Балки подкрановые стальные для мостовых электрических кранов общего назначения грузоподъемностью до 50 т

Радиационный метод определения качества сварных швов

- основан на просвечивании контролируемой конструкции ионизирующим излучением и получении при этом информации о ее внутреннем строении с помощью преобразователя излучения.

Просвечивание металлических конструкций производят при помощи излучения рентгеновских аппаратов, излучения закрытых радиоактивных источников на основе и тормозного излучения бетатронов.

В качестве преобразователя для регистрации результатов контроля применяют радиографическую пленку. Допускается применение других преобразователей (электрорадиографических пластин, газоразрядных или сцинтилляционных счетчиков), обеспечивающих получение информации о сварных швах.

Оценку сварных швов производят путем сравнения значений, полученных по результатам просвечивания ионизирующим излучением, с показателями, предусмотренными соответствующими стандартами, техническими условиями, чертежами железобетонных конструкций или результатами расчета.

Аппаратура, оборудование и инструменты

Определение качества сварных швов производят при помощи переносных, передвижных или стационарных рентгеновских аппаратов, гамма-аппаратов и бетатронов.

Радиографическую пленку в зависимости от энергии излучения, требуемой чувствительности и производительности контроля применяют без усиливающих экранов или в различных комбинациях с усиливающими металлическими или флуоресцирующими экранами.

Подготовка и проведение контроля

Контроль подкрановой балки производят в следующем порядке:

подготовка конструкции к просвечиванию;

выбор и установка аппарата для просвечивания;

выбор типа радиографической пленки и способа зарядки кассет;

выбор фокусного расстояния и длительности экспозиции;

зарядка кассет;

выбор способа установки кассет и закрепление их на испытываемой конструкции;

просвечивание конструкции;

химическая обработка пленки;

определение результатов контроля.

При подготовке конструкции к просвечиванию производят ее визуальный осмотр, очистку поверхности конструкции от загрязнений и натеков металла, разметку и маркировку контролируемых участков.

Число и расположение просвечиваемых участков устанавливают в зависимости от размеров, назначения и предъявляемых к конструкции технических требований.

Разметку мест просвечивания на конструкции производят с помощью ограничительных меток и маркировочных знаков. Маркировочные знаки обозначают условный шифр и номер контролируемой конструкции, просвечиваемых участков и условный шифр оператора, проводящего испытания.

Ограничительные метки устанавливают на границах просвечиваемых участков конструкции со стороны источника излучения.

Маркировочные знаки, изготовляемые из свинца, располагают на поверхности конструкции, обращенной к пленке, или непосредственно на кассете с пленкой.

Выбор аппарата для просвечивания и энергии излучения производят с учетом толщины контролируемой конструкции

Выбор типа и толщины усиливающих экранов осуществляют с учетом энергии ионизирующего излучения и характеристик просвечиваемой конструкции.

При просвечивании может быть принята одна из следующих схем заряда кассет (черт. 1):

радиографическая пленка в кассете (черт. 1а);

два усиливающих флуоресцирующих экрана и радиографическая пленка между ними в кассете (черт. 1 б);

два металлических экрана и радиографическая пленка между ними в кассете (черт. 1 в);

два металлических экрана, два усиливающих флуоресцирующих экрана и радиографическая пленка между ними в кассете (черт. 1 г);

усиливающий флуоресцирующий экран, радиографическая пленка, усиливающий флуоресцирующий экран, радиографическая пленка и усиливающий флуоресцирующий экран в кассете (черт. 1 д).

1 - кассета; 2 - радиографическая пленка; 3 - усиливающий флуоресцирующий экран; 4 - металлический экран.

Черт. 1

При зарядке кассет металлические и флуоресцирующие усиливающие экраны должны быть прижаты к радиографической пленке.

Кассету с пленкой и экранами устанавливают на просвечиваемом участке конструкции таким образом, чтобы ось рабочего пучка излучения проходила через центр пленки (черт. 2).

1 - источник излучения; 2 - поток ионизирующего излучения; 3 - просвечиваемый участок конструкции; 4 - усиливающие экраны; 5 - пленка; 6 - кассета

Черт. 2

Выбор фокусного расстояния и длительности экспозиции производят при помощи экспонометров или специальных номограмм с учетом энергии ионизирующего излучения, типа радиографической пленки.

Установку радиационной аппаратуры и подготовку ее к работе производят в соответствии с инструкцией по эксплуатации аппаратуры.

Включают аппарат для просвечивания путем подачи на него напряжения питания (для рентгеновских аппаратов и бетатронов) или путем перевода источника излучения в рабочее положение (для гамма-аппаратов).

Обработка результатов

Снимки контролируемой конструкции получают путем фотообработки радиографической пленки по окончании просвечивания.

Фотообработка включает в себя проявление пленки, ее промежуточную и окончательную промывку, фиксирование и сушку.

Снимки считают годными для расшифровки, если они удовлетворяют следующим требованиям:

на пленке видно изображение всего контролируемого участка конструкции;

на пленке видны изображения всех ограничительных меток, маркировочных знаков и эталона чувствительности;

плотность потемнения снимка находится в интервале 1,2 - 3,0 единиц оптической плотности;

на пленке не имеется пятен, полос и повреждений эмульсионного слоя, затрудняющих возможность определения толщины сварных швов.

Расшифровку снимков производят в затемненном помещении на осветителях-негатоскопах с регулируемой яркостью освещенного поля.

Результаты определения сварных швов заносят в специальный журнал.

Требования безопасности

При просвечивании конструкции, а также при транспортировке и хранении аппаратуры с источниками излучения необходимо строго соблюдать требования действующих санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений, утвержденных Минздравом РК, и требования инструкции по эксплуатации радиационной аппаратуры.

Монтаж, накладку и ремонт радиационной аппаратуры контроля проводят только специализированные организации, имеющие разрешение на проведение указанных работ.

7. Расчёт подкрановой балки

7.1. Расчет на прочность подкрановых балок следует выполнять согласно требованиям п. 7.2.4. на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок.

7.1.1. Расчет на устойчивость подкрановых балок следует выполнять в соответствии с п. 7.2.2.

7.1.2. Проверку устойчивости стенок и поясных листов подкрановых балок следует выполнять согласно требованиям разд. 7.3.

7.1.3*. Расчет подкрановых балок на прочность и на выносливость следует производить на действие крановых нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

7.1.4*. В сжатой зоне стенок подкрановых балок из стали с пределом текучести до 400 МПа (4100 кгс/см2) должны быть выполнены условия:

; (1)

; (2)

; (3)

, (4)

 (5)*

коэффициент, принимаемый равным 1,15 для расчета разрезных балок и 1,3 для расчета сечений на опорах неразрезных балок.

В формулах (5)*:

M, Q соответственно изгибающий момент и поперечная сила в сечении балки от расчетной нагрузки;

f1 коэффициент увеличения вертикальной сосредоточенной нагрузки на отдельное колесо крана, принимаемый согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

F расчетное давление колеса крана без учета коэффициента динамичности;

lef условная длина, определяемая по формуле

, (6)

где с коэффициент, принимаемый для сварных и прокатных балок 3,25, для балок на высокопрочных болтах 4,5;

J1f сумма собственных моментов инерции пояса балки и кранового рельса или общий момент инерции рельса и пояса в случае приварки рельса швами, обеспечивающими совместную работу рельса и пояса;

Mt местный крутящий момент, определяемый по формуле

Mt = Fe + 0,75 Qthr, (7)

где е условный эксцентриситет, принимаемый равным 15 мм;

Qt поперечная расчетная горизонтальная нагрузка, вызываемая перекосами мостового крана и непараллельностью крановых путей, принимаемая согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям;

hr высота кранового рельса;

сумма собственных моментов инерции кручения рельса и пояса, где tf и bf соответственно толщина и ширина верхнего (сжатого) пояса балки.

Все напряжения в формулах (1) (5)* следует принимать со знаком "плюс".

7.1.5*. Расчет на выносливость верхней зоны стенки составной подкрановой балки следует выполнять по формуле

, (8)

где R расчетное сопротивление усталости для всех сталей, принимаемое равным соответственно для балок сварных и на высокопрочных болтах: R = 75 МПа (765 кгс/см2) и 95 МПа (930 кгс/см2) для сжатой верхней зоны стенки (сечения в пролете балки); R = 65 МПа (665 кгс/см2) и 89 МПа (875 кгс/см2) для растянутой верхней зоны стенки (опорные сечения неразрезных балок).

Значения напряжений в формуле (8) следует определять по п. 7.1.4* от крановых нагрузок, устанавливаемых согласно требованиям СНиП по нагрузкам и воздействиям.

7.1.6. Свободные кромки растянутых поясов подкрановых балок и балок рабочих площадок, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов, должны быть прокатными, строганными или обрезанными машинной кислородной или плазменно-дуговой резкой.

7.1.7*. Размеры ребер жесткости подкрановых балок должны удовлетворять требованиям п. 7.3.10., при этом ширина выступающей части двустороннего ребра должна быть не менее 90 мм. Двусторонние поперечные ребра жесткости не должны привариваться к поясам балки. Торцы ребер жесткости должны быть плотно пригнаны к верхнему поясу балки.

Изгибаемые элементы

7.2.1. Для расчета на прочность стенки балки в местах приложения нагрузки к верхнему поясу, а также в опорных сечениях балки, не укрепленных ребрами жесткости, следует определять местное напряжение loc по формуле

(9)

где F расчетное значение нагрузки (силы);

lef условная длина распределения нагрузки, определяемая в зависимости от условий опирания; для случая опирания по рис. 5.

lef = b + 2tf, (10)

где tf толщина верхнего пояса балки, если нижняя балка сварная (рис. 5, а), или расстояние от наружной грани полки до начала внутреннего закругления стенки, если нижняя балка прокатная (рис. 5, б).

7.2.2. Расчет на устойчивость балок двутаврового сечения, изгибаемых в плоскости стенки, следует выполнять по формуле

(11)

где Wc следует определять для сжатого пояса;

b коэффициент, определяемый по СНиП.

При определении значения b за расчетную длину балки lef следует принимать расстояние между точками закреплений сжатого пояса от поперечных смещений (узлами продольных или поперечных связей, точками крепления жесткого настила); при отсутствии связей lef = l (где l пролет балки) за расчетную длину консоли следует принимать: lef = l при отсутствии закрепления сжатого пояса на конце консоли в горизонтальной плоскости (здесь l длина консоли); расстояние между точками закреплений сжатого пояса в горизонтальной плоскости при закреплении пояса на конце и по длине консоли.

7.2.3*. Устойчивость балок не требуется проверять:

а) при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс балки и надежно с ним связанный (плиты железобетонные из тяжелого, легкого и ячеистого бетона, плоский и профилированный металлический настил, волнистую сталь и т. п.);

б) при отношении расчетной длины балки lef к ширине сжатого пояса b, не превышающем значений, определяемых по формулам табл. 7* для балок симметричного двутаврового сечения и с более развитым сжатым поясом, для которых ширина растянутого пояса составляет не менее 0,75 ширины сжатого пояса.

Таблица 7*

Закрепление сжатого пояса в горизонтальной плоскости должно быть рассчитано на фактическую или условную поперечную силу. При этом условную поперечную силу следует определять:

при закреплении в отдельных точках в которой следует определять при гибкости = lef/i (здесь i радиус инерции сечения сжатого пояса в горизонтальной плоскости), а N следует вычислять по формуле

N = (Af + 0,25AW)Ry; (14, а)

при непрерывном закреплении по формуле

qfic = 3Qfic/l, (14, б)

где qfic условная поперечная сила на единицу длины пояса балки;

Qfic условная поперечная сила, в которой следует принимать = 1, а N определять по формуле (14,а).

7.2.4. Расчет на прочность элементов, изгибаемых в двух главных плоскостях, следует выполнять по формуле

(15)

где x и y координаты рассматриваемой точки сечения относительно главных осей.

При выполнении требований п. 7.2.3*., а проверка устойчивости балок, изгибаемых в двух плоскостях, не требуется.

7.2.5. В балках, рассчитываемых с учетом развития пластических деформаций, стенки следует укреплять поперечными ребрами жесткости согласно требованиям пп. 7.3.10., 7.3.12. и 7.3.13., в том числе в местах приложения сосредоточенной нагрузки.

7.3. Проверка устойчивости стенок и поясных листов изгибаемых и сжатых элементов

Стенки балок

7.3.1. Стенки балок для обеспечения их устойчивости следует укреплять:

поперечными основными ребрами, поставленными на всю высоту стенки;

поперечными основными и продольными ребрами;

поперечными основными и промежуточными короткими ребрами и продольным ребром (при этом промежуточные короткие ребра следует располагать между сжатым поясом и продольным ребром).

Прямоугольные отсеки стенки (пластинки), заключенные между поясами и соседними поперечными основными ребрами жесткости, следует рассчитывать на устойчивость. При этом расчетными размерами проверяемой пластинки являются:

a расстояние между осями поперечных основных ребер;

hef расчетная высота стенки (рис. 1), равная в сварных балках полной высоте стенки, в балках с поясными соединениями на высокопрочных болтах расстоянию между ближайшими к оси балки краями поясных уголков, в балках, составленных из прокатных профилей, расстоянию между началами внутренних закруглений, в гнутых профилях (рис. 11) расстоянию между краями выкружек;

t толщина стенки.

Рис. 1. Расчетная высота стенки составной балки

а сварной из листов; б на высокопрочных болтах; в сварной с таврами

7.3.2*. Расчет на устойчивость стенок балок следует выполнять с учетом всех компонентов напряженного состояния (, и loc).

Напряжение , и loc следует вычислять в предположении упругой работы материала по сечению брутто без учета коэффициента b.

Сжимающее напряжение у расчетной границы стенки, принимаемое со знаком "плюс", и среднее касательное напряжение следует вычислять по формулам:

; (16)

, (17)

где h полная высота стенки;

M и Q средние значения соответственно момента и поперечной силы в пределах отсека; если длина отсека больше его расчетной высоты, то M и Q следует вычислять для более напряженного участка с длиной, равной высоте отсека; если в пределах отсека момент или поперечная сила меняют знак, то их средние значения следует вычислять на участке отсека с одним знаком.

Местное напряжение loc в стенке под сосредоточенной нагрузкой следует определять согласно требованиям (при f1 = 1,1) СНиП.

В отсеках, где сосредоточенная нагрузка приложена к растянутому поясу, одновременно должны быть учтены только два компонента напряженного состояния: и или loc и .

Односторонние поясные швы следует применять в балках, в которых при проверке устойчивости стенок значения левой части формулы (18) не превышают 0,9c при w 3,8 и c при w 3,8.

7.3.3*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости, при отсутствии местного напряжения (loc = 0) и условной гибкости стенки w 6 следует выполнять по формуле

, (18)

где c коэффициент, принимаемый по СНиП;

; (19)

. (20)

В формуле (19) коэффициент ccr следует принимать:

для сварных балок по табл. 8 в зависимости от значения коэффициента :

Таблица 8

, (21)

где bf и tf соответственно ширина и толщина сжатого пояса балки;

коэффициент принимаемый по табл. 9;

для балок на высокопрочных болтах ccr = 35,2.

Таблица 9

В формуле (20)

,

где d меньшая из сторон пластинки (hef или a);

отношение большей стороны пластинки к меньшей.

7.3.4. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения с учетом развития пластических деформаций при отсутствии местного напряжения (loc = 0) и при 0,9Rs, Af /Aw 0,25, 2,2 6 следует выполнять по формуле

M Rych2eft(Af /Aw + ), (22)

где = 0,24 0,15(/Rs)2 8,5 ( 2,2)2;

здесь c следует принимать по СНиП, а определять по формуле (17).

7.3.5*. Расчет на устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных только поперечными основными ребрами жесткости (рис. 3), при наличии местного напряжения (loc 0) следует выполнять по формуле

, (23)

где c следует принимать по СНиП;

; loc; определять согласно требованиям п. 7.3.2*;

cr определять по формуле (20).

Значения cr и loc,cr в формуле (23) следует определять:

а) при a/hef 0,8

cr по формуле (19);

, (24)

где c1 коэффициент, принимаемый для сварных балок по табл. 10 в зависимости от отношения a/hef и значения вычисляемого по формуле (21), а для балок на высокопрочных болтах по табл. 10,а;

.

Рис. 3. Схема балки, укрепленной поперечными основными ребрами жесткости (1)

а сосредоточенная нагрузка F приложена к сжатому поясу; б то же, к растянутому поясу

Если нагружен растянутый пояс, то при расчете стенки с учетом только loc и при определении коэффициента по формуле (21) за bf и tf следует принимать соответственно ширину и толщину нагруженного растянутого пояса;

б) при a/hef 0,8 и отношении loc больше значений, указанных в табл. 11,

cr по формуле

, (25)

где c2 коэффициент, определяемый по табл. 12;

loc,cr по формуле (24), в которой при a/hef 2 следует принимать a = 2hef;

в) при a/hef 0,8 и отношении loc,cr/ не более значений, указанных в табл. 11:

cr по формуле (19);

loc,cr по формуле (24), но с подстановкой 0,5а вместо а при вычислении в формуле (24) и в табл. 10.

Во всех случаях cr следует вычислять по действительным размерам отсека.

Таблица 10

Страницы: 1, 2, 3