 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( ноябрь 2009 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
При проектировании и строительстве проушина представляет собой прямой стержень, обычно из металла , с отверстием («проушиной») на каждом конце для крепления к другим компонентам. Упоры с проушинами используются в таких конструкциях, как мосты , в условиях , когда применяется только растяжение , а не сжатие . Также называется «конструкция штифта и проушины» в случаях, когда используются штифты. [1]
Структура [ править ]
Закрытая проушина обычно имеет прямоугольное поперечное сечение постоянной толщины по всей длине и постоянной ширины для всех, кроме концов. Концы переходят в более широкую часть, заканчивающуюся закругленным концом. В центре этого конца будет отверстие, в которое будет вставлен цилиндрический штифт, который может иметь приспособление для установки одной или нескольких гаек или болтов . Если пруток имеет круглое поперечное сечение, его обычно подвергают ковке на концах для создания головки, которую затем выравнивают путем дополнительной ковки. Затем головка может быть обработана до точной толщины и плоскостности. Альтернативный метод использования круглого стержня - это формирование петли и сварка кузнечным швом (ударная сварка) или электрическая сварка свободного конца к основному стержню.[2]
В современных тросовых подвесных мостах открытые проушины не используются. Это не позволяет проволоке наматывать петлю на проушину, вместо того, чтобы продевать ее через закрытую проушину.
Заявление [ править ]
Стержни могут быть изготовлены с отверстиями для штифтов, размер которых немного меньше. Если это так, то их расширяют в полевых условиях. Такое расширение поля гарантирует, что напряжения будут равномерно распределяться между несколькими стержнями, образующими элемент фермы или звено цепи. Коррозионно-стойкая обработка в виде консистентной смазки, белой или красной свинцовой масляной пасты или другого водоотталкивающего материала может быть добавлена во время сборки.
Фермы: крыши и здания [ править ]
Проушины используются в частях ферм с штифтовым соединением, где инженерными процедурами можно установить, что стержень не будет подвергаться никакому напряжению, кроме растяжения, во всех ожидаемых условиях. Проушины используются для дополнения опор каркаса стропильных ферм из дерева или металла. Они размещены как стойки для фермы, расположенной рядом с королевской балкой.
Промежутки подвески звеньев цепи [ править ]
Тяги с проушинами уже давно используются в подвесных мостах, при этом ряд звеньев проушин, зачесанных вместе, образуют конструкцию с высокой степенью избыточности. Такое использование проушины помещает ее в звено цепи, которое удерживает нагрузку на основе растяжения, а не сжатия. Однако более современные пролеты подвески звеньев цепи с низким уровнем избыточности попали в немилость в результате обрушения Серебряного моста в 1967 году, которое привело к гибели 46 человек.
(Текущий метод проектирования подвесных мостов заключается в использовании нескольких нитей тянутой проволоки для образования прочных кабелей.) [3]
Изготовление [ править ]
Проушины могут быть литыми , коваными или вырезанными из листового проката. При использовании круглой ложи проушины обычно кованые. Термическая обработка (нагрев и быстрое охлаждение) приводит к получению мелкозернистой микроскопической кристаллической структуры, повышающей прочность стержня. Чрезмерная твердость может вызвать хрупкость, чего следует избегать. Штифты, используемые для соединения стержней, также будут подвергаться термообработке, обычно до степени твердости, превышающей твердость стержней, чтобы они не сдвигались под высоким напряжением.
Утюг [ править ]
Оригинальные проушины были сформированы путем «наложения» [2] тонкого железного металла друг на друга и их ковки в печи. Собранную деталь нагревали и забивали в форме буквы U над штампом. Чтобы создать глаз, нагретое изогнутое железо вбивалось в себя, закрывая зазор и создавая форму глаза. [2] Этот метод позволил создать быстрый и эффективный способ создания стержня, однако структурно не сохранял целостность после определенного момента из-за того, что метод укладки был плохо нагрет или неисправен.
Сталь [ править ]
Новые методы создания наглазников включают использование стали, отливки и проушины, и стержня вместе в одной пресс-форме, что создает более прочную отливку с меньшей площадью для разрыва соединения. Новые методы резки стали, такие как лазерная / плазменная резка и водоструйная обработка, позволили создать более эффективные способы изготовления стальных изделий, таких как проушины, из стальных листов .
Лазер [ править ]
Сильный лазер используется для точного вырезания запрограммированного дизайна из стали. Этот метод является быстрым и сокращает количество отходов, но также требует дополнительной шлифовки и отделки перед использованием.
Плазма [ править ]
Газообразный кислород проходит через электрод, образуя дугу, которая может быть направлена вниз в сталь, позволяя резать металл. Этот метод резки работает только с токопроводящими металлами.
Водоструйная очистка [ править ]
Подобно лазеру, при гидроабразивной резке используется режущий станок, но для прорезания стали используется сила воды. Использование воды создает сглаженные почти готовые пропилы, сокращая время производства.
Преимущества использования [ править ]
Отмычки были созданы в начале 1900-х годов, когда стоимость стали была высокой. Создание проушины обеспечило простое решение для уменьшения количества стали, необходимой для изготовления моста. При использовании метода «штифт и проушина» на соединяемые элементы теоретически будет оказываться меньшая нагрузка. [4]
Проблемы при использовании [ править ]
Проблемы возникают по следующим причинам:
Неправильное изготовление [ править ]
Пруток не может быть изготовлен должным образом из-за плохого литья, если он стальной, или из-за неправильной обработки, если он железный. Эта ошибка очевидна в тех местах, где головка откололась от стержня или головка треснула от отверстия под штифт на внешнюю сторону. [2]
Недостаточное количество слоев [ править ]
При установке в мосты в качестве опор проушины недостаточно многослойны. Рассмотрим катастрофу Серебряного моста : это был случай, когда только 2 проушины были соединены вместе в качестве опор в цепи. Более распространенной практикой было использование 4 стержней с проушиной, скрепленных вместе, в том случае, когда одна перекладина с проушиной вышла из строя. Еще 3 могли бы разделить нагрузку, а не только один стержень с проушиной. В случае Серебряного моста оставшаяся перемычка также сломалась, что привело к обрушению моста. [5]
Обычная одежда [ править ]
Как и весь металл, сталь со временем изнашивается. В результате стальные штифты в проушинах расшатываются, и в результате теряется натяжение, что, в свою очередь, ставит под угрозу целостность конструкции.
Обзор использования наглазника [ править ]
Из-за технологических достижений в создании проушин. Железо и старый метод литья стальных проушин встречаются реже. Однако эти старые мосты все еще нуждаются в ремонте и пересмотре. Такие исследователи, как Дьюи Уоллс-младший из Union Pacific Rail Road, собрали ресурсы о том, как проверять, идентифицировать скомпрометированные места и как правильно отремонтировать этот район. [4]
Известные подвесные мосты, задокументированные HAER [ править ]
| Имя | Я БЫ | Дата | Значимость |
|---|---|---|---|
| Мосты трех сестер | HAER PA-490-A | 1926 г. | Пример подвесного моста с большой проушиной |
| Бруклинский мост | HAER NY-18 | 1883 г. | Когда-то самый большой в мире пролетный мост с якорями с проушинами. |
| Дрезденский подвесной мост | HAER OH-93 | 1914 г. | Один из немногих примеров подвесного моста с проушиной |
См. Также [ править ]
- Список мостов, задокументированных Исторической американской инженерной записью в Пенсильвании
Ссылки [ править ]
- ^ Спаркс, С. Патрик и Марк Э. Баду. «Неразрушающая оценка исторического моста с фермами из кованого железа в Нью-Браунфелсе, штат Техас». Бюллетень APT 29, вып. 1 (1998): 5-10. DOI: 10,2307 / 1504542.
- ^ a b c d Loss, HV Ковка проушин: и поток металла в закрытых штампах . США: Издатель не указан, 1893 г. По состоянию на 16 ноября 2018 г. https://archive.org/stream/forgingofeyebars01loss#page/n1/mode/2up.
- Перейти ↑ Steinman, DB (2008). Практикум по подвесным мостам, их проектированию, строительству и возведению . ЧИТАТЬ КНИГИ. п. 46. ISBN 1-4097-3099-9.
- ^ a b Уэллс, Дьюи. «Техническое обслуживание проушин на стальных мостах» (PDF) . www.arema.org . Проверено 14 декабря 2018 .
- ^ ЛеРоуз, Крис. «Обрушение Серебряного моста». Историческое общество Западной Вирджинии. Октябрь 2001 г. По состоянию на 16 ноября 2018 г. http://www.wvculture.org/history/wvhs/wvhs1504.html.
Внешние ссылки [ править ]
- Литье в железе - 1940-1949 - Британский учебный фильм
