Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

59 страниц

422.00 ₽

Купить СТО 01393674-735-2006 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

По термической и термомеханической правке деформаций разработан в развитие и дополнение действующих нормативных документов СНиП 3.06.04-91, СНиП 3.03.01-87, СТО-ГК "Трансстрой"-5-2007, СТО-ГК "Трансстрой"-012-2007 и предназначен для использования при изготовлении конструкций на заводах, проектировании, строительстве, ремонте, реконструкции и эксплуатации железнодорожных, автодорожных, городских и пешеходных мостов с металлическими сварными пролетными строениями. Распространяется на любые климатические зоны (обычное и северное А и Б исполнение) и на районы с расчетной сейсмичностью до 9 баллов включительно

 Скачать PDF

Консультация по подбору ГОСТабесплатно

Оглавление

1. Область и условия применения

2. Нормативные ссылки

3. Термины и определения

4. Общие указания по правке деформированных конструкций

5. Классификация остаточных сварочных деформаций и механических повреждений. Допускаемые отклонения линейных размеров и геометрической формы мостовых конструкций

6. Требования к оборудованию, материалам и инструменту для термической и термомеханической правки

7. Правка общих деформаций типа саблевидности и продольного изгиба

8. Правка местных деформаций по плоскости листа

9. Правка местных сварочных деформаций, искажающих геометрическую форму поперечных сечений конструкций

10. Термическая и термомеханическая правка при сочетании нескольких видов деформаций на одном участке

Приложение А. Методики первой группы расчета деформаций элементов конструкций при сварке

Библиография

 
Дата введения25.12.2006
Добавлен в базу01.09.2013
Актуализация01.02.2020

Организации:

25.05.2006ПринятОАО Инспекция по контролю качества изготовления и монтажа мостовых конструкций628
26.06.2006ПринятОАО Мостостройиндустрия5052/01-515
25.12.2006УтвержденОАО ЦНИИС
ИзданОАО ЦНИИС2008 г.
РазработанФилиал ОАО ЦНИИС НИЦ Мосты
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС)

СТО 01393674-735-2006

СТАНДАРТ

ОРГАНИЗАЦИИ

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА И ТЕХНОЛОГИИ ПРАВКИ ДЕФОРМАЦИЙ В СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ

Москва 2008

СТО 01393674-735-2006

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель Генерального директора -главный инженер ОАО ЦНИИС, д-р техн. наук

А. А. Цернант

«25» декабря 2006 г.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА И ТЕХНОЛОГИИ ПРАВКИ ДЕФОРМАЦИЙ В СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ

Москва 2008

СТО 01393674-735-2006

Таблица 4.2- Ориентировочная эффективная мощность пламени для термической правки металла

Тип горючего газа

Номер

наконечника

Расход кислорода, дм3

Расход горючего, дм3

Ориентировочная мощность, кВт

Ацетилен

5

740- 1200

680-1100

5,5

6

1150- 1950

1050- 1750

7,0 - 8,5

7

1900-3100

1700-2800

8,5 - 10,0

8

3100-5000

2800-4500

12,0-15,0

9

5000 - 9000

4500 - 7000

15,0-17,0

Пропан

5

1350-2200

400 - 450

10,5-11,5

6

2200 - 3600

650- 1050

11,5-13,0

7

3500-5800

1050- 1700

13,0-14,0

5 Классификация остаточных сварочных деформаций и механических повреждений. Допускаемые отклонения линейных размеров и геометрической формы мостовых конструкций

5.1    Деформации, вызванные сваркой, искажают форму и размеры готовой конструкции. Форма и величина их зависят от назначенного режима сварки, геометрических форм и размеров поперечных сечений, расположения сварных швов и последовательности их наложения, предварительных механических деформаций, задаваемых при сборке конструкций и компенсирующих последующую усадку металла от сварки. Избежать сварочных деформаций нельзя, но довести их до минимума в пределах допусков, обеспечивающих последующий монтаж сооружений, можно, в том числе заводской термической и термомеханической правкой отправочных марок (или сборочных единиц).

5.2    Классификация общих сварочных деформаций (см. п. 4.2) приведена в таблице 5.1, местных - в таблице 5.2. В этих же таблицах указаны допуски на линейные размеры и геометрическую форму заводских отправочных марок в соответствии с требованиями CTO-ГК «Трансстрой»-012-2007.

Таблица 5.1- Общие деформации от сварки

Тип, наименование, определение деформации от сварки

Схема

Значение предельного отклонения, мм

1

2

3

1. Линейные деформации элементов с симметричными сечениями (двутавровых, Н-образиых, коробчатых), собранных из деталей с припусками при полной

длине элемента, м: до 9

±2

свыше 9 до 15

±2,5

свыше 15 до 21

±3

свыше 21 до 27

±3,5

свыше 27

±4

7

Продолжение таблицы 5.1


8


Таблица 5.2 - Местные деформации от сварки


Тип, наименование, определение деформации от сварки


Схема


Значение предельного отклонения, мм


1. Перекос пояса балки относительно стенки



2. Грибовидность пояса симметричная


у-


3. Грибовидность с перекосом


а)    в стыках, в сопряжениях с другими элементами, в местах установки опорных частей Д < Ь/200, но не более 1 мм;

б)    на других участках

А < Ь/100,

при Д2 - Аз < 3 мм


4. Остаточные угловые деформации в сварных стыковых соединениях (домики), определяемые стрелой прогиба на базе 400 мм при толщине S стыкуемых листов, мм: до 20 включительно свыше 20


5. Ромбовидность сечений коробчатых элементов решетчатых ферм. Разность длин диагоналей:

в зоне монтажного соединения то же при наличии внутренних диафрагм

в прочих местах Разность длин диагоналей в коробчатых сплошностенчатых пролетных строениях автодорожных мостов: в зоне монтажного соединения в прочих местах_


6. Выпучивание стенок в балочных и коробчатых конструкциях при свободной высоте стенки h:

6.1.    Для балок и коробок с поперечными ребрами жесткости

6.2.    Для балок без поперечных (вертикальных) ребер жесткости





A <0,1S А <2 мм


Dj - Lb:

4 мм 2 мм

12 мм


6 мм 12 мм


А < 0,006h А < 0,003h


9


Продолжение таблицы 5.2

1

2

3

7. Выпучивание (волнистость) стенки на концах балочных и коробчатых сплошностенчатых элементов при свободной высоте h:

7.1.    В зонах стыков на высокопрочных болтах

7.2.    То же в цельносварных стыках

7.3.    На свободном (не стыкуемом) торце балки при наличии опорных ребер жесткости

0

A<0,02h

A<0,003h А < 0,003h

Среди методик расчета температурных деформаций и напряжений можно выделить две группы. Первая - это методики, позволяющие определить аналитически средние по сечению элемента деформации от положения сварных швов. Вторая - это методики, позволяющие производить расчет термонапряженного состояния и деформаций при различном по сечению элемента распределении температуры, учитывая изменение термомеханических характеристик от температуры, учитывая начальное напряженное состояние.

Выбор необходимой методики для расчета зависит от цели расчета, типа и сложности задачи.

Методики первой группы расчета деформаций при сварке приведены в справочном приложении А. В этом же приложении даны ориентировочные припуски при разметке деталей.

Описание методик второй группы приведено в работах [13,27, 28, 37, 38].

ИЗМЕРЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ

5.3    Измеряемые детали или элементы необходимо укладывать на плоские поверхности, например на плиты универсальные сборочные (УСП) или на сборочные стенды.

Деформации, подвергаемые замерам на монтажных блоках или в смонтированных конструкциях, должны быть свободными от внешних нагрузок, или эти нагрузки необходимо уменьшить до минимума.

Точность измерений должна обеспечивать сопоставимость с величинами предельных отклонений, указанных в документации КМ, КМД и в таблицах 5.1, 5.2 настоящего Стандарта.

5.4    С использованием стандартного измерительного инструмента и индивидуальных устройств, изготавливаемых в заводских мастерских, можно создать набор средств измерения любых деформаций в изготавливаемых сварных конструкциях.

Контроль измерительного инструмента в соответствии с требованиями соответствующих стандартов необходимо производить ежегодно силами ЦЗЛ и ОТК завода-изготовителя конструкций.

При измерении и контроле конструкций более 10 м рулетками РЗ-20, РЗ-ЗО и РЗ-50 следует пользоваться одной и той же рулеткой, прошедшей лабораторный контроль.

Приемы измерений величины отдельных видов деформаций приведены на рисунках 5.1 -5.6. Выпучивание и волнистость листа (например, после газокислородной резки) измеряют с помощью металлической линейки ГОСТ 427-75 с ценой деления 0,5 мм и индивидуального базового устройства (рисунок 5.1) или другими линейками, кривизна которых не превышает 0,2 мм на длине 1000 мм. Грибовидностъ измеряют двумя линейками - поверочной ГОСТ 8026-75 и измерительной с ценой деления 0,5 мм (рисунок 5.2). Перекос поясов тавровых и двутавровых элементов измеряют угольниками типа УШ и измерительными линейками (рисунок 5.3). Деформацию саб-10

СТО 01393674-735-2006


левидности по всей длине измеряют с помощью струны (или рулетки) и линейки; для измерения саблевидности на базе длиной 1 м (рисунок 5.4) пользуются устройством для измерения выпучивания (см. рисунок 1). Измерение выпучивания («хлопунов») в замкнутом контуре с выпуклой стороны выполняют таким же устройством, но с базой, равной расстоянию между ребрами или поясами балки (рисунок 5.5). С противоположной стороны величину «хлопуна» измеряют двумя линейками - измерительной и поверочной. Винтообразностъ измеряют с помощью отвесов и линеек (рисунок 5.6). Методику измерения деформаций см. также в разделе 3 работы [1].


База ХЮО


1 - линейка

Рисунок 5.1 - Измерение выпучивания и волнистости листа

Рисунок 5.2 - Измерение симметричной грибовидности линейками


Рисунок 5.3 — Измерение перекоса двумя угольниками и линейками


Рисунок 5.4 — Измерение саблевидности на базе 1 м


11


1 - базовое сечение; 2 - горизонтальная опора

СТО 01393674-735-2006

Рисунок 5.6 - Измерение винтообразности коробчатого элемента


6 Требования к оборудованию, материалам и инструменту для термической и термомеханической правки

6.1 Для нагрева металла до температур, указанных в п. 4.3, следует применять газопламенные инжекторные горелки, работающие на ацетилене или газах-заменителях (таблица 6.1).

Таблица 6.1- Свойства горючих газов

Наименование, формула

Максимальная температура горения в кислороде, °С

Низшая теплотворная способность, кДж/м3

Ацетилен С2Н2

3200

53

Метан СН4

2200

33

Пропан СзНв

2700

87

Бутан С4Ню

2700

120

Природный газ

2000 - 2200

34

12

СТО 01393674-735-2006

6.2    Горелки должны иметь наибольшую эффективную мощность (см. табл. 4.2) и концентрацию пламени с четко обозначенным ядром. Наконечники горелок рекомендуются № 6 и № 8, возможны и № 5.

При использовании газов-заменителей, имеющих меньшую температуру горения, чем ацетилен, для повышения эффективности правки рекомендуется использовать горелки с подогревом горючей смеси в мундштуке и при выходе из мундштука, а также многосопловые горелки типа ГП-1 и другие с диаметром огневого сопла не более 25 мм. Они отличаются от ацетиленовых размерами смесительной камеры и канала инжектора и особой конструкцией мундштуков (изготовление мундштуков к данным горелкам доступно силами мостовых заводов и мостостроительных организаций по чертежам ОАО ЦНИИС) [12, 34].

6.3    При длительной работе горелки следует избегать перегрева наконечника от тепла, отраженного от нагреваемого металла. Перегрев может привести к появлению обратного удара. Для его устранения следует периодически охлаждать наконечник усиленной струей кислорода, регулируемой вентилем.

6.4    Для правки грибовидности и перекоса полок сварных двутавровых и Н-образных элементов, саблевидности полос и тавровых элементов длиной более 5 м рекомендуется применять механизированный нагрев сварных конструкций полуавтоматами, предназначенными для резки металла, типа «Микрон», «Радуга». Переоборудование газорезательных полуавтоматов заключается в замене мундштука режущего кислорода на специальный мундштук подачи смеси газов для нагревательного пламени.

В 80-х годах прошлого века для вышеуказанных целей в ОАО ЦНИИС был создан автомат АТПГ, который нашел применение на мостовых заводах [14, 16, 36].

6.5    Для создания механических усилий при выполнении термомеханической правки рекомендуется применять, в основном, гидравлические домкраты, выпускаемые в России. К наиболее подходящим для правки мостовых металлоконструкций следует отнести универсальные гидравлические домкраты (таблица 6.2), домкраты автономные, т. е. нетребующие отдельных насосных станций (таблица 6.3) и домкраты телескопические (таблица 6.4).

Таблица 6.2- Домкраты универсальные

Модель

Грузоподъемность, т

Ход штока, мм

Рабочий объем, см3

Масса, кг

Рекомендуемый насос

ДУ5П100

5,6

100

80

1,9

НРГ-7004

ДУ10П100

1U

100

167

3,6

НРГ-7004

ДУ10П150

1U

150

238

4

НРГ-7004

ДУ15П250

14,1

250

490

9,8

НРГ-7010; НЭР-0,8И10Т1

ДУ20П100

23,2

100

332

8,5

НРГ-7020; НЭР-0,8И10Т1

ДУ20П150

23,2

150

498

10,2

НРГ-7020; НЭР-0,8И10Т1

ДУ20П360

22,2

360

1122

19,4

НРГ-7020; НЭР-0,8И10Т1

ДУ35П50

35,2

50

251

10,5

НРГ-7004; НЭР-0,8И10Т1

ДУ35П150

35,2

150

754

16

НРГ-7010; НЭР-0,8И10Т1

ГЦ35/250

35,2

250

1256

22

НРГ-7020; НЭР-0,8И10Т1

ГЦ50/250

44,5

250

1590

24

НРГ-7035; НЭР-0,8И10Т1

ДУ50П50

55

50

393

15

НРГ-7010; НЭР-0,8И10Т1

ДУ50П150

55

150

1180

23,9

НРГ-7020; НЭР-0,8И10Т1

ДУ100П50

107,8

50

770

25,7

НРГ-7010; НЭР-0,8И10Т1

ДУ100П150

107,8

150

2310

42,8

НРГ-7035; НЭР-0,8И10Т1

13

Таблица 6.3- Домкраты автономные

Модель

Грузоподъемность, т

Ход штока + вылет винта, мм

Рабочий объем, см3

Масса, кг

ДА2М130

2

130 + 50

59

2,9

ДА5М150

5

150 + 70

153

4,7

ДА12М200

12

200 + 130

393

9,9

ДА20М150В

20

150 + 80

460

12,2

ДА251М160

25

160 + 0

804

17,7

ДА251М160

30

165 + 0

653

19,4

Таблица 6.4- Домкраты телескопические

Модель

Грузоподъемность, т

Ход штока, мм

Масса,

кг

Рекомендуемый насос

1-я

ступень

2-я

ступень

1-я

ступень

2-я

ступень

ДМ-40

35

18

35

35

НРГ-7004

ДТ60Г500

120

60

240

255

71

НРГ-8080; НЭР-0,8И10Т1

7 Правка общих деформаций типа саблевидности и продольного изгиба

7.1    Саблевидность мостового элемента выправляют нагревом выпуклой кромки листа в виде клиньев, полосы вдоль кромки или их сочетания. Наиболее эффективный способ нагрева - клиновидный (рисунок 7.1, а). Металл при остывании дает усадку и деформируемый элемент выправляется, однако усадка происходит не только вдоль кромки, но и поперек, отчего появляются местные деформации - переломы, выпучины, неравномерность правки по всей длине листа. Нагрев полосы вдоль кромки менее эффективен по производительности, но саблевидность выправляется по всей длине равномерно.

Во избежание указанных выше отрицательных явлений при клиновидном нагреве, геометрия клина должна выдерживаться в определенных пропорциях (см. рисунок 7.1, а):

2 1 высоту следует принимать h = -В , длину по кромке I <    ,    но    не    более 100 мм при любой

толщине листа.

Клин необходимо нагревать перемещением горелки от вершины к основанию, но не наоборот. При толщине листа 20 мм и больше нагрев производят двумя горелками с обеих сторон. При толщине листа 10 - 12 мм длину клина i по кромке следует назначать 30 - 50 мм.

Деформации саблевидности и продольного изгиба по кромке могут быть неравномерными с визуально заметными переломами на отдельных участках. Клинья нагрева следует назначать в первую очередь на вершинах переломов.

Об эффективности правки можно судить только после полного остывания металла. Если деформированный элемент выправлен не полностью, назначают дополнительные зоны нагрева в виде клиньев или полосы вдоль кромки. Ширина полосы нагрева по кромке b оптимально должна быть 0,1 В и не более 0,2 В (рисунок 7.1, б).

На рисунке 7.1, б приведен пример термической правки серповидности конкретной конструкции - связи таврового сечения с проектными размерами для решетчатых пролетных строений железнодорожных мостов. Размеры зон нагрева клиньев и полосы тоже конкретные. Мостовые заводы сборку и сварку таких связей производят с предварительным выгибом заготовок в специальной оснастке, что позволяет избежать термической правки.

7.2    Продольный изгиб двутавровых и Н-образных элементов правят нагревом выпуклой кромкой детали или элемента в виде клиньев и полос (рисунок 7.1, в, г) с обязательным 14

СТО 01393674-735-2006


приложением статической нагрузки, как правило пригруза. При нагреве полос или клиньев на широких поясах коробчатых элементов рекомендуется использовать одновременно две горелки (по одной на стенку), порядок перемещения которых показан на рисунке 7.2.


а)


t=\h (30-1001



б)


4x250







а - геометрическая форма и размеры «клина»; б - термическая правка тавра; в, г - термомеханическая правка соответственно двутавра и Н-образного элемента; 1 - полоса нагрева; 2 - полоса нагрева стенки; Р - пригрузы

Рисунок 7.1- Правка тавровых, двутавровых и Н-образных элементов


15


I, II - одновременно работающие горелки в каждом сечении; 1 - полоса нагрева горизонтального листа; Р - пригрузы

Рисунок 7.2 - Термомеханическая правка коробчатого элемента двумя горелками


7.3    Если продольный изгиб имеет место сразу в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, то править следует раздельно каждый выгиб сначала в одной плоскости, затем в другой. О результате правки можно судить после полного остывания зон нагрева. При недостаточной правке назначают дополнительные зоны нагрева с пригрузом.

7.4    Винтообразность (см. табл. 5.1, п. 5) в коробчатых, Н-образных и двутавровых элементах появляется вследствие недостаточно продуманной технологии сборки конструкции, недостаточно жесткого фиксирования проектного положения деталей при сборке в несовершенной оснастке. Последующая сварка практически фиксирует плохо собранную конструкцию.

Термическая правка винтообразности жестких коробчатых элементов практически невозможна и экономически нецелесообразна. Неправильно собранный и сваренный коробчатый элемент подлежит отбраковке или роспуску по сварным угловым соединениям посредством газокислородной резки и сборке заново.

Менее жесткие элементы Н-образного и двутаврового сечения, имеющие винтообразность, рекомендуется укладывать плашмя с опиранием кромками поясов на две горизонтальные опоры по концам элемента, и если под собственным весом они выравниваются, то сборка таких конструкций с последующим раскреплением поперечными и продольными связями на монтаже пролетного строения не вызовет особых затруднений.

7.5    Дополнительные рекомендации по правке деформаций продольного изгиба приведены в работах [1, 25].

8 Правка местных деформаций по плоскости листа

8.1    К деформациям по плоскости листа относятся: волнистость, перегибы и загибы кромок, не выправленные на машинах при механической правке или деформированные в процессе изготовления, транспортировки и монтажа металлоконструкций; выпучивания («хлопуны») в стенках балочных и коробчатых сечений сплошностенчатых конструкций, полученные в замкнутых контурах, ограниченных поясами и ребрами жесткости, а также выходящие на свободные кромки (см. табл. 5.2, пп. 6,7); угловые деформации (домики) в сварных стыковых соединениях (см. табл. 5.2, п. 4).

Все перечисленные деформации относятся к сложным и трудновыправляемым.

8.2    Волнистость, загибы, перегибы листов и угловые деформации (домики) стыковых сварных соединений выправляют нагревом полос шириной не более 1,5 толщины листа S. При ширине полосы нагрева более 1,5 S после остывания металла образуется выпучивание непосредственно в зоне нагрева в противоположную сторону, что недопустимо.

Нагрев полос ведут с выпуклой стороны, начиная от основания выгиба и последовательно переносят полосы к его вершине.

16

СТО 01393674-735-2006

ПРЕДИСЛОВИЕ

1    РАЗРАБОТАН:

Филиалом ОАО ЦНИИС «Научно-исследовательский центр «Мосты» (д-р техн. наук А. С. Платонов, инженеры А. В. Кручинкин, В. И. Звирь, И. В. Гребенчук) в соответствии с Федеральным законом № 184-ФЗ от 27.12.2002 г. «О техническом регулировании»

2    СОГЛАСОВАН:

ОАО «Мостостройиндустрия» (№ 5052/01-515 от 26.06.2006 г.)

ОАО «Инспекция по контролю качества изготовления и монтажа мостовых конструкций» (№628 от 25.05.2006 г.)

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ОАО ЦНИИС от «25» декабря 2006 г.

4    Стандарт разработан в соответствии с требованиями ГОСТ Р 1.4-2004 и ГОСТ Р 1.5-2004

5    ВВЕДЕН впервые

6 Разработка Стандарта организации предусмотрена статьями 11, 13, 17 Федерального закона «О техническом регулировании» от 27.12.2002 № 184-ФЗ

© ОАО «Научно-исследовательский институт транспортного строительства» (ОАО ЦНИИС), 2008 г.

Настоящий Стандарт является собственностью ОАО ЦНИИС, не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения ОАО ЦНИИС.

II

СТО 01393674-735-2006

Рекомендуется приложение механических усилий (термомеханическая правка) в процессе нагрева полос. Усилие в виде пригруза допускается оставлять на конструкции до полного остывания. Приложение активных усилий (например, от домкратов) после остывания металла ниже 600 °С не допускается.

Число нагреваемых полос назначают поэтапно с замерами на каждом этапе остаточной величины деформации после полного остывания металла и снятия нагрузки.

8.3 Правку выпучивания («хлопуна») следует начинать с замера стрелы А (см. табл. 5.2, п. 6, рисунок 5.5). Замер производят с любой (выпуклой или вогнутой) стороны. При замере определяют границы основания и вершину (центр) «хлопуна». Разметку выполняют мелом с выпуклой стороны.

Внутренние остаточные напряжения в «хлопуне», образованном в замкнутом контуре стенки между ребрами и поясами, как правило, не превышают пределы текучести, однако могут быть близкими к нему. В этом случае переход металла в пластическое состояние при нагреве выше 600 °С может привести к значительному увеличению деформации выпучивания. Для избежания такого явления нагрев намеченных зон необходимо проводить только после установки на выпуклую сторону специальных приспособлений, препятствующих росту деформаций (рисунок 8.1). Величину механического усилия, прикладываемого к «хлопу-ну», и площадь распределения его подбирают опытным путем до начала правки.

При наличии в стенке двояковыпуклых в разные стороны деформаций термомеханическую правку выполняют последовательно, начиная с меньшей величины выгиба.

т


Выпучивания («хлопуны») следует править нагревом с выпуклой стороны полос, параллельных друг другу и направленных вдоль большого основания выпучины. При сферической (круглой) форме направление полос нагрева принимают параллельно ребрам жесткости. Примерное расположение полос нагрева и винтовых прижимов приведено на рисунке 8.1.

1 - рама; 2 - винтовой прижим; 3,6- полосы нагрева первого этапа правки; 4, 5 - то же второго этапа; 7 - граница «хлопуна»

Рисунок 8.1 - Термомеханическая правка выпучивания («хлопуна») в замкнутом контуре на двутавровой балке

17

СТО 01393674-735-2006

СОДЕРЖАНИЕ

1    Область и условия применения    1

2    Нормативные ссылки    2

3    Термины и определения    3

4    Общие указания по правке деформированных конструкций    4

5    Классификация остаточных сварочных деформаций и механических повреждений. Допускаемые отклонения линейных размеров

и геометрической формы мостовых конструкций    7

6    Требования к оборудованию, материалам и инструменту

для термической и термомеханической правки    12

7    Правка общих деформаций типа саблевидности и продольного изгиба    14

8    Правка местных деформаций по плоскости листа    16

9    Правка местных сварочных деформаций, искажающих геометрическую

форму поперечных сечений конструкций    20

10    Термическая и термомеханическая правка при сочетании нескольких

видов деформаций на одном участке    22

Приложение А Методики первой группы расчета деформаций элементов

конструкций при сварке    28

Библиография    52

III

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

МЕТОДИКА РАСЧЕТА И ТЕХНОЛОГИИ ПРАВКИ ДЕФОРМАЦИЙ В СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ

Дата введения 25 декабря 2006 г.

1 Область и условия применения

1.1    Настоящий Стандарт по термической и термомеханической правке деформаций разработан в развитие и дополнение действующих нормативных документов СНиП 3.06.04-91, СНиП 3.03.01-87, CTO-ГК «Трансстрой»-005-2007, CTO-ГК «Трансстрой»-012-2007 и предназначен для использования при изготовлении конструкций на заводах, проектировании, строительстве, ремонте, реконструкции и эксплуатации железнодорожных, автодорожных, городских и пешеходных мостов с металлическими сварными пролетными строениями. Распространяется на любые климатические зоны (обычное и северное А и Б исполнение) и на районы с расчетной сейсмичностью до 9 баллов включительно.

1.2    Термической и термомеханической правке могут подвергаться мостовые конструкции, изготовленные из низколегированных и малоуглеродистых сталей марок 15ХСНД и 10ХСНД ГОСТ 6713; 15ХСНДА и 10ХСНДА ТУ 14-1-5120; 12Г2СБД ТУ 14-1-5455; 14ХГНДЦ ТУ 14-1-5355; 09Г2СД и 09Г2С ГОСТ 19281; СтЗсп(пс) ГОСТ 380; ГОСТ 535ГОСТ 14637. При реконструкции и ремонте старых мостов допускается правка деформированных конструкций из сталей СтЗмост, М16С (16Д), НЛ (СХЛ-2).

1.3    Термическую правку мостовых конструкций должны выполнять специально обученные рабочие-газоправилыцики, имеющие соответствующее удостоверение. Газоправиль-щики должны уметь визуально определять температуру нагрева металла и контролировать ее величину с помощью оптического пирометра излучения или цифровых термометров ТЦ-1000.

1.4    Принципы и технологические приемы, применяемые для термической и термомеханической правки сварных конструкций с остаточными деформациями могут быть использованы при проектировании для придания мостовым конструкциям заданных проектом искривленных форм, например криволинейных в плане и профиле балок для мостов на горизонтальных и вертикальных кривых, в том числе для образования строительного подъема.

1.5    Технология правки и оборудование для термического нагрева металла пригодны для снятия или перераспределения внутренних остаточных напряжений в сложных сварных конструкциях, работающих на выносливость при знакопеременных и динамических нагрузках.

1.6    Термическую и термомеханическую правку остаточных деформаций после сварки при заводском изготовлении конструкций производят по утвержденным заводским нормалям, разрабатываемым в отделе главного сварщика в развитие настоящего Стандарта с учетом местных особенностей конструкции и статистических данных, полученных заводом на основе опыта правки.

1.7    Стальные конструкции мостов, полученные с завода-изготовителя на монтаж, должны быть освидетельствованы и приняты с составлением актов (рапортичек) представителем организации, осуществляющей монтаж и сварку. При приемке необходимо установить: соответствие конструкций заказу и требованиям проекта; комплектность поставки, согласно заводским комплектовочным ведомостям (листам готовых элементов); наличие на элементах клейм ОТК завода-изготовителя и заводской инспекции по качеству и маркировки в соответствии с монтажно-маркировочной схемой.

1

СТО 01393674-735-2006

Одновременно выявляются дефекты, требующие правки, ремонта или усиления конструкций. К таким дефектам относят трещины в сварных соединениях и основном металле, недопустимые отклонения в размерах и геометрической форме элементов, механические повреждения в виде надрывов по кромкам, местных и общих изгибов, полученных при погру-зоразгрузочных и транспортных операциях.

Конструкции, имеющие указанные дефекты, подлежат комиссионному освидетельствованию с составлением Акта обследования. В комиссию включают представителей мостостроительной организации, заказчика, завода-изготовителя, мостового инспектора. При дефектах, способных отрицательно влиять на надежную работу конструкции, в комиссию включают представителей проектной и, при необходимости, научно-исследовательской организации. При приемке следует руководствоваться настоящим Стандартом и действующим нормативным документом на заводское изготовление CTO-ГК «Трансстрой»-012-2007.

Комиссия обязана выявить причины возникновения дефектов, принять решения о способах исправления их или замене конструкций новыми, указать организацию, которая должна устранять отмеченные недостатки. Дефекты заводских сварных соединений устраняет завод-изготовитель конструкций.

Акт обследования высылается организации-разработчику документации КМ.

1.8    Термической и термомеханической правкой (если она необходима) в мостостроительной организации руководит главный сварщик или привлеченный специалист, имеющий опыт выполнения правки. Данный Стандарт является основанием для производства работ по правке.

Руководитель работ назначает способы термической и термомеханической правки, зоны нагрева и места приложения механических усилий. Одновременно выявляются дефекты, требующие ремонта или усиления конструкций. Если технология правки, ремонта, усиления не вписывается в основные правила, приведенные в данном Стандарте, специалист сварочного производства разрабатывает местную инструкцию.

Выправленные конструкции подлежат комиссионной приемке с участием проектной организации, разработавшей КМ, заказчика, мостовой инспекции и руководителя (производителя) работ по правке.

1.9    При разработке данного документа использованы результаты работ, представленных в библиографии. Для более детального изучения вопросов термической правки мостовых конструкций рекомендуется обращаться к указанным работам.

1.10    В разделах документа для примера даны режимы правки мостовых конструкций для частных, зачастую, для наиболее характерных случаев. Однако диапазон возможных случаев достаточно широк, поэтому при составлении заводских технологических указаний (ТУК) рекомендуется использовать функциональные зависимости величины деформаций от различных параметров, приведенных в работе [1].

2 Нормативные ссылки

В настоящем Стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Сталь для мостостроения

Сварные соединения. Методы определения механических свойств

Прокат из стали повышенной прочности

Стандарты организаций. Общие положения

Общие требования к построению, изложению,

оформлению и содержанию СТО

Прокат листовой высокого качества для мостостроения

из низколегированной стали

Прокат толстолистовой из стали марки 12Г2СБД

для мостостроения

2


СТО 01393674-735-2006

ТУ 14-1-5355-98

СНиП Н-23-81* СНиП 2.05.03-84* СНиП 3.06.04-91 СНиП 3.03.01-87

Прокат толстолистовой атмосферостойкий

из стали марки 14ХГНДЦ для мостостроения

Стальные конструкции. Нормы проектирования

Мосты и трубы. Нормы проектирования

Мосты и трубы. Правила производства и приемки работ

Несущие и ограждающие конструкции. Правила производства

и приемки работ

3 Термины и определения

В настоящем Стандарте применены следующие термины и определения:

3.1    Зона термического влияния (ЗТВ): Участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке плавлением или термической резке.

3.2    Зона сплавления (ЗС): Участок расплавления основного (свариваемого) металла в процессе электродуговой сварки; околошовная зона.

3.3    Свариваемость стали: Комплексная технологическая характеристика свариваемого металла, сварочных материалов и режимов сварки, обеспечивающая получение сварного соединения, удовлетворяющего заданным условиям безопасной эксплуатации конструкции или сооружения.

3.4    Сварочные деформации: Перемещения различных точек сварного изделия (укорочение, изгиб, поворот сечений, потеря устойчивости листа и т. д.) в процессе сварки и последующего охлаждения металла. Собственные деформации и напряжения, имеющие место в сварной конструкции после остывания называют остаточными.

3.5    Деталь: Изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. На чертежах КМ и КМД деталь называется «Позицией».

3.6    Монтажный элемент: Готовое изделие, отправляемое на монтаж без сборки и сварки на заводе (фасонки, накладки, прокладки, рыбки, связи и т. д.).

3.7    Отправочная марка или сборочная единица: Изделие, собранное из деталей с участием соединяющих элементов: сварочных материалов, крепежных метизов и др.

3.8    Элемент: Понятие, обозначающее составную часть конструкции, сооружения.

3.9    Пролетное строение: Несущая конструкция мостового сооружения, перекрывающая все пространство или часть его между двумя или несколькими опорами, воспринимающая нагрузку от элементов мостового полотна и временных нагрузок.

ЗЛО Конструкция несущая: Строительная конструкция, воспринимающая нагрузки и воздействия и обеспечивающая прочность, жесткость и устойчивость сооружения.

3.11    Надежность: Свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных в проекте сооружения эксплуатационных показателей в заданных пределах. Надежность является основным признаком качества несущих конструкций сооружения, комплексно объединяющим такие свойства, как долговечность, безотказность, ремонтопригодность.

3.12    Долговечность: Свойство объекта сохранять работоспособность на период до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания.

3.13    Безотказность: Способность объекта непрерывно сохранять работоспособность в определенных условиях эксплуатации в течение некоторого времени. Безотказность включает требования обеспечения прочности, жесткости и устойчивости как всей системы, так и ее элементов.

3.14    Ремонтопригодность сооружения: Способность его к предупреждению, обнаружению и устранению отказов путем проведения ремонта.

3.15    Отказ: Событие, заключающееся в частичном или полном нарушении работоспособности отдельных элементов сооружения или его в целом. 1

3.16    Дефект: Каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Изделие имеет дефект, если по меньшей мере один из показателей его качества или параметров вышел за предельное значение или не выполняется одно из требований нормативной документации к признакам продукции. Термин «дефект» применяется при контроле качества продукции при изготовлении (ГОСТ 15467-79).

3.17    Дефект явный: Обнаруживаемый визуально или специальными приборами и средствами измерений, предусмотренными в нормативной документации и обязательными для контроля качества данной продукции.

3.18    Дефект скрытый: Дефект, для выявления которого в нормативной документации, обязательной для данного вида контроля, не предусмотрены соответствующие правила, методы и средства.

3.19    Неисправность: Состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Находясь в неисправном состоянии, изделие может иметь один или несколько дефектов. Неисправность появляется при эксплуатации, хранении и транспортировании изделий (ГОСТ 27.002-83).

3.20    Предельное состояние: Состояние конструкции, при котором: ее дальнейшая эксплуатация невозможна (первая группа предельных состояний) вследствие возможной потери несущей способности (прочности, устойчивости, выносливости) или развития существенных пластических деформаций; дальнейшая нормальная эксплуатация затруднена (вторая группа предельных состояний) вследствие появления недопустимых деформаций (прогибов, осадок, колебаний, перемещений, чрезмерного развития трещин).

3.21    Термины и величины (для стали):

g - эффективная тепловая мощность дуги пламени, кал/с;

v - скорость перемещения источника тепла, см/с;

gn - погонная энергия сварки (нагрева), кал/см; gn= g/v;

X - коэффициент теплопроводности, кал/(см-с-°С); X = 0,11 - 0,000025Т, кал/(смс°С);

а - коэффициент теплоотдачи а = (0,15+0,002Т)10'1, кал/(см2-с-°С);

с - объемная теплоемкость с = 0,85+0,001Т, кал/(см1-°С);

От - коэффициент линейного расширения стали ат = 12-10'6    .

4 Общие указания по правке деформированных конструкций

4.1 Концентрированный нагрев стали при электродуговой сварке и последующее охлаждение создают в околошовных зонах (ОШЗ) и зонах термического влияния (ЗТВ) рекристаллизацию, перекристаллизацию, рост зерна, а также изменение механических свойств материала. Сварные конструкции получают внутренние остаточные напряжения и термические деформации. Деформации искажают геометрическую форму конструкции и изменяют ее проектные линейные размеры.

Температура столба электросварочной дуги достигает 5000 - 6000 °С. Температура на контактах дуги с плавящимся электродом и свариваемой сталью равна температуре кипения железа 3000 °С. Температура плавления стали 1300 - 1500 °С.

При температуре Т0 = 600 °С происходит рекристаллизация стали, т. е. переход в пластическое состояние. Предел текучести стали стт практически достигает нуля.

Температуру нагрева стали до 500 °С считают критической. При нагреве выше 500 °С сталь теряет работоспособность и разрушается от любых нагрузок. Температура, при которой стальная конструкция сохраняет несущую способность на определенное время, составляет 350 °С. График температурных зон в металле при сварке приведен на рисунке 4.1.

СТО 01393674-735-2006

т°с

0 - 6 - температурные зоны, в том числе: 0 - наплавленный металл; 1 - зона сплавления (смесь основного расплавленного металла и сварочного материала) шириной 1-2 мм; 2 - переходная зона термического влияния - участок перегрева с крупнокристаллической структурой шириной 1 - 3 мм; 3 - участок нормализации с мелкозернистой структурой шириной до 2 мм; 4 - участок превращения перлита в аустенит и обратно с некоторым ростом зерна и неполной перекристаллизацией, ширина 2 мм; 5 - участок незначительных структурных изменений - отпуск, ширина 2 - 3 мм; 6 - участок деформационного старения (синеломкость) с некоторым снижением ударной вязкости, ширина 2 - 8 мм

Рисунок 4.1- График температурных зон в металле при сварке

4.2    Возникающие в процессе сварки деформации принято разделять на две группы: общие, когда деформируется весь свариваемый элемент (укорачивается или изгибается); местные, когда деформируются отдельные части свариваемой конструкции (грибовидность, перекос полок, ромбовидность, домики, выпучивание).

Помимо остаточных деформаций от сварки элементы стальных мостовых конструкций могут деформироваться, т. е. получать повреждения и дефекты в процессе транспортирования, погрузки-выгрузки и монтажа.

Любые виды деформаций, превышающих допуски на линейные размеры и геометрическую форму элементов и деталей, допускается исправлять посредством термической и термомеханической правки.

4.3    Температуру местного нагрева металла при термической и термомеханической правке следует принимать номинально: для термообработанных сталей (нормализация, закалка плюс отпуск) 700 °С; для горячекатаных сталей 700 - 900 °С.

5

СТО 01393674-735-2006

Рабочие-газоправилыцики должны уметь визуально определять температуру нагрева металла (таблица 4.1) и контролировать ее величину с помощью оптического пирометра излучения или цифровых термометров ТЦ-1000, ТК-5 и др.

Таблица 4.1- Цвета каления и побежалости при нагреве и охлаждении стали

Цвета каления при нагреве (закалке)

Температура,

°С

Цвета побежалости при охлаждении (отпуск)

Температура,

°С

Красный в темноте

470

Соломенно-желтый

220

Темно-красный

530

Желтый

240

Т емно-вишнево-красный

650-750

Коричнево-желтый

255

Вишнево-красный

800 - 900

Красновато-коричневый

265

Светло-вишнево-красный

900 - 980

Пурпурно-красный

275

Оранжевый

1000

Фиолетовый

285

Желтый

1100

Темно-синий

295

Белый - раскаленный

1200

Светло-голубой

310

Температура кузнечной сварки (белый сварочный)

1300- 1400

Серый

325

Проверку навыков рабочих-газоправильщиков по определению температуры нагрева производят посредством нагрева до 900 °С полосы на образце-пластине из горячекатаной стали толщиной 6 - 8 мм.

Поверхность металла в зоне правки нагревом необходимо очищать от грунтовки и других загрязнений во избежание искажения цвета каления (см. табл. 4.1) и образования газов, вредных для здоровья рабочих-газоправильщиков.

4.4    Приложение статических усилий домкратами или пригрузом при термомеханической правке в случае остывания металла ниже 600 °С не допускается (кроме предварительных усилий, приложенных в процессе нагрева (см. п. 8.2).

4.5    Термическая и термомеханическая правка конструкций из термообработанных низколегированных сталей допускается только при положительной температуре окружающего воздуха и металла. Горячекатаные стали следует править при температуре не ниже минус 15 °С.

4.6    Не допускается правка смонтированных конструкций, воспринимающих любые нагрузки, - постоянные, временные, монтажные, эксплуатационные.

4.7    Судить о результатах правки и возможности повторного нагрева необходимо в зависимости от вида правки [1]: в одних случаях остаточную величину деформаций можно измерить практически сразу (например, грибовидностъ), в других (например, саблевидность) целесообразно ждать остывания; в одних случаях повторный нагрев (правка саблевидности полосой в том же месте и с тем же режимом) не дает остаточных деформаций, в других (повторный нагрев «клина» при правке саблевидности) практически независимо дает те же остаточные деформации.

4.8    Интенсивность нагрева намеченных зон должна быть максимально возможной по технологическим условиям. Рекомендуется использовать одновременно несколько горелок с номером сопла не ниже 5 (таблица 4.2). Лист толщиной более 20 мм следует нагревать одновременно с двух сторон (при наличии допуска к противоположной стороне). Изложенные методы термической и термомеханической правки распространяются на стальной прокат толщиной 10 мм и выше.

4.9    Для снятия внутренних напряжений и предотвращения трещинообразования в зонах сосредоточения сварных швов допускается вести высокий отпуск конструкций нагревом указанных зон газовыми горелками до температуры металла 600 - 800 °С - цвет вишневого или вишнево-красного каления (см. табл. 4.1). Нагрев ведут от середины к краям намеченной зоны не менее чем двумя горелками. Прогрев должен быть на всю толщину проката, о чем свидетельствует стабильность цвета нагреваемой зоны в течение 0,5 - 1 мин. Выдержка при температуре 600 - 680 °С не регламентируется, остывание - постепенное на воздухе.

6

1

2