Перекрытие трещин и других дефектов накладками на высокопрочных болтах

Для перекрытия трещин и других дефектов в элементах метал­лических пролетных строений и опор могут применяться плоские и уголковые двухсторонние или односторонние накладки. Предпочтитель­нее применение двухсторонних накладок, обеспечивающих лучшую пе­редачу усилий и работу болтов.

Размеры накладок назначаются в зависимости от размеров перекрываемых элементов и количества болтов, подлежащих постановке в соответствии с расчетом или проектом.

Для плоской накладки минимальную толщину принимают равной 10 мм, максимальную - не более 16 мм. Минимальная толщина прок­ладки - 4 мм. Уголки берут сечением не меньше, чем 100x100x10 мм. В уголковых накладках необходимо сострогать или снять наждачным кругом металл у обушка (вершину уголка) для обеспечения плотного прилегания их к перекрываемому уголку.

Резка металла при заготовке накладок может производиться гильотинными ножницами, газовыми резаками, рубильными молотками. Резка электродугой не допускается. Кромки металла после газовой резки и рубки зубилом подлежат дополнительной обработке строжкой или наждачным кругом (после газовой резки строжка должна быть на глубину не менее 2 мм).

Отверстия в накладках сверлят при их заготовке по разметке или шаблону, снятому с натуры, в случае необходимости постановки болтов по старым отвестиям в элементах. Диаметр отверстий следует при­нимать на 4 мм больше диаметра болтов с целью облегчения сборочных работ, т.к. разметка может быть не достаточно точной (в отверсти­ях для соединений на высокопрочных болтах допускается "чернота", не препятствующая постановке болта).

Постановка накладок осуществляется, как правило, в "окно". В случае, если для постановки накладок не требуется расклепа сты­ков и прикреплений или удаление большого количества связующих заклепок (на протяжении менее 0,5 м), все работы, кроме натяжения высокопрочных болтов, могут выполняться без предоставления специ­ального "окна". Новые отверстия в элементах, в местах постановки накладок, сверлят заранее до "окна" по шаблону, снятому с загото­вительных накладок. Существующие заклепки, мешающие постановке накладок, в интервал между поездами по одной заменяют обычными болтами и пробками по 50% тех и других.

При постановке накладок все контактные поверхности накладок и ремонтируемого элемента должны быть очищены от старой краски, ржавчины, отстающей окалины, масляных пятен, грязи, наледи. Очист­ку производят сухопескоструйными аппаратами или жесткими металли­ческими щетками (иглофрезами, сжатыми щетками). Поверхности накла­док и прокладок могут быть очищены огневым способом.

После обработки контактных поверхностей монтаж соединений должен быть произведен не позднее, чем через трое суток, иначе, как и при повторном загрязнении, обработку контактных поверхностей следует произвести заново. С целью продления указанного срока при­бегают к так называемой консервации контактных поверхностей. Ее осуществляют путем нанесения краски или грунта, имеющих цинкосиликатную основу. Покрытие наносят на поверхность равномерным слоем толщиной 60 - 70 мкм, используя метод пневмораспыления. Работы ведут при температуре не ниже 4-5°С. Между очисткой и консервацией поверхности перерыв более 3 ч не допускается.

Возможно также применять консервирующее клеефрикционное покрытие, которое осуществляется следующим образом. На очищенную пескоструйным способом поверхность наносят слой эпоксидной смолы, в который до схватывания внедряют механическим способом зерна кар­бида кремния. В результате образуется покрытие с четко выраженной шероховатостью, которое требуется наносить лишь на одну из соприкасающихся поверхностей. Вторую соприкасающуюся поверхность доста­точно очистить щетками непосредственно перед сборкой соединения. При такой конструкции соединения уменьшение несущей его способнос­ти не происходит. Данная технология позволяет избежать применения на объекте пескоструйного аппарата.

В элементах главных ферм накладки чаще всего ставят для пе­рекрытия усталостных повреждений металла по месту крепления рас­косов к верхним узлам. В таких случаях как правило, ставят двух­сторонние накладки, монтируемые с частичным или полным охватом заклепочного соединения. Если трещиной поврежден не весь элемент, а лишь отдельная его часть, то накладками перекрывают сечение то­лько данной части, при этом после монтажа накладок заменяют высо­копрочными болтами три первых поперечных ряда заклепок в прикреп­лении уцелевшей части; в случае двустенчатой конструкции элемен­та аналогичную замену производят в прикреплении неповрежденной ветви (рисунок 12.4).

Рисунок 12.4 – Перекрытие трещины двухсторонними накладками в прикреплении раскоса к узлу фермы: 1 - трещина; 2 - фасонка; 3 - раскос; 4 - накладки; 5 - прокладка; 6 - высокопрочные болты по старым дырам; 7 - высокопрочные болты по новым дырам существующие заклепки

Для перекрытия очагов коррозии за пределами узлов ферм, на­пример, в горизонтальных листах коробчатых нижних поясов, откры­тых сверху, обычно ставят односторонние накладки. Здесь болты, прикрепляющие накладку, устанавливают взамен связующих за­клепок и распускать несущее соединение не требуется. Работы ведут в промежутках между поездами.

При ремонте продольных балок проезжей части старых пролетных строений трещины, возникающие в местах прикрепления к поперечным балкам, перекрывают двухсторонними накладками (рисунок 12.5, а).

Рисунок 12.5 – Перекрытие накладками трещин и поврежденных участков в стенках двутавровых клепаных балках: а - в прикреплении продольных и поперечных балок; б - в стенке балки; 1 - трещина; 2 - существующие заклепки; 3– высокопрочные болты

Накладки наводят на поясные уголки и на вертикальные уголки прикрепления с установкой между накладками и стенкой со­ответствующих прокладок. Работы ведут в следующем порядке:

- засверлить концы трещины.

- заменить заклепки в уголках по месту креп­ления новых деталей на временные высокопрочные болты.

- про­извести натурные обмеры и изготовить шаблоны, накладки и про­кладки, при этом в накладках и прокладках просверливают все мон­тажные отверстия.

- наметить и просверлить в стенке одно среднее и два крайних отверстия для крепления прокладок, временно закрепить болтами и пробками обе прокладки на стенке и через них просверлить в стенке остальные отверстия.

- все временные болты, а также прокладки снять, очистить контактные поверхности старого и нового металла, после чего установить все детали в проектное положение, заполнить отверстия постоянными болтами, стянуть па­кеты и произвести натяжение болтов.

В заключение произвести гер­метизацию соединения и его подкраску.

Следует отметить, что при снятых временных болтах прикрепле­ние оказывается распущенным, поэтому для обеспечения безопаснос­ти движения поездов место работ на время роспуска этого прикреп­ления ограждают сигналами остановки. Кроме того, перед снятием временных болтов ремонтируемый конец продольной балки опирают на пояса главных ферм через специальные брусья, чтобы исключить воз­можность провисания этого конца при снятых болтах.

В случае усиления стенки балки накладками по месту пробоины или сильной вмятины поврежденный участок стенки предварительно вырезают и взамен ставят прокладку соответствующих размеров. Кре­пят накладки к стенке, по возможности, не затрагивая существующих заклепочных соединений, с размещением болтов только по новым от­верстиям (рисунок 12.5, б).

В верхних поясах продольных балок накладки устанавливают для перекрытия трещин и выколов, которые появляются в выступающих пол­ках уголков при отсутствии горизонтальных поясных листов. Для ус­тановки на пояса балок применяют односторонние накладки - уголко­вого сечения или плоские. Уголковые накладки ставят для перекры­тия трещин и прикрепляют только вертикальной полкой (рисунок 12.6, а), при этом обушок накладки сострагивают для обеспечения плотного прилегания к старому металлу. Плоские накладки применяют для пе­рекрытия выколов и крепят к горизонтальным полкам обоих поясных уголков (рисунок 12.6, б). В первом случае болты размещают по старым отверстиям взамен заклепок, а во втором - по новым отверстиям.