Os rebites foram substituídos por parafusos de alta resistência a partir de 1960. Os parafusos são mais caros de fabricar, mas a habilidade e as ferramentas necessárias para instalá-los e substituí-los são menos sofisticadas do que as necessárias para os rebites.
Pontes Históricas não inclui pontes construídas depois de 1970 porque ele define pontes históricas como aquelas construídas com rebites.
(As ferrovias ainda têm pontes de treliça antigas porque não recebem financiamento de 80% do governo federal para novas pontes, como fazem os departamentos estaduais de transporte. Para as ferrovias, é mais barato manter uma ponte de treliça do que substituí-la.)
A rebitagem exige muito trabalho. Você precisa de alguém para aquecê-los até que estejam, literalmente, em brasa; alguém para pegar um rebite e inseri-lo em um buraco; e alguém do outro lado para martelá-lo até formar uma cabeça redonda. Mais trabalhadores serão necessários se forem necessárias pessoas adicionais para pegar um rebite e lançá-lo para a próxima pessoa mais próxima do local de trabalho. Isto é, se for necessária uma equipe de revezamento entre a forja e os rebitadores.
Neste primeiro vídeo, o receptor literalmente pega os rebites com as luvas. Parece que ambos os lados usam martelos pneumáticos. Eu me pergunto o que sincroniza os golpes dos martelos.
Além de Rosie, a Rebitadeira, o Canadá escolheu o lançamento de rebites como exemplo de que uma mulher pode fazer quase tudo que um homem pode fazer se o país estiver em guerra, incluindo jogar e pegar rebites quentes com um balde.
Observe que as mulheres na década de 1940 usavam capacetes. Os homens só começaram a usá-los algumas décadas depois.
Este vídeo não mostra apenas ferramentas de rebitagem mais modernas, mas também uma chave pneumática usada em porcas. Observe que os rebitadores modernos carregam os rebites quentes em vez de jogá-los fora.
Este vídeo ilustra claramente que martelos pneumáticos são usados em ambos os lados. E eles também primeiro “fixaram” as chapas de aço usando porcas e parafusos.
Obviamente, uma razão pela qual o rebite precisa estar em brasa é para que seja maleável o suficiente para ser martelado em uma cabeça redonda. Mas outra razão era que ela se contrairia quando esfriasse e fornecesse uma força de compressão, F, para comprimir as placas. Para aplicações como a caldeira que está sendo construída no terceiro vídeo, você deseja que as placas sejam comprimidas umas contra as outras com tanta força que qualquer espaço entre elas seja menor que o tamanho de uma molécula de água. Ou seja, você não quer que o vapor escape pelas costuras da caldeira. Além disso, os rebites são protendidos. Seria necessária uma força maior que F para abrir um espaço entre as placas.
Aprendi recentemente que outra vantagem dos rebites é que os furos não precisam ser exatamente do mesmo tamanho ou precisamente alinhados. O diâmetro do rebite pode ser menor que o tamanho do furo porque quando for martelado ele se moldará à largura e ao alinhamento dos furos. Portanto, você não apenas tem uma boa resistência à compressão, mas também um bom controle de deslizamento.
Um problema com os rebites é que, embora a contração durante o resfriamento crie uma força de compressão, a intensidade dessa força é desconhecida e varia de rebite para rebite.
In 1934, researchers reported that high-strength bolts (>= 54ksi) pode ser apertado o suficiente para evitar deslizamento nas juntas estruturais.
Com base em testes realizados na Universidade de Illinois, Wilson e Thomas em 1938:
A resistência à fadiga de parafusos de alta resistência sensivelmente menores do que os furos nas placas era tão grande quanto a de rebites bem cravados se as porcas fossem aparafusadas para proporcionar uma alta tensão no parafuso.
O Conselho de Pesquisa em Juntas Estruturais Rebitadas e Aparafusadas (RCRBSJ) foi formado em 1947. A simplificação da manutenção de pontes impulsionou a pesquisa para substituir rebites por parafusos. "No início da década de 1950, foram estudados os procedimentos de instalação, a resistência ao deslizamento de juntas com diferentes tratamentos de superfície e o comportamento das juntas sob cargas repetidas.... Em 1960, a BS 3294 foi emitida para estabelecer o procedimento de projeto e a prática de campo. ...A primeira edição doGuia de DesignCritérios para Conexões Aparafusadas e Rebitadaspatrocinado pelo conselho e publicado em 1974, forneceu um resumo valioso da conexão e do comportamento do conector tanto para projetistas quanto para redatores de especificações."
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) é feito com "liga de aço temperado e revenido". Os parafusos de maior resistência também possuem roscas mais finas e são marcados [para indicar sua resistência.
Cargas cíclicas podem causar falha do parafuso, independentemente da classe do parafuso. O aspecto importante da falha por fadiga é a faixa de tensão durante um ciclo de carregamento. [BoltConselho, p21]
"A prática norte-americana anterior a 1985 era exigir que todos os parafusos de alta resistência fossem instalados de modo a fornecer um alto nível de pré-carga, independentemente de ser necessário (parafusos em uma conexão antiderrapante ou em uma conexão sujeita a tensão). ) ou não necessários (parafusos em uma conexão tipo rolamento)." A pré-carga deve ser 70% da resistência à tração mínima especificada do parafuso. "Para superar a variabilidade do controle de torque, foram feitos esforços iniciais para desenvolver um procedimento de aperto mais confiável. A Associação Americana de Ferrovias (AAR), diante do problema de apertar parafusos em áreas remotas sem ferramentas elétricas, conduziu um grande número de testes para determinar se o giro da porca poderia ser usado como meio de controlar a tensão do parafuso. Esses testes levaram à conclusão de que uma volta a partir de uma posição apertada com os dedos produziu a tensão desejada do parafuso. Mas descobriu-se que "apertar os dedos" é altamente variável. Portanto, agora uma porca deve ser apertada até um "ajuste confortável" com uma chave de impacto e depois girada um pouco mais de acordo com uma tabela que expressa o comprimento do parafuso em termos de diâmetro do parafuso. "Ajuste confortável" é quando a chave começa a impactar. [BoltCouncil, pp54-56] O Japão usa uma "chave elétrica inteligente" que detecta a primeira não-linearidade do consumo de corrente de um motor DC. Ou seja, onde o parafuso faz a transição do estágio elástico para o plástico.
Os furos são normalmente 1/16 pol. maiores que o parafuso porque o atrito entre as placas causado pela tensão de pré-carga de girar a porca em um arco apropriado além do "confortável" é suficiente para evitar deslizamento. Isso permite que os furos sejam desalinhados em até 1/16 pol. O desalinhamento reduz a resistência ao deslizamento de uma junta? Não se os parafusos e placas forem dúcteis o suficiente para absorver 1/16 pol. A ironia dos parafusos A490 de alta resistência é que eles são menos dúcteis. Na verdade, os desalinhamentos reduzirão o deslizamento de uma junta que está sobrecarregada porque alguns dos parafusos estão fazendo mais do que sua parte na absorção da tensão de cisalhamento.
Uma vantagem bastante óbvia de pré-carregar (pré-esforço) um parafuso a 70% da sua resistência à tração mínima é que seria necessária uma força de tração maior do que a pré-carga antes das duas placas se separarem. Outra vantagem é que reduz a faixa de carregamento cíclico, o que reduz o risco de formação de trincas por fadiga no metal, o que reduz o risco de falha por fadiga do metal. Se uma carga de 10 ksi for aplicada a um parafuso pré-carregado de 100 ksi, a alteração será de 10%. Mas se for aplicado em um parafuso com pré-carga de 10ksi, a alteração é de 100%. Os caminhões pesados que atravessam uma ponte representam uma carga cíclica nos componentes dessa ponte.