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橋梁建設におけるライヴの歴史
ライヴは、インダストリアル革命中に金属接合方法として登場し、ニューヨークののような象徴的な橋の建設を可能にしました。 フォードの火のスコットランドとブルックリン橋世紀]。 これらの構造は、数千の手駆動式または空気駆動式ライプで、錬鉄と後方鋼の梁を結合し、第2の橋と第2の初期の橋を補強しました。
鋳鉄から錬鉄にシフトし、鋼に直接影響されたリベットの練習に。初期のリベットは、錬鉄で作られました。後で、炭素鋼のリベットは、より大きな強度と均一性を提供しました。プロセスは、芸術と科学の両方でした。リベットのチームは、作業現場で熱、インサート、およびバックリベットを調整し、多くの場合、川やガゲスの上の高い危険な条件で働いていました。
合流された関節のメカニック
ライベットは、基本的には片端に頭を持つ円筒状の金属シャフトです。ジョイントを形成するために、リベットは、プラスチックを作るためにチェリー赤の温度(1,000〜1,200°F程度)に加熱され、プレートの整列穴を通って結合されます。空気のハンマーまたは油圧リベットは、プレートを一緒にクランプする第二頭(「バックテール」)を形成する、平端を変形させます。
ライベットが冷やすと、プレートをクランプ力で引き出すと、【FLT:0】の摩擦ジョイントが形成されます。この収縮効果アクションは重要:それは、疲労の抵抗を改善し、負荷下で滑りを防ぐ残留圧縮応力を発生させます。ボルトとは異なり、熱駆動式リベットは、ほぼギャップのない接続を生み出します。
リベットはヘッド形状(ボタン、カウンタースン、パン)とインストール方法(ホットまたはコールド)によって分類されます。 モダンなブリッジ保存では、冷静化は修理に使用されますが、熱膨張は歴史的認証のための標準のままです。
橋梁建設の挑戦
極端な労働強度とスキルの技術を習得
ライベットに必要な専門チーム: ファーナース ] をヒートリベット、 ] のキャッチャー] を、トング付きのホットリベットを処理するために、 のバッカーアップ] を工場ヘッドに重いドーリーバーを保持し、 1 つまたは 2 [[FLT:] のリベットを強制的に切断しました[FLT:] フライドは、 を切断しました。 [FLT:] は、各々の作業を切断しました。 [FLT] 切断] 切断する:[FLT:] は、 切断された: [FLT: [FLT:] 切断された: [F] 切断された:] 切断された 。 [FLT: [FLT:] 切断された: [FLT: [FLT:] 切断された: [F] 切断された 切断された:] 切断された は、 切断された 切断された 切断された は、 は、 は、
高温および安全危険
橋のまわりや橋のそばに鍛造材が必要で加熱リベット、火災リスクをポーズし、労働者を焼くようにし、金属スプラッタを溶かします。激しい熱も、リベット穴の周りに鋼の微細構造のローカライズされた変化を引き起こしました。]]の熱影響を受けたゾーンクラック ]の部分が、古い炭素鋼につながります。
品質管理と検査の難易度
均一性は達成しにくいでした。 ほとんど熱くしたリベットは、完全に穴を埋めることができません。 過熱したリベットは、酸化し、弱くする可能性があります。 不完全なバッキングは、ゆるやかなジョイントに起因します。 超音波検査の出現前に、検査官は視覚検査とハンマーテストに頼っています。各リベットヘッドをタッピングし、 "リング"を聴くと、 "thud." これは主観的であり、内部欠陥を見逃すことができました。
修正の柔軟性の欠如
駆動すると、ライベットは永久的です。 それらを取除くことは、周囲の金属を損傷するシャンクを掘削または燃焼する必要があります。 これは、後で既存の橋を強化または変更する能力、トラフィック負荷が20世紀以上増加したとして重要な欠点を制限しました。
ソリューションとエンジニアリングの強み
自動リベットシステム
1930年代に始まり、油圧式および空気式リベット機は現場作業のために手打ちを交換しました。これらの機械は、人的誤差を低減し、一貫した力と熱を届けることができます。工場出荷時の設定では、自動リベット]]システムがスクイズ圧力とアライメントの精度制御で20分を超える速度でリベットを駆動します。
直接代替として高力ボルト
最も重要なシフトは、[]の高強度構造ボルト(ASTM A325とA490)の開発に来ました。 ボルトは、いくつかの利点を提供します。彼らはより少ないスキルの労働によってインストールすることができます、加熱を必要としません、トルクまたは回転ナット方法による張力制御を可能にし、交換または改装のために取り外し可能です。 今日、ほとんどすべての新しい鋼橋接続はボルトまたは溶接を使用して; riveは、作業を修復するために予約されています。
プレハブおよび店の溶接
現代の橋は、多くの場合、プレハブのコンポーネントから組み立てられます 溶接または制御された店の環境でボルトで固定されています。これにより、フィールドのリベット(またはボルトで固定)を最終的な接続に短縮し、時間を節約し、品質を向上させることができます。例えば、モジュラー鋼のトラスはセクションに出荷され、古いライベットのクランプ力を模倣するスリップクリティカルボルトジョイントに接続されています。
既存の橋梁のための非破壊試験
歴史的に根ざした橋梁の保存は、現在の超音波検査]、[]の磁気粒子検査、および[]]の放射線写真画像[[]]]]は、除去なしでリベットの完全性を評価するために。これらの方法は、亀裂、腐食、または緩いライベットを検出し、卸売交換ではなく、ターゲットに修理を有効にします。
ライヴ対ボルト対溶接:比較分析
| Attribute | Riveting | Bolting | Welding |
|---|---|---|---|
| Clamping force | High (from thermal contraction) | Controlled (torque/pretension) | None (fusion joint) |
| Labor skill | Very high | Moderate | High (certified welders) |
| Fatigue resistance | Excellent (friction joint) | Good (slip-critical) | Variable (needs stress relief) |
| Inspectability | Difficult (hidden shank) | Easier (visual + torque check) | Requires NDT |
| Removability | Destructive | Nondestructive | Destructive |
| Speed of installation | Slow | Fast | Moderate |
各方法にニッチがあります。溶接は、現代の鋼箱の桁に理想的な連続で剛性の高い接続を提供しますが、残留応力を導入し、寒い天候で脆弱になることができます。ボルトは、フィールド接続のための強度、検査性、および保守性の最良のバランスを提供します。新しい構造で廃止されたが、従来の橋梁の修復のための金規格を維持しながら、ライブ。
歴史ある橋梁の保存
ヴィンテージのライベットブリッジは、まだサービスに留まらず、現代のトラフィックが元の設計をはるかに上回るのを運ぶ。保存努力は、リベット条件の慎重な評価を必要とします。 ] 歴史的アメリカンエンジニアリングレコード(HAER)] これらの橋を文書化し、 国家歴史保存のための信頼 悪魔に対する維持のために提唱。
注目すべき例は、1983年から続く、ピッツバーグの「Smithfield Street Bridge」の橋で、1990年代に、熱駆動のライベルを使用して主要な復元を下回る、巨大なトラス橋が歴史的な精度を維持している。 もう1つはの橋です。 聖ルイ、そのロールされた鋼のアーチは完全に破裂したと、道路と交通が運行されました。
保存グレードのリベットでは、エンジニアは元の材料と手順を再現しなければなりません。これは、19世紀スタイルのリベット炉の調達と、専門クルーのトレーニングを含みます。 国立公園サービス史料文書プログラムなどのリソースは、そのような作業のためのガイドラインを提供します。
ブリッジエンジニアリングのライヴの近代的な応用
構造のリベットは新しい橋でまれですが、それはのニッチを見つけました。 改装および修理]]。 冷間駆動のリベットは、熱を既存のコーティングを損傷したり、火災の危険性を生じさせることができるいくつかの建築鋼接続で使用されます。 さらに、 ]]]と heavy機械は、アルミニウムを埋め立てるために、より大きな機械で作業を続けました。
の摩擦の揺れのrivetingおよび[]の自己綴じの[が出現し、事前ドリルなしで防蝕接合箇所を提供します。 これらの近代的な変形は、ハイブリッド鋼コンクリート橋のデッキのために探求されていますが、広スプレッドの採用はまだ10年です。
コンテンツ
ライヴは、19世紀初頭から20世紀初頭にかけて、鉄と鋼の橋梁を有効化した重要な技術でした。その課題は、労働力、安全リスク、品質分散性、柔軟性の欠如、優秀なボルト締結と溶接方法を開発するためにエンジニアを運転しました。しかし、ライヴの背後にある原則(クランプ力、摩擦接合部、熱収縮)は、構造工学の基礎を保ち、構造工学の基礎を保っています。ライヴの歴史と技術は、過去の橋梁の技術をだけでなく、新しい技術の進歩を称賛するだけでなく、新しい技術の進歩と新しい技術の融合にも関わっています。
歴史ある橋梁工事の更なる読み方については、【】ASCE 歴史民俗工学ランドマーク]プログラムを参照してください。 近代的な構造のボルト締結基準については、構造接続に関する研究評議会(RCSC)の仕様を参照してください。