«

»

Defecte ale grinzilor de rulare pentru sinele podurilor rulante cu sarcini mari. CAUZE POSIBILE ALE PRODUCERII LOR SI MODALITATI DE INTERVENTIE

Lucrand la proiectele de reabilitare a elementelor structurale din constructiile existente, am facut cercetari in acest domeniu. Ele s-au finalizat in 2005 cu teza de doctorat avand titlul „Principii de expertizare si metode de reabilitare a structurilor metalice“. Teza a fost apreciata de elaboratorii „Codului de Proiectare Seismica P100-3/2008 pentru evaluarea seismica a cladirilor existente“ prin faptul ca doua dintre capitolele acesteia au fost utilizate la elaborarea capitolului F.4. din Anexa F informativa.

Nu de aceeasi atentie s-au bucurat alte elemente structurale, care nu participa direct la preluarea si transmiterea fortelor seismice, precum: ferme articulate, pane, ansamblul caii de rulare, pardoseli.

Stiind ca unele dintre marile centre metalurgice din tara sunt inca in functiune si ca nu s-au facut investitii pentru construirea unor hale noi, va prezint, in cele ce urmeaza, unele defecte ale ansamblului grinzilor de rulare in halele cu poduri rulante, considerand ca poate fi util celor care nu au avut ocazia sa studieze aceste elemente.

Elementele prezentate in acest articol sunt utile atat constructorilor cat si beneficiarilor constructiilor cu profil industrial.

 

Defecte constatate La inspectia vizuala

Defectul principal este ruperea inimii grinzii de rulare, in camp sau pe reazem, la o distanta mica de talpa supe­rioara a acesteia (foto 1), sau chiar imediat sub sudura intre talpa si inima, in zona influentata termic (foto 2). Rupe­rea se poate produce pe lungimi mari.

Impreuna cu acest defect al grin­zii de rulare se constata alte defecte care sunt produse in timpul interventiilor succesive de inlocuire a si­nelor si de corectare a nivelmentului sau ecartamentului acestora, precum:

a) abateri la montajul tronsoa­nelor de sina intre ele (foto 3);

b) ridicarea excesiva a grinzilor de rulare pe reazem pentru corectii repe­tate ale nivelmentului (foto 4).

Se constata si defecte ale pasa­re­lei care, in ansamblul caii de rulare, joaca rol de inima a grinzii de franare, precum:

c) intreruperea continuitatii pasa­re­lei in lungul caii de rulare;

d) taierea locala a pasarelei;

e) intreruperea continuitatii sudu­rii longitudinale dintre pasarela si talpa superioara a grinzii de rulare.

Pentru a ajunge la explicatia cau­zei ruperii grinzii de rulare, incepem prin a analiza cauzele producerii defec­telor pasarelei:

a) Intreruperea continuitatii pasa­relei in lungul caii de rulare poate avea mai multe localizari:

la trecerea prin dreptul stal­pilor – se produce mai ales ca urmare a ridicarii grinzilor de rulare in cadrul lucrarilor de corectare a nivelmentului. Apare un decalaj intre pasarela si tabla de continuitate din dreptul golului de trecere al stalpului, care impiedica refacerea continuitatii (foto 5), sau se constata ca nu s-a executat din diver­se motive sudura pasarelei pe prinde­rea orizontala a grinzii de rulare in dreptul stalpului (foto 6);

intre panourile de tabla din care este realizata pasarela avand drept cauza schimbarea unora dintre pano­urile pasarelei, fara ca sa se mai refaca sudurile de continuitate.

b) Taierea locala a pasarelei: se constata vizual practicarea in pasa­rele a unor gauri care sunt situate intre piesele de prindere ale sinelor pe talpa grinzii de rulare (fig. 1). Explicatia consta in faptul ca detaliul cel mai utilizat pentru prinderea sinelor a fost un deta­liu tip (fig. 2) care presupune strangerea surubu­rilor cu acces de sub grinda de rulare.

c) Intreruperea continuitatii sudurii longitudinale dintre pasa­rela si talpa superioara a grinzii de rulare este defectul cel mai grav dintre cele enumerate si se produce de obicei prin ruperea sudurii din cauza cresterii eforturilor in cordoanele de sudura in urma practicarii de goluri in pasarele, a intepenirilor podurilor rulante din cauza decalarii sinelor, franarii podului rulant pe o zona in care pasarela nu are continuitate. Ruperea sudurii se poate amorsa de exemplu la capatul sudurii pasarelei in dreptul fiecarui decupaj al acesteia de la prinderile sinelor (foto 7).

 

Explicatia cauzei ruperii grinzii de rulare

In cazul in care se produce ruperea sudurii intre talpa grinzii de rulare si pasarela, fortele orizontale provenite din franarea caruciorului solicita doar sectiunea formata din talpa superioara a grinzii de rulare si o portiune cu inaltimea 15 tinima.

In lucrarea [1] este facuta o ana­liza prin calcul a efectelor acestor abateri asupra grinzilor de rulare care lucreaza independent, fara efectul favorabil produs de prezenta grinzilor de fra­nare, a celor secundare si a contravantuirilor orizontale.

Pe scurt, in lucrarea susmentionata se arata ca, din cauza abaterilor de nivelment, are loc o redistribuire a fortelor verticale transmise prin rotile podului pe un fir al caii de rulare, care este importanta numai pentru efectele locale produse. Facto­rul supraunitar nl cu care se indica sa fie amplificata reactiunea verticala de calcul a podului (determinata pentru po­zitia orizontala a acestuia) in cazul abaterilor de nivelment este:

nl = 0,5 + 750 i ³ 1, unde:

i = panta longitudinala a sinei, masurata in locul in care este calculat efortul local.

In lucrare se recomada ca fortele astfel majorate sa fie luate in consi­derare la calculul tensiunii locale din inima grin­zii de rulare:

sl = sl0 + slt, unde:

sl0 = tensiune care apare daca incarcarea verticala transmisa de rotile podului actioneaza in planul median al inimii;

slt = tensiune care apare la mar­ginea superioara a inimii din incovo­­ie­rea transversala a acesteia, ca efect al rasucirii talpii superioare, calculat pentru valoarea momentului de rasucire concentrat M0l, determinat cu formula:

M0l = nl P e0 + Pt hct , unde (fig. 3 – preluata din lucrarea [1]):

M0l = momentul de torsiune local aplicat talpii superioare a grinzii de rulare;

nl P = incarcarea verticala maxi­ma data de rotile podului, ca urmare a redis­tribuirii fortelor;

e0 = excentricitatea globala fata de axa de simetrie a inimii cu care se aplica incarcarea verticala, care se determina cu formula: e0 = e1 + es , unde:

e1 = excentricitatea cu care se aplica forta verticala data de roata podului, fata de axa sinei, care se poate considera e1 = 0,25 b;

es = excentricitatea masurata dintre axa verticala a sinei si axa ver­ticala a inimii grinzii de rulare.

Alcatuirea obisnuita a grinzilor de rulare, dimensionate in conditiile res­pectarii abaterilor admisibile la montajul sinelor, pe schema statica care presupune existenta grinzilor de franare si contravantuirilor orizontale, este determinata numai de necesitatea preluarii momentelor din planul lor. Ca atare, ele au, de obicei, inimi zvelte, sensibile la eforturile locale.

In cursul expertizelor grinzilor de rulare studiate s-a constatat ca defec­tele cele mai frecvente, determinate prin masuratori, constau in abaterile de pozitie ale sinelor, in raport cu valorile admise in norme. Abaterile de nivel­ment, ecartament si de pozi­tionare a axei verticale a sinei, fata de axa neutra verticala a grinzii de rulare, se intalnesc de re­gula impreuna.

De asemenea, se intalnesc frec­vente intepeniri ale podurilor cauzate de abaterile de ecartament ale sinelor si de abaterile de geometrie ale podurilor. Daca la calculul fortei orizontale provenite din intepe­nirea podurilor valoarea reactiunii verticale se considera majorata prin redistribuirea fortelor verticale transmise prin rotile podului si cu forta de intepenire astfel calculata se verifica sudurile dintre talpa superioara a grinzii de rulare si inima grinzii de franare (pasa­rela) se constata de regula depa­sirea rezistentelor de calcul in sudura. Fisurile aparute in suduri schimba schema statica a ansamblului grinzilor de rulare, acestea deve­nind elemente independente, care se comporta conform teoriei expu­se mai sus.

Fenomenul descris se produce la fiecare trecere a podului prin zona grinzii de rulare care prezinta acest defect, producand un flambaj local repetat al inimii, care conduce la defecte cumulate ce genereaza ruperi prin oboseala de tipul celor prezentate in foto 1 si 2.

 

Bibliografie

[1] ***, Ghid pentru expertizarea, repararea si consolidarea grinzilor de rulare metalice, INCERC – Filiala Timisoara, aprilie 1997;

[2] Schneider, G., Teza de doctorat „Principii de expertizare si metode de reabilitare a structurilor metalice“ , 2005.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 76 – decembrie 2011, pag. 46

 

Autor:
dr. ing. Gabriela Schneider – Bureau Veritas Romania Controle International SRL



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2011/12/18/defecte-ale-grinzilor-de-rulare-pentru-sinele-podurilor-rulante-cu-sarcini-mari-cauze-posibile-ale-producerii-lor-si-modalitati-de-interventie/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.