соединения в тавр
- •Если катеты швов по перу и обушку одинаковые, то
- •Конструктивные требования при проектировании соединений с угловыми швами.
- •Комбинированные соединения
- •Соединения на болтах.
- •4.2.2.1.Виды болтов и их характеристики
- •Работа и расчет болтовых соединений
- •4.2.2.3. Конструирование болтовых соединений
- •Работа стали под нагрузкой
- •4.2.3.1. Работа стали на растяжение и сжатие.
- •Работа стали на растяжение. Зависимость между напряжениями и деформациями для разных материалов при работе стали на растяжение устанавливается экспериментально.
- •Нормативные и расчетные сопротивления.
- •Работа стали на растяжение. Зависимость между напряжениями и деформациями для разных материалов устанавливается экспериментально.
- •Негативно влияют на прочность конструкций концентраторы напряжений. К концентраторам относятся любые изменения формы образца (отверстия, надрезы).
- •Работа стали при повторных нагрузках
- •1. Работа стали при повторных нагрузках (с отдыхом).
- •Выбор марки стали для строительных металлоконструкций
- •Расчеты элементов мк мостов
- •Общие положения
- •Расчеты по прочности
- •Расчеты по устойчивости
- •5.4. Расчеты на выносливость мк и канатов
- •Проектирование элементов мк мостов
- •Балочные конструкции
- •Общая характеристика балок и балочных клеток
- •1. Балки настила; 2. Главные балки; 3. Вспомогательные балки
- •Стальные настилы
- •Прокатные стальные балки
- •Кроме того, необходимо проверить общую устойчивость балки по формуле (34) сНиП:
- •Тогда требуемый момент сопротивления можно найти
- •Балки составного сечения
- •Каждая конструкция составной балки должна удовлетворять требованиям прочности, жесткости и экономичности. Расход металла на балку g состоит из суммы затрат на стенку Gw и полки Gf
- •Изменение сечения составной балки
- •Соединение полки со стенкою.
- •Проверка устойчивости балки в целом и ее элементов Общая устойчивость балки проверяется по требованиям п. 5.15 сНиП -23-81*
- •Устойчивость сжатой полки
- •Если полка имеет обрамляющее ребро, то соотношения .
- •Устойчивость стенки
- •Размеры ребер жесткости
- •Устойчивость стенки не требуется проверять , если выполняются соотношения
- •Значения критических нормальных напряжений
- •Условие проверки устойчивости стенки при действии нормальных напряжений
- •6.3. Фермы
- •Область применения и компоновка
- •1. Очертание ферм.
- •2. Генеральные размеры, система решеток и размер панели ферм
- •Расчет и действительная работа ферм
- •Типы сечений и подбор сечений стержней ферм.
- •Конструктивные формы мостов
- •7.1. Габариты мостов
- •Конструкция проезжей части моста
- •Балочные пролетные строения мостов
- •Арочные и висячие пролетные строения мостов
- •7.4. Этапы проектирования мостов
- •Особенности расчетов и проектирования мостов
- •Требования при изготовлении и монтаже мк мостов
- •Правила обследований и испытаний мостов
- •Общие положения
- •Обследование мостов
- •Испытания и обкатка мостов
- •Оценка сооружения по данным обследования и испытаний
- •Паспорт технического состояния сооружения
-
Требования при изготовлении и монтаже мк мостов
При проектировании мостов необходимо учитывать правила производства и приемки работ, которые регламентируются СНиП*ами -43-75 (Мосты и трубы) и -18-75 (Металлические конструкции). При производстве работ по строительству мостов и труб должны также соблюдаться требования глав СНиП по организации строительства и техники безопасности в строительстве, правил пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и инструкции по разработке проектов организации строительства и проектов производства работ.
Малые мосты и трубы и, как правило, средние мосты надлежит возводить до отсыпки земляного полотна силами передвижных колонн, включенных в комплексный поток строительства дороги. А большие мосты и особо сложные средние мосты сооружаются силами специализированных мостостроительных организаций.
Изготовление стальных конструкций пролетных строений мостов должно производиться на промышленных предприятиях, при этом должны соблюдаться требования СНиП по изготовлению, монтажу и приемке металлических конструкций.
Конструкции мостов надлежит изготовлять на специализированных мостовых заводах, а также на заводах металлических конструкций (ЗМК), имеющих необходимые условия для обеспечения высокого качества.
При изготовлении и приемке конструкций из высокопрочных сталей с пределом прочности 600 МПа и более, включая канаты и тросы следует, дополнительно руководствоваться специальными указаниями, приведенными в проекте (для висячих, вантовых и мостов специального назначения).
При изготовлении МК мостов не допускается применять прокат, сварочные материалы, метизы, не имеющие сертификатов.
Операции изготовления.
Правка и гибка. Детали после правки не должны иметь трещин и надрывов. Холодная правка саблевидности не допускается. В районах с расчетной температурой о от – 40оС до – 65оС холодная гибка допускается лишь для плоских деталей (остальные – в горячем состоянии).При этом минимальные радиусы гибки нормируются ( в СНиП*е -43-75 Мосты и трубы. Табл. 1). Термическую правку должны выполнять газоправильщики, прошедшие специальные испытания и имеющие соответствующие удостоверения.
Разметка, резка и обработка кромок. Места клеймения номера плавки и др. на сварных деталях назначаются на расстоянии 100 мм от сварных швов, а если уже существуют, то их счищают до удаления следов (при о от –40 до –65оС). В этих же районах кернение допускается не более 0,5 мм и после сдачи деталей должны быть удалены.
Резка на ножницах при отрицательной температуре воздуха не допускается, а кислородная – осуществляется с подогревом в зоне реза до 100оС. Качество свободных или не полностью проплавляемых кромок должно удовлетворять повышенным требованиям (СНиП, табл.40 – требуется механическая обработка кромок). Машинная кислородная резка деталей мостовых МК должна выполняться в соответствии со специальной инструкцией резчиками, прошедшими испытания и имеющими удостоверение (квалификацию). Погрешности резки (допускается не более одной на 1 п.м) устраняют зачисткой или заваркой кромок в соответствии со специальной инструкцией.
Кромки горизонтальных ребер, попадающих в растянутую зону, должны подвергаться механической обработке, а в остальных должны удаляться заусенцы после штамповки.
Сборка. Применение прихваток в местах, где не предусмотрено в дальнейшем наложение сварных швов, должно быть согласовано с разработчиками чертежей КМ. Наложение прихваток на элементы, не подвергающиеся сварке, не допускается. Сборку следует выполнять в кондукторах-кантователях обеспечивающих плотность и сохранение заданной геометрической формы при кантовке. Торцы и плоскости деталей, передающие опорное давление должны быть плоскими и гладкими (отклонение 0.3 мм - зазор).
Сварка. Допустимая минимальная температура стали при ручной и полуавтоматической дуговой сварке без предварительного подогрева принимается по табл. 2 (как для листовых, так и сплошностенчатых МК). Сварка МК мостов должна иметь гладкую или равномерно чешуйчатую поверхность с плавным переходом к основному металлу, все кратеры должны быть заварены. Наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва и не иметь трещин и других дефектов (не проваров, не сплавлений по кромкам). Контроль качества производится в соответствии со специальной инструкцией. Допуски дефектов и нормы контроля в табл. 41 и 42 (СНиП). Исправление дефектного шва производится тем же методом. Изменения должны согласовываться с заводской инспекцией. Исправление сварных швов производится следующим образом: перерывы – завариваются; другие дефекты вырубаются с добавлением по 15 мм с каждой стороны и завариваются вновь; подрезы – зачищаются и затем завариваются с последующей зачисткой. Исправленные швы должны быть вновь освидетельствованы. Проверка применяемых режимов и сварочных материалов производится путем испытания контрольных соединений (мехсвойства и химсостав). Испытание проводится по специальной инструкции. Устранение деформаций (грибовидность, перекос полок в двутавровых балках и Н-образных профилях) допускается путем холодной правки на вальцах, а эти же и еще коробчатого сечения допускается исправлять термической и термомеханической правкой (одну и ту же зону выправлять не более двух раз).
Образование отверстий для заклепочных и болтовых соединений. Требования изложены в табл. 43 (СНиП). В местах прилегания головок отверстия должны быть раззенкованы на 1,5 мм по глубине и диаметру. Продавливание отверстий на полный диаметр в элементах пролетных строений и опор не допускается, а при эксплуатации МК моста при температурах от –40оС до –65оС вообще не допускается. Отклонение просверленных и рассверленных отверстий (овальность, косина, чернота) принимаются по табл. 6 (СНиП), при этом максимальная косина не более 2 мм. При сверлении отверстий по кондукторам производится контрольная сборка первого и каждого последующего пятого пролетного строения. При контрольной сборке требуется, чтобы d калибра меньший d отверстия на 0.5 мм должен проходить не менее чем в 85% отверстий. Отклонения размеров мостовых конструкций при общей и контрольной сборке на стеллажах не должны превышать величин, указанных в табл. 44 (СНиП). Рассверловка монтажных отверстий производится в собранном виде. При сверлении отверстий по кондукторам при монтажных соединениях на высокопрочных болтах не определяющих геометрию конструкции их диаметр превышает диаметр болта на 5-6 мм.
Клепка и постановка высокопрочных болтов. Натяжение болтов осуществляется и контролируется по методу приложения расчетного крутящего момента. При проверке плотности пакетов щуп толщиной 0.3 мм не должен входить между листами.
Допускаемые отклонения размеров. Допускаемые отклонения размеров приведены в табл.8, 45, 46 и 47. Зазоры в заводских стыках пролетных строений: узкие – перед грунтованием заполняются шпатлевкой, а при ширине зазора более 8 мм – мягкой сталью и шпатлевкой.
Заводская приемка, очистка, грунтование, окраска, документация, отгрузка. Стальные конструкции мостов должны быть приняты ОТК завода-изготовителя и заводской инспекцией до грунтования. Не исправляются и подлежат замене элементы имеющие: трещины в металле шва, переходящие на основной металл; трещины в основном металле; расслоения по кромкам. Очистку, грунтование и окраску конструкций поэтапно принимают ОТК и заводская инспекция. При сдаче готовой продукции завод-изготовитель обязан представить сертификат на стальные конструкции. И в качестве приложения: полный комплект исполнительных чертежей, с указанием отступлений от чертежей КМ и с соответствующими согласованиями; сводную ведомость сертификатов на материалы; описи удостоверений исполнителей (резчиков, постановщиков высокопрочных болтов, сварщиков) и результатов испытаний; ведомости результатов контроля качества сварных соединений, с указанием методов устранения дефектов. Крепление конструкций для перевозки на железнодорожном подвижном составе разрабатывается заводом-изготовителем с соблюдением требований СНиП.
При монтаже сборных конструкций мостов необходимо соблюдать общие требования главы СНиП по изготовлению, монтажу и приемке металлических конструкций, а также учитывать особенности монтажных работ при строительстве мостов. Монтаж конструкций и механического оборудования вантовых, висячих и разводных мостов должен выполняться по особым указаниям проекта и специальным ведомственным техническим условиям.
При строительстве мостов на действующих дорогах должна обеспечиваться безопасность людей и средств транспорта, а также сохранность зданий, сооружений, подземных и надземных коммуникаций, расположенных в районе строительства.
При назначении методов и очередности производства работ следует учитывать наличие периодических или постоянных водотоков и связанного с этим неблагоприятного воздействия на конструкции таких факторов, как колебания уровня воды, размыв дна русла, волнения в акватории, ледоход, наледи, карчеход, сели.
Меры по защите возводимых мостов и труб от возможных повреждений и закупорки их отверстий должны быть предусмотрены проектами организации строительства и производства работ.