鐵路橋梁高強(qiáng)度螺栓施工

鐵路橋梁高強(qiáng)度螺栓施工摘要：高強(qiáng)度螺栓的施擰是決定鋼橋拼裝質(zhì)量和施工進(jìn)度的關(guān)鍵，通過(guò)控制高強(qiáng)度螺栓的進(jìn)場(chǎng)檢查驗(yàn)收，采用扭矩法施工和緊緊圍繞法檢查，使高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力到達(dá)設(shè)計(jì)規(guī)定，從而有效的控制了高強(qiáng)度螺栓的施擰質(zhì)量，保證全橋鋼梁順利安裝。關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度螺栓；扭矩系數(shù)；施擰扭矩；檢查扭矩；緊緊圍繞法檢查上個(gè)世紀(jì)60年代，我國(guó)在鐵路鋼橋建設(shè)中采用了栓焊技術(shù)，高強(qiáng)度螺栓開(kāi)始用于鐵路鋼橋的工地拼裝連接。伴隨鋼橋設(shè)計(jì)、制造及施工技術(shù)的進(jìn)步和高強(qiáng)度螺栓產(chǎn)品質(zhì)量的提高，高強(qiáng)度螺栓連接已成為目前我國(guó)大跨度鋼橋的重要連接方式。高強(qiáng)度螺栓連接按設(shè)計(jì)和傳力規(guī)定的不一樣可分為摩擦型連接和承壓型連接，摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接是目前我國(guó)廣泛采用的形式，摩擦型連接是運(yùn)用高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，使連接的板層間產(chǎn)生抗滑力（摩擦力）來(lái)承受和傳遞外力，并以摩擦力剛被克服，板件間有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)為連接的承載能力極限狀態(tài)。對(duì)于采用高強(qiáng)度螺栓連接的鋼橋，怎樣控制高強(qiáng)度螺栓的施工，是鋼橋架設(shè)的關(guān)鍵。高強(qiáng)度螺栓的檢查驗(yàn)收1.查看包裝包裝箱應(yīng)牢固、防潮。箱內(nèi)應(yīng)按連接副的組合包裝，不一樣批號(hào)的連接副不得混裝。每箱質(zhì)量不得超過(guò)40㎏。包裝箱內(nèi)得分裝措施可由制造廠選擇。包裝箱外應(yīng)有制造廠、產(chǎn)品名稱、原則號(hào)、批號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、毛重等明顯標(biāo)識(shí)。2.查看廠家提供的以批為單位的產(chǎn)品質(zhì)量檢查匯報(bào)及出廠合格證。出廠檢查應(yīng)按批進(jìn)行。同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、螺紋規(guī)格、長(zhǎng)度（當(dāng)螺栓長(zhǎng)度≤100㎜時(shí)，長(zhǎng)度相差≤15㎜，螺栓長(zhǎng)度＞100㎜時(shí)，長(zhǎng)度相差≤20㎜，可視為同一長(zhǎng)度）、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批。同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、螺紋規(guī)格、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批。同一性能等級(jí)、材料、爐號(hào)、規(guī)格、機(jī)械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的墊圈為同批。分別由同批螺栓、螺母、墊圈構(gòu)成的連接副為同批連接副。對(duì)保證扭矩系數(shù)供貨的螺栓連接副最大批量為3000套。3.進(jìn)行高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量復(fù)驗(yàn)（1）外觀檢查對(duì)螺桿、螺母、墊圈表面有無(wú)裂紋、銹蝕、脫碳檢查。（2）型式尺寸、形位公差檢查檢查項(xiàng)目有螺桿螺紋的精度，螺桿的垂直度；螺母的精度及支撐面的垂直度；墊圈的平整度；螺桿、螺母、墊圈的各部位尺寸以及螺桿、螺母能否自由配套等。（3）機(jī)械性能試驗(yàn)a.螺栓的楔負(fù)荷試驗(yàn)：重要是檢查螺桿軸線和螺母支撐面不垂直（夾角10°）狀況下螺栓的承載能力。b.螺母保證荷載試驗(yàn)：重要是檢查在荷載作用下螺母與否脫扣或斷裂，以及卸載后，用手能否將螺母旋出（檢查變形狀況）。c.螺栓的屈服軸力和破壞軸力試驗(yàn)：重要是檢查螺栓的強(qiáng)度與否滿足規(guī)范規(guī)定。d.螺桿、螺母、墊圈的硬度試驗(yàn)。（4）高強(qiáng)度螺栓扭矩系數(shù)試驗(yàn)每批隨機(jī)抽取8套，8套連接副的扭矩系數(shù)平均值應(yīng)在0.110～0.150之間,原則偏差應(yīng)≤0.010.高強(qiáng)度螺栓施工國(guó)內(nèi)鋼橋連接重要采用高強(qiáng)度螺栓的摩擦連接。摩擦連接是通過(guò)板件間的抗滑力來(lái)傳遞剪力。板件間的抗滑力是由接觸面的粗糙度（抗滑移系數(shù)）和高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不過(guò)，在實(shí)際使用中，高強(qiáng)度螺栓的預(yù)緊力除在試驗(yàn)室可以測(cè)量外，在施工現(xiàn)場(chǎng)一般是不易直觀測(cè)量的，其預(yù)緊力重要是通過(guò)控制扭矩或控制轉(zhuǎn)角的手段來(lái)到達(dá)。因此，當(dāng)設(shè)計(jì)確定了預(yù)緊力之后，高強(qiáng)度螺栓施工時(shí)采用何種控制措施，怎樣規(guī)定擰緊扭矩的指標(biāo)，則成為關(guān)鍵問(wèn)題。高強(qiáng)度螺栓施工措施、施擰扭矩確實(shí)定高強(qiáng)度螺栓的施工措施有兩種：一種是扭矩法施工，目前在我國(guó)鋼橋的施工中廣泛采用。另一種是轉(zhuǎn)角法施工，目前在實(shí)際應(yīng)用中比較少見(jiàn)，本文不作簡(jiǎn)介。扭矩法是根據(jù)批量高強(qiáng)度螺栓的扭矩系數(shù)平均值，綜合考慮環(huán)境、氣候等原因制定對(duì)應(yīng)的施擰扭矩，用于施擰該批高強(qiáng)度螺栓的措施。由于扭矩法受到諸多諸多原因的影響，如自然氣候，螺栓質(zhì)量，施擰工具，操作措施，拼接板層數(shù)和厚度等，因此在施擰前應(yīng)進(jìn)行一系列工藝試驗(yàn)來(lái)消除這些原因的影響。扭矩法的工藝試驗(yàn)項(xiàng)目有：（1）扭矩系數(shù)試驗(yàn)；（2）溫度、濕度對(duì)扭矩系數(shù)的影響試驗(yàn)；（3）施工預(yù)拉力及其損失試驗(yàn)；（4）緊緊圍繞、松扣、復(fù)位檢查試驗(yàn)；（5）施擰時(shí)屈服軸力試驗(yàn)；（6）施擰時(shí)破壞軸力試驗(yàn)；（7）施擰工具標(biāo)定措施試驗(yàn)；（8）群栓試驗(yàn)。每批高強(qiáng)度螺栓連接副的終擰扭矩應(yīng)由下式確定式中：——終擰扭矩（Nm）——高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)平均值——高強(qiáng)度螺栓的施工預(yù)拉力（kN）,高強(qiáng)度螺栓的施工預(yù)拉力為設(shè)計(jì)預(yù)拉力的1.1倍?！邚?qiáng)度螺栓的公稱直徑（㎜）扭矩法施工的重要條件：一是高強(qiáng)度螺栓扭矩系數(shù)穩(wěn)定，二是施擰工具的施擰扭矩精確。但實(shí)際狀況是扭矩系數(shù)受溫度、濕度的影響很大，當(dāng)環(huán)境溫度、濕度發(fā)生變化時(shí)，高強(qiáng)度螺栓的扭矩系數(shù)會(huì)隨之發(fā)生變化。因此在施工過(guò)程中，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，必須及時(shí)、精確的調(diào)整施擰扭矩，才能一直保證所施擰高強(qiáng)度螺栓的終擰預(yù)拉力滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。高強(qiáng)度螺栓的施工控制電動(dòng)扳手的標(biāo)定和管理高強(qiáng)度螺栓施擰用的電動(dòng)扳手采用扭矩、軸力儀標(biāo)定。標(biāo)定期用5套當(dāng)日上橋用的高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行標(biāo)定，取其扭矩平均值。施擰扳手標(biāo)定次數(shù)為每班上班前和下班后各一次。標(biāo)定誤差規(guī)定為上班前標(biāo)定不得不小于規(guī)定值的±3%，下班后標(biāo)定不得不小于規(guī)定值的±5%。若下班后標(biāo)定誤差不小于±5%，應(yīng)對(duì)該扳手當(dāng)班施擰的所有螺栓進(jìn)行檢查。每天標(biāo)定的扳手應(yīng)有標(biāo)定記錄及其施擰部位的記錄，初擰和終擰扳手應(yīng)進(jìn)行編號(hào)并固定配套使用。在施擰過(guò)程中，應(yīng)配置專用電源和穩(wěn)壓器，以保證施工電壓的穩(wěn)定。高強(qiáng)度螺栓初擰、終擰施工控制高強(qiáng)度螺栓按初擰、終擰兩道工序進(jìn)行。在支架上拼裝鋼桁梁時(shí)，可采用25%的沖釘替代高強(qiáng)度螺栓使用，鋼梁懸臂拼裝時(shí)，主桁桿件應(yīng)采用50%的沖釘，其他桿件采用30%的沖釘替代高強(qiáng)度螺栓，高強(qiáng)度螺栓所有初擰后，再將沖釘所有換成高強(qiáng)度螺栓并初擰，最終所有終擰。施擰應(yīng)從節(jié)點(diǎn)剛度大的部位向不受約束的邊緣方向進(jìn)行，對(duì)大節(jié)點(diǎn)則應(yīng)從節(jié)點(diǎn)中央沿桿件向四面進(jìn)行。施擰時(shí)必須用套筒扳手卡住螺栓頭。初擰扭矩采用50%終擰扭矩，初擰后在螺桿、螺母、墊圈和構(gòu)件上畫(huà)一直線作為標(biāo)識(shí)，便于終擰檢查螺母轉(zhuǎn)角及墊圈、螺桿有無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)。橋上當(dāng)日穿入節(jié)點(diǎn)板中的高強(qiáng)度螺栓必須當(dāng)日初擰或終擰完畢，終擰扭矩檢查應(yīng)在4h后來(lái)，24h以內(nèi)進(jìn)行。終擰檢查合格后，外漏部分應(yīng)立即涂裝，板層縫隙應(yīng)用膩?zhàn)犹羁p。雨天，大霧天氣時(shí)不得進(jìn)行施擰作業(yè)。（3）高強(qiáng)度螺栓的檢查措施、檢查扭矩確實(shí)定采用轉(zhuǎn)角法施工的高強(qiáng)賭螺栓是采用角度測(cè)量法檢查的，本文不作簡(jiǎn)介。采用扭矩法施工的高強(qiáng)度螺栓檢查有兩種措施：一種是緊緊圍繞法檢查。緊緊圍繞法檢查即高強(qiáng)度螺栓終擰后，先在螺母、墊圈上畫(huà)一細(xì)直線，然后用檢查扳手沿螺栓擰緊方向擰緊螺母，讀取螺母剛剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的扭矩值，該值即為該螺栓連接副的實(shí)際扭矩值。該扭矩值的大小在檢查扭矩值的±10%范圍內(nèi)即判為合格。檢查扭矩的大小由試驗(yàn)確定，并在測(cè)定緊緊圍繞檢查扭矩時(shí)，應(yīng)確認(rèn)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉應(yīng)力的誤差在設(shè)計(jì)預(yù)拉力的±2%范圍內(nèi)。另一種高強(qiáng)度螺栓扭矩檢查措施是松扣法。松扣法檢查是先在螺桿端面和螺母上面畫(huà)一直線，然后將螺母擰松約60°，再用扭矩扳手重新擰緊，使兩線重疊測(cè)得此時(shí)的扭矩即為該螺栓的實(shí)際扭矩，該扭矩值的大小在檢查扭矩值的±10%范圍內(nèi)即判為合格。松扣法檢查扭矩的計(jì)算式為：式中：——檢查扭矩（Nm）——高強(qiáng)度螺栓連接副的扭矩系數(shù)平均值——高強(qiáng)度螺栓的設(shè)計(jì)預(yù)拉力（kN）——高強(qiáng)度螺栓的公稱直徑（㎜）從兩種措施的對(duì)比試驗(yàn)成果看，緊緊圍繞法具有易于操作，省時(shí)省力，檢查扭矩精確等長(zhǎng)處。國(guó)內(nèi)大型橋梁高強(qiáng)度螺栓終擰檢查大多采用緊緊圍繞法。在檢查高栓扭矩值之前還應(yīng)先檢查螺栓組有無(wú)漏擰（檢查初凝劃線在終擰后螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)角度或用0.3㎏的小錘敲擊法檢查），螺母和墊片有無(wú)裝反的現(xiàn)象。然后檢查板縫與否符合規(guī)范，這兩項(xiàng)檢查均合格后再進(jìn)行終擰扭矩檢查。高強(qiáng)度螺栓的工地管理（1）工地上應(yīng)建立原則的高強(qiáng)度螺栓庫(kù)，作好防潮、防塵工作。寄存時(shí)應(yīng)按規(guī)格、批號(hào)分類寄存。建立明細(xì)庫(kù)存表和發(fā)放登記表。（2）當(dāng)班施擰按實(shí)際需用規(guī)格領(lǐng)取高強(qiáng)度螺栓，不容許高強(qiáng)度螺栓在橋上裸露過(guò)夜。對(duì)于表面狀況發(fā)生變化的高強(qiáng)度螺栓應(yīng)送回原廠進(jìn)行表面處理，重新復(fù)驗(yàn)合格后方可使用。鐵