1. 6 Điều tra các liên kết trong kết cấu thép và bêtông cốt thép
1.6.4. Điều tra liên kết hàn
Trên đ−ờng sắt có nhiều cầu cũ mà trong chiến tranh đn đ−ợc sữa chữa khôi phục tạm thời bằng các liên kết hàn. Nhiều cầu mới làm cũng có sử dụng liên kết hàn. Nh−ng do công nghệ hàn và kiểm tra mối hàn ch−a tốt nên có thể xuất hiện các vết nứt mối hàn. Khi điều tra cầu thép cũ có liên kết hàn cần đặc biệt chú ý các vết nứt hàn nói trên.
Các vị trí th−ờng xuất hiện vết nứt moitr các mối hàn cầu thép là: - Mối hàn liên kết các s−ờn tăng cứng với bản bụng của dầm đặc. - Các mối hàn đối đầu.
- Các mối hàn chồng, mối hàn có bản hẹp nối 2 phía.
Cần đặc biệt điều tra các dầm thép hình I, đn đ−ợc dùng làm dầm liên hợp, dầm I chồng và thép bản đn dùng để hàn vá cấu kiện cầu. Có thể chúng đ−ợc chế tạo bằng loại thép sôi, không chịu hàn, dễ bị phá hoại dòn ở mối hàn. H− hỏng này nguy hiểm bởi vì nó xuất hiện ngay khi biến dạng còn nhỏ trong phạm vi làm vieevj đàn hồi.
e) d) c) a) b) Hình 1.12. Các dạng h− hỏng mối hàn
Trên hình vẽ 1-12 là các dạng h− hỏng điển hình của mối hàn cần phát hiện và phân loại khi đi điều tra.
1.6.4.1. Các vết nứt trong mối hàn và trong thép kết cấu quanh đó có thể xuất hiện do chất l−ợng xấu của thuốc hàn, do bẩn các mép chuẩn bị hàn với nhau, do xỉ hàn lẫn vào mối hàn. Các vết nứt th−ờng ở gần rnnh cắt, gần chỗ mà mối hàn không thấu, ở các chỗ thay đổi mặt cắt đột ngột. Khi điều tra thấy vết nứt ỏ mối hàn phải đánh dấu sơn và yêu cầu mài tẩy mối hàn đi rồi hàn lại cho đảm bảo chất l−ợng.
1.6.4.2. Những chỗ mối hàn không ngấu (hình 1-12c ), là nơi có hiện t−ợng không nóng chảy cục bộ.
Giữa mối hàn và thép kết cấu hoặc giữa các lớp mối hàn lần l−ợt nhiều lớp. H− hỏng này có thể làm giảm yếu mặt cắt mối hàn đến hơn 50% và điều tra kỹ lấy số liệu cho việc tính toán lại kết cấu cũng nh− kiến nghị việc sửa chữa. Một nguyên nhân của h− hỏng này là do không làm sạch kỹ các mép chuẩn bị hàn hoặc do hàn quá nhanh.
1.6.4.3. Các rìa xờn mối hàn ( hình 1-12d).
Nguyên nhân là do kim loại nóng chảy bị tràn ra khỏi vị trí mối hàn rồi lan ra phần thép kết cấu ch−a bị nung nóng lên quanh mối hàn. Cần kiểm tra kỹ các ria xờm mối hàn vì
chúng th−ờng th−ờng kèm theo hiện t−ợng hàn không thấu và các rnnh cắt. Khi que hàn nóng chảy quá nhanh thì một vài chỗ thép kết cấu ch−a kịp nóng chảy và bị các ria xờm mối hàn cho lấp các chỗ hàn không thấu ở mép cấu kiện. Hiện t−ợng này cũng có thể do que hàn di động lệch ra trục mối hàn, l−ợng kim loại nóng chảy thừa và xỉ hàn sẽ lẫn vào mối hàn.
Khi điều tra phát hiện và yêu cầu hàn lại cần nhắc nhở việc chọn đúng nhiệt độ khi hàn. Để tạo ra sự chuyển biến đều đặn phải rà hết các ria xờm mối hàn, khi nó dày hơn 3mm phải yêu cầu đục đi ma quan sát tiếp phía d−ới.
1.6.4.4. Các rãnh cắt (Hình 1-12e)
Chúng xuất hiện khi hàn với dòng điện quá mạnh và điện áp quá cao khiến cho thép kết cấu đốt quá nóng. Các rnnh cắt này nguy hiểm vì gây ra ứng suất tập trung và giảm yếu mặt cắt.
Khi điều tra thấy rnnh cắt không quá 0.5mm đối với bản thép kết cấu dày đến 10mm, không quá 1mm đối với bản thép dày hơn 10mm, thì chỉ đánh dấu sơn và ghi lại trong sổ điều tra theo dõi tiếp. Nếu thấy rnnh cắt sâu hơn nữa phải yêu cầu hàn lại ngay.
1.6.4.5. Các lỗ rỗng và các chỗ lẫn xỉ hàn với mối hàn đều làm giảm mặt cắt mối hàn, gây ra ứng suất tập trung cục bộ.
Khi điều tra cần tìm nguyên nhân. Có thể lỗ rỗng là do dùng que hàn chất l−ợng xấu, do mép chuẩn bị hàn bẩn, do hàn quá mạnh và do thép kết cấu là loại thép sôi, không chịu hàn.
Nguyên nhân lẫn xỉ hàn là do chọn sai chế độ hàn, sai loại que hàn và thuốc hàn, tay nghề thợ hàn thấp.
1.6.4.6. Cách phát hiện và kiểm tra.
Để phát hiện chỗ mối hàn không ngấu th−ờng phải quan sát những chỗ mặt cắt mối hàn không đều và có vảy hàn rõ rệt. Các mối hàn tốt th−ờng có chiều rộng không đổi và các vảy hàn nhỏ mịn, bề mặt đều đặn, không có ria xờm và vết cháy.
Để kiểm tra kích th−ớc mối hàn, lấy số liệu cho việc tính toán lại kết cấu phải dùng các bộ th−ớc thép lá và bộ th−ớc đo đặc biệt.
Trong các mối nối cấu kịên chịu kéo hoặc chịu kéo-nén thì chiều cao lồi lên của mối hàn không đ−ợc lớn hơn 10% chiều rộng mối hàn và không đ−ợc lớn hơn 3mm. Còn trong các cấu kiện chịu nén thì phần lồi lên của mối hàn không đ−ợc quá 1/5 chiều rộng mối hàn
Khi điều tra cần nhận xét dạng mối hàn góc. Chúng phải có bề mặt cong lồi lên. Bề mặt lồi là cho phép trong phạm vi 1,5 mm khi mối hàn dày 8mm, ở trong phạm vi 3mm khi mối hàn dày 13-16mm, nếu thấy mối hàn có phần kim loại thừa ra quá nhiều phải yêu cầu mài đi để đảm bảo chuyển tiếp êm thuận từ mối hàn sang thép kết cấu quanh nó.