Современные технологии сварки при укрупнении и монтаже металлоконструкций арки Подольского мостового перехода в Киеве Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 621.791:624.1

А. Г. СИНЕОК, А. М. ГЕРАСИМЕНКО, В. Д. РЯБОКОНЬ, К. В. РЯБЦЕВ, В. В. БРИЧАК, С. Н. ТОВСТИИ (Институт электросварки имени Е. О. Патона НАН Украины, Киев)

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ ПРИ УКРУПНЕНИИ И МОНТАЖЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ АРКИ ПОДОЛЬСКОГО МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА В КИЕВЕ

В работе освещены вопросы применения современных технологий ручной дуговой и автоматической сварки при монтаже металлоконструкций арки Подольского мостового перехода в г.Киеве.

Ключевые слова: укрупнение и монтаж металлоконструкций арки, современные технологии сварки, монтажные блоки, научно-техническое и технологическое сопровождение

Институтом электросварки им. Е. О. Патона осуществляется научно-техническое и инженерное сопровождение строительства при укрупнении и монтаже металлоконструкций арки Подольского мостового перехода в г.Киеве (габариты поперечника 3300^4100 мм и вес 1 монтажного блока 120 тонн).

Исходя из конструктивных решений, условий транспортировки, требований к подъёмно-транспортному оборудованию, используемому при строительстве и транспортировке заводских элементов металлоконструкций арки были исследованы и применены современные технологии ручной, полуавтоматической и автоматической сварки. Специалистами ИЭС им. Е. О. Патона обеспечено комплексное решение научных, проектных, производственных вопросов, изучено рациональное назначение способов сварки монтажных соединений с учётом укрупнения и монтажа отдельных секций-блоков арки, связующих ферм и раскосных ферм. Разработаны и внедрены технологии ручной дуговой сварки электродами ОК 53.70 и Fox EV 50, автоматической сварки под слоем флюса АН-47 проволокой Св-10НМА монтажных соединений арки.

Монтажные стыки арки включают стыковые и тавровые соединения толщиной от 20 до 50 мм, в том числе с нестандартными разделками торцов с переменным углом наклона стыков стенок в вертикальной плоскости в пределах 0...340. Сварку необходимо выполнять в нижнем, вертикальном, потолочном в горизонтальном на вертикальной плоскости положениях. Такие условия предъявляют повышенные требования к способам механизированной сварки. При разработке технологии монтажа арки рас-

сматривался вопрос применения автоматической сварки под флюсом поперечных стыковых швов поясов блоков арки по типу С18 ГОСТ8713-79 на медной подкладке со стеклот-канной прослойкой, или на самоклеющихся керамических и стеклоподкладках.

Рис. 1. Укрупнение элементов блоков арки. Строительство Подольского мостового перехода

Рис. 2. Поперечное сечение арки

© Синеок А. Г., Герасименко А. М., Рябоконь В. Д., Рябцев К. В., Бричак В. В., Товстий С. Н., 2012

171

Для обеспечения необходимой геометрии и проектного положения продольных и поперечных осей веток арки поясные стыки каждого поперечника собирали и сваривали одновременно без перерыва, с заполнением сечения разделки на 1/3 толщины, выдерживая регламентированную технологией температуру послойных проходов. Стыки по стенкам ô = 32 и 25 мм при сварке поясов на 1/3 сечения находятся в свободном состоянии (на подклинке с применением

П-образных скоб). При этом зазор в монтажных стыках стенок устанавливается на 2...3 мм больше нормированного WPS, с учётом поперечной усадки в пределах 2,5.3,0 мм при сварке поясов на указанную выше толщину. Был рассмотрен и принят вариант сварки поясов по следующей схеме:

- формирование корня шва полуавтоматической сваркой проволокой сплошного сечения в СО2 на медной подкладке со стеклотканью или на самоклеющейся подкладке;

- заполнение большей части разделки (4/5 сечения) автоматической сваркой под флюсом;

- выполнение приповерхностных и облицовочных швов (1/5 часть сечения разделки) полуавтоматической сваркой, вследствие невозможности завершения сварки всего сечения автоматической сваркой под флюсом из-за подтекания сварочной ванны. На контрольных образцах отрабатывалась техника сварки, подбирались режимы, уточнялись параметры сборки, выполнялись исследования механических свойств металла шва и сварного соединения.

С целью проверки технологии односторонней автоматической сварки под флюсом стыковых соединений поясов арки была выполнена сварка контрольного стыкового соединения из стали 10ХСНД-3 толщиной 50 мм проволокой Св-10НМА под слоем флюса АН-47 (рис. 3 и 4).

Разработанная технология с использованием данных сварочных материалов обеспечивает качество выполненных сварных соединений и соответствие требованиям НТД принятой в мостостроении. В табл. 1 приведены результаты испытаний контрольных сварных соединений, выполненных по разработанным в ИЭС технологиям.

В результате выполненных исследований для всех основных монтажных соединений ме-

таллоконструкции арки приняты технологии автоматической сварки под флюсом АН-47 проволокой Св-10НМА и ручной дуговой электродами FOX EV 50, ОК 53.70. В соответствии с ДСТУ 3951-2000 разработаны и согласованы с заказчиком (Дирекцией строительства дорожно-транспортных сооружений г. Киева) технологические инструкции на сборку-сварку сварных соединений.

Рис. 3. Сварное соединение стали 10ХСНД толщиной 50 мм. Автоматическая сварка проволокой Св-10НМА под флюсом АН-47

Рис. 4. Автоматическая сварка под флюсом стыковых соединений поясов арки

Таблица 1

Результаты испытания контрольных сварных соединений из проката 10ХСНД-3, выполненных по разработанным технологическим инструкциям

№ Прокат, Сварное Механические свойства сварного соединения Механические свойства металла шва Ударная вязкость KCU Тисп - 40 °С

п/п мм соединение МПа Угол загиба, град ст, МПа МПа 55, % V, % ЗТВ центр шва

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1. 32 Ручная дуговая вертикальное положение электроды Fox EV50 569,6 568,5 155 155 440,2 480,4 575,9 582,7 29,0 22,7 76,5 75,0 220,5 198,9 207,7 164,3 146,5 154,1

2. 32 Ручная дуговая вертикальное положение электроды ОК 53.70 552,4 543,7 122 120 472,4 463,2 582,7 577,7 30,0 26,3 76,6 73,4 93,9 93,8 114,5 155,6 210,0 128,5

3. 50 Автоматическая под флюсом проволока Св-10НМА, флюс АН-47 567,4 552,0 120 120 520 536 502 630 623 611 27,7 25.6 24.7 75,4 76,3 76,8 78,0 91.3 98.4 93,0 110,8 109,0

4. 32 Механизированная в СО2 Св-08Г2С, 0 1,2 мм, вертикальное положение 610,9 604,5 81 135 536,5 424,9 623,7 572,7 13,67 28,67 41,2 69,8 217,2 199,7 218,4 63,7 67,7 54,3

В настоящее время специалистами Института электросварки выполняются работы по научному и технологическому сопровождению монтажа металлоконструкций арки, авторский надзор разработок в соответствии с ДБН В.1.2-5:2007.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ДБН В.2.3-14:2006. Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування. [Текст]. -Введ. 2007-02-01. - К.: Мш. буд., архгг. та житл.-комун. госп-ва, 2006. - 359 с.

2. Синеок, О. Г. Впровадження сучасних зва-рювальних матерiалiв та технологш для зва-рювання прокату пвдвищено! мщносп [Текст] / О. Г. Синеок та ш. // Вюник Днiпропетр. нац.

ун-ту залiзн. трансп. iм. акад. В. Лазаряна. -2010. - Вип. 33. - Д.: Вид-во ДНУЗТ, 2010 - С. 245-250.

3. Ковтуненко, В. А. Выбор стали для ответственных сварных строительных конструкций [Текст] / В. А. Ковтуненко, А. М. Герасименко, А. А. Гоцуляк // Автоматическая сварка - 2006 - № 11 - С. 32-37.

4. Лобанов, Л. М. Дослвдження та ошгашза^ сучасних зварювальних технологш та матерiалiв щодо ввдновлення та подовження експлуата-цшного ресурсу дшчих моспв [Текст] / Л. М. Лобанов та ш. // Проблеми ресурсу та безпеки експлуатацп конструкцiй, споруд та машин -К:: 1ЕЗ, 2009 - С. 467-472.

Поступила в редколлегию 02.07.2012. Принята к печати 23.07.2012.

О. Г. СИНеОК, А. М. ГЕРАСИМЕНКО, В. Д. РЯБОКОНЬ, К. В. РЯБЦЕВ, В. В. БРИЧАК, С. М. ТОВСТИИ (1нститут електрозварювання iM. е. О. Патона НАН Укра'ни, Ки1в)

СУЧАСН1 ТЕХНОЛОГИ ЗВАРЮВАННЯ ПРИ УКРУПНЕНН1 ТА МОНТАЖ1 МЕТАЛОКОНСТРУКЦЙ АРКИ ПОД1ЛЬСЬКОГО МОСТОВОГО ПЕРЕХОДУ У КИСВ1

У робот висвгглеш питання застосування сучасних технологш ручного дугового i автоматичного зва-рювання при монтаж1 металоконструкцiй арки Подiльського мостового переходу в м. Киевг

Ключовi слова: укрупнення i монтаж металоконструкцiй арки, сучасш технологи зварювання, монтажнi блоки, науково-техшчний i технологiчний супроввд

A. G. SINEOK, A. M. GERASIMENKO, V. D. RIABOKON, K. V. RIABTSEV, V. V. BRICHAK, S. N. TOVSTIY (The national Academy of Science of Ukraine, The E. O. Paton Electric Welding Institute)

MODERN TECHNOLOGIES OF WELDING AT ENLARGEMENT AND EDITING OF МЕТАLL CONSTRACTIONS OF ARCH OF THE PODOL'SKOGO BRIDGE TRANSITION IN KIEV

In work the questions of application of modern technologies of the hand arc and automatic welding are lighted up at editing of metal construction of arch of the Podol'skogo bridge transition in Kiev.

Keywords: enlargement and editing of metal construction of arch, modern technologies of welding, assembling blocks, scientific and technical and technological accompaniment