Проект производства работ по усилению должен устанавливать технологическую последовательность усиления отдельных узлов конструкции, последовательность наложения швов в каждом узле, режимы сварки, организацию производства работ, материалы, применяемые для сварки и т. п. При усилении в каждом узле сначала наплавляют швы менее нагруженных элементов, а затем более нагруженных; в уголковых элементах швы сначала накладываются по перу, а затем по обушку. При такой последовательности наложения усиливающих швов временное ослабление в результате разогрева металла более нагруженных узлов и участков компенсируется работой менее усиленных напряженных швов, способных нести кратковременную перегрузку.

В напряженном состоянии были усилены фермы пролетом 36 м, сквозь которые проходила транспортная галерея склада руды и концентрата аглофабрики завода им. Ильича в г. Жданове. В аварийном блоке величина катета большинства наложенных швов в натуре оказалась на 3—5 мм меньше проектной; неполноценными были и сварные швы в узлах многих ранее смонтированных ферм. К моменту усиления нагрузка на швы составляла 30— 40% от расчетной.

Конструктивное решение ферм было необычным. В центральной части была встроена жесткая четырехугольная рама галереи. Раскосы в надстройке отсутствовали. К моменту обрушения блока из двух ферм, соединенных между собой связями и прогонами, восемь укрупненных монтажных блоков уже было смонтировано. Одной из основных причин аварии была неполномерность заводских сварных швов. Поэтому было принято решение об их усилении, которое производилось в определенном порядке.  В первую очередь усиливались менее нагруженные узлы фермы, в узле—менее нагруженные стрежни, а в стержне — менее нагруженные швы. После усиления швов по одну сторону косынки в той же последовательности усиливались узлы и стрежни по другую сторону косынки.

Чтобы достичь максимального практически возможного разогрева деталей фермы, применялись электроды малых диаметров (4 мм), и наложение последующих швов делалось после остывания предыдущего шва до температуры 100° С. Сварка производилась только в одном узле, одновременное усиление в одном узле двух швов запрещалось. Электроды применялись типа Э-42А, усиение производилось на переменном токе силой 140—160 а. Работы велись в условиях положительных температур. Из 14 дней только в течение одного дня они выполнялись при температуре окружающего воздуха до —5° С.

При исследовании аварий и повреждений следует учитывать специфические особенности вантовых и предварительно напряженных конструкций. Применяемые в настоящее время предварительно напряженные металлические конструкции могут быть разделены на три группы:

предварительно напряженные высокопрочными затяжками из тросов, расположенными вдоль нижнего пояса ферм;

Из тросовых конструкций последнего времени, где успешно применено регулирование усилий, следует указать проект моста через р. Дунай в Братиславе. В проекте был использован метод регулирования усилий в вантах. В балке жесткости коробчатого сечения, поддерживаемой тремя системами вант, изгибающие моменты отрегулированы благодаря принятой определенной оследовательности монтажа. Мост имеет общую длину 423 м, высота наклонного пилона более 85 м. Следует отметить, что в Чехословакии применяется новая сталь марки 10600: высокопрочная проволока и горячекатаные круглые прутки. Сталь низко-лигированная: стПч = 90 кГ/мм2, сгт = 60 кГ/мм2, 6 = 8%. Путем наклепа сгт повышается на 35%.

Применение вант и вантовых конструкций при определенных условиях их работы, например в конструкциях и сооружениях с вибрационной нагрузкой, требует проверки вант на резонанс. Обрушение вантовой конструкции одного из зарубежных аэропортов произошло от разрыва вант, поддерживавших конструкцию. Разрыв был вызван резонансом, который появился в конструкциях тросов вследствие совпадения числа их собственных колебаний с числом колебаний, создаваемых моторами самолетов при подъеме последних со стартовой площадки.

Регулирование напряжений в новых конструкциях дает возможность уменьшить сечения элементов и экономить расход стали.

При усилении существующих и тем более поврежденных и аварийных конструкций, в них также выгодно перераспределять усилия в нужную для улучшения работы конструкции сторону и тем самым добиваться экономического эффекта, заключающегося в том, чтобы дорогостоящую и претерпевшую моральный износконструкцию вместо замены новой средствами усиления и регулирования напряжений заставить работать дальше и в ряде случаев под повышенную нагрузку.

опросы усиления и регулирования являются самостоятельными разделами большой проблемы — проблемы повышения прочности и долговечности металлических конструкций.

При рассмотрении различных путей и средств предотвращения аварий нельзя не остановиться (пока еще только в гюрядке по

становки вопроса) на экспериментальном пути изучения аварий. Здесь имеется в виду имитирование аварий на моделях, устройство экспериментальных катастроф, продувка моделей в аэродинамической трубе и др. Эти методы изучения аварий, по-видимому,, в первом приближении, будут аналогичны обычным опытным методам исследования действительной работы конструкций и сооружений, но с доведением модели конструкции до катастрофы.

Для получения исчерпывающих сведений о действительной работе конструкции (сооружения) необходимо подвергнуть тщательному анализу и изучению аварии этих конструкций. Бесспорно, что лучшего эксперимента, чем сама авария, не придумать и не поставить. При аварии выявляются неучтенные никаким расчетом условия фактической работы конструкции или ее отдельных эле¬ментов в общем комплексе сооружения, выявляются и допущенные ошибки, которые были сделаны на протяжении всей биографии конструкции от момента ее проектирования до аварии. Вместе-с тем имитирование аварий на моделях может принести существенную пользу при изучении аварийности и надежности отдельных конструкций, их элементов, отдельных узлов.

В настоящее время моделирование применяется при разработке или уточнении методов расчета на прочность и устойчивость, при проверке правильности результатов статического расчета, а в отдельных случаях — при замене аналитического расчета экспериментальным, при невозможности сделать аналитический расчет, при различных изысканиях, связанных с выбором наиболее рационального конструктивного решения. Оно может быть использовано-не только для проверки расчета, но и для выявления причин разрушения конструкций (подкрановые конструкции, радиомачтьг и др.). Для опор линий электропередач (ЛЭП) установлен порядок обязательного испытания натурных конструкций новых систем-с доведением конструкции до разрушения. Моделирование применяется в самой начальной стадии создания проекта и дает возможность выявить напряженное и деформированное состояние конструкций. Насколько нам известно, примеров моделирования аварий других гражданских и промышленных сооружений и ими¬тации аварий на моделях нет.

Для моделирования новых проектируемых конструкций применяют различные материалы, чаще сталь и алюминиевые сплавы. Последние имеют преимущества перед сталью в том отношении, что алюминий, обладая "большими деформационными свойствами. При относительно небольших нагрузках можно получить большие деформации. Хорошим материалом для моделей является также латунь, которая легко подвергается обработке. Модуль упругости латуни вдвое меньше, чем у стали, — это дает возможность уменьшать величины нагрузок по сравнению со стальными моделями. В исследовательской практике для моделей часто применяется органическое стекло.

В практике механической лаборатории ЛИСИ еще в 40-х годах под руководством проф. Н. Н. Аистова проводилось изучение на моделях работы таких конструкций, как башенные и сводчатые тержневые системы, купол Шведлера, каркас жесткого дирижабля, гибкий бункер, жесткие пространственные рамы и др. В настоящее время уже редкое исследование по конструкциям не имеет экспериментальной части, выполненной на моделях тех или иных конструкций, включая исследования на моделях из оптически активных материалов, проводимые оптическим методом. В практику испытаний вошли модели из оптически активных материалов на желатинно-глицериновой основе, например, извальц-массы и др.

Замена конструкции ее моделью имеет свою специфику. Например, если нагрузка не зависит от объемного веса материала конструкций (это имеет место при испытании бетонных столбов, вызывающих в основании напряжения от собственного веса), то для получения одинаковых напряжений в конструкции и в модели, уменьшенной по сравнению с конструкцией в п раз, нагрузка должна быть соответствующим образом уменьшена.

Пример. Если однопролетная балка, нагруженная по середине пролета силой Р, заменяется моделью, то сосредоточенная сила для модели должна быть уменьшена в 5 раз.

Если нагрузка зависит от объемного веса, то для искусствен¬ного увеличения объемных сил при испытании моделей применяют центрифугирование. Сущность его заключается в искусственном возбуждении центробежных сил, которое достигается следующим образом. Модель помещается в каретку, которая имеет возможность под действием центробежных сил поворачиваться. Центрифуга с кареткой и моделью при помощи мотора приводится во вращение. Каретка поворачивается, и на модель начинает действовать объемная сила.
 
Скорость вращения центрифуги подбирается так, чтобы сила отвечала величине, необходимой для данной модели.
Основная сложность применения моделирования к изучению аварий заключается в том, что в большинстве случаев авариям предшествует достаточно длительный срок эксплуатации конструкций; повреждения накапливаются в течение определенного промежутка времени. Не учитывать влияние фактора времени на прочность металла, соединений элементов, узлов и т. п. нельзя. Материал модели, ее узловые сопряжения будут иными. Сложность возникает и при изучении аварий, вызванных усталостью металла. При моделировании конструкций, работающих в условиях знакопеременных напряжений, нельзя не считаться с так называемыми масштабным фактором.

Область рационального применения моделирования при изучеии аварий стальных конструкций очерчивается следующими границами. Если произошло обрушение конструкций (сооружения), то высказывается ряд причин, вызвавших аварию. Если установить действительные причины не представляется возможным, в этом случае выполнение модели обрушившихся конструкций и имитирование аварии на модели поможет восстановить ряд моментов, ускользнувших при обследовании аварии.

Наиболее доступно, пожалуй, изучение и анализ на моделях аварий и их имитация в стержневых системах и листовых конструкциях, при авариях, происшедших в результате потери устойчивости, действия различных агрессивных сред, особенно в предприятиях химической промышленности, а также в металлических клеёных конструкциях, вантовых и комбинированных конструкциях, выполненных из различных материалов.