鐵路橋梁高強度螺栓施工

鐵路橋梁高強度螺栓施工摘要：高強度螺栓的施擰是決定鋼橋拼裝質(zhì)量和施工進度的關(guān)鍵，通過控制高強度螺栓的進場檢查驗收，采用扭矩法施工和緊緊圍繞法檢查，使高強度螺栓預拉力到達設(shè)計規(guī)定，從而有效的控制了高強度螺栓的施擰質(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世紀60年代，我國在鐵路鋼橋建設(shè)中采用了栓焊技術(shù)，高強度螺栓開始用于鐵路鋼橋的工地拼裝連接。伴隨鋼橋設(shè)計、制造及施工技術(shù)的進步和高強度螺栓產(chǎn)品質(zhì)量的提高，高強度螺栓連接已成為目前我國大跨度鋼橋的重要連接方式。高強度螺栓連接按設(shè)計和傳力規(guī)定的不一樣可分為摩擦型連接和承壓型連接，摩擦型高強度螺栓連接是目前我國廣泛采用的形式，摩擦型連接是運用高強度螺栓的預拉力，使連接的板層間產(chǎn)生抗滑力（摩擦力）來承受和傳遞外力，并以摩擦力剛被克服，板件間有相對滑動趨勢為連接的承載能力極限狀態(tài)。對于采用高強度螺栓連接的鋼橋，怎樣控制高強度螺栓的施工，是鋼橋架設(shè)的關(guān)鍵。高強度螺栓的檢查驗收1.查看包裝包裝箱應牢固、防潮。箱內(nèi)應按連接副的組合包裝，不一樣批號的連接副不得混裝。每箱質(zhì)量不得超過40㎏。包裝箱內(nèi)得分裝措施可由制造廠選擇。包裝箱外應有制造廠、產(chǎn)品名稱、原則號、批號、規(guī)格、數(shù)量、毛重等明顯標識。2.查看廠家提供的以批為單位的產(chǎn)品質(zhì)量檢查匯報及出廠合格證。出廠檢查應按批進行。同一性能等級、材料、爐號、螺紋規(guī)格、長度（當螺栓長度≤100㎜時，長度相差≤15㎜，螺栓長度＞100㎜時，長度相差≤20㎜，可視為同一長度）、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺栓為同批。同一性能等級、材料、爐號、螺紋規(guī)格、機械加工、熱處理工藝、表面處理工藝的螺母為同批。同一性能等級、材料、爐號、規(guī)格、機械加工、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。對保證扭矩系數(shù)供貨的螺栓連接副最大批量為3000套。3.進行高強度螺栓質(zhì)量復驗（1）外觀檢查對螺桿、螺母、墊圈表面有無裂紋、銹蝕、脫碳檢查。（2）型式尺寸、形位公差檢查檢查項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）機械性能試驗a.螺栓的楔負荷試驗：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：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：重要是檢查螺栓的強度與否滿足規(guī)范規(guī)定。d.螺桿、螺母、墊圈的硬度試驗。（4）高強度螺栓扭矩系數(shù)試驗每批隨機抽取8套，8套連接副的扭矩系數(shù)平均值應在0.110～0.150之間,原則偏差應≤0.010.高強度螺栓施工國內(nèi)鋼橋連接重要采用高強度螺栓的摩擦連接。摩擦連接是通過板件間的抗滑力來傳遞剪力。板件間的抗滑力是由接觸面的粗糙度（抗滑移系數(shù)）和高強度螺栓的預緊力來實現(xiàn)的，不過，在實際使用中，高強度螺栓的預緊力除在試驗室可以測量外，在施工現(xiàn)場一般是不易直觀測量的，其預緊力重要是通過控制扭矩或控制轉(zhuǎn)角的手段來到達。因此，當設(shè)計確定了預緊力之后，高強度螺栓施工時采用何種控制措施，怎樣規(guī)定擰緊扭矩的指標，則成為關(guān)鍵問題。高強度螺栓施工措施、施擰扭矩確實定高強度螺栓的施工措施有兩種：一種是扭矩法施工，目前在我國鋼橋的施工中廣泛采用。另一種是轉(zhuǎn)角法施工，目前在實際應用中比較少見，本文不作簡介。扭矩法是根據(jù)批量高強度螺栓的扭矩系數(shù)平均值，綜合考慮環(huán)境、氣候等原因制定對應的施擰扭矩，用于施擰該批高強度螺栓的措施。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，因此在施擰前應進行一系列工藝試驗來消除這些原因的影響。扭矩法的工藝試驗項目有：（1）扭矩系數(shù)試驗；（2）溫度、濕度對扭矩系數(shù)的影響試驗；（3）施工預拉力及其損失試驗；（4）緊緊圍繞、松扣、復位檢查試驗；（5）施擰時屈服軸力試驗；（6）施擰時破壞軸力試驗；（7）施擰工具標定措施試驗；（8）群栓試驗。每批高強度螺栓連接副的終擰扭矩應由下式確定式中：——終擰扭矩（Nm）——高強度螺栓連接副的扭矩系數(shù)平均值——高強度螺栓的施工預拉力（kN）,高強度螺栓的施工預拉力為設(shè)計預拉力的1.1倍?！邚姸嚷菟ǖ墓Q直徑（㎜）扭矩法施工的重要條件：一是高強度螺栓扭矩系數(shù)穩(wěn)定，二是施擰工具的施擰扭矩精確。但實際狀況是扭矩系數(shù)受溫度、濕度的影響很大，當環(huán)境溫度、濕度發(fā)生變化時，高強度螺栓的扭矩系數(shù)會隨之發(fā)生變化。因此在施工過程中，當施工現(xiàn)場環(huán)境條件發(fā)生變化時，必須及時、精確的調(diào)整施擰扭矩，才能一直保證所施擰高強度螺栓的終擰預拉力滿足設(shè)計規(guī)定。高強度螺栓的施工控制電動扳手的標定和管理高強度螺栓施擰用的電動扳手采用扭矩、軸力儀標定。標定期用5套當日上橋用的高強度螺栓進行標定，取其扭矩平均值。施擰扳手標定次數(shù)為每班上班前和下班后各一次。標定誤差規(guī)定為上班前標定不得不小于規(guī)定值的±3%，下班后標定不得不小于規(guī)定值的±5%。若下班后標定誤差不小于±5%，應對該扳手當班施擰的所有螺栓進行檢查。每天標定的扳手應有標定記錄及其施擰部位的記錄，初擰和終擰扳手應進行編號并固定配套使用。在施擰過程中，應配置專用電源和穩(wěn)壓器，以保證施工電壓的穩(wěn)定。高強度螺栓初擰、終擰施工控制高強度螺栓按初擰、終擰兩道工序進行。在支架上拼裝鋼桁梁時，可采用25%的沖釘替代高強度螺栓使用，鋼梁懸臂拼裝時，主桁桿件應采用50%的沖釘，其他桿件采用30%的沖釘替代高強度螺栓，高強度螺栓所有初擰后，再將沖釘所有換成高強度螺栓并初擰，最終所有終擰。施擰應從節(jié)點剛度大的部位向不受約束的邊緣方向進行，對大節(jié)點則應從節(jié)點中央沿桿件向四面進行。施擰時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)件上畫一直線作為標識，便于終擰檢查螺母轉(zhuǎn)角及墊圈、螺桿有無轉(zhuǎn)動。橋上當日穿入節(jié)點板中的高強度螺栓必須當日初擰或終擰完畢，終擰扭矩檢查應在4h后來，24h以內(nèi)進行。終擰檢查合格后，外漏部分應立即涂裝，板層縫隙應用膩子填縫。雨天，大霧天氣時不得進行施擰作業(yè)。（3）高強度螺栓的檢查措施、檢查扭矩確實定采用轉(zhuǎn)角法施工的高強賭螺栓是采用角度測量法檢查的，本文不作簡介。采用扭矩法施工的高強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度螺栓終擰后，先在螺母、墊圈上畫一細直線，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)動時的扭矩值，該值即為該螺栓連接副的實際扭矩值。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確定，并在測定緊緊圍繞檢查扭矩時，應確認高強度螺栓的預拉應力的誤差在設(shè)計預拉力的±2%范圍內(nèi)。另一種高強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，使兩線重疊測得此時的扭矩即為該螺栓的實際扭矩，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算式為：式中：——檢查扭矩（Nm）——高強度螺栓連接副的扭矩系數(shù)平均值——高強度螺栓的設(shè)計預拉力（kN）——高強度螺栓的公稱直徑（㎜）從兩種措施的對比試驗成果看，緊緊圍繞法具有易于操作，省時省力，檢查扭矩精確等長處。國內(nèi)大型橋梁高強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先檢查螺栓組有無漏擰（檢查初凝劃線在終擰后螺母的轉(zhuǎn)動角度或用0.3㎏的小錘敲擊法檢查），螺母和墊片有無裝反的現(xiàn)象。然后檢查板縫與否符合規(guī)范，這兩項檢查均合格后再進行終擰扭矩檢查。高強度螺栓的工地管理（1）工地上應建立原則的高強度螺栓庫，作好防潮、防塵工作。寄存時應按規(guī)格、批號分類寄存。建立明細庫存表和發(fā)放登記表。（2）當班施擰按實際需用規(guī)格領(lǐng)取高強度螺栓，不容許高強度螺栓在橋上裸露過夜。對于表面狀況發(fā)生變化的高強度螺栓應送回原廠進行表面處理，重新復驗合格后方可使用。鐵