Файл: Иванов, Г. С. Эксплуатационная надежность и совершенствование технологии изготовления железобетонных шпал.pdf

Рис. 31. Кривые нормального распределения:

I — точности натяжения арматуры; 2 — напряжений в проволоках пакетов; 3 — пре­ дела прочности одиночной арматуры на выходе из захвата; 4 — предела прочности арматурного пакета при обрыве первой проволоки на выходе из захвата; 5 — факти­ ческого предела прочности арматуры при стандартных испытаниях

Для выявления опасности обрыва в пакетах хотя бы одной проволоки, т. е. когда не соблюдается условие (3.3), воспользу­ емся характеристикой безопасности 4 по А. Р. Ржаницыну [26], которая справедлива при нормальных законах распределения нагрузки и несущей способности.

Для нашего случая можно записать:

локах пакета.

Введем для рассматриваемого случая понятие о допустимой величине характеристики безобрывности, приняв в формуле

(3.4), что

86

Тогда формула (3.4) примет вид [-;]==«1/^1 -+-/ге,

2олар

При реальных значениях <зг близка к единице. В итоге получим

и '^соответствующие им вероятности .обрыва ; V, | приведенные , в табл23, вычислены при следующих исходных данных для 5-мм арматуры.: ~

; = 1.45С; аож= 112,5 кгс/мм2;/?ф = 164 кгс/мм2;

з„=4,1 кгс/мм2; ар =5,6 кгс/мм2.

Сравнивая данные табл. 23 с выражением (3.6), можем ус­ тановить, что для рассмотренного случая следует применять захваты с коэффициентом безобрывности Cj>0,87.

Т а бл и ц а 23

Характеристики безопасности и вероятности обрыва проволок в пакетах при различных коэффициентах безобрывности за­ хвата Ci

Таким образом, рассмотренная методика позволяет прибли­ зительно выявить важную характеристику захвата, которая должна предупредить частые обрывы арматуры при ее группо­ вом натяжении в пакетах. Подобные расчеты могут быть вы­ полнены по предлагаемой методике для различных сочетаний нагрузок, характеристик захватов, коэффициентов неравномер­ ности напряжений и различных диаметров и прочностных ха­ рактеристик арматуры.

Технология производства арматурных работ неразрывно связана с особенностями конструкций силовых форм, которые предназначены для восприятия усилий от натянутых арматур­ ных пакетов.

87

Рассмотрим, какими путями можно добиться точного расположения арматуры в сечении шпалы и фиксирования в пакете заданного предварительного напряжения. На действу­ ющих заводах по производству шпал с поточно-агрегатной тех­ нологической схемой применяют пяти-, шести- и десятиместные силовые формы.

В зарубежной практике также применяют одноместные и многоместные формы. Стремление к применению многоместных длинных форм при изготовлении железобетонных шпал объ­ ясняется необходимостью экономии труда на единицу изготов­ ляемой продукции. Однако увеличивать беспредельно длину проволочных пакетов невозможно, так же как и емкость шпаль­ ных форм. Критериями в этом, очевидно, служат, ограничения по жесткости самой конструкции формы и ее весу, а также по размерам вибрационных площадок и грузоподъемности приме­ няемого подъемно-транспортного оборудования технологичес­ кой линии.

Определим основные требования к силовым формам для изготовления шпал и рассмотрим, когда эти требования можно легче выполнить — при длинных или коротких формах

(табл. 24).

Из приведенного в табл. 24 сравнения видно, что главней­ шим преимуществом длинной формы является возможность по­ лучения минимальных затрат труда на единицу изделия при армировании железобетонных шпал. Что касается затрат на формование изделий, то они могут быть равными при одинако­ вом числе одновременно бетонируемых шпал в длинных или коротких формах.

При автоматизации изготовления шпал трудоемкость произ­ водства арматурных работ должна резко снизиться; разница в затратах труда на армирование одной или нескольких шпал станет мало ощутимой в общем балансе времениОднако при­ ходится обращать внимание на количество технологических от­ ходов арматуры, остающейся неиспользованной в захватных устройствах. Эти отходы на действующих заводах при исполь­ зовании десятиместных форм составляют 7% и более. При ко­ ротких формах указанные отходы могут возрасти.

Расход металла на изготовление формы непосредственно связан с ее жесткостью. Применяемые на заводах десятимест­ ные формы, как указано в параграфе 3 главы 1, имеют недос­ таточную жесткость, что | приводит | к j ее i большим прогибай! под статической нагрузкой j и при j подъемно-транспортных операциях, вызывающих i смещение ! арматуры, ; нарушения сплошности 1Свежеуплотненного бетона ц его сцепления с арма­ турой.

Кроме того, при укладке бетонной смеси происходит допол­ нительно отжатие натянутой арматуры весом этой смеси. Что-

88

Т а б л и ц а 24

бы исключить указанные недостатки, следует стремиться к кон­ струированию более жестких укороченных форм.

Увеличение длины формы влечет за собой увеличение раз­ меров технологических станков, что приводит к росту металло­ емкости оборудования. Шпальные заводы несут большие рас­ ходы по ремонту длинных десятиместных форм. Некоторые фор­ мы через 70—ЮОоборотов получают трещины в поперечных свя­ зях и днищах штампованных ячеек. В то же время применя­ емые с 1960 г. на Киевском заводе шестиместные короткие и более жесткие формы, выполненные по проекту Гипропромтрансстроя, выдержали до ремонта более 2 тыс. оборотов. Из этого прямого сопоставления видно, что по условиям долговеч­ ности предпочтение должно быть отдано более жестким фор­ мам. Аналогичная тенденция по увеличению жесткости форм наблюдается и в других областях промышленности сборного железобетона.

89

Наконец, приходится принимать во внимание условия уплот­ нения бетонной смеси в формах. Известно, что при длинной форме труднее обеспечить равномерность передачи колебаний бетонной смеси, чем при короткой. На шпальных заводах еже­ годно бракуется значительное количество продукции по дефек­ там, вызванным плохим уплотнением бетона.

Таким образом, из рассмотрения основных требований к силовой форме видим, что наряду с факторами, влияющими на экономичность конструктивно-технологических решений, суще­ ствуют не менее важные факторы, определяющие долговеч­ ность соответственно формы и продукции, которая в них из­ готавливается. С этих позиций нельзя признать рациональной принятую при разработке типового проекта конструкцию деся­ тиместной длинной шпальной формы-

Существует и другое органичение: соблюдение принуди­ тельного ритма потока при изготовлении шпал на технологи­ ческой линии. Ведущими станками линии являются арматур­ ный и формовочный. Анализ затрат времени показывает, что лимитирующей операцией при производстве шпал является их формование. В цикл формования продолжительностью Гф вхо­ дят затраты времени и на подготовительные операции (транс­ портировка формы, ее установка на виброплощадке, установка торцовых диафрагм и т. п.), причем продолжительность цикла остается неизменной независимо от того, формуется одна или несколько шпал.

Продолжительность одного цикла армирования Га зависит от числа одновременно армируемых по длине шпал:

Если последовательно армировать изделия в многоручейной форме с числом ячеек по ширине т, тогда продолжительность полного цикла армирования одной формы будет

90