RU2188151C2

RU2188151C2 - Method of restoring crane runway beam carrying capacity

Info

Publication number: RU2188151C2
Application number: RU98112846A
Authority: RU
Inventors: К.К. Нежданов; А.Р. Епифанов; А.К. Нежданов
Original assignee: Пензенская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 1998-06-29
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 2002-08-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; heavy duty cranes (7K - 8K). SUBSTANCE: according to method, damaged crane runway beam is demounted and upper belt and upper damaged part of wall are cut off by means of gas cutter. T-section and two channel sections of area equal to section area of cut off part of beam are prepared. Holes are drilled in web of T-section and in webs of two channel sections using cut off belt as template. T-section and cut off belt are connected by channel sections with webs pointed outwards to form closed tubular block divided by T-section wall into two parts. Tubular block is welded by cut off belt to non-damaged part of beam wall by continuous concave weld with penetration through entire thickness of wall. End face of T-section wall has either tight contact with beam upper belt, or clearance Δ which is closed in case of rise of vertical concentrated forced P from each of crane wheels over their normal value. EFFECT: complete restoration of carrying capacity and increased service life of crane runway beam. 2 dwg

Description

Изобретение относится к металлическим конструкциям, преимущественно подкрановым с тяжелым режимом работы кранов (8К, 7К). The invention relates to metal structures, mainly crane with heavy duty cranes (8K, 7K).

За аналог примем способ усиления подкрановых балок, приведенный в учебнике [1, с. 374] . Аналог обладает существенными недостатками. Применяются трудновыполнимые потолочные сварные швы. При этом концентрация напряжений достигает четырех единиц. Не устраняется возможность появления усталостных трещин в местах крепления поперечных ребер жесткости. У верхних концов сварных швов эффективный коэффициент концентрации напряжений также достигает четырех единиц [2, с.140]. For an analogue, we will take the method of strengthening crane beams, given in the textbook [1, p. 374]. The analogue has significant disadvantages. Difficult ceiling welds are used. In this case, the stress concentration reaches four units. The possibility of the appearance of fatigue cracks at the points of attachment of transverse stiffeners is not eliminated. At the upper ends of the welds, the effective stress concentration coefficient also reaches four units [2, p.140].

Технический результат изобретения - полное восстановление несущей способности и повышение долговечности подкрановой балки. The technical result of the invention is the complete restoration of the bearing capacity and increase the durability of the crane beam.

Технический результат достигнут тем, что для восстановления несущей способности подкрановой балки с усталостными трещинами в верхней зоне стенки демонтируют подкрановую балку. The technical result is achieved in that in order to restore the bearing capacity of the crane beam with fatigue cracks in the upper zone of the wall, the crane beam is dismantled.

Срезают верхний пояс балки с частью стенки, поврежденной усталостными трещинами, подготавливают тавр и два швеллера, равноценные по площади сечения отрезанной части балки. Сверлят в полке прокатного тавра и в полках двух швеллеров отверстия, используя отрезанный пояс как шаблон. The upper belt of the beam is cut off with a part of the wall damaged by fatigue cracks, a tee and two channels are prepared that are equivalent in cross-sectional area to the cut part of the beam. Drill holes in the shelf of the rental brand and in the shelves of two channels using a cut belt as a template.

Соединяют шпильками прокатный тавр и отрезанный пояс посредством швеллеров, обращенных полками наружу, в замкнутый трубчатый блок, разделенный стенкой прокатного тавра надвое. Приваривают трубчатый блок отрезанным поясом к верхней, неповрежденной части стенки балки непрерывным вогнутым швом с проплавлением на всю толщину стенки. They connect the rolling tee and the cut off belt with the help of channels, outward facing the shelves, into a closed tubular block, divided in two by the wall of the rolling brand. A tubular block is welded with a cut belt to the upper, undamaged part of the beam wall with a continuous concave seam with penetration to the entire wall thickness.

Шпильки затягиваются с гарантированным натягом. Они аналогичны фрикционным болтам и также обеспечивают сдвигоустойчивость соединения. Приваривают трубчатый блок отрезанным верхним поясом к верхней, не поврежденной части стенки балки непрерывным вогнутым швом с проплавлением на всю толщину стенки. Studs are tightened with guaranteed interference fit. They are similar to friction bolts and also provide shear stability of the joint. The tubular block is welded with a cut upper belt to the upper, not damaged part of the beam wall with a continuous concave seam with penetration to the entire wall thickness.

Сравнение разработанного способа усиления со старым, приведенным в аналоге, показывает следующие его существенные отличия:
часть стенки, поврежденную усталостными трещинами, срезают и удаляют;
отрезанный верхний пояс используют как шаблон;
отрезанный верхний пояс, тавр и швеллеры полками наружу соединяют шпильками в единый трубчатый блок;
полученный трубчатый блок приваривают отрезанным верхним поясом к неповрежденной части стенки балки.Comparison of the developed amplification method with the old one given in the analogue shows the following significant differences:
the part of the wall damaged by fatigue cracks is cut off and removed;
the cut off upper belt is used as a template;
the cut off upper belt, brands and channels with shelves outward are connected with studs into a single tubular block;
the resulting tubular block is welded with a cut upper belt to the undamaged part of the beam wall.

Таким образом, заявленный способ усиления существенно отличается от старого, приведенного в аналоге. Thus, the claimed amplification method is significantly different from the old one given in the analogue.

На фиг. 1 показана подкрановая балка с усталостными трещинами в верхней зоне стенки и плоскости отрезания поврежденной усталостными трещинами верхней части балки. На фиг.2 показана восстановленная подкрановая балка и ее разрезы. In FIG. 1 shows a crane beam with fatigue cracks in the upper zone of the wall and the cutting plane of the upper part of the beam damaged by fatigue cracks. Figure 2 shows the restored crane beam and its sections.

Поврежденная подкрановая балка содержит верхний пояс 1, стенку 2, укрепленную промежуточными ребрами 3 и нижний пояс 4. Подкрановая балка снабжена опорными ребрами 5. Damaged crane beam contains the upper belt 1, the wall 2, reinforced by intermediate ribs 3 and the lower belt 4. The crane beam is equipped with supporting ribs 5.

Балку демонтируют и отрезают от нее, например, газорезкой верхний пояс 1 и верхнюю поврежденную часть стенки 2 (1/6...1/7 ее высоты). The beam is dismantled and cut off from it, for example, by a gas-cutting upper belt 1 and the upper damaged part of the wall 2 (1/6 ... 1/7 of its height).

Заготавливают прокатный тавр 6 и два швеллера 7, равноценные по площади сечения отрезанной части балки. В полке прокатного тавра и в полках швеллеров 7, используя отрезанный верхний пояс 1 как шаблон, сверлят отверстия, и из прокатного тавра 6, швеллеров 7, обращенных полками наружу, собирают посредством шпилек 8 трубчатый замкнутый контур, разделенный стенкой прокатного тавра надвое. Затем в сборочном кондукторе соединяют этот трубчатый блок автоматической сваркой вогнутым швом с проплавлением на всю толщину с неповрежденной частью стенки 2. Harvested rolling brand 6 and two channels 7, equivalent in cross-sectional area of the cut part of the beam. Holes are drilled in the shelf of the rolling brand and in the shelves of the channels 7, using a cut upper belt 1 as a template, and a tubular closed circuit is assembled by means of pins 8 from the rolling brand 6, the channels 7 facing the shelves outward, divided in two by the wall of the rolling brand. Then, in the assembly jig, this tubular block is connected by automatic welding with a concave seam with penetration to the entire thickness with an intact part of the wall 2.

Продольный фрезерованный торец стенки прокатного тавра имеет плотный контакт с верхним поясом 1 или даже зазор Δ, закрывающийся при возрастании вертикальной сосредоточенной нагрузки Р от колес крана сверх нормативного значения. The longitudinal milled end face of the wall of the rolling brand has tight contact with the upper belt 1 or even a gap Δ, which closes when the vertical concentrated load P from the crane wheels increases above the standard value.

Восстановленная подкрановая балка работает следующим образом. Сосредоточенные воздействия от колес крана: вертикальные Р и горизонтальные Т передаются на мощный трубчатый блок, образуемый прокатным тавром 6, швеллером 7 и верхним поясом 1. Моменты инерции этого блока в сотни раз больше, чем у верхнего пояса поврежденной подкрановой балки, поэтому локальные напряжения при центральном сжатии σ_у и при кручении σ_кр незначительны и появление усталостных трещин в подкрановой балке исключено. При восстановлении несущей способности поврежденной подкрановой балки значительно в 1,5...2 раза повышается несущая способность всего сечения.Restored crane beam works as follows. Concentrated effects from the crane wheels: vertical P and horizontal T are transmitted to a powerful tubular block formed by a rolling brand 6, channel 7 and upper belt 1. The inertia moments of this block are hundreds of times greater than the upper belt of a damaged crane beam, so local stresses at the central compression σ _y and torsion σ _{cr are} insignificant and the appearance of fatigue cracks in the crane beam is excluded. When restoring the bearing capacity of a damaged crane beam, the bearing capacity of the entire section increases significantly by 1.5 ... 2 times.

Экономический эффект возник из-за снижения материалоемкости. Относительно небольшие затраты нового металла обеспечивают полное восстановление работоспособности пришедшей в негодность подкрановой балки и ее работу в зоне неограниченной долговечности [3]. The economic effect arose due to a decrease in material consumption. The relatively small costs of the new metal provide a complete restoration of the operability of the crane beam that has become unusable and its operation in the zone of unlimited durability [3].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беленя Е.И. Металлические конструкции. М.: Стройиздат, 1986.LIST OF REFERENCES
1. Belena E.I. Metal constructions. M .: Stroyizdat, 1986.

2. Справочник по кранам: В 2-х томах. T.1. Характеристики материалов и нагрузок. Основы расчета кранов, их приводов и металлических конструкций. Под общ. ред. Гохберга М.М.- М.: Машиностроение, 1988. 2. Handbook of cranes: In 2 volumes. T.1. Characteristics of materials and loads. Basics of calculating cranes, their drives and metal structures. Under the total. ed. Gokhberg M.M.- M .: Engineering, 1988.

3. Нежданов К.К. Совершенствование подкрановых конструкций и методов их расчета: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Пенза, 1992. 3. Nezhdanov K.K. Improvement of crane structures and methods of their calculation: The dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences. Penza, 1992.

Claims

A method of restoring the bearing capacity of a crane beam with fatigue cracks in the upper zone of the wall using additional elements, characterized in that the crane beam is dismantled, the upper belt of the beam is cut, a part of the wall damaged by fatigue cracks is cut, a tee and two channels are prepared, which are equivalent in cross-sectional area parts of the beam, drilled in the shelf of the rolling brand and in the shelves of two channels of the hole, using the cut belt as a template, connect the brands and the cut belt in the middle with studs Twomey U-sections facing flanges outwardly into a closed tubular unit, divided into two wall brand, welded tubular unit to cut off the belt undamaged part of the wall beams with a continuous concave suture penetration to the whole wall thickness.