Niturile au fost înlocuite cu șuruburi de înaltă rezistență începând cu 1960. Șuruburile sunt mai scumpe de fabricat, dar priceperea și instrumentele necesare pentru a le instala și a le înlocui sunt mai puțin sofisticate decât cele necesare niturilor.
Podurile istorice nu include podurile construite după anii 1970, deoarece el definește podurile istorice ca fiind cele construite cu nituri.
(Căile ferate au încă poduri vechi, deoarece nu primesc finanțare de 80% de la guvernul federal pentru poduri noi, așa cum o fac departamentele de transport de stat. Pentru căile ferate, este mai ieftin să întreținem un pod cu ferme decât să-l înlocuiți.)
Nituirea necesită forță de muncă. Ai nevoie de cineva care să le încălzească până când sunt, literalmente, roșii; cineva să prindă un nit și să-l introducă într-o gaură; iar cineva de cealaltă parte să-l ciocanească până la un cap rotund. Este nevoie de mai mulți muncitori dacă sunt necesari oameni suplimentari pentru a prinde un nit și a-l arunca următoarei persoane mai aproape de locul de muncă. Adică dacă este nevoie de o echipă de ștafetă între forjă și nituitoare.
În acest prim videoclip, receptorul prinde literalmente niturile în mănuși. Se pare că ambele părți folosesc ciocane pneumatice. Mă întreb ce sincronizează loviturile de ciocane.
Pe lângă Rosie the Riveter, Canada a ales aruncarea niturii ca exemplu că o femeie poate face aproape orice poate face un bărbat dacă țara este în război, inclusiv aruncarea și prinderea nituri fierbinți cu o găleată.
Rețineți că femeile din anii 1940 purtau căciuli de protecție. Bărbații nu au început să le poarte decât câteva decenii mai târziu.
Acest videoclip nu arată doar instrumente de nituire mai moderne, ci arată o cheie pneumatică care este folosită pe piulițe. Rețineți că nituitoarele moderne poartă niturile fierbinți în loc să le arunce.
Acest videoclip ilustrează clar că ciocanele pneumatice sunt folosite pe ambele părți. Și, de asemenea, mai întâi au „lipit” foile de oțel împreună folosind piulițe și șuruburi.
Evident, un motiv pentru care nitul trebuie să fie roșu fierbinte este astfel încât să fie suficient de maleabil pentru a fi ciocănit într-un cap rotund. Dar un alt motiv a fost ca acesta să se contracte atunci când se răcește și să ofere o forță de compresie, F, pentru a strânge plăcile împreună. Pentru aplicații precum boilerul construit în al treilea videoclip, doriți ca plăcile să fie strânse atât de strâns, încât orice spațiu între ele să fie mai mic decât dimensiunea unei molecule de apă. Adică nu doriți să iasă abur din cusăturile cazanului. În plus, niturile sunt precomprimate. Ar fi nevoie de o forță mai mare decât F pentru a deschide un spațiu între plăci.
Am aflat recent că un alt avantaj al niturilor este că găurile nu trebuie să fie exact de aceeași dimensiune sau aliniate precis. Diametrul nitului poate fi mai mic decât dimensiunea găurii, deoarece atunci când este lovit cu ciocanul, acesta se va modela pe lățimea și alinierea găurilor. Deci nu numai că aveți o rezistență bună la compresie, ci și un control bun al alunecării.
O problemă cu niturile este că, deși contracția în timpul răcirii creează o forță de compresie, puterea acestei forțe este necunoscută și variază de la un nit la altul.
In 1934, researchers reported that high-strength bolts (>= 54ksi) ar putea fi strâns suficient pentru a preveni alunecarea în îmbinările structurale.
Pe baza testelor efectuate la Universitatea din Illinois, Wilson și Thomasin 1938:
Rezistența la oboseală a șuruburilor de înaltă rezistență, considerabil mai mică decât găurile din plăci, era la fel de mare ca cea a niturilor bine antrenate dacă piulițele erau înșurubate pentru a da o tensiune mare în șurub.
Consiliul de cercetare pentru îmbinările structurale cu nituri și șuruburi (RCRBSJ) a fost înființat în 1947. Simplificarea întreținerii podurilor a determinat cercetarea de a înlocui niturile cu șuruburi. „La începutul anilor 1950 au fost studiate procedurile de instalare, rezistența la alunecare a îmbinărilor cu diferite tratamente de suprafață și comportamentul îmbinărilor la încărcări repetate.... În 1960, a fost emis BS 3294 pentru a stabili procedura de proiectare și practica de teren. ...Prima ediție aGhid de proiectareCriterii pentru conexiunile cu șuruburi și nituitesponsorizat de consiliu și publicat în 1974, a oferit un rezumat valoros al conexiunii și comportamentului conectorului atât pentru designeri, cât și pentru autorii specificațiilor.”
Three grades of bolts are specified. A307 (>= 60ksi) is made with low carbon steel. A325 (>= 105-120ksi) is "made by heat-treating, quenching, and tempering medium carbon steel." A490 (>= 150-170ksi) este fabricat din „oțel aliat călit și revenit”. Șuruburile cu rezistență mai mare au și filete mai fine și sunt marcate [pentru a indica rezistența lor.
Sarcinile ciclice pot cauza defectarea șurubului independent de gradul șurubului. Aspectul important al eșecului prin oboseală este intervalul de stres în timpul unui ciclu de încărcare. [BoltCouncil, p21]
„Practica nord-americană înainte de 1985 a fost aceea de a cere ca toate șuruburile de înaltă rezistență să fie instalate astfel încât să asigure un nivel ridicat de preîncărcare, indiferent dacă era necesar (șuruburi într-o conexiune anti-alunecare sau într-o conexiune supusă tensiunii). ) sau nu sunt necesare (șuruburi într-o conexiune de tip rulment)." Preîncărcarea trebuie să fie de 70% din rezistența minimă specificată la tracțiune a șurubului. „Pentru a depăși variabilitatea controlului cuplului, au fost depuse eforturi timpurii pentru a dezvolta o procedură de strângere mai fiabilă. Asociația Americană a Căilor Ferate (AAR), confruntă cu problema strângerii șuruburilor în zone îndepărtate fără unelte electrice, a efectuat un număr mare de teste. pentru a determina dacă rotirea piuliței ar putea fi utilizată ca mijloc de control al tensiunii șurubului. Aceste teste au condus la concluzia că o rotire dintr-o poziție strânsă cu degetele a produs șurubul dorit tensiune.” Dar s-a descoperit că „strângerea la degete” este foarte variabilă. Așa că acum o piuliță trebuie strânsă la o „potrivire perfectă” cu o cheie de impact, apoi se întoarce puțin mai mult conform unui tabel care exprimă lungimea șurubului în termeni de diametru. „Potrivire perfectă” este momentul în care cheia începe să afecteze. [BoltCouncil, pp54-56] Japonia folosește o „cheie electrică inteligentă” care detectează prima neliniaritate a consumului de curent al unui motor de curent continuu. Adică, în cazul în care șurubul trece de la stadiul său elastic la cel plastic.
Găurile sunt de obicei cu 1/16 inch mai mari decât șurubul, deoarece frecarea dintre plăci cauzată de tensiunea de preîncărcare de rotire a piuliței cu un arc adecvat peste „strâns” este suficientă pentru a preveni alunecarea. Acest lucru permite alinierea greșită a găurilor până la 1/16 inch. Nealinierea reduce rezistența la alunecare a unei îmbinări? Nu, dacă șuruburile și plăcile sunt suficient de ductile pentru a absorbi 1/16 inch de mișcare. Ironia șuruburilor de înaltă rezistență A490 este că sunt mai puțin ductile. De fapt, alinierea greșită va reduce alunecarea unei îmbinări care este suprasolicitată, deoarece unele dintre șuruburi fac mai mult decât cota lor corectă de absorbție a tensiunii de forfecare.
Un avantaj destul de evident al preîncărcării (precomprimarii) a unui șurub la 70% din rezistența sa minimă la tracțiune este că ar fi nevoie de o forță de tracțiune mai mare decât preîncărcarea înainte ca cele două plăci să se separe. Un alt avantaj este că reduce intervalul de încărcare ciclică, ceea ce reduce riscul de formare a fisurilor metalice de oboseală, ceea ce reduce riscul de cedare a metalului la oboseală. Dacă o sarcină de 10 ksi este aplicată unui șurub care este preîncărcat la 100 ksi, atunci modificarea este de 10%. Dar dacă este aplicat unui șurub cu preîncărcare de 10ksi, atunci modificarea este de 100%. Camioanele grele care traversează un pod reprezintă o sarcină ciclică asupra componentelor acelui pod.